УСТАНОВКА ДРОБЛЕНИЯ ШИН Российский патент 2007 года по МПК B29B17/04 

Установка дробления шин (далее по тексту "УДШ") предназначена преимущественно для дробления предварительно замороженных шин и им подобных крупногабаритных предметов из хрупких синтетических материалов, а также камнеподобных материалов, с целью их последующей утилизации или переработки в полуфабрикаты и изделия.

Дело в том, что известные [9, с.42] щековые, валковые, молотковые и им подобные дробилки [1, с.20-30] предназначены в основном для дробления твердокаменных или вязкопластичных материалов с ограничением, как правило, по их наибольшей крупности от 0,2 до 0,02 м, а их использование для дробления и тонкого измельчения шин оказалось неэффективным и применение новых дробилок с использованием традиционных способов для измельчения шин режущими или истирающими инструментами является крайне малоэффективным ввиду их высокой энергоемкости [9, с.42] и чрезвычайно быстрого и интенсивного износа инструментов, о чем свидетельствует производственный опыт, например, Волжского завода по утилизации шин и московского АО "ЭКОШИНА".

Однако следует признать, что в последние годы в США, Австрии, Японии в других развитых странах [8, с.80-100] отмечается значительный прогресс в утилизации шин с их замораживанием жидким азотом, и некоторые отечественные предприятия замораживают шины охлажденным воздухом с расходом электроэнергии до 200 кВт·ч [8, с.102], превышающим многократно усредненный удельный расход электроэнергии [9, с.42].

Известна установка для дробления шин, содержащая несколько пневмоцилиндров, неподвижно закрепленных на опорной металлоконструкции, поршни которых связаны с дробящими элементами, между которыми размещают дробимую шину, получающую двухсторонние ударные воздействия, обеспечивающие разрушение шины, и бункер вулканизата [см. RU 2210497 С1, по кл. В 29 В 17/00, опублик. 20.08.2003].

Однако известная установка не позволяет измельчать шины до минимального необходимых фракций и имеет высокую металлоемкость и энергоемкость.

Техническим результатом заявленной установки является уменьшение капитальных затрат на основное технологическое оборудование, включая и дробильно-измельчающее оборудование с существенным снижением его металло- и энергоемкости. Технология утилизации шин с их глубоким замораживанием посредством жидкого азота является высокорентабельной, как показывает опыт наиболее развитых стран, что обеспечивает переход вулканизата шин из упруговязкого в достаточно хрупкое его состояние с минимизацией удельных затрат на его последующее дробление и тонкое измельчение до минимально необходимых фракций.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что в установке для дробления замороженных разнотипных шин и предметов из хрупких полисинтетических и натуральных материалов, содержащей несколько пневмоцилиндров, неподвижно закрепленных на опорной металлоконструкции, поршни которых связаны с дробящими элементами, между которыми размещают дробимую шину, получающую двухсторонние ударные воздействия, обеспечивающие разрушение шины, согласно изобретению пневмоцилиндры установлены парами, соосно и встречно обращенными передними крышками друг к другу, а между передними крышками и поршнями в пневмоцилиндрах установлены соосно и концентрично штокам пневмоцилиндров возвратные пружины сжатия, а пневмоцилиндры снабжены соосными и концентрично расположенными относительно пневмоцилиндров внешними водоохлаждающими кожухами и имеют выхлопные отверстия, причем в задних стенках пневмоцилиндров выполнены периферийные резьбовые отверстия для раздельной дозированной подачи водорода и кислорода и центральные отверстия для закрепления свечей зажигания или установки клапанов подачи сжатого воздуха, при этом поршни снабжены безискровыми графитопластовыми компрессионными кольцами с коэффициентом трения до 0,04, а дробимая шина установлена посредством гибкой подвески соосно между дробящими элементами, выполненными в виде дробящих плит, обеспечивающих разрушение шины, очистку синтетического и металлического корда от вулканизата, который измельчается и после выхлопа продуктов сгорания или отработанного сжатого воздуха обеспечивается возврат поршней в исходное положение и с возможностью повторного их перемещения для измельчения вулканизата и его падения в бункер вулканизата с подачей корда на гибкой подвеске на металлосклад.

Соответствующими энергетическими предварительными расчетами определена потребность в водороде, составляющая порядка 0,048 кг на шину типа "320-508Р" по ГОСТ 5513-75 массой 83 кг и до 0,1 кг на шину типа "1300×530-533" массой 160 кг, что в целом свидетельствует о высокой эффективности установки дробления шин с газовзрывным способом измельчения шин.

Следует также отметить, что повсеместная утилизация автотракторных и шин других типов с применением встречно-ударной установки дробления шин позволит существенно улучшить экологию как на автотракторных, так и на заводах утилизации шин, а также на других предприятиях и на городских, пригородных, сельских территориях, акваториях больших и малых водоемов.

На приведенной фиг.1 изображен общий вид установки, вид спереди, на фиг.2 - то же, поперечное сечение установки.

Установка включает дробящие плиты 1, между которыми размещена соосно дробимая замороженная шина 15. Плиты 1 соосно закреплены на внешних концах штоков 9, например, пневмоцилиндров 2, неподвижно закрепленных на опорных конструкциях приемного бункера 3 и обращенных встречно и соосно передними крышками 14 друг к другу. Их штоки 9 неподвижно закреплены к толкающим поршням 7, оснащенным безискровыми графитопластовыми компрессионными кольцами 8. Между передними крышками 14 с графитопластовыми герметизирующими кольцами 13 и поршнями 7 концентрично штокам 9 размещены возвратные пружины сжатия 12. Корпуса пневмоцилиндров 12 имеют выхлопные отверстия 16 для сброса отработанных продуктов взрыва или порций сжатого воздуха и имеют концентричные водоохлаждаемые кожухи 16, которые привариваются к задним торцевым стенкам 4. Торцевые стенки 4 имеют резьбовые отверстия 5 и 10 для герметичного закрепления штуцеров для подачи водорода и кислорода и центральные осесимметричные отверстия 6, предназначенные для резьбового закрепления запальных или искровых свечей зажигания и при заглушивании отверстий 5 и 10, например, болтами могут использоваться для герметичного закрепления клапанов подачи сжатого воздуха.

Работает установка после дозированной подачи от криогенной машины или электролизера водорода через отверстие 5 и кислорода отверстием 10, или с подачей сжатого воздуха через отверстие 6, где при использовании гремучего газа или иного углеводородного топлива закреплены искровые или запальные свечи с подачей синхронных электроимпульсов, обеспечивающих одномоментные взрывы топлив в подпоршневых объемах поршней 7 с передачей энергий взрывов посредством штоков 9 дробящим плитам 1, которые за счет встречных лобовых и синхронных ударных воздействий на дробимую шину 15 обеспечивают ее смятие с дроблением или тонким измельчением вулканизата, падающего под действием силы тяжести в приемный бункер 3 с последующей подачей тканевого или металлокорда, например, электроталью с гибкой подвеской и их раздельной утилизацией в очищенном от вулканизата виде, чего невозможно обеспечить другими дробилками.

Следует отметить, что для серийного производства установки дробления шин могут использоваться обычные стали, но с обеспечением порядка десятикратных запасов прочности, исключающих упругие деформации деталей, в частности пневмоцинлиндров 2, а с использованием графитофторопластовых колец 13 с их коэффициентом трения от 0,02 до 0,04, энергия взрывов гремучего газа или сжатого воздуха, практически полностью будет передаваться дробящим плитам 1 на дробление или тонкое измельчение вулканизата шин 15. При попутном сжатии поршнями 7 возвратных пружин 12 обеспечивается после сброса продуктов сгорания через выхлопные отверстия 16 возврат толкающих поршней 7 в исходные положения с работой пневмоцилиндров по "циклам Карно" [3, с.35].

Относительно конкурентоспособности установки дробления шин можно вполне обосновано полагать, что ввиду незначительных расходов углеводородных топлив при использовании их энергии по прямому назначению и с высоким коэффициентом полезного действия установка будет использовать минимум затрат.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Силенок С.Г. "Механическое оборудование", М., 1975.

2. Кошкин Н.И. и др. "Справочник по физике", М., 1988.

3. Ерохин и другие "Сборник задач по т/технике" Энергия, 1989.

4. "Итоги науки и техники, охрана природы и воспроизводство ресурсов" Т.1...15, М., ВНИТИ.

5. "Технологическая линия сортировки бытовых отходов RU 2140328 от 27.10.1999, патентообладатель Б.А.Куцемелов.

6. "Практическое руководство" Даниэль Эймен, М., 1989.

7. "Справочник по физике" Х.Кухлинг. Мир, 1988.

8. Топилин В.М. и др. "Использование изношенных шин", Ростов-н/Д, 2001.

9. Ж. "Экология и промышленность России" №4, 2002.

10. "Эксплуатация и ремонт оборудования" Справочник, М., 1993.

Установка дробления шин (далее по тексту "УДШ") предназначена преимущественно для предварительно замороженных шин и им подобных крупногабаритных изделий из относительно хрупких металлов, например каменных, бетонных, синтетических и других, с целью их последующей утилизации или переработки в полуфабрикаты. Поскольку проблема очистки территорий не только "мегаполисов", но и "малых городов", рек, водоемов и даже "заповедных лесов" от автотракторных шин становится поистине "международной", к настоящему времени в ряде "индустриально развитых стран" разработаны, "широко применяются" различные технологичные способы и оборудование для переработки автотракторных шин, но наибольшее распространение получила "резательная технология", требующая громадных энергозатрат, громоздкого и дорогостоящего оборудования, высококачественного, а соответственно "высокостоящего" инструмента, ввиду чего "малая проблема" остается быть "большой проблемой" в глобальном масштабе". Следует отметить, что в последние годы наметился "технический прогресс" ввиду применения криогенной техники, позволяющей проводить вулканизат или из "недробимого" в достаточно хрупкий, а потому "дробимый материал". Однако применяемые для дробления тихоходные гидропрорезы, являющиеся не только малопроизводительным, но и весьма дорогостоящим оборудованием, требуют использования комплектных, достаточно мощных маслонасосных станций с установочной мощностью электроприборов от 50 кВт и более, а также целового шлейфа не менее дорогостоящего оборудования для последующего "тонкого измельчения" вулканизата, а также "тонкоизмельченного" синтетического и металлического корда, например "радиальных шин".К сожалению, уровень развития "развитых стран" позволяет решать "любые проблемы", но "какой ценой" - это "коммерческая тайна", но судя по тому, что "отнюдь не одна из фирм", а возможно и не один десяток "перебиваются с хлеба на квас" и не без помощи госбюджетных дотаций и субсидий, а "воз и ныне там", следует полагать, что проблема утилизации шин далека от "оптимальных решений" и остается быть "проблемой XXI века"... С целью "глобального решения проблемы шин" предлагается "физико-химическая технология" утилизации шин "с предварительным глубоким замораживанием и последующим тонким измельчением вулканизата посредством использования "побочных продуктов" криогенной техники: водорода и кислорода при их "стехиометрическом соотношении" с получением "гремучего газа", используемого для газовзрывного тонкого измельчения вулканизата без разрушения синтетического и металлокорда с применением встречно расположенных пневмоцилиндров с дробящими плитами и размещенной между ними дробимой шиной. 2 ил.

Установка для дробления замороженных разнотипных шин и предметов их хрупких полисинтетических и натуральных материалов, содержащая несколько пневмоцилиндров, неподвижно закрепленных на опорной металлоконструкции, поршни которых связаны с дробящими элементами, между которыми размещают дробимую шину, получающую двухсторонние ударные воздействия, обеспечивающие разрушение шины, отличающаяся тем, что пневмоцилиндры установлены парами соосно и встречно обращены передними крышками друг к другу, а между передними крышками и поршнями в пневмоцилиндрах установлены соосно и концентрично штокам пневмоцилиндров возвратные пружины сжатия, а пневмоцилиндры снабжены соосными и концентрично расположенными относительно пневмоцилиндров внешними водоохлаждающими кожухами и имеют выхлопные отверстия, причем в задних стенках пневмоцилиндров выполнены периферийные резьбовые отверстия для раздельной дозированной подачи водорода и кислорода и центральные отверстия для закрепления свечей зажигания или установки клапанов подачи сжатого воздуха, при этом поршни снабжены безыскровыми графитопластовыми компрессионными кольцами с коэффициентом трения порядка 0,04, а дробимая шина установлена посредством гибкой подвески соосно между дробящими элементами, выполненными в виде дробящих плит, обеспечивающих разрушение шины, очистку синтетического и металлического корда от вулканизата, который измельчается и после выхлопа продуктов сгорания или отработанного сжатого воздуха обеспечивается возврат поршней в исходное положение и с возможностью повторного их перемещения для измельчения вулканизата и его падения в приемный бункер вулканизата с подачей корда на гибкой подвеске на металлосклад.