УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШИН Российский патент 1995 года по МПК B29B17/00 

Изобретение относится к области переработки и утилизации резинотехнических изделий, в том числе, изношенных шин, электрическими импульсными разрядами в среде хладагента.

Известно устройство для измельчения различных объектов, содержащее заполненную жидкостью ванну, в которой установлены электроды [1] В этом устройстве измельчаемое тело помещается в ванну с жидкостью, на электроды подается высокое напряжение и между ними происходит электрический разряд, при котором в жидкости генерируются ударные волны, оказывающие воздействие на измельчаемое тело. Однако в указанном устройстве невозможно измельчение эластичных материалов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для измельчения изношенных шин, содержащее заполненный криогенной жидкостью криостат и приводной валок для вращения шины [2] Разрушение вращающейся шины производят абразивным кругом при их взаимном сближении и воздействии хладагента, причем линейная скорость вращения обрабатываемой шины поддерживается постоянной, а хладагент воздействует вне зоны контакта шины и абразивного круга. Измельчение на указанном устройстве имеет высокие энергозатраты, а также измельчению подвергается как резина, так и армирующие ее элементы (металл, текстиль). Получаемая резиновая крошка загрязняется этими элементами и абразивом, что затрудняет ее дальнейшее использование без дополнительных операций (например, сепарации). Кроме того, разрушение абразивом сопровождается пылеобразованием, ухудшая санитарную и экологическую обстановку.

Основной технической задачей, решаемой с помощью предлагаемого устройства, является повышение эффективности отделения резины от корда при высокой экологической чистоте процесса.

Как показали результаты экспериментальных исследований, при использовании предлагаемого устройства происходит полное отделение от резины корда (металл, текстиль) при уменьшении энергоемкости процесса на 10.11% по сравнению с прототипом, причем полностью отсутствует образование пыли.

Поставленная задача решается тем, что устройство для измельчения изношенных шин, содержащее заполненный криогенной жидкостью криостат и приводной валок для вращения шины, согласно изобретению, снабжено источником напряжения и расположенными в криостате электродами, при этом один из электродов выполнен из двух охватывающих шину заземленных элементов, установленных на оси приводного валка для вращения шины, который также размещен в криостате, а второй электрод размещен внутри шины в зоне заземленных элементов и связан с источником напряжения, обеспечивающим создание импульсов положительной полярности с амплитудой напряжения, достаточной для электрического пробоя материала шины.

Охлажденная до криогенных температур резина представляет собой хрупкое напряженное тело, поэтому незначительные нарушения сплошности резины вызывают ее интенсивное разрушение. Нарушение сплошности резины достигается ее электрическим пробоем. При этом энергия импульса мала (до 60 Дж) и энергоемкость такого разрушения существенно ниже, чем при традиционных механических методах дезинтеграции.

На чертеже изображено устройство для измельчения изношенных шин.

Устройство состоит из заполненного криогенной жидкостью криостата 1 и приводного валка 2 для вращения шины 3. В криостате 1 размещены электроды 4 и 5, при этом электрод 4 выполнен из двух охватывающих шину заземленных элементов, неподвижно установленных на оси приводного валка 2 для вращения шины 3. Электрод 5 размещен внутри шины 3 в зоне заземленных элементов и связан с источником 6 питания.

Устройство работает следующим образом.

В шину 3 вкладывается высоковольтный электрод 5, затем шину 3 помещают на валок 2 и обжимают заземленными элементами, которые могут перемещаться по оси валка 2. Весь узел помещают в криогенную жидкость. Валок 2 начинает вращаться, передвигая шину 3. От источника 6 питания высокого напряжения подаются высоковольтные импульсы положительной полярности на высоковольтный электрод 5, которые, электрически пробивая резину, разрушают ее, отделяя от любого вида корда. Скорость вращения валка 2 выбирается такой, чтобы число поданных импульсов было достаточно для очистки сечения шины 3 за один оборот.

Экспериментальные исследования энергоемкости процесса, проведенные на заявляемом устройстве, показали, что энергоемкость разрушения шин по объему отделенной резины на данном устройстве ниже по сравнению с известными (см. таблицу).

Следует отметить, что при положительной полярности импульса энергоемкость разрушения ниже, чем при отрицательной полярности, что связано с увеличением электрической прочности разрушаемого объекта при отрицательной полярности импульса высокого напряжения. При проведении опыта на заявляемом объекте отсутствовало пыление материала.

Использование: переработка и утилизация резинотехнических изделий, в том числе изношенных шин. Сущность изобретения: устройство снабжено источником напряжения и расположенными в криостате электродами. При этом один из электродов выполнен из двух охватывающих шину заземленных элементов, неподвижно установленных на оси приводного валка для вращения шины, который также размещен в криостате. Второй электрод размещен внутри шины в зоне заземленных элементов и связан с источником напряжения. Последний обеспечивает создание импульсов положительной полярности с амплитудой напряжения, достаточной для пробоя материала шины. 1 ил. 1 табл.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШИН, содержащее заполненный криогенной жидкостью криостат и приводной валок для вращения шины, отличающееся тем, что оно снабжено источником напряжения и расположенными в криостате электродами, при этом один из электродов выполнен из двух охватывающих шину заземленных элементов, неподвижно установленных на оси приводного валка для вращения шины, который также размещен в криостате, а другой электрод размещен внутри шины в зоне заземленных элементов и связан с источником напряжения, обеспечивающим создание импульсов положительной полярности с амплитудой напряжения, достаточной для пробоя материала шины.