КОНТЕЙНЕР И ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП, УСТАНОВКА С ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЭТИХ ЛАМП

Полезные модели относятся к технике для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно отработанных люминесцентных ламп и могут быть использованы как на предприятиях, эксплуатирующих эти лампы в больших количествах и осуществляющих их сбор, хранение, транспортирование и обезвреживание, так и предприятиями, занимающимся только их утилизацией.
Существует множество предприятий, имеющих производственные помещения, в которых для освещения используют большое количество люминесцентных ламп, которые периодически по мере их старения и потере потребительских свойств необходимо менять на новые.
Обычно эти лампы снимают и складируют с соблюдением всех требуемых мер предосторожности. В последующем они передаются на переработку, предусматривающую их обезвреживание как источников возможного загрязнения окружающей среды ртутью и его соединениями.
В этих случаях требуются специально оборудованные площади и емкости для временного хранения люминесцентных ламп, что создает для предприятия проблему.
Хранение и накопление малых ламп партий ртутьсодержащих ламп производят обычно во вспомогательном помещении в металлическом герметичном контейнере в количестве не более 5000 шт.
Загрузка отработанных люминесцентных ламп в установки для обезвреживания связана с необходимостью предотвращения утечки паров ртути, выделяющихся при нарушении их герметичности, а особенно в случае,
когда эти лампы в силу разных причин находятся в поврежденном состоянии или полностью разбиты.
Известна емкость для размещения люминесцентных ламп, содержащая корпус, длина которого допускает размещение в нем всей лампы, при этом один конец корпуса выполнен закрытым, другой - снабжен съемной крышкой, а в корпусе выполнено вентиляционное отверстие. (Патент США №4662535, кл. B65D51/16, 1985 г.).
Корпус выполнен достаточно легким для возможности его свободной переноски и достаточно прочным для предупреждения его повреждения при ударе о твердый объект, а наличие вентиляционного отверстия обеспечивает проход воздуха для уменьшения в нем вакуума, которое может возникнуть при разрушении лампы в емкости.
Недостатком является малая вместимость емкости и ограниченность возможности ее использования.
Известен контейнер для люминесцентных ламп, взятый за прототип, содержащий цилиндрический корпус с крышкой в виде фланца с кольцевым уплотнителем (Патент РФ на полезную модель №0031570 кл. B65G 53/46, BG5D 90/62, 21.04.2003).
Этот контейнер может быть использован для предварительной загрузки в него люминесцентных ламп, хранения в нем, промежуточного транспортирования и собственно разгрузки ламп в качестве съемного затвора, но недостаточно герметичен в случае размещения в нем разбитых ламп.
Известно загрузочное устройство для отработанных люминесцентных ламп в дробилку, выполненное в виде наклонного патрубка, подключенного к крышке дробилки и снабженного в своей разгрузочной части отсасывающим патрубком, через который производят отсос паров ртути для
обработки их в фильтре с целью удаления этих паров из воздуха (Заявка РСТ №83/01396, кл. В02С 19/12, B01D 59/50, 1983 г.).
Применение такого загрузочного устройства позволяет уменьшить содержание паров ртути в воздухе, но достигается это за счет использования дополнительного оборудования, что усложняет конструкцию устройства.
Известно загрузочное устройство преимущественно для отработанных люминесцентных ламп, выполненное в виде наклонного цилиндрического патрубка, имеющего заслонку со стороны входного отверстия и заслонку со стороны устройства для измельчения ламп, задерживающую поступление ламп к этому устройству, причем вторая заслонка выполнена с возможностью открывания только при закрытой первой заслонке (Заявка Японии №61-32068 В, кл. В02С 19/14, B01D 53/34, 1986 г.).
Это загрузочное устройство удобно при использовании непосредственно в помещении при условии подачи отработанных ламп поодиночке, но в условиях, когда требуется загрузка ламп в массовых количествах, она не может быть применена. При этом нельзя исключить загрязнение поверхностей и воздуха помещений при случайных повреждениях ламп.
Известно загрузочное устройство, преимущественно для люминесцентных ламп, содержащее корпус, выполненный в виде цилиндрического патрубка, размещенного под углом к горизонту, загрузочное и разгрузочное отверстия которого выполнены с возможностью перекрытия их проходных сечений, при этом разгрузочное отверстие патрубка снабжено затвором, содержащим две подпружиненные поворотные заслонки, каждая из которых выполнена с возможностью независимого перемещения относительно другой, а загрузочное отверстие патрубка снабжено затвором в виде цилиндрического стакана, выполненного с возможностью использования его в качестве контейнера для предварительной загрузки в него ламп, хранения в нем, промежуточного
транспортирования и собственно разгрузки ламп в патрубок с фиксацией его на загрузочном отверстии патрубка с одновременным перекрытием его проходного сечения в момент загрузки ламп, причем дно стакана снабжено заслонкой в виде фланца с кольцевым уплотнением, а диаметр фланца по меньшей мере превышает диаметр патрубка (Патент РФ на полезную модель №32419 кл. B65G 53/46, B65D 90/62, 21.04.2003).
Это загрузочное устройство, взятое за прототип, выполнено с затвором в виде цилиндрического стакана, который при его использовании из-за консольного размещения в цилиндрическом патрубке может смещать положение своей оси над углом к оси этого патрубка, что может привести к разгерметизации по периметру загрузочного отверстия патрубка.
Известно устройство для измельчения отработанных люминесцентных ламп, содержащее механизм для измельчения, бак для сбора измельченного материала и загрузочный патрубок, выполненный с заслонкой со стороны входного отверстия и с заслонкой со стороны механизма измельчения, задерживающей поступление ламп к механизму, причем вторая заслонка выполнена с возможностью открытия только при закрытой первой заслонке. (Заявка Японии №61-32068 В, кл. В02С 19\14, B01D 53\34, 1986 г.)
Это устройство является мобильным и предназначено для использования непосредственно в помещениях, где используют люминесцентные лампы, и поэтому имеет ограниченное применение из-за малой производительности и отсутствия системы улавливания паров ртути.
Известно устройство для дробления люминесцентных ламп, содержащее цилиндрический корпус, смонтированный на тележке, в верхней части которого размещена крышка с наклонным патрубком для загрузки ламп и отсасывающим патрубком, а нижней части, которого размещена выпускная воронка, сообщенная со съемным резервуаром, при этом цилиндрический корпус выполнен с измельчающими элементами, приводимые во вращение электродвигателем, а отсасывающий патрубок
соединен с фильтрующим патроном, съемно смонтированным снаружи корпуса перед вытяжным вентилятором. (Заявка РСТ №83\01396, кл. В02С 19\12, В01D 59\50, 1983 г.)
Это устройство предназначено для работы непосредственно на предприятии, имеет небольшую производительность и может при работе в помещении вызвать загрязнение его продуктами переработки, например при случайном разбивании люминесцентных ламп вне устройства, выходе из строя фильтрующего патрона и т.д.
Известна установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп, содержащая смеситель барабанного типа, снабженный перемешивающим устройством, крышкой с загрузочным устройством и выполненный с возможностью вращения в рабочем положении под углом к горизонту, перемещения его на транспортном шасси и подключенный к системе вытяжной вентиляции, при этом загрузочный патрубок устройства разделен крышкой на загрузочную и разгрузочную части, размещенные относительно крышки консольно, с торцами, снабженными затворами, выполненными с возможностью обеспечения поочередной и независимой друг от друга работы при загрузке смесителя, причем затвор на загрузочной части выполнен управляемым, а затвор на разгрузочной части самодействующим (Патент РФ на полезную модель №0032419, кл. В09В 3/00, 26.05.2003).
Эта установка позволяет исключить попадание паров ртути в атмосферу, но требует частого ремонта затвора на разгрузочной части, а также затрудняет процесс загрузки ламп, так как загрузка производится при вращении загрузочного устройства.
Задачей, на решение которой направлены заявляемые полезные модели, является обеспечение проведения процесса обезвреживания ртутьсодержащих отходов без загрязнения окружающей среды парами ртути за счет повышения степени герметичности.
Эта задача решается тем, что контейнер, преимущественно для отработанных люминесцентных ламп, содержащий цилиндрический корпус, один конец которого заглушен и снабжен фланцем с кольцевой наружной прокладкой, а другой - снабжен съемной крышкой, дополнительно снабжен фильтром, выполненным в виде диска, содержащем фланец с размещенными на нем перфорированной подложкой и адсорбентом, и прокладками, выполненными из адсорбента, и устанавливаемым внутри крышки.
Снабжение контейнера дополнительно фильтром позволяет повысить степень улавливания паров ртути, выделяющихся из поврежденных или разбитых ламп в случае их размещения в контейнере.
Выполнение фильтра в виде диска, содержащем фланец, обеспечивает условия его плотного примыкания к круглому отверстию контейнера.
Размещение на фланце перфорированной подложки исключает повреждение лампами слоя адсорбента, а размещение на этом фланце (и соответственно на подложке) адсорбента обеспечивает улавливание паров ртути из разбитых ламп.
Размещение на фланце и прокладок, выполненных из адсорбента, исключает проход паров ртути по периферии фильтра.
Установка фильтра внутри крышки обеспечивает условия для беспроблемного освобождения поперечного сечения корпуса в момент открывания этой крышки.
Для решения этой же задачи в загрузочном устройстве, преимущественно для люминесцентных ламп, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндрического патрубка, устанавливаемого под углом к горизонту, снабженного фланцем, размещенным снаружи корпуса и разделяющим патрубок на загрузочную и разгрузочную части, причем загрузочное отверстие патрубка выполнено с возможностью перекрытия его поперечного сечения съемным затвором, который выполнен в виде контейнера в соответствии с п.1, а фланец со стороны разгрузочной части
снабжен по его периметру отбортовкой с кольцевым элементом, выполненным в виде вкладыша подшипника скольжения.
Выполнение съемного затвора в соответствии с п.1 обеспечивает при использовании его в загрузочном устройстве все преимущества, перечисленные выше.
Снабжение фланца со стороны разгрузочной части по его периметру отбортовкой с кольцевым элементом обеспечивает условия для центрирования загрузочного устройства, а выполнение элемента в виде вкладыша подшипника скольжения дает возможность использовать загрузочное устройство в неподвижном состоянии относительно вращающегося смесителя, в котором его применяют.
Эта задача решается и тем, что в установке для обезвреживания ртутьсодержащих отходов, преимущественно люминесцентных ламп, содержащей загрузочное устройство, смеситель барабанного типа, выполненный с возможностью вращения в рабочем положении под углом к горизонту, перемещения его на транспортном шасси и подключения к системе вытяжной вентиляции, загрузочное устройство выполнено в соответствии с п.2, затвор на загрузочной части - в соответствии с п.1, а горловина смесителя, контактирующая с фланцем загрузочного устройства, выполнена с кольцевым уплотнением, при этом загрузочное устройство кинематически связано с порталом, снабженным средствами для манипулирования этим устройством и установленным независимо от смесителя.
Выполнение загрузочного устройства в соответствии с п.2, а затвора на загрузочной части в соответствии с п.1 обеспечивает при их использовании все преимущества, перечисленные выше.
Выполнение горловины смесителя, контактирующей с фланцем загрузочного устройства, с кольцевым уплотнителем, во-первых,
обеспечивает условие для герметизации кольцевой щели по периметру горловины, а во-вторых, обеспечивает возможность относительного скольжения контактных поверхностей горловины и загрузочного устройства относительно друг друга.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-6, при этом
на фиг.1 - показан контейнер, вид сбоку;
на фиг.2 - фильтр, вид сверху;
на фиг.3 - элементы фильтра, поперечный разрез;
на фиг.4 показано загрузочное устройство, общий вид;
на фиг.5 - установка, вид сбоку;
на фиг.6 - тоже, вид со стороны загрузочного устройства.
Контейнер содержит (фиг.1-3) цилиндрический корпус 1 с глухой верхней крышкой 2, выполненной в виде фланца с кольцевым наружным уплотнением 3 и со съемной крышкой 4 в донной части, выполненной с возможностью полной его герметизации при нахождении в нем ламп, с использованием фильтра 5, выполненного в виде диска, содержащем фланец 6 с размещением на нем перфорированной подложкой 7, адсорбентом 8 и прокладками 9, выполненными также из адсорбента.
Корпус может быть выполнен из тонколистовой оцинкованной стали, а уплотнение из плотной кислото - и щелочестойкой резины, то есть из материалов, устойчивых к агрессивным средам.
В качестве адсорбента может быть использовано эластичное углеродное нетканое полотно или углеродную многослойную ткань. Возможна пропитка этих материалов реагентами, способствующих усилению свойств адсорбента.
Контейнер предпочтительно выполнять с геометрическими размерами, позволяющими разместить в нем люминесцентные лампы от 5-10 до 20-25 штук.
Контейнеры могут быть снабжены средствами, облегчающими их транспортирование (переноску), в виде ручек, ремней, колесиков и т.д. Контейнер используют следующим образом.
Контейнер используется для загрузки в него партии ламп, хранения в течение некоторого времени, промежуточного транспортирования (доставки контейнера с лампами к месту загрузки), и собственно для загрузки ламп в смеситель. Такой контейнер может быть использован и в качестве дозаторов компонентов, используемых в процессе демеркуризации.
Предпочтительнее иметь комплект таких контейнеров для того, чтобы использовать одновременно все его функции.
Размещение ламп партиями в контейнере позволяет избежать боя ламп при загрузке. Контейнер заводится в загрузочное устройство и лампы попадают в емкость смесителя, где подвергаются измельчению.
Исключение же разрушения люминесцентных ламп вне емкости смесителя уменьшает возможность попадания паров ртути в атмосферу и металлической ртути на рабочую площадку.
Таким образом, применение этих контейнеров обеспечивает простоту, удобство и безопасность загрузочных работ.
Загрузочное устройство содержит (фиг.4) цилиндрический корпус 10 в виде патрубка.
Загрузочное устройство подключают к загружаемой емкости (на фиг. не показана) посредством крышки-фланца 11, с отбортовкой снаружи разделяющий патрубок на две части: загрузочную 12 и разгрузочную 13.
При этом загрузочная часть 12 размещена снаружи, а разгрузочная 13 - внутри загружаемой емкости, в которой производят обработку (демеркуризацию) отработанных люминесцентных ламп.
Загрузочное отверстие загрузочной части 12 может быть перекрыто или съемным или откидным затвором 14 или съемным затвором, выполненным в виде контейнера, рассмотренным ранее.
Фланец 11 со стороны разгрузочной части 13 снабжен по его периметру кольцевым элементом 15, выполненным в виде вкладыша подшипника скольжения.
Загрузочное устройство изготавливают исходя из его способности обеспечивать определенную производительность загрузки, при этом необходимо учитывать то обстоятельство, что в большинстве случаев можно использовать два варианта исполнения этого устройства: для загрузки одиночных люминесцентных ламп и для загрузки пакетов этих ламп, причем в последнем случае не исключается возможность загрузки ламп поодиночке.
Таким образом, даже если организация использует несколько типоразмеров установок, достаточно иметь как минимум два загрузочных устройства; одно из которых предназначено для загрузки одиночных ламп, а другое - для загрузки пакетов ламп, в том числе и с использованием контейнеров.
При этом совместимость загрузочных устройств с горловиной смесителя не является проблемой: для этого нужно фланец на загрузочном устройстве просто подогнать под размеры этой горловины.
Загрузочное устройство работает следующим образом.
Перед загрузкой люминесцентных ламп их предварительно размещают в контейнере по несколько штук. В этом случае контейнер является средством, позволяющим использовать его для загрузки в него партии ламп, их хранения в течение некоторого времени, промежуточного транспортирования (доставки контейнера с лампами к месту загрузки). Эти контейнеры могут быть использованы и в качестве дозаторов компонентов, используемых в процессе демеркуризации.
Загрузку люминесцентных ламп непосредственно в загрузочное устройство производят введением контейнера внутрь патрубка 12 до контакта фланца 2 контейнера (на фиг. не показано) с торцом патрубка 12, при этом кольцевое уплотнение 3 полностью и герметично перекрывает кольцевое пространство между стенками патрубка и контейнера, а люминесцентные лампы благодаря наличию уклона у патрубка и контактного взаимодействия (толчка) между контейнером и патрубком выходят из контейнера и попадают внутрь корпуса емкости.
После этого вынимают пустой контейнер из патрубка и вводят в последний этот же контейнер с новой партией ламп или же предварительно заполненный лампами другой контейнер.
Таким образом, применение заявляемого загрузочного устройства обеспечивает безопасное ведение процесса демеркуризации и исключение попадания пыли и паров ртути в атмосферу за счет полной герметизации смесителя.
Установка для обезвреживания ртутьсодержащих отходов содержит (фиг.5) размещенный на транспортном шасси (на фиг. не показано) смеситель 16 в виде барабана, связанным с приводом вращения.
В загрузочную горловину 17 смесителя может быть установлена крышка в виде фланца 11, с загрузочным устройством в виде цилиндрического корпуса 10, загрузочная часть 12 которого размещена снаружи смесителя 16 и снабжена затвором 14, а разгрузочная часть 13 которого большей длины консольно размещена внутри смесителя.
Горловина 17 смесителя, которая в процессе его загрузки входит в контакт с фланцем 11 загрузочного устройства, выполнена с кольцевым уплотнением 18 по периметру горловины.
Установка также содержит портал 19, П - образную конструкцию, являющуюся опорной частью для загрузочного устройства и средств манипулирования этим устройством.
Портал 19 кинематически связан с загрузочным устройством через различные захваты и связи, которые позволяют снять загрузочное устройство с горловины 17 смесителя, изменить положение устройства в пространстве относительно смесителя (захватить, повернуть его или зафиксировать его в холостом состоянии).
Управление работой этих средств (приспособлений) можно осуществлять с использованием механического, гидравлического и электрического приводов.
Портал установлен независимо от смесителя, т.е. его опорные стойки размещают или на транспортном шасси или непосредственно на любой поверхности жестко.
Для обеспечения удобных условий работы для оператора, осуществляющего загрузку люминесцентных ламп в барабан, транспортное шасси с его загрузочной стороны может быть снабжено загрузочной площадкой, которая для удобства проведения работ по загрузке может быть выполнена с возможностью перемещения ее по вертикали, сборно-разборной, а в последнем случае и откидной.
Крышка - фланец 11 может быть выполнена съемной - для случаев, когда необходима загрузка измельчающей среды, и \ или откидной, то есть с поворотом относительно одной точки закрепления, обычно выполненной в виде шарнира. Во всех этих случаях манипуляций с крышкой - фланцем не требуется снятия с нее патрубка.
Патрубок 10 может быть снабжен затвором и на загрузочной части, выполненным в виде поворотной заслонки 14 (фиг.4) или съемной крышки (фиг.5).
Смеситель может быть снабжен перемешивающим устройством, а сам может быть выполнен с возможностью реверса вращения, обеспечиваемого за счет использования редуктора.
Смеситель должен содержать систему очистки воздуха от пыли и паров ртути, выполненную с возможностью подключения к системе вытяжной вентиляции, и может включать устройства, размещенные снаружи со стороны загрузочной части 12 включающие патрубки 20 отсоса, размещенные на крышке - фланце 11, которые подключают к шлангам системы.
Установка может быть выполнена с различными габаритными размерами. В мини исполнении она может быть размещена на ручной тележке и с возможность перемещения ее даже внутри помещений (преимущественно в больших по площади).
В более крупном исполнении она может быть снабжена транспортным шасси (на основе, например погрузчика с питанием от аккумулятора;
подъемник погрузчика в этом случае можно приспособить под размещение на нем оператора и подъема его непосредственно под снимаемую люминесцентную лампу); а в самом крупном исполнении она может быть размещена на прицепе или непосредственно на транспортном шасси автомобиля.
Установка работает следующим образом.
Полный цикл работы включает загрузку смесительного барабана, перемешивание смеси в пути следования (т.е. в процессе транспортирования) или по прибытии на объект (т.е. в стационарных условиях), выгрузку продукта, промывку смесительного барабана и загрузочного устройства.
Загрузку смесителя производят при его вращении, загрузочное устройство при этом не вращается, так как оно зафиксировано жестко на портале 19. Горловина смесителя и фланец загрузочного устройства при этом
находятся в плотном контакте, обеспечиваемом использованием в них вкладыша подшипника скольжения, выполненных на основе, например фторопласта.
Вентилятор, включающийся одновременно в момент начала погрузки, создает разрежение, отсасывая воздух из корпуса смесителя последовательно через пылевой фильтр и фильтрующий патрон, адсорбционного элемента которого специально обработаны для удаления паров ртути из проходящего воздуха.
Работа установки может осуществляться по любому из трех нижеприведенных вариантов, каждый из которых имеет отличие с точки зрения режима работы.
Вариант 1. Без использования измельчающей среды и без химических реагентов (режим самоизмельчения).
Этот вариант удобнее использовать тогда, когда имеется несколько сдатчиков мелких партий люминесцентных ламп или установку в малогабаритном исполнении применяют непосредственно в помещении.
В этом случае загрузку, обработку и транспортирование люминесцентных ламп осуществляют при постоянно включенной системе отсоса паров ртути из смесителя.
Продукт в виде смеси измельченного стекла и деформированных элементов люминесцентных ламп выгружается при снятой крышке в пункте стационарного приема этого продукта. Здесь он может быть подвергнут дальнейшей обработке с разделением компонентов и их раздельной утилизацией, или с чисто химической обработкой и также с их раздельной утилизацией.
Вариант 2. С использованием измельчающей среды (режим измельчения).
Вариант аналогичен 1-ому, за исключением того, что предварительно производят при снятом загрузочном устройстве загрузку оптимального количества измельчающей среды (металлических или керамических элементов, гравия, гальки и т.п.) для интенсификации процесса измельчения, после чего устройство устанавливают на горловине 17 барабана, и фиксируют неподвижно на портале 19.
При выгрузке продуктов измельчения после снятия крышки - фланца на горловине устанавливают круглое сто, задерживающее измельчающую среду.
Вариант 3. С использованием химических реагентов и измельчающей среды (режим измельчения с химической реакцией демеркуризации).
При работе по этому варианту через загрузочную горловину вводят измельчающую среду (металлические или керамические элементы, шлак, гравий, гальку и т.д.), а затем после закреплении на ней загрузочного устройства - воду, реагенты и т.д. в необходимых пропорциях, при включенном приводе вращения. Затем вводят ртутьсодержащие отходы, подлежащие обезвреживанию, например отработанные люминесцентные лампы. В этом случае системы улавливания паров и вытяжной вентиляции работают преимущественно только процессе загрузки.
В результате процессов, происходящих в барабане - смешивания, измельчения и химической реакции (причем последняя осуществляется в результате взаимодействия реагентов с ртутью) получают массу, представляющую собой смесь измельченной загрузки продуктов реакции, тонкоизмельченного стекла и металлических элементов (продуктов измельчения люминесцентных ламп).
Таким образом, установка выполняет, кроме своей основной функции - смешивания, еще и функции мельницы для размола ламп и одновременно реактора полного смешивания периодического действия процесса демеркуризации.
Выпуск соединений ртути производят чрез патрубок с краном, расположенным в боковой части стенки смесителя с наибольшим диаметром, при горизонтальном расположении смесителя. Патрубок снабжен фильтром.
После завершения обработки полученную смесь при снятом загрузочном устройстве из барабана выгружают на место дальнейшей обработки или в месте захоронения.
В случае применения в качестве измельчающей среды металлических или керамических элементов их выделяют из смеси с помощью реверсировании вращения барабана в процессе выгрузки. Эти элементы затем используют повторно.
Загрузку и переработку ламп осуществляют обычно непосредственно на территории предприятия - заказчика, на открытой площадке, а загрузка измельчающей среды предварительно может быть выполнена в другом месте: на карьере, складе, отвале и т.д.
Преимуществами данной установки является ее мобильность, возможность переработки ртутьсодержащих ламп и приборов непосредственно на территории предприятия- заказчика, эффективность, простота эксплуатации, экологическая безопасность.