МАТРИЦА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН Российский патент 2003 года по МПК B29B17/00 B29K21/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области переработки изношенных автомобильных шин, в том числе содержащих металлокорд, и может быть использовано для вторичной переработки резинотехнических изделий и других материалов с текстильными и металлическими армирующими элементами.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство [1] для выделения и измельчения резины из автомобильных изношенных шин, содержащее контейнер высокого давления, уплотнительный плунжер, связанный с гидравлическим прессом, и горизонтальную матрицу со сквозными отверстиями. Перерабатываемый материал закладывается в рабочую полость контейнера. Под действием давления, развиваемого прессом, уплотнительный плунжер вводится в рабочую полость контейнера и до начала прессования за счет сил трения о стенки контейнера перемещает последний до его замыкания с матрицей. При достижении в контейнере критического давления 100-1000 МПа происходит "ожижение" резины и ее истечение через отверстия матрицы. После снятия давления в прессе плунжер обратным ходом извлекается из контейнера, а контейнер размыкается с матрицей. Однако устройство [1] имеет низкую надежность из-за недостатков в конструкции матрицы, которые наиболее заметны при переработке материалов с металлическими армирующими элементами. После окончания прессования на поверхности матрицы образуется металлобрикет в форме спрессованного металлокорда с остатками резины. Кроме того, с внешней стороны матрицы во время прессования образуются концы из прошедшей через отверстия резины и части металлических нитей армировки. Как видно из описания устройства [1] , удаление металлобрикета производят потоком материала последующего прессования. Для этого матрицу поворачивают на 180^o. После поворота матрицы возможно защемление образовавшихся концов резины между контактными плоскостями матрицы и контейнера, что неизбежно приведет к перекосу последнего и нарушению соосности пресс-инструмента.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются матрицы со сквозными отверстиями в устройстве [2] для выделения резины из изношенных автомобильных шин. В этом устройстве отверстия в матрице размещены в углублениях, образованных с каждой ее стороны бортами. Концы перерабатываемого материала при прессовании размещаются в этих углублениях, что исключает возможность их защемления между матрицей и контейнером при стыковки последних. В устройстве [2] давление достигает своего пикового значения в образованной бортами камере. Это обстоятельство накладывает высокие требования к конструкции матрицы и к материалу, из которого она изготавливается. Матрица в устройстве [2] изготовлена из того же материала, что и камеры высокого давления. Сверхвысокие внутренние давления в камере вызывают высокие напряжения в стенках бортов, которые при достижении критических величин приводят к разрушению матрицы. Повысить прочностные свойства матрицы за счет применения высокопрочных легированных сталей не всегда удается из-за отсутствия материалов с необходимыми механическими характеристиками. Предел текучести материала должен, по крайней мере, в два раза превышать внутреннее давление в камере. Увеличение толщины стенок бортов, во-первых, значительно увеличит металлоемкость матрицы, а во-вторых, будет малоэффективным, т.к. даже при бесконечно большой толщине деформации будут упругими при давлениях, значительно меньших предела упругости материала. И, наконец, повреждение любого элемента матрицы (например, разрушение бортов камер, фильеры и т.п.) потребует дополнительных затрат на высококачественную сталь и изготовление матрицы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является изготовление матрицы сборно-разборной для упрощения и ускорения процесса замены конструктивных элементов матрицы в случае их поломки или ремонта, уменьшение габаритных размеров и металлоемкости матрицы, а также изготовление конструктивных элементов матрицы таким образом, чтобы возможное использование сталей с пониженными механическими свойствами не влияло бы на качество работы матрицы и позволяло бы экономить высокопрочные легированные стали.

Технический результат достигается тем, что матрица для переработки изношенных автомобильных шин со сквозными, расположенными в углублениях отверстиями, выполнена сборно-разборной, установлена на опорах с возможностью перевората на 180^o вокруг горизонтальной оси, содержит закрепленные в общей обойме фильеру и камеры давления, при этом каждая камера давления состоит из напрессованных друг на друга бандажа и гильзы, а в плоскостях стыковки камер давления с фильерой, в кольцевых проточках, расположенных по их внутреннему диаметру, установлены уплотнительные кольца.

Конструкция предлагаемой матрицы для переработки изношенных автомобильных шин представлена на четеже.

Матрица содержит фильеру 1 и камеры давления 2, заключенные в обойму 3 с крышкой 4. Каждая камера давления 2 имеет внутреннюю гильзу 5 и насаженный на нее "с натягом" бандаж 6. По внутреннему диаметру гильзы 5 в плоскости ее стыковки с фильерой 1 выполнена кольцевая проточка для установки уплотнительного кольца 7 из незакаленного металла. Под действием высокого давления, развиваемого в камере, кольцо деформируется и уплотняет стык между камерой высокого давления и фильерой, предотвращая попадание в него перерабатываемого материала и размыкания матрицы. Для проведения операции переворота матрица своими цапфами установлена на опорах 8.

Необходимость выполнения матрицы сборно-разборной вызвана тем, что в процессе работы матрицы интенсивному износу подвергаются фильеры и камеры высокого давления, которые требуют частой замены и ремонта. В случае выполнения матрицы в виде единой конструкции любая поломка приводит к демонтажу всей конструкции матрицы, что существенно замедляет и усложняет процесс утилизации шин.

Для уменьшения габаритов и металлоемкости матрицы камеры высокого давления выполнены составными, то есть каждая камера давления состоит из гильзы и бандажа, которые плотно, "с натягом" насаживаются друг на друга. Этим создается заранее рассчитанное напряженное состояние: на поверхности раздела обеих деталей возникает давление, под действием которого гильза сжимается, а бандаж растягивается. Под действием внутреннего давления напряжения, возникающие в составной камере давления, распределяются более равномерно по толщине стенки, и она получается тоньше, чем в случае, если бы камера давления не была составной. Для изготовления бандажа для составной камеры давления могут быть использованы недорогие стали.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность и долговечность конструкции матрицы за счет уменьшения трудоемкости процесса замены и ремонта ее изношенных частей. В предложенной конструкции матрицы уменьшены габаритные размеры и снижена металлоемкость. Такая конструкция матрицы позволяет экономить высокопрочные легированные стали за счет частичного использования сталей с пониженными механическими свойствами, при этом подобная экономия не отражается на качестве работы конструктивных элементов матрицы, однако снижает себестоимость конструкции, что позволяет сделать конструкцию экономичной, доступной и широко используемой в промышленности.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Матрица для переработки изношенных автомобильных шин изготовлена и прошла испытания в промышленных условиях. Изготовление обоймы, бандажей и других элементов матрицы из углеродистых и легированных сталей позволило уменьшить на 22-25% расходы высокопрочной, высоколегированной стали. Идет подготовка к внедрению матрицы на промышленных установках по переработке изношенных автомобильных шин.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 1728042, кл. В 29 В 17/00, 1992 г.

2. Патент РФ 2042511, кл. В 29 В 17/00, 1995 г.

Изобретение относится к переработке изношенных автомобильных шин, в том числе содержащих металлокорд, и может быть использовано для вторичной переработки резинотехнических изделий и других материалов с текстильными и металлическими армирующими элементами. Матрица для переработки изношенных автомобильных шин со сквозными, расположенными в углублениях отверстиями, выполнена сборно-разборной, установлена на опорах с возможностью переворота, содержит закрепленные в общей обойме фильеру и камеры давления. Каждая камера давления состоит из напрессованных друг на друга бандажа и гильзы, а в плоскостях стыковки камер давления с фильерой, в кольцевых проточках, расположенных по их внутреннему диаметру, установлены уплотнительные кольца. Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность конструкции матрицы за счет уменьшения трудоемкости процесса замены и ремонта ее изношенных частей. 1 ил.

Матрица для переработки изношенных автомобильных шин со сквозными, расположенными в углублениях отверстиями, отличающаяся тем, что она выполнена сборно-разборной, установлена на опорах с возможностью переворота, содержит закрепленные в общей обойме фильеру и камеры давления, при этом каждая камера давления состоит из напрессованных друг на друга бандажа и гильзы, а в плоскостях стыковки камер давления с фильерой, в кольцевых проточках, расположенных по их внутреннему диаметру, установлены уплотнительные кольца.