ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ ОТХОДОВ КОЖЕВЕННО-ОБУВНОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2000 года по МПК C14B13/00 D21B1/14 

Изобретение относится к легкой промышленности, а более конкретно к области переработки отходов обувных фабрик, и может быть использовано как на обувных фабриках и объединениях, так и на фабриках ремонта и индивидуального пошива обуви.

Известен измельчитель пластмасс роторного типа марки ЦПР фирмы "Паллман" (Факторович Ю. Д. , Оборудование пром-сти искусственных кож и пленочных материалов, М.: Легпромбытиздат, 1986, с. 4, 5, предназначенный для измельчения отходов из пластмасс, резин и кож (кожи танидного дубления и проч.), в котором имеется бункер для загрузки отходов, радиально подвижные (регулируемые) и вращающиеся ножи, снабженные приводом. Основным недостатком устройств данной конструкции является высокая установочная мощность привода, что является следствием измельчения материалов с разнообразными физико-механическими свойствами и большой силы сопротивлений резанию при измельчении.

Известный роторный измельчитель пластмасс типа ИПР-450 М (см. рис. 1 на с. 5/1/) содержит те же элементы конструкции, что и аналог, приведенный выше. Он представляет собой литой корпус, в котором установлен в подшипниках качения ротор с вращающимися ножами. Ось ротора с вращающимися ножами посредством ременной передачи соединена с электродвигателем. На корпусе закреплены радиально подвижные (регулируемые) ножи и легкосъемные сменные сита, с которыми соединены мешки для сбора измельченного материала.

Наиболее близким аналогом является устройство для измельчения отходов кожевенно-обувного производства, содержащее неподвижные радиально-регулируемые ножи, установленные в корпусе, и ножи, установленные на роторе с возможностью вращения от привода вращения, бункер для загрузки отходов, сито для отделения нужной фракции, при этом в корпусе выполнено отверстие, соединенное со средством для создания и направления аэродинамического потока воздуха для транспортирования измельченных материалов для обеспечения качественного измельчения волокнистых материалов при изменении нагрузки роторного устройства измельчителя (см. авт. св. СССР N 785360, кл. C 14 B 13/00, опубл. 07.12.80).

Основным недостатком прототипа, так же как и вышеприведенного аналога, является высокая установочная мощность привода, обусловленная высокими силами сопротивления резанию.

От величины угла резания зависит сила сопротивления резанию, и как следствие, мощность привода. Чем он меньше, тем меньше сила сопротивления резанию, и наоборот. Однако в известном устройстве угол заточки ножей нельзя снижать менее определенной величины из-за условия обеспечения прочности лезвий ножей. Так как силы сопротивления резанию в рассматриваемом случае нельзя уменьшить, то нельзя добиться и снижения установочной мощности привода. На обработку резанием при измельчении отходов с разнообразными физико-механическими свойствами (жестких и мягких - эластичных), очевидно, требуется затрачивать различное количество энергии. При этом мощность привода измельчителя должна быть различна. Однако конструкция устройства не позволяет регулировать мощность привода, например, путем изменения силы сопротивления резанию. Обеспечение такой возможности также позволит снизить установочную мощность привода.

Заявляемое техническое решение свободно от недостатков, присущих известным аналогам и прототипу.

Задачей данного изобретения является снижение установочной мощности привода вращения ротора с вращающимися ножами.

Поставленная задача решается за счет того, что измельчитель отходов обувного производства содержит неподвижные радиально-регулируемые ножи, установленные в корпусе, и ножи, установленные с возможностью вращения от привода вращения на роторе, при этом последний установлен на оси вращения посредством ходовой шпонки и выполнен в виде ползуна, соединенного посредством механизма для задания ножам возвратно-поступательного перемещения вдоль ходовой шпонки, выполненного в виде кривошипно-ползунного механизма, соединенного с двигателем, причем кривошип имеет возможность изменять свои размеры по величине с помощью винта для регулирования скорости возвратно-поступательного перемещения, при этом корпус в днище имеет отверстие, через которое он посредством трубопровода соединен с вихревой трубой, запитанной от пневмомагистрали высокого давления для охлаждения материалов и для поддержания измельчаемого продукта во взвешенном состоянии, причем он имеет бункер для загрузки отходов, сменные сита для отделения нужной фракции и мешки для сбора измельченного материала.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема измельчителя отходов обувного производства; на фиг. 2 - элемент ножей и их взаимодействие за малый промежуток времени dt.

Измельчитель состоит из бункера 1, который предназначен для загрузки отходов 2 и подачи их в зазор между регулируемыми винтом 3 неподвижными радиально-регулируемыми ножами 4 и закрепленными на роторе-ползуне 5 вращающимися ножами 6. Радиально подвижные и вращающиеся ножи совместно предназначены для измельчения отходов 2, загруженных в бункер 1, при наименьших энергетических затратах на разрушение. Измельченная фракция отходов должна отделяться от неизмельченной сменными ситами 7 и поступать в мешки (не показаны). Ротор-ползун 5 вращающимися ножами 6 установлен с помощью ходовой шпонки 8 на вертикальном валу 9, а последний - с помощью ременной передачи 10 связан с электродвигателем 11 привода вращения вращающихся ножей 6. Одновременно ротор-ползун 5 вращающимися ножами 6, посредством механизма для задания ножам 6 возвратно-поступательного перемещения, выполненного в виде кривошипно-ползунного механизма 12,15,13, соединен с вторым электродвигателем 13. Второй электродвигатель (на фиг. 1 обозначен стрелкой) предназначен для приведения в движение кривошипа 15. При этом ротор-ползун 5 кривошипно-ползунного механизма 12, 15, 13 шарнирно соединен с осью 9. Кривошип 15 имеет возможность изменять свои размеры по величине с помощью винта 14 для регулирования скорости возвратно-поступательного движения, наличие которой обеспечивает возможность снизить силу сопротивления резания при разрушении и регулировать ее путем изменения величины скорости, тем самым позволяя снизить установочную мощность привода. Ножи 4 установлены в корпусе с возможностью регулировки их положения, которую осуществляют с помощью винтов 3. Регулировка предназначена для изменения фракции измельченного материала. Корпус измельчителя в днище имеет отверстие, через которое он посредством трубопровода 16 соединен с вихревой трубой 17, а последняя запитана от пневмомагистрали высокого давления 18. Соединение корпуса через трубопровод 16 с вихревой трубой 17 предназначено для подачи охлажденного вихревой трубой 17 воздуха в рабочую зону измельчителя, что вызывает охлаждение материала и тем самым облегчает его разрушение ножами 4, 6, так как измельчают полимерные материалы. Помимо этого подача воздуха в рабочую зону измельчителя предназначена для поддержания измельчаемого продукта во взвешенном состоянии, что также облегчает процесс его измельчения ножами и позволяет снизить установочную мощность привода, а прохождение воздушного потока через отверстия сит 7 и далее через мешки для сбора измельченного материала (не показаны) облегчает процесс отделения и сбора нужной фракции измельченного продукта.

Измельчитель работает следующим образом.

Загрузив в бункер 1 отходы обувного производства, подлежащие измельчению, одновременно включают оба электродвигателя 11, 13 и включают подачу сжатого воздуха в вихревую трубу 18 (вентиль для включения не показан). При этом движение от электродвигателя 11 с помощью ременной передачи 10 передается валу 9 и через ходовую шпонку 8 ротору-ползуну 5 с ножами 6, которые вращаются относительно подвижных радиально-регулируемых ножей 4. Одновременно с этим электродвигатель 13 вращает кривошип 15, шарнирно соединенный с шатуном 12. Шатун 12 преобразовывает вращательное движение кривошипа в возвратно-поступательное движение по ходовой шпонке 8 ротора-ползуна 5 и вращающихся ножей 6, причем последние двигаются относительно подвижных радиально-регулируемых ножей 6 параллельно их лезвию (см. фиг. 2, где 4 - радиально подвижные, а 6 - вращающиеся ножи), для этого ножи 6 и 4 заранее устанавливают под определенными углами. Измельчаемые отходы 2 под действием собственного веса перемещаются вниз и падают в зазор H между вращающимися 6 и радиально-регулиуемыми неподвижными 4 ножами (см. фиг. 1 и 2). Точка A материала при разрезании ножами 4 перемещается по образующим AA₁ и AA₂ конструктивного угла заточки лезвия ножа (см. фиг. 2). Точка B материала при разрезании перемещается в точки C₁ и C₂ и резание вращающимися ножами 6 осуществляется не с конструктивным углом заточки ножа α_к, а с действительным углом резания α_d. При этом, как известно из книги "Проектирование и расчет машин обувных и швейных производств" А.И. Комиссаров и др., М.: Машиностроение, 1978, с. 65).

tgα_d= tgα_к(√ 1+[[(V_н)/(V_м)]²)-1,

т. е. при наличии V_нαd≪ α_к, за счет чего снижается сила сопротивления резанию и, как следствие, установочная мощность привода ножей. Уменьшать α_d и тем самым снижать установочную мощность привода, как видно из вышеприведенного выражения, достигается путем увеличения скорости V_н, что выполняется в устройстве путем увеличения радиуса кривошипа 15. Для этого открепляют винт 14, увеличивают размер кривошипа 15 и винт закрепляют. Уменьшение α_d и тем самым увеличение силы сопротивления резанию достигается в обратном порядке. Регулировку выполняют при остановленном устройстве, предварительно выбрав ту или иную скорости V_н, которая на данном конкретном измельченном материале обеспечивала бы оптимальную величину силы сопротивления резанию и, как следствие, требуемую мощность привода.

Так как одновременно с включением электродвигателей 10, 13 осуществляют подачу сжатого воздуха в вихревую трубу 17, то воздух, поступивший в нее, дополнительно сжимается и разгоняется, так как улитка вихревой трубы имеет уменьшающееся от входа сечение. Этот воздух на выходе в корпус измельчителя из-за резкого расширения значительно (порядка - 50^oC) охлаждается и охлаждает измельчаемый полуфабрикат внутри корпуса, тем самым облегчая его разрушение ножами 4, 6, так как измельчению повергают полимеры. Помимо этого скоростной воздушный поток, поступивший в рабочую зону, внутри измельчителя поддерживает измельчаемые отходы во взвешенном состоянии, что облегчает процесс его измельчения ножами, что и позволяет снизить установочную мощность привода. Далее запыленный измельченным материалом воздушный поток проходит через сито 7 и через мешки для сбора измельченного материала (не показаны), обеспечивая интенсивную эвакуацию отделение и сбор нужной фракции измельченного продукта.

При работе устройства в установленном режиме измельченный материал 2 через сита 7 с определенным размером поступает в мешки, где и накапливается (мешки на фиг. 1 не указаны). В случае необходимости изменить фракцию измельченного материала изменяют зазор H между ножами 6 и 4 (фиг. 2), которые производят с помощью винтов 3 (см. фиг. 1). По мере наполнения мешков они снимаются, а в бункер 1, по мере расходования измельчаемых отходов 2, они досыпаются.

Использование данного изобретения позволит значительно снизить установочную мощность привода и расширить технологические возможности измельчителя за счет реализации устройством более прогрессивного способа резания реализованного в прилагаемой формуле изобретения и возможности варьирования линейной скоростью движения ножей.

Измельчитель отходов обувного производства содержит неподвижные радиально-регулируемые ножи, установленные на корпусе, и ножи, установленные с возможностью вращения от привода вращения на роторе. Ротор установлен на оси вращения посредством ходовой шпонки и выполнен в виде ползуна, соединенного посредством механизма для задания ножам возвратно-поступательного перемещения вдоль ходовой шпонки. Последний механизм выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма, соединенного с двигателем. Кривошип имеет возможность изменять свои размеры по величине с помощью винта для регулирования скорости возвратно-поступательного перемещения. Корпус в днище имеет отверстие, через которое он посредством трубопровода соединен с вихревой трубой, запитанной от пневмомагистрали высокого давления для охлаждения материалов и для поддержания измельчаемого продукта во взвешенном состоянии. Технический результат данного измельчителя - снижение установочной мощности привода вращения ротора с вращающимися ножами. 2 ил.

Измельчитель отходов обувного производства, содержащий неподвижные радиально-регулируемые ножи, установленные в корпусе, и ножи, установленные с возможностью вращения от привода вращения на роторе, при этом последний установлен на оси вращения посредством ходовой шпонки и выполнен в виде ползуна, соединенного посредством механизма для задания ножам возвратно-поступательного перемещения вдоль ходовой шпонки, выполненного в виде кривошипно-ползунного механизма, соединенного с двигателем, причем кривошип имеет возможность изменять свои размеры по величине с помощью винта для регулирования скорости возвратно-поступательного перемещения, при этом корпус в днище имеет отверстие, через которое он посредством трубопровода соединен с вихревой трубой, запитанной от пневмомагистрали высокого давления для охлаждения материалов и для поддержания измельчаемого продукта во взвешенном состоянии, причем он имеет бункер для загрузки отходов, сменные сита для отделения нужной фракции и мешки для сбора измельченного материала.