УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ОТХОДОВ ПЛАСТМАСС Российский патент 1998 года по МПК B29B17/00 B02C18/44 

Изобретение относится к вторичной переработке "мягких" полимерных отходов, в частности к оборудованию для измельчения пленки, мешков, лент, шнуров, жгутов из пластмасс.

Известно устройство типа ИПР-300М для измельчения твердых полимерных отходов: шпулей, труб, флаконов и тары из пластмасс, состоящее из корпуса и ротора, в котором закреплены через 120^o три ножа и два стационарных ножа, смонтированных в корпусе измельчителя (Инф. листок АО "Кузполимермаш". Измельчитель пластмасс роторный, Кузнецк, Пензенской обл., паспорт на сер. вып. ИПМ-450М, 1978).

Недостатком данного устройства является непригодность для измельчения "мягких" полимерных отходов, так как пленка наматывается на ротор измельчителя, и забивается пространство подачи и резания.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является устройство для измельчения эластичных полимерных материалов, содержащее расположенный в корпусе с установленными на нем поочередно ножами для продольной и поперечной резки и неподвижный опорный нож. Ножи для продольной резки смонтированы на роторе свободно на осях, а ножи для поперечной резки выполнены с прерывистой режущей кромкой в виде гребенки и расположены с осевым смещением режущих кромок каждого последующего ножа относительно предыдущего. (авт.св. СССР N 536062, B 29 B 17/00, 1976).

Недостатком указанного устройства является ограниченность измельчаемых отходов полимеров. Оно обеспечивает переработку только кип полимерного материала в крошку и непригодно для измельчения "мягких" полимерных отходов, так как бракованную пленку необходимо спрессовать в кипы.

Технический результат изобретения - создание стабильного процесса измельчения "мягких" полимерных отходов.

Это достигается тем, что в устройстве для измельчения отходов из пластмасс, содержащем корпус с приемным бункером, размещенные в корпусе ротор с набором ножей и неподвижный нож и размещенные в зоне резания для постоянного подпора измельчаемых отходов тянущие вальцы с рифами и впадинами с изменяющимся зазором для затягивания измельчаемых отходов, согласно изобретению набор выполнен в виде дисковых ножей разного диаметра, поочередно большого и малого, неподвижный нож выполнен ступенчатым, выступы и впадины согласованы соответственно с дисковыми ножами малого и большого диаметров, а рифы и впадины вальцов имеют специальный профиль в виде кривой второго порядка для формирования из измельченных отходов полимерного полотна, подаваемого на измельчение.

Таким образом, заявляемый роторный измельчитель полимерных материалов соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволяет выявить в нем признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан поперечный разрез устройства для измельчения; на фиг. 2 - продольный разрез ротора, состоящего из дисковых ножей разного диаметра в контакте с неподвижным ножом; на фиг. 3 - профиль рифов и впадин валка.

Устройство для измельчения содержит корпус 1, ротор, состоящий из набора больших 2 и малых 3 дисковых ножей (с зубьями, подобными циркулярной пиле), установленных на вал 4 и зафиксированных шпонкой 5. Неподвижный нож 6, выполненный ступенчато с выступами и впадинами, закреплен в разъеме корпуса винтом 7. В корпусе размещена решетка 8. К корпусу 1 подсоединен кожух 9, в котором расположены вальцы 10, для крепления верхнего валка предусмотрены штоки 11 и пружины 12, с помощью которых изменяется зазор между валками. Вальцы имеют специальный профиль 13 рифов и впадин в виде кривой второго порядка (Y = Kx², где k - константа, подбирается конструктивно в зависимости от радиуса и глубины впадины валка k = 4/125 1 мм). В месте соединения кожуха 9 с корпусом 1 предусмотрен проходной зев 14. С кожухом 9 соединен приемный бункер 15, сверху и снизу которого размещены магнитоуловители 16.

Устройство для измельчения работает следующим образом. Отходы "мягких" полимеров подаются в приемный бункер 15, в случае попадания в отходы полимеров посторонних металлических предметов они улавливаются магнитоулавливателями 16, далее захватываются рифами вальцов 10. Рифы и впадины вальцов имеют специальный профиль 13 в виде кривой второго порядка для того, чтобы уплотнять и формировать полотно (а не резать) из отходов полимеров, удобное для измельчения дисковыми ножами. Сформированное полотно из полимерных отходов далее направляется в зев 14 в зону вращения ротора. Во избежание провисания сформированного из полимерных отходов полотна скорость вращения рифов и роторного ножа должна быть согласована
r_pω_p= r_maxω_max,
где
r_р - радиус валков рифов;
r_max - радиус ротора ножа 2;
ω_p - угловая скорость вращения валков,
ω_max - угловая скорость вращения ротора ножа.

Зубьями дисковых ножей 2 и 3 полотно затягивается на неподвижный нож 7, где и измельчается на определенные кусочки и далее, проваливаясь через решетку 8, отсасывается воздуходувкой.

Предлагаемое изобретение наиболее полезно в производстве рукавной пленки, шнуров и жгуты из пластмасс.

Экспериментальные исследования проводились на опытной установке, состоящей из роторного измельчителя и двух валков. Ротор был смонтирован из дисковых ножей на валу диаметром 110 мм: из больших дисковых ножей диаметром 300 мм и малых диаметром 285 мм. Толщина дисковых ножей составляла 6,5 мм. Общее количество ножей 60. Число оборотов подбиралось опытным путем и составляло 350 об/мин. Неподвижный нож имел общую длину 400 мм, выступы и впадины соответствовали вхождению в них больших и малых дисковых ножей по скользящей посадке с условием исключения заминания полимерной пленки. Валки были изготовлены с рифами и впадинами, имеющими специальный профиль в виде кривой второго порядка. Диаметр валков составлял 200 мм, длина валков была 400 мм. Указанные размеры подбирались конструктивно, опытным путем, где k - константа, подбиралась конструктивно в зависимости от радиуса и глубины впадины валка и составляла
K = 4/125 1/мм,
где
y и x - координаты впадины, в данном случае y = 20 мм, с учетом геометрических размеров корпуса 1, дисков ротора 2 и 3, кожуха 9 с валками 10, а также из условия обеспечения стабильного формования полимерного полотна и равномерной подачи его в зону измельчения.

Объектом исследования служила бракованная рукавная пленка из полиэтилена высокого давления марки 15802-020 ГОСТ 16337-70. Дисковые ножи 2 и 3 вращались со скоростью 350 об/мин.

При измельчении получали срезанные кусочки пленки размером 6,5х7,5 мм, которые затем пропускали через экструдер для преобразования в гранулы. С изменением размеров больших и малых дисковых ножей можно изменить размеры кусочков пленки. Техническая и экономическая эффективность использования предлагаемого устройства для измельчения в химической промышленности состоит в том, что позволит расширить сырьевую базу за счет возврата в производство "мягких" отходов полимерных изделий; улучшить экологическую обстановку региона, так как все отходы полимерных изделий вывозятся на свалку.

Использование: изобретение относится к вторичной переработке "мягких" полимерных отходов, в частности к оборудованию для измельчения пленки, мешков, лент, шнуров, жгутов из пластмасс. Сущность изобретения: набор ножей выполнен в виде дисковых ножей разного диаметра (поочередно большого и малого). Неподвижный нож выполнен ступенчатым. Выступы и впадины согласованы соответственно с дисковыми ножами малого и большого диаметров. Рифы и впадины вальцов имеют специальный профиль в виде кривой второго порядка для формирования из измельчаемых отходов полимерного полотна, подаваемого на измельчение. Технический результат изобретения - создание стабильного процесса измельчения "мягких" полимерных отходов. 3 ил.

Устройство для измельчения отходов пластмасс, содержащее корпус с приемным бункером, размещенные в корпусе ротор с набором ножей и неподвижный нож и размещенные в зоне резания для постоянного подпора измельчаемых отходов тянущие вальцы с рифами и впадинами с изменяющимся зазором для затягивания измельчаемых отходов, отличающееся тем, что набор ножей выполнен в виде дисковых ножей разных диаметров поочередно большого и малого, неподвижный нож выполнен ступенчатым, выступы и впадины согласованы соответственно с дисковыми ножами малого и большого диаметров, а рифы и впадины вальцов имеют специальный профиль в виде кривой второго порядка для формирования из измельчаемых отходов полимерного полотна, подаваемого на измельчение.