УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ АВТОПОКРЫШЕК Российский патент 1997 года по МПК B29B17/02 

Изобретение относится к технике утилизации полимерных материалов, в частности, резинотехнических изделий, посредством применения газодинамического силового воздействия на изделие после его предварительного охлаждения до температуры охрупчивания. Оно предназначено, главным образом, для использования в производстве по переработке изношенных автопокрышек любых размеров (с металлическим кордом или без него) и получения вторсырья из резины.

Известно устройство для переработки изношенных изделий из полимерных материалов, например, автопокрышек, содержащее средство охлаждения автопокрышки до низкой температуры, при которой резина становится хрупкой, и кузнечный молот (авт. св. СССР N 1214445, кл. B 29 B 17/02, 1986). Дробление автопокрышки осуществляется серией ударов (10-20 ударов) молота с энергией до 10³ кгм. Во время ударов по автопокрышке происходит разогрев последней, частично теряется хрупкость резины и в результате этого затрудняется процесс дробления и отделения ее от металлического корда. Кроме того, при использовании кузнечного молота или других устройств силового воздействия механического типа, наряду с дроблением резины происходит разрушение металлического корда автопокрышки, который становится непригодным для последующего использования.

Известно также устройство для переработки изделий из полимерных материалов, например, автопокрышек (Патент РФ N 2015892, 1994 г; заявка N 5042507/05 с приоритетом от 19.05.92, кл. B 29 B 17/02), которое содержит детонационную трубу с заглушенным и открытым концами, последний из которых состыкован с рабочей камерой, где размещены опорная плита и обтекатель с конусной рабочей поверхностью, средство для разделения рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы, заполняемой горючей газовой смесью под заданным начальным давлением, систему наполнения детонационной трубы горючей смесью, датчик давления горючей смеси, блок ее поджига и блок синхронизации, связанный своим выходом с входом блока поджига. Обтекателем в таком устройстве служит клапан, входящий в состав средства для разделения внутренней полости детонационной трубы от рабочей камеры. Функцию обтекателя этот клапан выполняет в своем положении "Открыто": конусная поверхность клапана, обтекаемая газовым потоком (выходящим из детонационной трубы) обеспечивает плавный переход детонационной волны в рабочую камеру. Это позволяет уменьшить эффект охлаждения детонационной волны, имеющий место при резком увеличении поперечного сечения истекающего из трубы газа. Синхронизация процесса заполнения внутренней полости автопокрышки с моментом инициирования детонационной волны (с моментом срабатывания блока поджига) осуществляется в указанном решении от датчика положения клапана при переходе последнего в состояние "Открыто". За время перехода клапана из состояния "Закрыто" в состояние "Открыто" газовая горючая смесь (в силу инерционности механического клапана) не только заполняет внутреннюю полость автопокрышки, но и частично вытекает через зазоры между внешней поверхностью автопокрышки и верхней стенкой рабочей камеры, а также через зазоры между автопокрышкой и плитой. Наличие таких зазоров всегда неизбежно, т.е. изношенные замороженные автопокрышки имеют неровную внешнюю поверхность. В результате такой утечки горючего газа его давление внутри автопокрышки падает, а вне ее создается взрывоопасная смесь, которая заполняет объем рабочей камеры. Падение давления внутри автопокрышки ведет к уменьшению интенсивности детонационной волны, воздействующей на автопокрышку. Утечка же горючей смеси газов в рабочую камеру может привести к аварийной ситуации, а, именно, к детонации горючей смеси в рабочей камере вне автопокрышки. Возможность такой ситуации требует значительного упрочнения рабочей камеры, что значительно удорожает устройство в целом, возрастет его металлоемкость.

Изобретение решает задачу создания более экономичного устройства для переработки изделий из полимерных материалов, например, изношенных охрупченных автопокрышек, и отделения резины от металлического корда посредством воздействия на автопокрышку детонационной волной, а также повышение безопасности при работе устройства и уменьшение его металлоемкости.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для переработки изношенных автопокрышек, содержащее детонационную трубу с заглушенным и открытым концами, последний из которых состыкован с рабочей камерой, где размещены опорная плита и обтекатель с конусной рабочей поверхностью, средство для отделения рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы, заполняемой газовой смесью под заданным начальным давлением, систему наполнения детонационной трубы горючей смесью, датчик давления горючей смеси, блок ее поджига и блок синхронизации, связанный своим выходом с входом блока поджига, согласно изобретению, снабжено датчиком ударной волны, а средство разделения рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы установлено в последней между открытым и заглушенным концами, а между открытым концом детонационной трубы и средством для отделения расположен датчик ударной волны, выход которого подключен к входу блока синхронизации. Такое выполнение устройства позволяет повысить точность синхронизации процесса заполнения горючей смесью газов внутреннего объема автопокрышки с моментом инициирования поджига горючей смеси, до минимума утечку горючей смеси на внешнюю поверхность автопокрышки, и тем самым, сократить потери горючей смеси (т.е. повысить экономичность устройства) и увеличить интенсивность детонационной волны, т. е. увеличить силовое воздействие на автопокрышку. Кроме того, в предложенном устройстве обеспечивается формирование ударной волны, которая, двигаясь перед детонационной волной, создает предварительные напряжения в материале автопокрышки и способствует более эффективному разрушению автопокрышки детонационной волной. И, наконец, повышается безопасность работы и снижается металлоемкость устройства.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено схематическое изображение устройства.

Устройство для переработки автопокрышек содержит детонационную трубу 1, имеющую заглушенный и открытый концы, с системой наполнения горючей газовой смесью 2, рабочую камеру 3, состыкованную с открытым концом детонационной трубы, датчик 4 начального давления и блок 5 поджига горючей смеси в детонационной трубе, обтекатель 6 с конусной рабочей поверхностью, установленный неподвижно на опорной плите 7 рабочей камеры 3 и обращенный своей вершиной к открытому концу детонационной трубы 1, средство для отделения 8 рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы, заполняемой горючей газовой смесью, установленное в ней между открытым и заглушенным концами, датчик 9 ударной волны, расположенный между средством для отделения 8 и открытым концом детонационной трубы, блок синхронизации 10, выход которого подключен к блоку поджига 5, а вход к датчику 9 ударной волны, 11 - автопокрышка, охлаждение до хрупкого состояния.

Средство отделения 8 рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы может быть выполнено, в частности, в виде упругой пластины, давление разрыва которой равно величине начального давления горючей газовой смеси. В качестве датчика ударной волны 9 можно использовать, например, пьезодатчик. Расстояние от датчика ударной волны 9 до средства для отделения 8 (упругой пластины) рабочей камеры 3 от внутренней полости детонационной трубы 1 зависит от многих факторов (диаметра детонационной трубы, упругости пластины и ее формы, от начального давления смеси и ее химического состава и т.д.) и определяется тем расстоянием, на котором формируется плоская детонационная ударная волна.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают на опорную плиту 7 автопокрышку 11, предварительно охлажденную до температуры охрупчивания. Эта операция осуществляется при опущенной вниз плите 7 вместе с закрепленным на ней обтекателем 6. Центрируют автопокрышку 11 относительно обтекателя 6 и перемещением опорной плиты 7 прижимают автопокрышку к верхней стенке рабочей камеры 3 (как изображено на фиг.). Устанавливают средство разделения (пластину) 8 и начинают наполнять детонационную трубу 1 горючей газовой смесью, контролируя давление датчиком 4. При достижении заданного начального давления горючей газовой смеси, которое предварительно определяется в зависимости от размера автопокрышки и прочности ее материала, происходит разрыв пластины. От средств для отделения 8 в сторону открытого конца детонационной трубы распространяется ударная волна, а к закрытому концу трубы волна разрежения. За фронтом ударной волны движется область сжатого воздуха, а за ней горючая газовая смесь. Датчик 9 (пьезодатчик) регистрирует прохождение фронта ударной волны (с высокой точностью до 0,1 мкс), которая, войдя в рабочую камеру 3, воздействует на внутреннюю поверхность автопокрышки; электрический сигнал с датчика 9 поступает в систему синхронизации 10, а затем в блок поджига 5 горючей газовой смеси в детонационной трубе. Блок 5 срабатывает в тот момент времени (путем регулировки задержки сигнала во времени в системе синхронизации 10), когда горючая газовая смесь равномерно заполнит внутренний объем покрышки и детонационной трубы. Выравнивание давления практически происходит за время, в течение которого волна разрежения проходит до закрытого конца детонационной трубы, отражается от него и возвращается в рабочую камеру 3. Это время составляет величину около 0,01 с (при начальном давлении горючей газовой смеси водород-кислород 15 атм). После срабатывания блока поджига 5 по горючей смеси в детонационной трубе 1, а затем и во внутреннем объеме автопокрышки 11 начинает распространяться детонационная волна.

Таким образом, автопокрышка будет испытывать последовательно во время газодинамическое воздействие двух волн: ударной и детонационной. При этом, в силу кратковременности газодинамического процесса выравнивания давления, развивающегося после разрыва упругой пластины (Δ 0,01 с), утечка горючего газа через зазоры (покрышка-плита, покрышка-стенка) практически не происходит, что позволяет сохранять энергию детонационной волны. Под действием ударной и детонационной волн, давления газов за волнами и вследствие возникающих внутренних напряжений в охрупченной резине происходит разрушение и дробление автопокрышки, отделение металлокорда от резины. После разрушения автопокрышки опорная плита 7 опускается вниз, снимается оставшийся корд, выгружается резиновая крошка. Далее на станину помещается следующая охрупченная автопокрышка и цикл работы устройства повторяется.

Изобретение относится к технике утилизации полимерных материалов, в частности, резинотехнических изделий, посредством применения газодинамического силового воздействия на изделие после его предварительного охлаждения до температуры охрупчивания. Сущность изобретения: устройство снабжено датчиком 9 ударной волны. Средство для отделения 8 рабочей камеры 3 от внутренней полости детонационной трубы 1 установлено в последней. Датчик 9 ударной волны размещен между открытым концом детонационной трубы 1 и средством для отделения 8 и подключен своим выходом к входу блока синхронизации. 1 ил.

Устройство для переработки изношенных автопокрышек, содержащее детонационную трубу с заглушенным и открытым концами, последний из которых соединен с рабочей камерой, в которой размещены опорная плита и обтекатель с конусной рабочей поверхностью, средство для отделения рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы, заполняемой горячей смесью под заданным начальным давлением, систему наполнения детонационной трубы горючей смесью, датчик давления горючей смеси, блок ее поджига и блок синхронизации, связанный своим выходом с входом блока поджига, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком ударной волны, а средство для отделения рабочей камеры от внутренней полости детонационной трубы установлено в последней между открытым и заглушенным концами, при этом датчик ударной волны размещен между открытым концом детонационной трубы и средством для отделения и подключен своим выходом к входу блока синхронизации.