СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1999 года по МПК B02C19/00 B29B17/00 

Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к способам измельчения полимерных материалов, преимущественно пластмасс, резин, химических и натуральных волокон, и может быть использовано при переработке отходов производства и утилизации изношенных изделий из полимерных материалов, например автомобильных шин.

Известен способ измельчения полимерных материалов, используемый в устройстве с двумя зонами, при котором измельченный в первой зоне материал после сепарации и отделения целевой фракции поступает во вторую зону устройства. После измельчения и сепарации в ней целевую фракцию выгружают, а более крупную возвращают на доизмельчение в ту же вторую зону /1/.

В известном способе отсутствует возможность обеспечить эффективное измельчение материала во второй зоне, так как поступающий в нее из первой зоны материал не может заполнить рабочий объем зоны. Действительно, его количество составляет лишь небольшую часть от загруженного в первую зону, а насыпная плотность его значительно выше. К тому же наличие двух зон не позволяет обеспечить высокую производительность по выходу целевой фракции по известному способу.

Наиболее близким аналогом /прототипом/ предлагаемого изобретения является способ измельчения полимерных материалов, используемый в устройстве с расположенными вдоль вала, по меньшей мере, двумя зонами, каждая из которых содержит, по крайней мере, участки загрузки, измельчения и выгрузки, при котором загружаемый в устройство материал измельчают в указанных зонах /2/.

При осуществлении известного способа измельченный в зоне материал поступает в следующую по ходу потока зону, при этом от зоны к зоне насыпная плотность измельчаемого материала увеличивается, а заполнение рабочего объема зон соответственно уменьшается. Поэтому, начиная со второй зоны по ходу потока, нельзя обеспечить эффективное измельчение по известному способу. При этом, как отмечается в описании к прототипу, в отдельных зонах могут возникать чрезмерные нагрузки, что может вызывать нарушения в работе устройства.

Для снятия перегрузок в отдельной зоне в прототипе предлагается выгружать материал, поступающий из предыдущей ей зоны, и вводить в зону такое же количество крупнозернистого материала.

Однако, во-первых, такого количества материала недостаточно для обеспечения эффективного измельчения материала в зоне, а во-вторых, при этом снижается производительность устройства по выходу целевой фракции, так как нарушается непрерывность технологического процесса измельчения в устройстве. По существу, в устройстве образуется несколько технологических циклов измельчения, не связанных друг с другом, что ухудшает энергетические показатели и снижает производительность устройства, не обеспечивая при этом получение продукта требуемой дисперсности.

Предложенное изобретение решает задачу создания способа измельчения полимерных материалов, обеспечивающего производство тонкозернистых монодисперсных порошков, в устройствах с не менее чем двумя зонами, с высокими технико-экономическими показателями.

Технический результат, который достигается при осуществлении изобретения, заключается в увеличении производительности по выходу целевой фракции за счет обеспечения работы устройства в оптимальном режиме при максимально возможной производительности по выходу целевой фракции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе измельчения полимерных материалов в устройстве с расположенными вдоль вала, по меньшей мере, двумя зонами, каждая из которых содержит, по крайней мере, участки загрузки, измельчения и выгрузки, при котором загружаемый в устройство материал измельчают в указанных зонах, новым является то, что в зоны устройства, начиная со второй по ходу потока, извне загружают дополнительный материал и, контролируя выход целевой фракции, регулируют его подачу, обеспечивая максимально возможную производительность устройства по выходу целевой фракции.

Кроме того, потоки материала, направляемые в зону, перед загрузкой смешивают и, регулируя при этом подачу дополнительного материала, обеспечивают необходимую насыпную плотность загружаемого в зону материала.

Кроме того, весь измельченный в зоне материал подают в следующую зону.

Кроме того, измельченный в зоне материал сепарируют, при этом отделенную массу выгружают из материала, а остальной материал подают в следующую зону.

Кроме того, измельченный в зоне материал сепарируют, при этом отделенную массу подают в следующую зону, а остальной материал возвращают в ту же или в предыдущую зону, кроме первой.

Кроме того, загружаемый в зону извне дополнительный материал предварительно охлаждают.

Действительно, введение в способ измельчения полимерных материалов в устройстве с несколькими зонами, подача извне в каждую зону устройства, начиная со второй, дополнительного материала и регулирование этой подачи позволяет заполнять рабочий объем каждой зоны в такой мере, которая необходима для работы устройства в оптимальном технологическом режиме с максимально возможной производительностью по выходу целевой фракции. Эффективность измельчения обеспечивается также возможностью регулировать насыпную плотность поступающего в зону материала.

В результате введения новых операций предлагаемый способ обеспечивает достижение указанного технического результата при поступлении из другой зоны любого количества материала и независимо от его насыпной плотности.

Кроме того, предварительное охлаждение дополнительного материала позволяет снизить температуру материала в устройстве.

На основании изложенного можно утверждать, что предложенный способ представляет собой новую совокупность признаков, обеспечивающую достижение технического результата, который явным образом не следует из уровня техники. Это позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ измельчения полимерных материалов в устройстве с расположенными вдоль вала, по меньшей мере, двумя зонами, каждая из которых содержит, по крайней мере, участки загрузки, измельчения и выгрузки, осуществляют следующим образом.

В процессе пуска устройства постепенно увеличивают обороты вала и подачу материала в первую зону, а также регулируют подачу дополнительного материала извне в зоны начиная со второй по ходу потока; материал измельчают в зонах, контролируя при этом производительность устройства по выходу целевой фракции.

Таким образом, повышая обороты вала до значения, согласующегося с технологическим режимом комплектующего оборудования устройства, и контролируя по приборам работу и температурный режим устройства, регулируют подачу загружаемого материала, добиваясь максимально возможно производительности по выходу целевой фракции для данного материала.

В процессе работы устройства перемещение измельчаемого материала из зоны в зону может быть осуществлено с использованием различных частных случаев выполнения предлагаемого способа.

В первом случае весь измельченный в зоне материал направляют в следующую по ходу потока зону; в другом случае после измельчения материал направляют на сепарацию, после чего отделенную массу, представляющую собой готовый продукт, выгружают из устройства, а остальной материал направляют в следующую зону; в третьем частном случае способа после измельчения и сепарации мелкую фракцию отделенной массы материала направляют в следующую зону, а остальную часть - более крупную фракцию возвращают в ту же или в любую из предыдущих зон, кроме первой. Действительно, возвращение материала в первую зону на доизмельчения нецелесообразно, так как снижает производительность устройства.

Указанные частные случаи выполнения способа могут быть использованы как в отдельности, так и в сочетании друг с другом в одном устройстве, но во всех случаях осуществляется подача дополнительного материала в зоны устройства.

После каждой операции измельчения материал при необходимости может быть охлажден в холодном узле до такой температуры, при которой можно избежать агломерации измельченного материала. Кроме того, загружаемый материал в зоны извне дополнительно охлаждают перед загрузкой, например, путем впрыскивания охладителя.

В установившемся режиме работы устройства количество и насыпная плотность материала, загружаемого в зону, остаются практически постоянными, поэтому подача дополнительного материала в зону, отрегулированная в процессе наладки устройства на оптимальный режим с высокой производительностью по выходу целевой фракции, также не меняется. В том случае, когда возникает необходимость изменить насыпную плотность материала, загружаемого в зону, для этого определяют, например, методом взвешивания насыпную плотность материала, поступающего из другой или с выхода той же зоны, и направляют его и загружаемый извне дополнительный материал в бункер-смеситель, регулируя при этом подачу дополнительного материала. Полученный материал требуемой насыпной плотности из указанного бункера-смесителя подается в бункер-дозатор, который осуществляет загрузку материала в зону. Таким образом, контролируя производительность устройства по выходу целевой фракции и регулируя подачу дополнительного материала извне в каждую зону, поддерживают оптимальные параметры механических воздействий на участках измельчения во всех зонах, что обеспечивает максимально возможную производительность устройства по выходу целевой фракции.

В связи с изложенным можно сделать вывод, что предлагаемый способ измельчения полимерных материалов может быть осуществлен и обеспечивает получение указанного выше технического результата.

Источники информации:
1. Авт. свид. СССР N 1521499, B 02 C 19/00, 12.11.87.

2. Патент РФ N 2038214, B 29 B 17/00, 24.04.92.

Изобретение предназначено для измельчения преимущественно пластмасс, резины, химических и натуральных волокон. В способе измельчения, в устройстве с расположенными вдоль вала по меньшей мере двумя зонами, каждая из которых содержит по крайней мере участки загрузки, измельчения и выгрузки, при котором измельчаемый материал подвергается переработке, в зоны устройства, начиная со второй по ходу потока, извне загружают дополнительный материал и, контролируя выход целевой фракции, регулируют его подачу, обеспечивая максимально возможную производительность устройства по выходу целевой фракции. Перед загрузкой потоки материала могут быть смешаны. Весь измельченный материал может быть подан в следующую зону. Измельченный материал может быть подвергнут сепарации. Загружаемый извне дополнительный материал может быть предварительно охлажден. Изобретение позволяет увеличить производительность по выходу целевой фракции. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ измельчения полимерных материалов в устройстве с расположенными вдоль вала по меньшей мере двумя зонами, каждая из которых содержит по крайней мере участки загрузки, измельчения и выгрузки, при котором загружаемый в устройство материал измельчают в указанных зонах, отличающийся тем, что в зоны устройства, начиная со второй по ходу потока, извне загружают дополнительный материал и, контролируя выход целевой фракции, регулируют его подачу, обеспечивая максимально возможную производительность устройства по выходу целевой фракции. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что потоки материала, направляемые в зону, перед загрузкой смешивают и, регулируя при этом подачу дополнительного материала, обеспечивают необходимую насыпную плотность загружаемого в зону материала. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что весь измельченный в зоне материал подают в следующую зону. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что измельченный в зоне материал сепарируют, при этом отделенную массу выгружают из устройства, а остальной материал подают в следующую зону. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что измельченный в зоне материал сепарируют, при этом отделенную массу подают в следующую зону, а остальной материал возвращают в ту же или предыдущую зону, кроме первой. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что загружаемый извне дополнительный материал предварительно охлаждают.