СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ ИЗ ПРОДУКТОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B29B17/02 B07B9/00 

1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области переработки амортизованных резинотехнических изделий (РТИ), в частности транспортерных лент и самого крупнотоннажного вида РТИ - изношенных автомобильных шин, путем их механического измельчения и разделения продуктов переработки по видам исходных материалов (резина, текстиль) с целью последующего использования.

Уровень техники
Известен сепаратор для измельченных резинотканевых материалов [а.с. СССР 483155, кл. В 07 b 7/04]. В данном сепараторе разделение резинотканевых смесей осуществляют в вертикальном цилиндрическом аппарате, куда материал подается воздушным потоком через патрубок, расположенный в нижней части корпуса аппарата. Потоку придают вращательное движение. Частицы резины под действием центробежных сил отгоняются на периферию цилиндра, где улавливаются и за счет гравитационных сил осаждаются в нижней части аппарата и затем выводятся в бункер через патрубок. Волокнистые включения выводятся в циклон через патрубок, расположенный в верхней части аппарата.

К недостаткам сепаратора следует отнести качество разделения, не оправдывающее конструктивную сложность аппарата и трудности, связанные с его обслуживанием.

Известен способ грохочения асбестовых руд с пневмовыделением тонкодисперсных составляющих смеси на стадии после грохочения [а.с. СССР 1694242, кл. В 07 В 1/46]. Разделяемый материал подают на деку, включающую просеивающую поверхность, с которой сопряжена поверхность разделения. Дека совершает круговые колебания, и разделяемый материал продвигается вниз по деке по траектории в виде циклоиды. При движении материала по ситу происходит его разделение на надрешетный и подрешетный продукт. Надрешетный продукт стратифицируется, при этом волокно всплывает в верхний слой, а крупные частицы сосредотачиваются в нижнем слое. В зоне поверхности разделения происходит пневмовыделение тонкодисперсного волокна с поверхности материала за счет создания разрежения над поверхностью разделяемого материала, создаваемого отсосом воздуха. Качество разделения повышается также за счет сферических сегментов, расположенных на поверхности разделения в шахматном порядке и рядами параллельно оси всасывающей щели приспособления для отсоса воздуха. При движении обрабатываемого материала между сегментами и под влиянием колебаний осуществляется интенсивное его разрыхление и расслаивание, что повышает извлечение волокна и качество получаемых фракций.

Известно устройство для грохочения асбестовых руд [а.с. СССР 1694242, кл. В 07 В 1/46], которое включает загрузочный патрубок, просеивающую поверхность, выполненную из сита, и сопряженную с ней поверхность разделения, снабженную выступами в виде сферических сегментов, и приспособление для отсоса воздуха, расположенное над поверхностью разделения, а также два разгрузочных патрубка (для надрешетного и подрешетного продуктов) и колебатель.

Недостаток вышеуказанных способа и устройства разделения заключается в том, что они не могут обеспечить высокой степени разделения разнородных материалов, близких по геометрическим параметрам и массе, например, выделение из резинотекстильной смеси, например, продукта переработки амортизованных шин, тонкодисперсного кордного волокна, которое в данном устройстве будет просеиваться вместе с измельченной резиной.

Известны способ и устройство разделения резинотекстильной смеси [патент РФ 2071844, кл. В 07 В 7/04] в процессе ее падения под действием гравитационных сил в восходящем воздушном потоке, который дополнительно разрыхляет смесь и извлекает текстильное волокно, увлекая его через верхний патрубок в циклон, а измельченная резина опускается в нижнюю часть сепаратора и отводится через нижний патрубок в сборную емкость.

Недостатком данных способа и устройства является отсутствие возможности фракционирования измельченной резины в процессе сепарации с целью отбора товарной фракции для последующего применения в конкретных целях и унос самых тонких фракций измельченной резины с волокном.

Известен способ сепарации резинотекстильной смеси [а.с. СССР 494198, кл. В 07 b 1/40] , выбранный в качестве прототипа, в котором разделение смеси происходит посредством ее гравитационного просева через набор колеблющихся сит и направленного противотоком падающей смеси воздушного потока.

Известен сепаратор секционный [а. с. СССР 494198, кл. В 07 b 1/40], выбранный в качестве прототипа, предназначенный, например, для разделения предварительно измельченных резинотекстильных материалов. Сепаратор представляет собой вертикально расположенную секционную цилиндрическую конструкцию с центральным верхним загрузочным патрубком подачи сепарируемого материала и круговыми ситами, совершающими крутильные колебания вокруг и прямолинейные вдоль вертикальной оси конструкции. Снизу вверх через сита продувают сжатый воздух, что дополнительно способствует псевдоожижению разделяемого материала и очистке сит.

Решаемая техническая задача
Известно, что практическое применение находит резиновая крошка размером частиц до 4 мм и содержанием волокна 3-4%.

Технической задачей изобретения является повышение качества разделения резинотекстильной смеси за счет укрупнения волокнистых включений путем формирования агломератов волокна с размерами, превосходящими размеры ячеек просеивающего сита, а также дополнительного извлечения неагломерированного тонкодисперсного волокна за счет забора воздуха через просеивающие сита.

Сущность изобретения на способ
Сущность изобретения заключается в том, что разделение резинотекстильной смеси осуществляют в процессе ее перемещения слоем толщиной 1-15 мм под действием гравитационной силы и вынужденных колебаний по деке, колеблющейся с амплитудой 1-6 мм и частотой ν=1500-3000 1/с (в зависимости от качественного состава разделяемой смеси), причем вначале, до непосредственно просева резиновой крошки через сито, производят укрупнение отдельных частиц волокнистых включений до размеров, превосходящих размеры ячеек просеивающей поверхности, путем формирования агломератов волокна (свойлачивания) на сплошной поверхности деки сепаратора в зоне агломерации текстильного волокна.

Здесь частицы смеси под действием вынужденных колебаний начинают совершать сложные колебательные (скачкообразные) движения. Амплитуда и частота скачков отдельных частиц различны из-за различия в их массах и размерах. Вектор колебаний частиц должен составлять угол 30-80^o с плоскостью деки. В результате смесь дополнительно разрыхляется, частицы измельченного волокна, отделяясь от частиц измельченной резины и взаимодействуя друг с другом посредством трения и соударения, взаимно механически зацепляются, в результате чего волокно агломерируется (свойлачивается). Протяженность поверхности агломерации волокна к протяженности просеивающей поверхности первого сита относится как 1:4.

Далее разделяемая смесь поступает в зону просева, где через первое сито с размером отверстий 3-4 мм осуществляется отсев первой и второй товарной фракции измельченной резины. Текстильные агломераты и крупные частицы измельченной резины с размерами, превышающими размеры отверстий первого сита, сходят по поверхности деки в сборную емкость.

Мелкодисперсные волокна подхватываются воздушным потоком струй воздуха, выходящими из отверстий верхнего сита, и выносятся в циклон и последовательно стоящий фильтр.

Вторичная очистка тонкодисперсной фракции измельченной резины размером менее 1-1,5 мм от мелких волокон осуществляется при просеивании ее через отверстия второго сита и падении на нижнее сито, через отверстия которого также просасывается воздух.

Смесь измельченной резины и мелкодисперсного волокна с размером частиц, меньшим или равным размерам отверстий первого сита, просеивается на второе сито. Во время падения частиц смеси частицы тонкодисперсного неагломерированного кордного волокна воздушным потоком, направленным снизу вверх через отверстия сита, захватываются и уносятся в циклон.

На следующем сите, расположенном прямо под первым ситом, происходит просев частиц измельченной резины с размером частиц, меньшим или равным размеру отверстий второго сита. В процессе просева тем же воздушным потоком, направленным снизу вверх, отделяются остатки частиц кордного волокна, проскочившего через первое сито. Измельченная резина с размером частиц больше размера отверстий второго сита (первая товарная фракция) сходит во вторую сборную емкость.

Измельченная резина с размером частиц, равным или меньшим размера отверстий второго сита (вторая товарная фракция), сходит в третью сборную емкость.

Для обеспечения эффективного отделения неагломерированного волокна необходимо обеспечить определенный режим движения воздуха. Так, например, скорость движения воздуха при прохождении:
- через первое сито с размером отверстий 3,0-4,0 мм должна составлять 1-1,5 м/с;
- через второе сито с размером отверстий 1,0-1,5 мм - 0,5-0,75 м/с.

Сущность изобретения на устройство
Сущность изобретения заключается в том, что секционный сепаратор (фиг. 1) включает: патрубок подачи разделяемой смеси 1, секционную деку 2, установленную на виброопорах 3, включающую участки: агломерации волокна 4, просеивания 5 и пневмовыделения волокна 6 с устройством отбора воздуха 7, колебатель 8 и патрубки 9 для отвода продуктов сепарации в сборные емкости 10-12. Колебатель установлен так, чтобы вектор колебаний был направлен под углом 30-80^o к плоскости деки.

Протяженность участка агломерации к протяженности участка просеивания первого сита относится как 1:4.

В целях обеспечения требующегося воздушного режима дека сепаратора заключена в капсулированный короб, разделенный на секции, причем забор воздуха осуществляется из секций через окна 13, выполненные в боковых стенках корпуса секций, находящиеся под поверхностью агломерации, так, чтобы воздух поднимался противотоком просеиваемой смеси. Для регулирования скорости движения воздуха в секциях окна снабжены заслонками.

Зонт устройства отбора воздуха 7 находится за пределами площади первого сита, ниже по деке.

Перечень фигур чертежей
На чертеже дан общий вид сепаратора сбоку.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На чертеже изображена двухсекционная конструкция сепаратора, в которой получают две фракции товарной измельченной резины: средняя - с размерами частиц > 1,25 и ≤ 3,8 мм и нижняя фракция с размерами частиц ≥ 1,25 мм.

Устройство включает: патрубок подачи разделяемой смеси 1; секционную деку 2, установленную на виброопорах 3 под углом α=7^o, включающую зоны: агломерации волокна 4, просеивания 5, пневмовыделения волокна 6 с устройством отбора воздуха 7 через окна забора воздуха 13; колебатель 8 и патрубки 9 для отвода продуктов сепарации в сборные емкости 10-12. Колебатель установлен так, что вектор колебаний направлен под углом 50^o к плоскости деки.

Протяженность участка агломерации к протяженности участка просеивания относится как 1:4.

Устройство работает следующим образом.

Разделяемая смесь, представляющая собой смесь измельченной резины и волокна с размером частиц до 6 мм и до 10 мм, соответственно, через загрузочный патрубок 1 поступает на деку сепаратора 2, установленную под углом 7^o к горизонту, колеблющуюся с амплитудой 3 мм и частотой 3000 1/с, в зону агломерации текстильного волокна 3.

Здесь смесь под действием вынужденных колебаний разрыхляется, освобождая от измельченной резины текстильные включения, которые начинают всплывать на поверхность смеси и собираться в агломераты (свойлачиваться). Протяженность поверхности агломерации к протяженности просеивающей поверхности относится как 1:4.

За счет гравитационной силы и вынужденных колебаний смесь продвигается к 1-й зоне просеивания 5 с размером отверстий 3,8 мм, в начале которой волокнистые агломераты достигают размеров 5-30 мм. Здесь измельченная резина с размером частиц ≤ 3,8 мм под действием силы тяжести просеивается в следующую секцию деки. Часть текстильного тонкодисперсного волокна, не связанного в агломераты, просеивается вместе с измельченной резиной. Одновременно с этим процессом, за счет отсоса воздуха, забираемого через окна 13 в секциях деки, противотоком из падающей разреженной смеси, потоком воздуха, двигающимся со скоростью 1,2 м/с, извлекается тонкодисперсное волокно и уносится через устройство отбора воздуха 7 в циклон, где оно отделяется от воздуха и отводится в сборную емкость и последовательно стоящий фильтр.

Текстильные агломераты и крупные частицы измельченной резины, не прошедшие через отверстия 1-го сита, сходят по поверхности деки в сборную емкость 10.

Смесь измельченной резины и мелкодисперсного волокна с размером частиц ≤ 3,8 мм просеивается на второе сито с размером отверстий 1,25 мм. Во время падения частиц смеси на вторую просеивающую поверхность воздушным потоком, направленным снизу вверх через отверстия сита, захватываются и уносятся в циклон частицы тонкодисперсного неагломерированного кордного волокна.

В следующей секции деки на сите с размером отверстий 1,25 мм, расположенном прямо под первым ситом, происходит просев частиц измельченной резины с размером частиц ≤ 1,25 мм и в процессе просева тем же воздушным потоком, двигающимся со скоростью 0,7 м/с противотоком падающей смеси, извлекаются остатки частиц кордного волокна, проскочившего через первое сито. Измельченная резина с размером частиц ≤ 3,8 мм и > 1,25 мм сходит со второй деки в сборную емкость 11. Содержание волокна в данной фракции измельченной резины составляет 0,2%.

Измельченная резина с размером частиц ≤ 1,25 мм попадает в 3-ю секцию деки и собирается в сборную емкость 12. Содержание волокна в данной фракции измельченной резины составляет 1,5%.

Изобретение относится к области переработки амортизованных резинотехнических изделий (РТИ), в частности транспортерных лент и самого крупнотоннажного вида РТИ - изношенных автомобильных шин. Отделение волокнистых включений из резинотекстильной смеси осуществляют на секционной деке с ситами 3,8 и 1,25 мм, установленной под углом к горизонту с возможностью совершения колебательных движений с амплитудой 1-6 мм и частотой 1500-3000 1/с и под действием восходящего воздушного потока, для извлечения текстильного волокна. Подачу смеси осуществляют слоем толщиной 1-15 мм. Стадии просеивания предшествует стадия агломерации текстильного волокна до размера агломератов, превышающих размеры отверстий сита, на участке агломерации, в виде сплошной поверхности, перед верхним ситом, расположенной прямо под загрузочным патрубком. Устройство для создания восходящего воздушного потока состоит из заборного зонта, расположенного за зоной просеивания ниже по деке, и заборных окон с регулируемой площадью сечения, выполненных в виде отверстий в боковых стенках секций под участком агломерации волокна. Протяженность участка агломерации к протяженности участка просеивания первого сита относится как 1: 4. Изобретение повышает качество разделения резинотекстильной смеси. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ отделения волокнистых включений из резинотекстильной смеси, включающий подачу смеси на секционную деку сепаратора, совершающую колебательные движения, просеивание смеси под действием гравитационной и инерционных сил через сита и извлечение текстильного волокна в восходящем воздушном потоке, отличающийся тем, что подачу смеси осуществляют слоем толщиной 1-15 мм на деку, установленную под углом к горизонту и совершающую колебательные движения с амплитудой 1-6 мм и частотой 1500-3000 1/с и разделение резинотекстильной смеси осуществляют в процессе ее поступательного движения по деке сепаратора под действием гравитационной и инерционной сил, а стадии просеивания предшествует стадия агломерации текстильного волокна до размера агломератов, превышающих размеры отверстий сита, и извлечение текстильного волокна из смеси осуществляют в восходящем воздушном потоке во время нахождения смеси на ситах и просеивания ее через отверстия сит посредством отсоса воздуха через заборное устройство, установленное после первого сита по направлению движения смеси по деке, причем забор воздуха осуществляют через отверстия сита из каждой секции деки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделение резинотекстильной смеси осуществляют на деке, установленной под углом 5-9^o к горизонту. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что разделение резинотекстильной смеси осуществляют в две стадии, причем на первой стадии смесь просеивают через сито с размером отверстий 3,0-4,0 мм при скорости движения восходящего воздушного потока через отверстия сита 1,0-1,5 м/с, а на второй стадии смесь просеивают через сито с размером отверстий 1,0-1,5 мм при скорости движения восходящего воздушного потока через отверстия сита 0,5-0,75 м/с. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что разделение резинотекстильной смеси осуществляют на деке, совершающей колебания, вектор которых составляет угол 30-80^o к плоскости деки. 5. Устройство для сепарации резинотекстильных смесей, представляющее собой вертикальную секционную конструкцию, включающую загрузочный и разгрузочные патрубки, секционную деку с ситами, установленную под углом к горизонту с возможностью совершения колебательных движений, и устройством создания восходящего воздушного потока, отличающееся тем, что верхнему ситу предшествует участок агломерации, представляющий собой сплошную поверхность, расположенную прямо под загрузочным патрубком, причем устройство для создания восходящего воздушного потока состоит из заборного зонта, расположенного за зоной просеивания ниже по деке, и заборных окон с регулируемой площадью сечения, выполненных в виде отверстий в боковых стенках секций под участком агломерации волокна. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что дека сепаратора установлена под углом 5-9^o к горизонту, а протяженности участков агломерации и просеивания относятся как 1: 4. 7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что дека сепаратора выполнена двухсекционной с размером отверстий первого сита 3-4 мм, а второго - 1-1,5 мм. 8. Устройство по любому из пп. 5-7, отличающееся тем, что колебатель установлен так, что вектор колебаний направлен под углом 30-80^o к плоскости деки.