СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВИТЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ТОКОПРОВОДЯЩУЮ ЖИЛУ, СТАЛЬНУЮ ПРОВОЛОКУ И РЕЗКИ ЕЕ НА АРМАТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
METHOD OF TWISTED ITEMS SEPARATION INTO CURRENT-CONDUCTING CORE, STEEL WIRING AND RELATED CUTTING THEM INTO REINFORCEMENT ELEMENTS

Изобретение относится к области переработки отходов производства и эксплуатации кабеля, преимущественно бронированного геофизического, а готовая продукция переработки может быть использована в строительстве при производстве бетонных и подобных смесей, а также на металлургических заводах при производстве черных и цветных металлов и т.д.
Известно, что геофизический бронированный кабель содержит токопроводящие жилы из меди или алюминия, заключенные в изоляционный полимерный материал и бронированные повивы из стальной круглой проволоки. Широкое производство и применение бронированных геофизических кабелей приводит к большому накоплению отходов и остро ставит задачу их утилизации и применения готовой продукции переработки в различных отраслях народного хозяйства. Данное изобретение предлагает один из путей решения проблемы переработки отходов кабельной продукции.
Известны поточная линия и способ извлечения металла из отходов проводников тока в полимерной изоляции (Авторское свидетельство СССР №583190, C22B 7/00).
Линия включает дробилку, транспортер, классификатор для отделения мелочи, лопастной дозатор, пневмосепаратор с вентилятором и систему управления, обеспечивающие выполнение таких операций, как подачу исходного сырья, дробление в воздушной среде, пневматическое транспортирование на классификацию для отделения мелочи, пневматическую сепарацию.
Недостатком данного способа является спекание частиц при дроблении из-за большого количества тепла, что затрудняет дальнейшую пневмосепарацию. Для исключения спекания приходится использовать воздух для рассеивания классифицируемого материала, что в свою очередь повышает потери извлекаемых материалов из-за уноса их в атмосферу окружающей среды.
Известен способ разделения многокомпанентного материала на составные части путем нагревания с добавлением шлакообразующего флюса, последующего перемешивания и выдержки расплава в жидком состоянии, затвердевания и разделения механическим путем (Патент РФ №2201978, C22B 7/00).
Способ очень сложный, затратный и может быть использован при переработке материалов, находящихся в мелкодисперсном состоянии с большим количеством компонентов.
Известен способ переработки отходов проводников тока, например, сталеалюминиевого провода с разделением его на стальную проволоку и алюминиевый проводник (Авторское свидетельство СССР №1668436, C22B 7/00). Способ заключается в измерении диаметра провода, шага скрутки наружного повива алюминиевых проволок и числа повива алюминиевых проволок, разрезании провода на куски длиной, определяемой по формуле:
,
где L - длина куска;
D - диаметр провода;
t - шаг скрутки провода;
n - число повивов.
Разрезанные на куски указанной длины провода попадают на вибрационный конвейер, где под действием вибрации распадаются на составляющие элементы, отрезки стальных и алюминиевых проволок. Затем магнитной сепарацией осуществляют выемку отдельно стальных, а затем алюминиевых отрезков металла.
Замечания по данному способу следующие:
- использование рубки сталеалюминиевого провода является дорогой и сложной операцией;
- применение виброобработки для разделения провода на стальную и алюминиевую составляющие является ненадежной операцией и, как следствие, может привести к их смешиванию и получению лома ненадлежащего качества;
- виброобработка ведет к уносу извлекаемых материалов в атмосферу и, как следствие, к потере производительности труда.
Известна машина для разделения витых изделий на стальную проволоку и токопроводящую жилу, состоящая из закрепленных по ходу технологического процесса на основании крутильного устройства, отдаточного и приемного механизмов с катушками (Патент РФ №2309475, H01B 15/00). Отличительной особенностью машины является то, что ротор выполнен в виде сдвоенного корпуса, состоящего из скрепленных между собой большого и малого корпусов. На внутренней поверхности большого корпуса размещены направляющие барабаны и ролики, на внешней стороне малого корпуса расположены волоки. Внутри ротора расположен несущий вал с посаженными на него приемными катушками. Каждая разматываемая стальная проволока синхронно снимается с витого изделия и принудительно наматывается на приемные катушки ротора. Токопроводящая жила проходит внутри полого несущего вала и наматывается на катушку приемного механизма.
Машина сложна в изготовлении, дорога в реализации и не может быть использована для промышленного применения. Кроме того, машина не дает решения по резке стальной проволоки на отдельные отрезки проволок, в том числе на арматурные элементы. Операция резки стальной проволоки потребует создания новой машины, расходования дополнительных средств.
Известен способ переработки отходов кабельной продукции, преимущественно бронированных кабелей, включающий разделение кабеля на составляющие элементы: стальную часть и электрические жилы в полимерной оболочке (Патент РФ №2288960, С22В 7/00), принят за прототип. Способ включает разделение кабеля на стальную проволоку и электрические жилы в изоляции, которое производится путем одновременного поступательного перемещения и вращения стальной проволоки вокруг оси кабеля и последующей намотки ее на приемную катушку, причем эти операции связаны между собой формулой:
W=L/t,
где W - число оборотов стальной проволоки вокруг оси кабеля;
L - линейная скорость поступательного перемещения;
t - шаг свивки кабеля.
Электрические жилы подвергаются только поступательному перемещению со скоростью L и намотке на приемную катушку. Вместо операции намотки на приемную катушку можно производить операцию рубки стальной проволоки на куски.
Недостатком способа является то, что в нем не оговорены способ и условия рубки стальной проволоки на куски проволок, что приводит к снижению качества готовой продукции и она может идти только на переплав на металлургические заводы черной и цветной металлургии.
Кроме того, низкое качество готовой продукции приводит к тому, что снижается эффективность переработки отходов кабельной продукции из-за дешевизны продукции и не приносит желаемых результатов. Отсутствие решения по резке проволоки на стальные отрезки потребует разработки нового способа и, следовательно, расходования дополнительных средств.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение качества готовой продукции и увеличение эффективности переработки отходов кабельной продукции.
Эта задача решается способом переработки отходов кабельной продукции, включающим разделение кабеля, преимущественно бронированного, на токопроводящую жилу в полимерной оболочке и стальную проволоку и резку стальной проволоки на отрезки проволок, при этом разделение кабеля осуществляют путем одновременного поступательного перемещения и вращения стальной проволоки вокруг оси кабеля и поступательного перемещения токопроводящих жил, согласно изобретению разделение кабеля на токопроводящую жилу в полимерной оболочке и стальную проволоку и резку стальной проволоки на отрезки осуществляют одновременно посредством приводных или неприводных дисковых или плоских ножей, производят транспортировку отрезков проволок по направляющему вибрирующему лотку и осуществляют гибку отрезков проволоки посредством шестеренчатой пары для образования арматурных элементов в виде волны с выступами и впадинами.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема осуществления способа разделения витого изделия на токопроводящую жилу, стальную проволоку и резки ее на арматурные элементы.
На фиг.2 - фрагмент способа отделения стальной проволоки от витого изделия и резки ее на арматурные элементы, транспортировки их по направляющему вибрирующему лотку, гибки (деформации) отрезков проволоки в шестеренчатой паре и упаковки их в транспортную тару.
На фиг.3 - общий вид арматурного элемента, имеющего деформированный участок, образующий выступ В, деформированный участок, образующий впадину С, в целом дающие волну с параметрами высотой Н, длиной Т, диаметром проволоки арматурного элемента D, длиной арматурного элемента L.
Реализация предлагаемого способа производится следующим образом. Отходы кабеля наматываются на барабан и устанавливаются на отдающее устройство 1, с которого кабель с помощью подающего механизма 2 поступает к механизму разделения витого изделия 3, в котором путем использования конусного распределителя 8 происходит разделение кабеля на токопроводящую жилу и стальную проволоку. В этот момент происходит одновременное поступательное перемещение и вращение стальной проволоки вокруг оси кабеля, а токопроводящая жила подвергается только поступательному перемещению и намотке ее на приемное устройство 6. При выходе стальной проволоки из конусного распределителя 8 каждая проволока подвергается резке дисковым или плоским ножом 9, причем ножи могут быть в приводном или неприводном состоянии. Отрезанные куски проволок с помощью направляющего вибрирующего лотка 5 поступают на фиброгнущий агрегат 4, в котором с помощью шестеренчатой пары 12 происходит гибка (деформация) участков проволоки и образование волны с появлением выступов B и впадин C. Волна арматурного элемента характеризуется высотой H, длиной T, диаметром проволоки арматурного элемента D и длиной арматурного элемента L. Таким образом, отрезки прямых проволок преобразуются в арматурный элемент, который по лотку укладывается в транспортную тару 7.
Предлагаемое изобретение оговаривает условия резки стальной проволоки на отрезки проволок и указывает перечень операций, ведущих к получению готовой продукции необходимого направления использования в народном хозяйстве.
В предлагаемом изобретении операция резки стальной проволоки производится одновременно с операцией разделения витого изделия на токопроводящую жилу и стальную проволоку, а резка проволоки осуществляется дисковыми или плоскими ножами в приводном или неприводном состоянии, что упрощает операцию резки, удешевляет ее и повышает качество готовой продукции, так как отрезки проволок получаются одинаковой длины, резка проволоки осуществляется перпендикулярно оси проволоки, ликвидируется «закусывание» проволоки в период ее резки. В то же время в прототипе не указан способ резки и не оговорены условия получения продукции высокого качества.
В дальнейшем в заявленном способе должны осуществляться операции в такой последовательности:
- транспортировка отрезков проволок по направляющему вибрирующему лотку;
- гибка отрезков проволоки в арматурный элемент с помощью шестеренчатой пары.
Движение отрезков проволок по направляющему вибрирующему лотку осуществляется с помощью вибрации строго параллельно продольной оси лотка, и к агрегату фиброгибки они должны подойти таким образом, чтобы отрезок проволоки был перпендикулярен оси зуба шестеренчатой пары и гибка проволоки производилась строго в одной плоскости, проходящей через ось проволоки с образованием волны, впадины и выступа, что также повышает качество готовой продукции. В прототипе же эти условия также не оговорены.
Кроме того, выполнение операции гибки проволоки в одном процессе с операцией разделения витого изделия на токопроводящую жилу и стальную проволоку и резки стальной проволоки на отрезки проволок повышает производительность труда и увеличивает эффективность переработки отходов кабельной продукции, так как готовая продукция получается нужного качества и ее можно использовать в квалифицированном направлении, например, для дисперсного армирования бетонных и подобных смесей.
В прототипе же не оговорен перечень операций, выполняемых при резке стальной проволоки на куски проволок и, следовательно, не указаны условия получения готовой продукции высокого качества, а это ведет к снижению эффективности переработки отходов кабельной продукции.
Таким образом, заявленный способ обеспечивает производство высококачественной готовой продукции в виде арматурных элементов, используемых для дисперсного армирования бетона, а наличие волны в виде выступов и впадин способствует повышению сцепления арматурных элементов с бетоном и, следовательно, увеличивает прочность железобетонных изделий.
Это дает нам право утверждать, что способ гарантирует повышение качества готовой продукции и увеличивает эффективность переработки отходов кабельной продукции в сравнении со способом, указанным в прототипе.
Разработанный способ разделения витого изделия, в том числе бронированного кабеля, на токопроводящую жилу и стальную проволоку и резки стальной проволоки на арматурные элементы реализован на экспериментальной технологической линии, изготовленной в условиях ООО «НПЦ «Гальва», включающей в себя следующие устройства и механизмы:
- отдающий механизм с барабаном, вмещающим отработанный бронированный кабель;
- подающее устройство, оснащенное тянущими роликами, обеспечивающими движение кабеля от отдающего барабана к последующему механизму;
- механизм разделения бронированного кабеля на токопроводящую жилу, стальную проволоку и резки проволоки на арматурные элементы;
- приемное устройство с барабаном для намотки токопроводящей жилы;
- направляющий вибрирующий лоток для обеспечения движения отрезанных кусков проволок к последующему технологическому агрегату;
- фиброгнущий агрегат для гибки (деформации) отрезка проволоки в шестеренчатой паре и придания ему волны, выступов и впадин;
- транспортная тара для упаковки готовой продукции.
На данной технологической линии была изготовлена опытная партия арматурных элементов, предназначенных для армирования бетона. Арматурный элемент имел следующие размеры:
- длина волны 10 мм;
- высота волны 6 мм;
- длина арматурного элемента 110 мм;
- диаметр проволоки арматурного элемента 1,2 мм.
Для проведения испытаний были изготовлены бетонные смеси с наличием опытной партии арматурных элементов и без них.
3
Введение арматурных элементов в бетон способствует увеличению прочностных показателей растяжения при изгибе в сравнении с бетоном без арматурных элементов на 50÷250% в зависимости от количества арматурных элементов от 40 до 100 кг на 1 м бетона.
В настоящее время ведется постоянное производство арматурных элементов для применения их в качестве дисперсного армирования бетонных и подобных смесей различного назначения.