СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РЕЗИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК B29B17/00 B29K21/00 

Изобретение относится к области регенерации и переработки резины, а именно к системам измельчения изношенных покрышек.

Известны различные способы механического измельчения резины: с помощью дисковых ножей, барабанов, на вальцах, с помощью абразивного инструмента, иглофрез и т.д.

Известен способ измельчения изношенных покрышек, при котором на вращающуюся покрышку воздействуют иглофрезой и абразивным кругом. Однако абразивные круги имеют склонность к засаливанию, а иглофрезой не всегда можно измельчить резину и арматуру (см. SU 1698075, кл. В 29 В 17/00, опублик. 15.12.1991).

Наиболее близким аналогом к предложенному техническому решению является способ измельчения изношенных покрышек, при котором на вращающуюся покрышку воздействуют иглофрезой. Покрышку вращают со скоростью 250-300 об/мин, скорость иглофрезы выбирают 2500-3000 об/мин, а ее поступательное перемещение осуществляется в пределах 0,1-0,5 мм/об. Известный способ реализован в устройстве, которое содержит узел удержания покрышки и иглофрезы (см. RU 2038215 С1, кл. В 29 В 17/00, опублик. 27.06.1995).

Недостатком известного технического решения является то, что скорость обработки различна в начале и в конце измельчения покрышки, а также для различных типоразмеров покрышек. Основным недостатком известного решения является то, что скорость обработки выбрана произвольно вне зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала, в результате чего при измельчении даже одной покрышки возникают различные физические процессы разрушения резины, что не позволяет получать качественный мелкодисперсный продукт и увеличивает энергозатраты на проведение способа.

Техническим результатом данного изобретения является получение однородного по физико-химическим свойствам мелкодисперсного порошка резины при минимальных энергозатратах.

Технический результат достигается в способе измельчения резины, при котором на вращающуюся покрышку воздействуют иглофрезой, в котором согласно изобретению скорость резания резины превышает скорость распространения в ней фронта волны от единичного механического импульса. Технический результат достигается также в устройстве для механического измельчения резины, содержащем узел удержания покрышки и иглофрезы, в котором согласно изобретению иглофреза выполнена в виде барабана, на поверхности которого перпендикулярно к нему расположены пучки стального троса, которые закреплены в пазах на боковой поверхности сменных планок в виде U-образных отрезков, причем шаг пучков вдоль оси барабана равен двум диаметрам троса, шаг планок составляет 60-80 мм по поверхности барабана, а перекрытие одного пучка другим составляет 1/3 диаметра троса.

На приведенном чертеже схематично изображена иглофреза.

Устройство содержит узел удержания покрышки и иглофрезы (на чертеже условно не показан). Иглофреза выполнена в виде барабана 1, на поверхности которого перпендикулярно к нему расположены пучки стального троса 2, которые закреплены в пазах на боковой поверхности сменных планок 3 в виде U-образных отрезков. Шаг пучков вдоль оси барабана 1 равен двум диаметрам троса 2, шаг планок 3 составляет 60-80 мм по поверхности барабана 1. Перекрытие одного пучка другим составляет 1/3 диаметра d троса 2.

Предложенный способ осуществляется следующим образом с помощью предложенного устройства.

Покрышку устанавливают на вращающийся узел ее удержания в виде захвата (на чертеже условно не показано) и подводят к вращающемуся режущему инструменту в виде иглофрезы. Линейная скорость иглофрезы по периферии составляет 55 м/с при диаметре иглофрезы 700 мм и скорости вращения - 1500 об/мин. Производится врезание иглофрезы до бортовых колец. При этом скорость резания резины превышает скорость распространения в ней фронта волны от единичного механического импульса.

Проводились эксперименты по определению скорости прохождения фронта волны от единичного механического импульса. Датчики (2 штуки) устанавливали на разных расстояниях друг от друга. К торцу резинового стержня прикладывали единичный импульс (механическое воздействие в виде удара бойком). С помощью датчиков регистрировали прохождение фронта волны после удара. Первый датчик включал электронный секундомер, а второй датчик выключал его. Таким образом, регистрировалось время прохождения единичного импульса. Скорость распространения фронта волны определяли путем деления расстояния между датчиками на величину временного интервала.

Результаты экспериментов показали, что скорость прохождения единичного импульса колебалась от 35 до 42 м/с в зависимости от состава образцов, их эластичности и степени вулканизации. Данный эффект присущ только эластомерам, в частности резине, и не распространяется на другие типы материалов и объясняется процессом молекулярной релаксации резины. При обработке резины со скоростями, превышающими скорость распространения фронта волны от единичного импульса, т.е. более 42 м/с, резина реагирует как твердое тело (эффект псевдозамороженности), что позволяет измельчать резину иглофрезой в мелкодисперсный порошок. При измельчении резины со скоростью резания, превышающей скорость распространения в ней фронта волны от единичного механического импульса, создаваемого иглофрезой, происходит измельчение как резины покрышки, так и корда, который при дисперсности крошки, получаемой данным способом, составляет 0,2 мм и может быть использован в качестве наполнителя и не требует специального отделения. При обработке покрышек с металлокордом металлокорд в виде кусочков проволоки отделяется на магнитном сепараторе.

Изобретение относится к области регенерации и переработки резины, а именно к системам измельчения изношенных покрышек. В способе измельчения резины на вращающуюся покрышку воздействуют иглофрезой. Скорость резания резины превышает скорость распространения в ней фронта волны от единичного механического импульса. В устройстве для механического измельчения резины, состоящем из узла удержания покрышки и иглофрезы, иглофреза выполнена в виде барабана, на поверхности которого перпендикулярно к нему расположены пучки стального троса, которые закреплены в пазах на боковой поверхности сменных планок в виде U-образных отрезков. Шаг пучков вдоль оси барабана равен двум диаметрам троса, шаг планок составляет 60-80 мм по поверхности барабана, а перекрытие одного пучка другим составляет 1/3 диаметра троса. Изобретение позволяет получить однородный по физико-химическим свойствам мелкодисперсный порошок резины при минимальных затратах. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ механического измельчения резины, при котором на вращающуюся покрышку воздействуют иглофрезой, отличающийся тем, что скорость резания резины превышает скорость распространения в ней фронта волны от единичного механического импульса.2. Устройство для механического измельчения резины, состоящее из узла удержания покрышки и иглофрезы, отличающееся тем, что иглофреза выполнена в виде барабана, на поверхности которого перпендикулярно к нему расположены пучки стального троса, которые закреплены в пазах на боковой поверхности сменных планок в виде U-образных отрезков, причем шаг пучков вдоль оси барабана равен двум диаметрам троса, шаг планок составляет 60-80 мм по поверхности барабана, а перекрытие одного пучка другим составляет 1/3 диаметра троса.