ДРОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ ОКОННОГО СТЕКЛА
CRUSHING APPARATUS FOR CRUSHING WINDOW GLASS

Настоящее изобретение относится к устройству, предназначенному для дробления стекол старых окон, соответствующему способу дробления, а также к раздробленному стеклу, полученному этим способом.
В настоящее время повторная переработка использованных оконных стекол является задачей первостепенной важности, поскольку ее решение подразумевает сокращение затрат на исходные стеклуемые материалы и уменьшение влияния на окружающую среду при производстве новых оконных стекол. Для такой повторной переработки требуется отделение стекол окон от рамы.
Из предшествующего уровня техники, а именно, из документа ЕР 0618011, известны устройства дробления стекла, предназначенные для этой цели, которые включают конвейер для транспортировки плашмя старых окон и узел дробления, находящийся над конвейером и предназначенный для дробления стекла во время его перемещения на конвейере. Более конкретно, как показано на фиг. 1, которая относится к документу ЕР 0618011, в части конвейера, над которой находится узел дробления, имеются отверстия, сквозь которые раздробленное стекло падает с конвейера и накапливается в баке, расположенном под узлом дробления. Рама окна продолжает перемещаться на конвейере до его конца, где находится место сбора рам.
Такому узлу дробления свойственно множество недостатков. Прежде всего, для его применения необходим конвейер, конструкция которого специально приспособлена для прохождения раздробленного стекла сквозь конвейер и накопления в соответствующем баке, расположенном под конвейером. Таким образом, это техническое решение исключает возможность использования непрерывной конвейерной ленты и предусматривает применение двух бесконечных параллельных цепей, разделенных сцепками и соединенных с устройством захвата рамы использованого окна. Необходимость такой адаптации затрудняет производство, обслуживание и замену конвейера. Кроме этого, при применении такого устройства нужно, чтобы под дробильным устройством находился бак для сбора стекла, что накладывает дополнительные ограничения на выбор размеров и расположение сборного бака. Наклонное расположение конвейера позволяет сэкономить место под дробильным устройством и, следовательно, разместить сборный бак для стекла большего размера.
Изобретение направлено на преодоление описанных выше недостатков. Более конкретно, по меньшей мере, в одном варианте осуществления предлагаемое техническое решение относится к дробильному устройству, предназначенному для дробления стекла старых окон и включающему, по меньшей мере:
- конвейер, предназначенный для перемещения указанного окна в направлении продольной оси,
- узел дробления, предназначенный для дробления стекла указанного окна во время его перемещения на указанном конвейере,
при этом, указанное устройство отличается тем, что:
- указанный конвейер включает конвейерную ленту,
- указанное устройство включает устройство селективного отделения рамы указанного окна, расположенное на заданном расстоянии от переднего конца конвейера.
В контексте настоящего описания дробильное устройство, соответствующее изобретению, предназначено для дробления стекла старого окна с тем, чтобы отделить стекло от рамы окна с целью его повторной переработки. «Дробление стекла» означает действие разбивания, разделения на осколки, измельчения, получения стеклянного боя оконного стекла с целью его отделения от рамы или, другими словами, их разъединения, разобщения, механического разделения, демонтажа. В данном контексте передняя и задняя части устройства определены относительно продольной оси конвейера. Конвейер определяется как механическое устройство, предназначенное для перемещения плашмя старого окна от заднего конца к переднему концу устройства. Такой конвейер, предпочтительно, может представлять собой ленту или ремень.
Изобретение основано на новом изобретательском замысле, состоящем в использовании устройства селективного отделения рамы на заданном расстоянии от передней части конвейера, в частности, у его переднего конца. Согласно альтернативным вариантам осуществления, устройство селективного отделения рамы может быть или не быть механически соединено с конвейером. Под термином «селективное отделение» понимается любое действие, позволяющее производить сбор, извлечение, отделение рамы с целью ее пространственного удаления от осколков раздробленного стекла, накопившихся на конвейерной ленте.
На практике подлежащее дроблению использованное окно размещают, например, это делает оператор, плашмя на конвейерной ленте и направляют к узлу дробления, на уровне которого оконное стекло отделяют от рамы. После этой стадии дробления стеклянный бой и рама остаются на конвейерной ленте и направляются к переднему концу конвейера. И именно на уровне переднего конца конвейера происходит отделение раздробленного стекла от рамы. С одной стороны, осколки стекла выбрасываются на переднем конце ленты согласно углу, зависящему, по меньшей мере, от наклона конвейера и скорости конвейера. Осколки стекла затем могут быть собраны в соответствующем баке. В отличие от стеклянного боя, «головная часть» оконной рамы, то есть, самая передняя по ходу перемещения на конвейерной ленте часть, продолжает движение за конвейерную ленту согласно направлению перемещения все время, пока с лентой контактирует часть рамы, достаточная для удерживания рамы на ленте. В отсутствие препятствий рама начинает падать по траектории, зависящей, по меньшей мере, от наклона конвейера, скорости конвейера, геометрии рамы и ее жесткости. Эти параметры, как правило, известны оператору, и он может выполнить оценку траектории падения рамы.
Согласно изобретению, устройство извлечения рамы расположено на некотором заданном расстоянии перед передним концом конвейера. Это расстояние задают, предпочтительно, эмпирически или вычисляют в соответствии с оценкой траектории падения рамы так, что во время падения рама входит в поле действия данного устройства, которое выполняет ее селективное извлечение и, таким образом, пространственное удаление от раздробленного стекла.
Устройству селективного отделения рамы свойственно преимущество, заключающееся в том, что оно может быть адаптировано к любому типу устройства конвейерной транспортировки плашмя старого окна. В частности, использование такого устройства отделения позволяет избавиться от необходимости адаптации конвейера так, чтобы раздробленное стекло проходило сквозь конвейер, и от сбора стекла в баке, расположенном под конвейером. Так, устройство селективного отделения рамы может быть размещено на конвейере, оборудованном непрерывной конвейерной лентой, конструкция которого не ограничивается особым выбором размеров и размещением сборного бака. Таким образом, устройство селективного отделения и конвейер могут быть заменены независимо друг от друга.
Следовательно, дробильное устройство, соответствующее изобретению, позволяет селективно отделять раму старого окна с использованием надежного конвейера простой конструкции, который несложно изготавливать и/или заменять.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, указанное устройство селективного отделения рамы включает, по меньшей мере, один вращающийся цилиндр, предназначенный для приема и увлечения вперед указанной рамы.
Такой вращающийся цилиндр пригоден для приема указанной рамы, так как он расположен ниже траектории рамы, и во время своего продвижения рама опускается на цилиндр и увлекается им вперед благодаря вращению. Осколки стекла, образовавшиеся при дроблении стекла старого окна, падают в пространство между передним концом конвейера и вращающимся цилиндром.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, указанный вращающийся цилиндр и/или конвейерная лента покрыты, по меньшей мере частично, захватывающим покрытием.
Применение такого покрытия позволяет увеличить сцепление с рамой и, таким образом, облегчить ее увлечение вперед.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, указанный конвейер наклонен относительно горизонтали на угол наклона, составляющий от 1° до 30°, предпочтительно, от 3° до 15°, более предпочтительно, от 7° до 10°.
Применение наклонного конвейера позволяет изменить траекторию рамы. Таким образом, можно еще больше поднять устройство селективного отделения рамы и/или отдалить его от переднего конца конвейера. Нужно отметить, что при применении угла наклона более 30° повышается риск возвратного движения стеклянного боя под действием силы тяжести.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, высота указанного вращающегося цилиндра меньше или равна высоте переднего конца конвейера.
При таком относительном расположении вращающегося цилиндра можно ограничить риск того, что «головная часть» рамы будет ударяться об него во время падения.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, относительное расположение указанного вращающегося цилиндра относительно указанного конвейера является регулируемым.
Таким образом, возможно регулирование относительного расположения вращающегося цилиндра в зависимости от параметров обрабатываемых старых окон, в частности, в зависимости от размера стеклянного боя и/или кусков рам, поступающих для сбрасывания в переднюю часть конвейера.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, поверхность указанного вращающегося цилиндра и/или поверхность указанной конвейерной ленты являются ребристыми.
Применение ребер на поверхности конвейерной ленты позволяет ограничить зоны контакта ленты со старым окном, при этом, силы противодействия ленты, возникающие в момент удара, концентрируются только на уровне этих зон.
После дробления раздробленное стекло собирается на дне ребер, тогда как рама по-прежнему опирается на гребни ребер. Таким образом, применение ребристой конвейерной ленты вносит вклад в отделение рамы от стеклянного боя после дробления.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, максимальная величина промежутка между поверхностью конвейерной ленты и поверхностью вращающегося цилиндра больше или равна 30 мм.
В контексте настоящего описания величины промежутка между двумя поверхностями учитывают возможный рельеф поверхности каждой из них. Например, в том случае, когда каждая из этих поверхностей является ребристой, минимальная величина промежутка соответствует расстоянию между гребнями ребер, когда они лежат на одной прямой. Напротив, максимальная величина промежутка соответствует расстоянию между соответствующими углублениями на каждой из поверхностей, когда они лежат на одной прямой.
Выдерживание максимальной величины промежутка между поверхностью конвейерной ленты и поверхностью вращающегося цилиндра большей 30 мм позволяет ограничить риск того, что осколки стекла будут попадать на вращающийся цилиндр. Так, эта максимальная величина промежутка выбрана так, что она превышает максимальный приблизительно оцениваемый размер осколка стекла. Таким образом, все раздробленное стекло, которое накапливается в углублениях ребер, собирают между передним концом конвейера и вращающимся цилиндром.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, минимальная величина промежутка между поверхностью конвейерной ленты и поверхностью вращающегося цилиндра меньше или равна 50 мм, предпочтительно, меньше или равна 30 мм.
Выдерживание минимальной величины промежутка между поверхностью конвейерной ленты и поверхностью вращающегося цилиндра меньшей 30 мм позволяет ограничить риск того, что часть рамы упадет между передней частью конвейера и вращающимся цилиндром. Так, эта минимальная величина промежутка выбрана так, что она превышает минимальный приблизительно оцениваемый размер части разбитой рамы. Таким образом, рама, опирающаяся на гребни ребер, действительно захватывается вращающимся цилиндром.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, дробильное устройство включает расположенную перед вращающимся цилиндром наклонную плоскость с обратным уклоном.
На практике рама разбитого окна таким образом подается вращающимся цилиндром на наклонную плоскость, после чего поступает в соответствующий сборный бак. Применение наклонной плоскости позволяет ограничить риск случайного обратного перемещения и попадания рамы в сборный бак, предназначенный для стеклянного боя.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, дробильное устройство включает множество вращающихся цилиндров, предназначенных для приема и увлечения вперед указанной рамы.
Таким образом, возможно перемещение оконной рамы вперед, при этом, оставляя возможность для того, чтобы возможные осколки стекла падали в пространство между последовательными вращающимися цилиндрами.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, узел дробления включает барабан, размещенный над указанным конвейером так, что его ось вращения поперечна указанной продольной оси, при этом, указанный барабан соединен, по меньшей мере, одной цепью с ударным узлом, включающим, по меньшей мере, одну ударную головку, предназначенную для нанесения удара по конвейеру при каждом обороте указанного барабана.
В контексте настоящего описания цепь представляет собой последовательность металлических колец, сцепленных друг с другом. «Барабан» означает деревянный или металлический цилиндр, на который наматывается эта цепь. Барабан предназначен для вращения, то есть, кругового движения вокруг своей оси вращения. Глагол «соединять» следует интерпретировать в механическом смысле, в качестве альтернативы, он может относиться к непосредственному или косвенному соединению.
На практике барабан узла дробления приводят во вращение, предпочтительно, при помощи двигателя вокруг оси вращения, поперечной продольной оси конвейера, или, другими словами, направления его продвижения вперед. При каждом повороте барабана, по меньшей мере, одна ударная головка сначала переходит в положения нависания над конвейером, после чего ударяет по конвейерной ленте под действием силы тяжести.
Таким образом, узел дробления специально предназначен для дробления стекла старого окна, расположенного плашмя на поверхности конвейера.
Гибкость цепи позволяет уменьшить механические усилия в местах прикрепления цепи к барабану, с одной стороны, и к узлу дробления, с другой стороны. Кроме этого, такая цепь не препятствует вертикальному ускорению каждой ударной головки в момент ее падения, благодаря чему достигается максимальная сила удара головки по стеклу и, следовательно, достаточное дробление стекла. Кроме этого, нужно отметить, что приведение ударного узла в рабочее положение намного проще, принимая во внимание благоприятное распределение веса ударного узла и цепи по всей поверхности контакта с барабаном.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления, указанный ударный узел включает множество ударных головок, размещенных в поперечном направлении.
Одновременное соударение множества головок со стеклом обеспечивает максимальную одновременную силу удара, распределенную по большой поверхности стекла. Таким образом, возможно эффективное раздробление стекла старого окна на множество осколков. Следовательно, последующее отделение стеклянного боя от рамы упрощается.
Изобретение также относится к способу дробления оконного стекла, отличающемуся применением дробильного устройства, предназначенного для дробления стекла старого окна, при этом, указанное устройство включает, по меньшей мере:
- конвейер, предназначенный для перемещения плашмя указанного окна в направлении продольной оси,
- узел дробления, предназначенный для дробления стекла указанного окна во время его перемещения на указанном конвейере, и в котором:
- указанный конвейер включает конвейерную ленту,
- указанное устройство включает устройство селективного отделения рамы указанного окна, расположенное на заданном расстоянии от переднего конца конвейера.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, скорость перемещения рамы окна на переднем конце конвейера меньше или равна окружной скорости вращения указанного, по меньшей мере, одного вращающегося цилиндра.
В данном контексте «окружная скорость вращения» соответствует скорости вращения вращающегося цилиндра на уровне крайней точки его максимального радиуса. Выдерживание положительного отношения окружной скорости указанного вращающегося цилиндра к скорости движения конвейера позволяет облегчить увлечение вперед рамы вращающимся цилиндром.
Согласно одному из конкретных вариантов осуществления изобретения, приводное зубчатое колесо вращающегося цилиндра соединено ремнем с зубчатым колесом, расположенным на боковой поверхности направляющего ролика конвейера. Таким образом, зубчатое колесо конвейера приводит в движение зубчатое колесо вращающегося цилиндра, при этом, соотношение их скоростей изменяется в зависимости от соответствующих диаметров и числа зубцов каждого из зубчатых колес.
Изобретение также относится к раздробленному стеклу, получаемому способом дробления.
Другие отличительные особенности и преимущества изобретения станут понятны по прочтении последующего описания конкретных вариантов его осуществления, приведенных в качестве простых пояснительных примеров, не имеющих ограничительного характера, и из фигур, на которых:
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в сечении дробильного устройства известного уровня техники;
Фиг. 2 и 3 представляют собой схематичный вид в сечении дробильного устройства, соответствующего первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 4 и 5 представляют собой схематичный вид в сечении дробильного устройства, соответствующего второму варианту осуществления изобретения.
Различные элементы, показанные на фигурах, не обязательно представлены в реальном масштабе, при этом, акцент сделан на том, чтобы отобразить общий принцип функционирования изобретения.
На разных фигурах, если не указано иное, одинаковыми номерами позиций обозначены подобные или идентичные элементы.
Фиг. 2 и 3 представляют собой схематичный вид в сечении дробильного устройства, соответствующего первому варианту осуществления изобретения. Такое дробильное устройство 1 предназначено для дробления стекла 2b использованного окна 2 и включает:
- конвейер 3, оборудованный конвейерной лентой, пригодной для транспортировки плашмя окна 2 в направлении продольной оси L, и
- узел 4 дробления, расположенный над конвейером 3 и предназначенный для дробления стекла окна 2 во время его перемещения на конвейере 3.
Конвейер 3 наклонен относительно горизонтали на угол наклона α, равный 8°.
Дробильное устройство 1 включает вращающийся цилиндр 8а, расположенный на той же высоте Н и на расстоянии Dmax, равном 45 мм, от переднего конца конвейера 3. Вращающийся цилиндр 8а предназначен для приема и увлечения вперед рамы 2а, а следовательно, для селективного отделения рамы 2а от стеклянного боя 2b.
Преимущественно, вращающийся цилиндр 8а и конвейерная лента 3а покрыты захватывающим покрытием, которое позволяет увеличить сцепление с рамой и, таким образом, облегчить ее увлечение вперед.
1
2
1
Согласно вариантам осуществления изобретения, показанным на фиг. 2 и 4, узел 4 дробления включает барабан 5, расположенный над конвейером 3 так, что ось R вращения поперечна продольной оси L. Барабан 5 соединен с двумя ударными узлами (7, 7) двумя группами цепей 6ау, при этом, каждый ударный узел 7 включает множество ударных головок (7а1, 7а2, …, 7аz), предназначенных для нанесения удара по конвейеру 3 при каждом повороте барабана 5. В каждом ударном узле 7 ударные головки (7а1, 7а2, …, 7аz) расположены вдоль поперечного направления Rz. Для ясности изображения и принимая во внимание, что фиг. 2 является схематичным видом в сечении, выполненным в плоскости, перпендикулярной указанному поперечному направлению, для ударного узла 7 показана только одна цепь 6ау и одна ударная головка 7аz.
На практике использованное (старое) окно 2 сначала помещают на конвейерную ленту 3а в задней части устройства 1. Затем старое окно 2 на конвейере 3 перемещается до уровня узла 4 дробления, то есть, примерно под барабан 5. Барабан 5 приводится во вращение, предпочтительно, при помощи двигателя вокруг оси R вращения, поперечной продольной оси L конвейера 3 или, другими словами, направлению его поступательного движения. Это направление поступательного движения показано на фиг. 2 пунктирной стрелкой.
Согласно конкретным вариантам осуществления изобретения, показанным на фиг. 2-5, барабан 5 и средства протягивания конвейера 3 приводятся во вращение в противоположных направлениях, при этом, каждое из этих направлений показано пунктирными стрелками. Так, при каждом обороте барабана 5, по меньшей мере, одна ударная головка 7аz сначала поднимается над конвейером 3, а затем ударяет по конвейерной ленте 3а под действием силы тяжести. Таким образом, во время дробления стекло 2а старого окна 2 отделяется от рамы 2b.
После стадии дробления рама 2а и стеклянный бой 2b остаются на конвейерной ленте 3а и перемещаются к переднему концу конвейера 3, как показано на фиг. 2.
На уровне переднего конца конвейера осуществляется пространственное разделение раздробленного стекла 2b и рамы 2а. С одной стороны, осколки стекла 2b сбрасываются с переднего конца ленты согласно углу, зависящему, по меньшей мере, от наклона конвейера 3 и его скорости. После этого осколки стекла 2b могут быть собраны в соответствующем баке (не показан).
В отличие от стеклянного боя 2b, «головная часть» рамы 2а продолжает движение за конвейерную ленту 3а согласно направлению перемещения все время, пока с лентой 3а контактирует часть рамы 2а, достаточная для удерживания рамы на ленте. Затем рама 2а начинает падать по траектории, зависящей, по меньшей мере, от наклона конвейера 3, его скорости, геометрии рамы 2а и ее жесткости. Эти параметры, как правило, известны оператору, и он может выполнить оценку траектории падения рамы 2а.
Как показано на фиг. 3, вращающийся цилиндр 8 расположен ниже траектории рамы 2а, поэтому во время своего движения вперед рама 2а перемещается на цилиндр 8 и увлекается им вперед вследствие вращения, как показано на фиг. 3 пунктирными стрелками, чтобы затем поступить в соответствующий сборный бак для рам (не показан). Стеклянный бой 2b, образовавшийся при дроблении стекла старого окна 2, падает в пространство между передним концом конвейера 3 и вращающимся цилиндром 8.
Преимущественно, скорость перемещения рамы 2а окна на уровне переднего конца конвейера 3 меньше или равна окружной скорости вращения вращающегося цилиндра 8а.
Следовательно, данное дробильное устройство позволяет селективно отделять раму 2а старого окна 2 с использованием надежного конвейера простой конструкции, который несложно изготавливать и/или заменять, что позволяет упростить протягивание вперед рамы 2а вращающимся цилиндром 8.
Фиг. 4 и 5 представляют собой схематичный вид в сечении дробильного устройства 1, соответствующего второму варианту осуществления изобретения, который отличается от первого тем, что конвейерная лента 3а имеет ребра с высотой гребня 25 мм.
При той же максимальной величине Dmax промежутка между поверхностью конвейерной ленты 3а и поверхностью вращающегося цилиндра 8а, то есть, 45 мм, можно вычислить минимальную величину Dmin промежутка между этими поверхностями, то есть, расстояние до гребней ребер поверхности вращающегося цилиндра 8, которое равно 20 мм.
После стадии дробления раздробленное стекло 2b собирается на дне ребер, тогда как рама 2а по-прежнему опирается на гребни ребер, как показано на фиг. 4 и 5.
Достигнув переднего конца конвейера 3, рама 2а, опираясь на ребра, продолжает движение, тогда как стеклянный бой 2b, накопившийся в углублениях ребер, падает между конвейером 3 и вращающимся цилиндром 8. Благодаря использованию ребрами, на траектории движения рамы 2а и стеклянного боя 2b лежит не одинаковый промежуток между конвейером 3 и вращающимся цилиндром 8. Так, промежуток на траектории движения стеклянного боя 2b равен 45 мм, благодаря чему может быть уменьшен риск попадания стеклянного боя 2b на вращающийся цилиндр 8. Напротив, промежуток на траектории движения рамы 2а равен 20 мм, благодаря чему может быть уменьшен риск того, что часть рамы 2а упадет между передним концом конвейера 3 и вращающимся цилиндром 8. Таким образом, рама 2а эффективным образом захватывается вращающимся цилиндром 8 и пространственно удаляется от стеклянного боя 2b.