УСТАНОВКА ДЛЯ ФРАГМЕНТАЦИИ ИЗНОШЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН Российский патент 2003 года по МПК B29B17/00 B29K21/00 

Установка относится к оборудованию для утилизации автомобильных шин любого промышленно используемого размера, в том числе крупногабаритных шин карьерных автомобилей, а именно к разделению их на фрагменты, удобные для транспортировки к местам дальнейшей переработки.

Известно устройство с воздействием взрыва для разрушения изношенных шин (пат. RU 2057014, опубликован БИ 9, 1996 г.).

Воздействие взрывом осуществляется в замкнутой кольцевой системе с образованием направленного циркулирующего потока. Дополнительное измельчение осуществляется путем повторной обработки взрывом фрагментов покрышек, полученных в результате взрывного разрушения покрышек. Устройство снабжено разрушающими элементами, трубопроводами и камерой, образующими кольцевую систему. Камера выполнена с участком в виде усеченной конической оболочки, в которой установлены разрушающие элементы и узел фиксации взрывчатого вещества.

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность из-за значительных потерь энергии взрыва на местные сопротивления при циркуляции продуктов взрыва по трубопроводу. Кроме того, не обеспечивается надежная экологическая и взрывотехническая безопасность работ.

Известно также техническое решение с применением взрывных генераторов давления в установке, которая может быть использована для резки крупногабаритных автомобильных шин, принятой за прототип (см. С.А.Новиков, Полезные взрывы, Саров, 2000 г., с. 208).

Установка состоит из нескольких взрывных генераторов давления (ВГД), разгонных камер и приводимого в действие с помощью толкателей режущего модуля, снабженного кольцевыми ножами и радиальными ножами, с режущими кромками, расположенными под углом к оси режущего модуля, грузовой балки, на которой подвешен режущий модуль. Разрезаемые шины устанавливают к упорной стенке. Вся конструкция устанавливается в специально подготовленное заглубление с опорными стенками или наземный бокс.

Установка обеспечивает высокие скорости деформации за счет ударного характера нагружения, небольшие энергозатраты, т.к. используется недорогое взрывчатое вещество (ВВ). Достоинством является и мобильный вариант исполнения, позволяющий транспортировать стенд любым видом транспорта в место скопления шин.

Недостатком является необходимость строительства мощных опорных стен в заглубленном или надземном варианте в месте проведения работ, жесткая заделка рамной конструкции, наличие дополнительного механизма для возврата в исходное положение режущего модуля после фрагментации, а также необходимости синхронизации работы ВГД. Кроме того, непосредственное воздействие пиковых нагрузок, образующихся при подрыве заряда ВВ, на толкатели режущего модуля, оказывает разрушающее действие на их торцы и, как следствие, быстрый выход из строя.

Решаемой технической задачей является создание установки, лишенной указанных недостатков, а именно не требующей строительных работ в местах ее использования, максимально простой и надежной при транспортировке, сборке и с длительным сроком эксплуатации. Одновременно она должна сохранить такие достоинства прототипа, как экономичность, быстродействие, независимость от внешних источников энергии, экологическую и взрывотехническую безопасность, пригодность для резки шин любого используемого в промышленности размера.

Указанная техническая задача решается установкой, содержащей взрывной генератор давления (ВГД), разгонные камеры, режущий модуль с кольцевыми и радиальными ножами, узел фиксации шины и станину. Установка отличается тем, что станина представляет собой пакет горизонтально расположенных плит, стянутых вертикальными стойками, и закрепленную на стойках с возможностью продольного перемещения прижимную плиту. Плиты в пакете выполнены с соосными отверстиями, которые образуют гнезда для размещения общего генератора давления и вертикально расположенных вокруг него разгонных камер. Каждая разгонная камера состоит из рабочего цилиндра с подвижным поршнем и разгонного отсека, являющегося продолжением корпуса рабочего цилиндра. Торец поршня сопряжен с взаимодействующим с ним поршнем. Режущий модуль установлен в направляющих разгонного отсека и вертикальных стоек с возможностью скольжения по ним под действием поршня. Режущие кромки радиальных и кольцевых ножей расположены в одной плоскости перпендикулярно оси режущего модуля. Полость ВГД соединена с полостями рабочих цилиндров разгонных камер каналами, выполненными в одной из плит пакета. Узел фиксации шины образован прижимной плитой и торцами разгонных отсеков. Такое исполнение образует замкнутую схему установки.

Выполнение станины указанным образом и присоединения основных функциональных узлов друг к другу позволяет транспортировать все элементы установки в разобранном виде и быстро и оперативно собрать на месте эксплуатации.

Выполнение установки с одним ВГД обеспечивает подрыв заряда одним капсюлем-детонатором, при этом отпадает проблема синхронизации подрыва, имеющая место в прототипе.

Соединение полости ВГД с полостями вертикальных рабочих цилиндров горизонтальными каналами, выполненными в одной из плит пакета, обеспечивает поворот потока продуктов взрыва. При этом устраняются пики ударных волн, действующие на торец поршня, приводящие к его разрушению.

Вертикальное расположение разгонных камер обеспечивает возврат режущего модуля в исходное положение после фрагментации шины. При этом использование в установке нескольких разгонных камер позволяет перераспределить энергию ударного импульса равномерно на режущий модуль.

Расположение режущих кромок радиальных и кольцевых ножей в одной плоскости перпендикулярно оси режущего модуля уменьшают рабочий ход режущего модуля. Тем самым уменьшаются энергозатраты (масса заряда ВВ) и, как следствие, увеличивается ресурс ВГД.

Выполнение узла фиксации шины как зажима между корпусом разгонных отсеков и прижимной плитой избавляет от необходимости строить опорную стенку. При такой замкнутой схеме используется энергия отката, позволяющая существенно снизить массу заряда ВВ.

На фиг.1 изображена заявленная установка в разрезе. На фиг.2 - сечение в плоскости каналов. На фиг.3 - вид на режущий модуль сверху.

Станина, состоящая из пакета плит 2, скреплена с помощью стоек 1. В центре станины в образованном центральными отверстиями плит 2 гнезде установлен взрывной генератор давления (ВГД) 4, представляющий собой неразрушаемую взрывную камеру с помещенным в ней зарядом взрывчатого вещества 5.

В соосных отверстиях станины, равномерно расположенных вокруг ВГД 4, установлены разгонные камеры 7, в которых расположены поршни 8. Концы поршней 8 сопряжены с режущим модулем 9, имеющим кольцевые 10 и радиальные 11 ножи. Радиальные ножи режущего модуля располагаются в направляющих пазах, выполненных в корпусах разгонных отсеков 6, по которым происходит их перемещение при воздействии на режущий модуль усилия поршней 8. На стойках 1 выполнены направляющие пазы для центрирования режущего модуля 9 в процессе возвратно-поступательного перемещения. Полость ВГД 4 соединена с полостями рабочих цилиндров разгонных камер 7 с помощью каналов 12, выполненных в одной из плит 2. Шина устанавливается на торцы разгонных отсеков 6, самоцентрируясь относительно стоек 1 и поджимается прижимной плитой 3.

Установка используется следующим образом. В разобранном виде установка доставляется к месту накопления шин, подлежащих переработке. На месте производят сборку, устанавливая в вертикальном положении на грунт. На торцы разгонных отсеков 6 устанавливают шину. На стойки 1 устанавливают прижимную плиту 3 и закрепляют. Помещают заряд 5 промышленного взрывчатого вещества (типа аммонит) во взрывную камеру ВГД 4 и подсоединяют к нему систему дистанционного инициирования. Производят подрыв заряда ВВ 5. Газообразные продукты взрыва высокого давления из полости взрывной камеры ВГД 4 по каналам 12 поступают в полость рабочих цилиндров всех разгонных камер 7. При этом происходит поворот потока продуктов взрыва и дросселирование газа, за счет чего устраняется пиковое давление, возникающее в момент подрыва ВВ, которое губительно действует на торцы поршней, уменьшая их ресурс. Под действием сглаженного давления продуктов взрыва поршни 8 перемещают режущий модуль 10 вдоль направляющих пазов разгонных отсеков 6 и стоек 1 в направлении шины. Ножи 10 и 11 режущего модуля разрезают шину на заданные фрагменты. Ножи снабжены сменными режущими лезвиями, которые быстро заменяются в случае выхода из строя. После выполнения операции разрезки вследствие снижения давления в полости рабочих цилиндров разгонных камер 7 и ВГД 4 поршни 8 и режущий модуль 9 под силой тяжести возвращаются в исходное положение. Остаточное давление в подпоршневом пространстве амортизирует соударение движущейся системы (поршень - режущий модуль) с заглушкой разгонной камеры, что также способствует увеличению срока службы установки. Подрыв заряда ВВ в неразрушаемой взрывной камере обеспечивает экологическую и взрывотехническую чистоту процесса.

Экспериментально установлено, что на разрезку шины размером 25" на фрагменты 50х50 см расход ВВ составляет 2,5 кг, при этом разрезка осуществляется за один цикл срабатывания.

Таким образом решается задача создания экономичной, мобильной, независимой от внешних источников энергии, простой и надежной в эксплуатации, быстродействующей установки для разрезки изношенных шин любого используемого размера в местах их накопления. При этом обеспечивается надежная локализация продуктов взрыва в неразрушаемой взрывной камере.

Изобретение может быть использовано для утилизации и переработки резинотехнических изделий, а именно автомобильных шин. Установка содержит взрывной генератор давления, разгонные камеры, режущий модуль с кольцевыми и радиальными ножами, узел фиксации и станину. Станина состоит из пакета горизонтально расположенных плит, стянутых стойками, и закрепленной на стойках с возможностью продольного перемещения прижимной плиты. Плиты в пакете выполнены с соосными отверстиями, образующими гнезда для размещения общего генератора давления и окружающих его вертикально расположенных камер. Каждая разгонная камера состоит из рабочего цилиндра с подвижным поршнем, торец которого сопряжен с режущим модулем, и разгонного отсека, являющегося продолжением корпуса рабочего цилиндра. Режущий модуль установлен с возможностью продольного перемещения по направляющим разгонного отсека и стоек. Режущие кромки радиальных и кольцевых ножей расположены в одной плоскости перпендикулярно оси режущего модуля. Полость взрывного генератора давления соединена с полостью каждого рабочего цилиндра горизонтальными каналами, выполненными в одной из плит пакета. Узел фиксации шины образован прижимной плитой и торцами корпусов разгонных отсеков. Установка позволяет осуществлять фрагментацию шин любых применяемых размеров в местах их накопления. Установка быстродействующая, надежна и безопасна в работе и не зависит от внешних источников энергии. 3 ил.

Установка для фрагментации изношенных автомобильных шин, содержащая взрывной генератор давления, разгонные камеры, режущий модуль с кольцевыми и радиальными ножами, узел фиксации и станину, отличающаяся тем, что станина представляет собой пакет горизонтально расположенных плит, стянутых стойками, и закрепленную на стойках с возможностью продольного перемещения прижимную плиту, плиты в пакете выполнены с соосными отверстиями, образующими гнезда для размещения общего генератора давления и окружающих его вертикально расположенных разгонных камер, каждая разгонная камера состоит из рабочего цилиндра с подвижным поршнем, торец которого сопряжен с режущим модулем, и разгонного отсека, являющегося продолжением корпуса рабочего цилиндра, режущий модуль установлен с возможностью продольного перемещения по направляющим разгонного отсека и стоек, режущие кромки радиальных и кольцевых ножей расположены в одной плоскости перпендикулярно оси режущего модуля, полость взрывного генератора давления соединена с полостью каждого рабочего цилиндра горизонтальными каналами, выполненными в одной из плит пакета, узел фиксации шины образован прижимной плитой и торцами корпусов разгонных отсеков.