ЛИНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН

Полезная модель относится к области переработки вторичного сырья, конкретнее, к оборудованию для его измельчения, и предназначена преимущественно для переработки изношенных, поврежденных или забракованных при производстве автомобильных покрышек, отходов производства резиносодержащих изделий и т.п. для получения материала, пригодного для повторного использования.
Отработавшие свой ресурс резинотехнические изделия составляют значительную долю продуктов человеческой деятельности, загрязняющих окружающую среду. Наиболее остро стоит проблема утилизации изношенных автопокрышек, особенно крупногабаритных, лишь небольшая часть которых подвергается вторичной переработке, в результате чего огромное их количество накапливается на свалках. Множество известных способов переработки покрышек включают многоэтапную длинную технологическую цепочку операций, где на первом этапе получают промежуточный продукт, а затем в несколько стадий данный продукт доводят до состояния необходимого сырья. При этом всякая лишняя операция приводит к удорожанию конечного результата. Получаемое сырье становится нерентабельным.
Так, например, известна линия переработки изношенных шин по пат. RU 2140357, МПК В29В 17/00, 17/02, оп. 27.10.99 г., включающая машину для резки покрышек на куски, молотковую дробилку, тонкодисперсный измельчитель, устройства для удаления корда и классификатор для фракционирования кусков резины и крошки.
Известна также технологическая линия переработки изношенных шин, включающая борторезательный станок для предварительного удаления из шин бортовых колец, машину для резки шин на куски, молотковую дробилку, тонкодисперсный измельчитель, устройства для удаления корда и классификатор для фракционирования кусков резины и крошки (патент RU 2043924, МПК. В29В 17/02, оп. 20.09.95 г.).
Недостатком известных технологических линий является невысокая надежность их работы и неэффективная работа оборудования по энергозатратам, обусловленные использованием в линии молотковой дробилки, предъявляющей высокие требования к режимам подачи материала. Кроме того, к числу существенных недостатков следует отнести низкое качество конечного продукта - резиновой крошки, в которой присутствуют элементы текстильного и металлического кордов, многоступенчатость переработки и большой разброс размеров крошки в пределах одной фракции.
Известна линия переработки изношенных шин, содержащая соединенные транспортными устройствами машину для предварительного измельчения шин, снабженную системами отсоса текстильного корда, машину для получения крупной резиновой крошки и машину для получения тонкодисперсной крошки, между которыми над транспортным устройством установлено магнитное устройство (патент RU 2145541, МПК В29В 17/00, В02С 18/44, оп. 20.02.2000 г.). Система отсоса представляет собой вытяжную систему вентиляции, выполненную в виде последовательно установленных пылевого вентилятора, циклона и фильтра отделения текстильного корда.
Недостатками известной линии является низкая надежность работы и низкое качество товарного продукта.
Известна также линия переработки изношенных шин, содержащая борторезательный станок, механические ножницы, последовательно установленные дробильные вальцы, за которыми последовательно расположен магнитный сепаратор, связанный с вибрационной сеялкой, которая транспортерами связана с дробильными вальцами, и через дополнительный электромагнитный сепаратор последовательно установленные подвесные сепараторы, бункер с вращающимся дном и дополнительные дробильные вальцы, связанные со второй вибрационной сеялкой (двухъярусной), откуда осуществляется непрерывный отсос корда [Сборник научных трудов "Переработка изношенных шин". - М.: ЦНИИТЭ, 1992, с.88-93]. Вибрационная сеялка связана с дополнительной одноярусной вибрационной сеялкой, откуда прошедший через сито материал подается на размольные вальцы. Размольные вальцы связаны со второй двухъярусной сеялкой, которая через электромагнитные сепараторы соединена с бункером, предназначенным для готовой крошки. Первая двухъярусная вибрационная сеялка через систему электромагнитных сепараторов также соединена с вышеупомянутым бункером.
Недостатком известной линии является то, что вырезка бортовых колец ведет к потере примерно 20% резины, которая не подлежит утилизации. Кроме того, дробление кусков шин на крошку размером менее 0,5 мм имеет случайный характер, так как зубцы дробильных валков имеют весьма большие размеры, что приводит к необходимости многократного повтора процесса дробления и, как следствие, к большим затратам энергии и снижению производительности.
6
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели, т.е. прототипом, является линия переработки изношенных шин, описанная в патенте RU №2091226, МПК В29В 17/00, В29В 17/02, В02С 18/00, В02С 18/06, 27.09.1997 г. Согласно известному изобретению линия содержит соединенные транспортными устройствами машину резки шин, машины предварительного и окончательного измельчения шин, а также установки рассева крошки, магнитный сепаратор, циклон сбора текстильного корда и бункер. Машины окончательного измельчения выполнены в виде трех мельниц тонкодисперсного помола, две из которых установлены последовательно. Первая из мельниц транспортным устройством связана с машиной предварительного измельчения, вторая - с установкой рассева крошки, а третья мельница тонкодисперсного помола установлена параллельно двум первым и соединена транспортным устройством с установкой рассева крошки. Магнитный сепаратор установлен между машиной предварительного измельчения и первой мельницей тонкодисперсного помола.
Недостатками технического решения, выбранного за прототип, являются сложность конструкции линии и ее высокая трудоемкость, особенно в части предварительного измельчения покрышек. Так, для получения кусков шин, пригодных для переработки в машине предварительного измельчения, необходимо производить возврат полученных после резки кусков на вход машины резки более 5 раз, что на 25…30% снижает производительность линии. Кроме того, при работе машины предварительного измельчения шин повышается температура крошки, и она поступает на вход мельниц тонкодисперсного помола с температурой выше допустимой для ее последующего дробления. Система отсоса текстильного корда, включающая симметрично расположенные трубы под подовой решеткой, не обеспечивает отсос текстиля, т.к. в центре машины возникает зона застоя воздуха, а установка вентиляторного колеса на вал ротора не обеспечивает необходимой скорости воздушного потока. Магнитная сепарация полученной крошки не достаточно эффективна, т.к. из-за наличия больших кусков проволоки сепаратор устанавливают достаточно высоко от транспортера, а это не дает возможность отбирать мелкий металлический корд. Другим недостатком известной линии переработки изношенных шин является то, что конструкции мельниц тонкодисперсного помола, выполненные по схеме одностадийного помола с разной скоростью помола, не обеспечивают необходимую дисперсность, а пористая поверхность на ее выходе быстро изнашивается и не обеспечивает измельчения выходящей крошки. Полученная в процессе помола крошка необходимой дисперсности не отбирается, а идет на дальнейшую переработку. Таким образом, недостатками известной линии переработки резиносодержащих изделий, принятой за прототип, являются выделение больших количеств экологически вредных летучих продуктов из резины, нагревающейся при механическом измельчении, значительные энергозатраты, необходимые для эффективной переработки резиносодержащих изделий, армированных металлом, например, автопокрышек с металлокордом, и получения качественного вторичного сырья - резиновой крошки.
Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на повышение эффективности измельчения резинотехнических изделий путем исключения перегрева и улучшения параметров товарной крошки, повышения однородности и дисперсности получаемого измельченного материала.
Для решения поставленной задачи в линии переработки изношенных шин, содержащей расположенные в технологической последовательности и соединенные между собой транспортными средствами блок предварительной разделки шин, включающий последовательно соединенные машины вытяжки бортового кольца, разделки шин на чипсы и 3-х стадийного резания чипсов, магнитный сепаратор, установленный после блока предварительной разделки шин, блок окончательного измельчения, выполненный в виде связанных между собой транспортной системой 3-х мельниц тонкодисперсного помола, циклон сбора текстильного корда и установку рассева измельченной крошки, согласно заявляемой полезной модели в технологической цепочке между блоками предварительной разделки шин и окончательного измельчения наряду с имеющимся магнитным сепаратором установлен второй магнитный сепаратор и между ними дополнительно размещен дефибратор с образованием блока магнитной сепарации и дефибрации, а все мельницы тонкодисперсного помола блока окончательного измельчения в технологической цепочке установлены последовательно.
Другими отличиями заявляемой линии является то, что каждая мельница тонкодисперсного помола соединена с последующей мельницей транспортной системой через дополнительно введенные в цепь каждой мельницы и размещенные последовательно циклон, вихревой тепломассообменный аппарат, соединенный с установленным в цепи вентилятором высокого давления, и дополнительный магнитный сепаратор, причем первая из мельниц транспортным устройством связана с блоком магнитной сепарации и дефибрации, а магнитный сепаратор цепи 3-ей мельницы связан с установкой рассева измельченной крошки.
Дополнительное отличие предлагаемой полезной модели от прототипа заключается в том, что линия снабжена установкой рассева-очистки текстильного корда, с которой соединены транспортным устройством все циклоны блока окончательного измельчения, а все его мельницы подсоединены к коллектору подачи воздуха.
Кроме того, отличия заявляемой конструкции заключаются в том, что каждая из мельниц тонкодисперсного помола выполнена в виде корпуса с установленным внутри его валом с насаженными на нем режущими элементами, при этом по длине корпуса, между режущими элементами, выполнены сквозные спиральные щели, расположенные под углом к ее горизонтальной оси, а на одной оси с корпусом каждой мельницы установлено отсасывающее вентиляторное колесо для отвода измельченных частей шин из мельницы.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая полезная модель отличается наличием новых элементов, их взаимным расположением, связями между собой и формой выполнения элементов.
Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестна линия переработки изношенных шин, обладающая такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемая. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".
Установка всех мельниц тонкодисперсного помола блока окончательного измельчения в технологической цепочке последовательно, соединение при этом каждой мельницы с последующей мельницей транспортной системой через дополнительно введенные в цепь каждой мельницы и размещенные последовательно циклон, вихревой тепломассообменный аппарат, соединенный с установленным в цепи вентилятором высокого давления, и дополнительный магнитный сепаратор, снабжение линии установкой рассева-очистки текстильного корда, с которой соединены транспортным устройством все циклоны блока окончательного измельчения, а все его мельницы подсоединены к коллектору подачи воздуха, позволят производить процесс измельчения и сепарации в воздушном потоке в поле центробежных сил, что позволяет не допустить перегрева крошки в процессе измельчения и отделить тонкодисперсные структуры. Снижение перегрева резиновой крошки позволит снизить выделение больших количеств экологически вредных летучих продуктов из резины. Все это, в свою очередь, позволит улучшить качество товарной крошки и повысить производительность и эффективность линии переработки изношенных шин.
Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает возможность использования заявляемого технического решения для переработки изношенных, поврежденных или забракованных при изготовлении автомобильных покрышек, отходов производства резиносодержащих изделий для получения материала, пригодного для повторного использования, например в дорожном строительстве, при производстве различных конструктивных, теплоизоляционных и антикоррозионных материалов и т.п., т.е. оно соответствует критерию полезной модели "промышленная применимость".
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на:
- фиг.1 изображена схематичная линия переработки изношенных шин;
- фиг.2 - мельница тонкодисперсного помола.
Конструктивное исполнение заявляемой полезной модели рассмотрим на конкретном примере.
Заявляемая линия переработки изношенных шин содержит расположенные в технологической последовательности и соединенные между собой транспортными средствами блок I предварительной разделки шин, блок II магнитной сепарации и дефибрации и блок III тонкого окончательного измельчения крошки в товарный продукт.
Блок I предварительной разделки шин включает последовательно соединенные машину 1 вытяжки бортового кольца, машину 2 разделки шин на чипсы и машину 3 трехстадийного резания чипсов.
Блок II содержит два магнитных сепаратора 4 и 5 (Политехнический словарь, изд. «Советская энциклопедия», М., 1980, с.471), между которым размещен дефибратор 6 (http://wvw.stroitelstvo-new.ru/drevesina/dvp_2.shtml), образующие блок магнитной сепарации и дефибрации.
Блок III окончательного измельчения крошки в товарный продукт выполнен трехстадийным и содержит три мельницы 7, 8 и 9 тонкодисперсного помола, которые установлены последовательно друг за другом и связаны между собой транспортными средствами. В цепь каждой из трех стадий блока III измельчения помимо мельниц 7, 8 и 9 включены последовательно циклон 10, 11 и 12 сбора текстильного корда (см.например, http://amz-prommash.com/machines/ziklony/ziklony.htm), вихревой тепломассообменный аппарат 13 14 и 15 (http://ru.wikipedia.org/wiki/), связанный с вентилятором высокого давления 16, 17 и 18 (например, http://www.moventa.ru/last_news/novost_6/) и с магнитным сепаратором 19, 20 и 21. В комплект блока III окончательного измельчения крошки в товарный продукт включены установка 22 рассева-очистки (http://ru.wikipedia.org/wiki/) текстильного корда и установка 23 рассева измельченной крошки.
Первая из мельниц 7 транспортным устройством связана с блоком II магнитной сепарации и дефибрации. Магнитный сепаратор 21 цепи 3-ей мельницы 9 связан с установкой 23 рассева-очистки измельченной крошки. Все циклоны 10, 11 и 12 блока III окончательного измельчения соединены транспортной системой с установкой 22 рассева текстильного корда. Кроме того, все три мельницы 7, 8 и 9 подсоединены к коллектору 24 подачи воздуха.
Каждая из мельниц 7, 8 и 9 тонкодисперсного помола выполнена в виде корпуса 25, внутри которого установлен вал 26 с насаженными на нем режущими элементами 27. По длине корпуса, между режущими элементами, выполнены сквозные спиральные щели 28, расположенные под углом к горизонтальной оси. На одной оси с корпусом 25 каждой мельницы 7, 8 и 9 установлено отсасывающее вентиляторное колесо 29, 30 и 31 для отвода измельченных частей шин из мельницы.
Линия переработки изношенных шин работает следующим образом. Подлежащие переработке изношенные шины подаются транспортным средством, которое доставляет их в блок I предварительной разделки шин, где происходит в машине 1 вытяжка бортового кольца, а затем в машине 2 - разделка шин на чипсы. После этого резиновые шины, прошедшие две стадии предварительной разделки в чипсы, поступают в машину 3 трехстадийного резания чипсов в крошку блока I. Далее крошка поступает в блок II магнитной сепарации и дефибрации, в котором происходит выделение частиц металлокорда из потока резиновой крошки, с последующей подачей их в первую мельницу 7 тонкодисперсного помола, где происходит дробление крошки в товарную крошку до 30% от входящей крошки, что составляет 8-10 мм.
Процесс измельчения происходит в центробежном поле воздушного потока, создаваемого вентилятором, который поступает через коллектор 24, что позволяет снизить нагрев крошки в процессе измельчения. Измельченная крошка через вентиляторное колесо 29, установленное на одной оси с мельницей 7 тонкодисперсного помола, поступает в циклон 10 и далее в вихревой тепломассообменный аппарат 13, где происходит сепарация крошки от текстильного волокна и тонкодисперсных структур и ее охлаждение за счет воздуха, нагнетаемого вентилятором 16 высокого давления. Тонкодисперсные структуры, отделенные в вихревом тепломассообменном аппарате 13, поступают по транспортной линии на установку 22 рассева-очистки, где происходит очистка текстильного корда от пылевых структур и мелкодисперсной товарной крошки. Крупная крошка с размерами 3-6 мм, охлажденная до температуры окружающей среды, через магнитный сепаратор 19 поступает на вторую стадию измельчения в мельницу 8 тонкодисперсного помола и процесс повторяется. Крошка, прошедшая третью стадию измельчения в мельнице 9, с размерами крошки 1-3 мм через вихревой тепломассообменный аппарат 15, через магнитный сепаратор 21 поступает на установку 23 рассева резиновой крошки.
В результате трехстадийного измельчения, сепарации и охлаждения сохраняется качество товарной крошки размером 1-3 мм, крошка не перегревается, отделяется текстильный корд и мелкодисперсная пыль.
Таким образом, заявляемая линия позволяет повысить эффективность измельчения резинотехнических изделий, в том числе, изношенных шин, путем исключения перегрева и улучшения параметров товарной крошки, повышения однородности и дисперсности получаемого продукта.