Дробилка для переработки отходов полимеров (варианты) Российский патент 2023 года по МПК B29B17/04 

Изобретение относится к переработке отходов из полимерных материалов и вспененных полимерных материалов.

Универсальная дробилка для переработки отходов полимеров, в том числе вспененных полимеров не была выявлена из уровня техники.

Из уровня техники наиболее близким по совокупности существенных признаков является известная установка для предварительной переработки отходов полимеров и вспененных полимеров на месте их сбора (патент РФ №2689605), выполненная с возможностью монтажа на транспортном средстве, либо стационарная и с возможностью подключения к источнику питающего напряжения, содержащая пульт управления, измельчитель для дробления отходов с загрузочным отверстием, связанное с ним средство нагревания раздробленных отходов с отверстием для выгрузки, контейнером для сбора переработанного продукта, транспортными механизмами доставки отходов к загрузочному отверстию измельчителя и доставки переработанного продукта к контейнеру для его сбора, отличающаяся тем, что средство нагревания отходов выполнено с нагреванием отходов до температуры их размягчения без разрушения структуры материалов на молекулярном уровне с формированием уплотненных кусков размягченных отходов, пульт управления выполнен с возможностью регулирования температуры в пределах температуры размягчения отходов без их деструкции и связан с нагревательными элементами. А также отличающаяся тем, что данная установка дополнена режущим устройством, установленным после средства для нагревания, выполненного с возможностью перемещения его резака в плоскость выходного отверстия средства для нагревания.

Недостатком указанной установки является отсутствие возможности:

переработки отходов полимеров со льдом и влагой,

переработки отходов полимеров без транспортерной ленты (конвейера),

переработки отходов полимеров без режущего устройства,

переработки только твердых вспененных полимеров.

Задача заявляемого изобретения состоит в обеспечении достижения указанной возможности.

Поставленная задача переработки твердых и мягких вспененных полимеров решается путем внесения изменений в известную конструкцию и решается конструкцией - дробилкой для переработки отходов полимеров, которая включает в себя металлический корпус (короб) (1) с приемным лотком (2), блок измельчителя (6) с валами для дробления и измельчения отходов (7), связанное с блоком измельчителя (6), средство нагревания раздробленных отходов (3), отверстие для выгрузки в шахту вертикального шнека (4) снабженного приводом (5), и отличающейся тем, что в блоке измельчителя (6) расположены четыре вала (7) с наваренными крюками (8), двигающимися навстречу друг другу, либо в разные стороны, и которые вращаются как в разных так и в одинаковых направлениях, осуществляя при этом дробление твердых и разрыв мягких вспененных полимеров с помощью зацепления этих материалов крюками, включает в себя помимо вышеуказанных четырех валов, горизонтальный шнек (9) с приводом (10) для подачи дробленого материала в экструдер (11), снабженный приводом (12), при этом четыре вала дробления и измельчения (7) имеют возможность вращаться в одном и том же направлении по отношению друг к другу, либо в обратном направлении по отношению друг к другу, либо попарно как в одном и том же направлении по отношению к другой паре, так и в обратном направлении по отношению к другой паре, как синхронно, так и асинхронно по отношению друг к другу или пара к паре, при этом дробилка выполнена с возможностью принудительной подачи в неё горячего воздуха (3) через технологические отверстия (13) для обогрева материала и отделения от льда и воды, а также содержит каналы (14) для выхода воды из дробилки.

В другом конструктивном варианте вышеописанная дробилка может быть выполнена без установки режущего устройства (15) для отрезания вышедшей из выходного отверстия части материала от размягченной массы отходов, как показано на прилагаемой схеме (фиг. №13).

В третьем конструктивном варианте (фиг.№14) вышеописанная дробилка может быть выполнена без шахты с вертикальным шнеком, в этом случае подача дробленого материала в экструдер (11) будет осуществляться горизонтальным шнеком (9) с приводом дробилки и горизонтального шнека (10) для подачи дробленого материала в экструдер (11).

В четвертом конструктивном варианте подача материала в экструдер (11) может осуществляться пневматическим насосом.

Все вышеперечисленные варианты дробилки предусматривают возможность ее использования мобильным способом путем монтажа на транспортном средстве (наземном, надводном, воздушном), либо стационарно с возможностью подключения к источнику питающего напряжения.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:

Фиг. 1: Дробилка для переработки отходов полимеров.

Фиг. 2: Дробилка для переработки отходов полимеров (вид сбоку).

Фиг. 3: Дробилка для переработки отходов полимеров (вид сбоку с указанием дробильных валов измельчителя).

Фиг. 4: Дробилка для переработки отходов полимеров (фронтальный вид измельчителя).

Заявляемое техническое решение поясняется также цветными схемами, где:

Фиг.5: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, общий вид).

Фиг. 6: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, общий вид с противоположной стороны).

Фиг. 7: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, общий вид).

Фиг. 8: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, вид с откинутым каналом с отводом для воды).

Фиг. 9: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, расположение валов измельчителя и горизонтального шнека внутри корпуса).

Фиг. 10: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, вид с валами измельчителя, горизонтального и вертикального шнека, и экструдера).

Фиг. 11: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, вид с приводными элементами валов измельчителя).

Фиг. 12: Дробилка для переработки отходов полимеров (экструзионная линия для переработки отходов полимеров, вид валов измельчителя).

Фиг. 13: Дробилка для переработки отходов полимеров (вид режущего устройства).

Фиг. 14: Дробилка для переработки отходов полимеров без шахты вертикального шнека.

Поэлементное описание фигуры 1:

1. Корпус дробилки (металлический короб с принудительной подачей горячего воздуха).

3. Средство нагревания раздробленных отходов.

4. Вертикальный шнек.

14. Каналы для отвода воды из дробилки.

Поэлементное описание фигуры 2:

1. Корпус дробилки (металлический короб с принудительной подачей горячего воздуха).

3. Средство нагревания раздробленных отходов.

4. Вертикальный шнек.

7. Валы для дробления и измельчения отходов.

Поэлементное описание фигуры 3:

1. Корпус дробилки (металлический короб с принудительной подачей горячего воздуха).

3. Средство нагревания раздробленных отходов.

8. Крюки валов для дробления и измельчения отходов.

9. Горизонтальный шнек для подачи дробленого материала в экструдер.

14. Каналы для отвода воды из дробилки.

Поэлементное описание фигуры 4:

1. Корпус дробилки (металлический короб с принудительной подачей горячего воздуха).

7. Валы для дробления и измельчения отходов.

9. Горизонтальный шнек для подачи дробленого материала в экструдер.

13. Технологические отверстия для принудительной подачи горячего воздуха.

Поэлементное описание фигуры 5:

4. Вертикальный шнек.

6. Блок измельчителя.

9. Горизонтальный шнек для подачи дробленого материала в экструдер.

10. Привод дробилки и горизонтального шнека.

11. Экструдер.

12. Привод экструдера.

15. Режущее устройство.

Поэлементное описание фигуры 6:

5. Привод вертикального шнека.

11. Экструдер.

15. Режущее устройство.

Поэлементное описание фигуры 7:

Дробилка без режущего устройства.

Поэлементное описание фигуры 8:

3. Средство нагревания раздробленных отходов.

14. Каналы для отвода воды из дробилки.

Поэлементное описание фигуры 9:

1. Корпус дробилки (металлический короб с принудительной подачей горячего воздуха).

8. Крюки валов для дробления и измельчения отходов.

9. Горизонтальный шнек для подачи дробленого материала в экструдер.

13. Технологические отверстия для принудительной подачи горячего воздуха.

Поэлементное описание фигуры 10:

4. Вертикальный шнек.

5. Привод вертикального шнека.

6. Блок измельчителя.

9. Горизонтальный шнек для подачи дробленого материала в экструдер.

10. Привод дробилки и горизонтального шнека.

11. Экструдер.

12. Привод экструдера.

Поэлементное описание фигуры 11:

7. Валы для дробления и измельчения отходов.

8. Крюки валов для дробления и измельчения отходов.

Поэлементное описание фигуры 12:

7. Валы для дробления и измельчения отходов.

Поэлементное описание фигуры 13:

Дробилка без режущего устройства.

Поэлементное описание фигуры 14:

9. Горизонтальный шнек для подачи дробленного материала в экструдер.

10. Привод дробилки и вертикального шнека.

11. Привод экструдера.

Заявляемая дробилка в составе вышеупомянутой в качестве ее прототипа установки работает следующим образом:

В зависимости от качества, вида отходов и климатических условий в соответствии с технологической картой оператор устанавливает температуру нагрева экструдера (11) на температурных контроллерах. При достижении заданной температуры (нагреве экструдера) производится запуск установки посредством привода (10) дробилки, горизонтального шнека (9), вертикального шнека (4) и привода экструдера (12).

Далее полимеры загружаются в корпус дробилки (1) механически посредством транспортерной ленты или пневмонасосом (на схемах не показаны), либо вручную через приемный лоток (2), либо иным способом через загрузочное отверстие в блок измельчителя дробилки (6), где начинается их дробление (разрыв) валами дробилки (7), например, с использованием встречных, противоположных крючков (8). В зависимости от погодных условий, а также наличия льда и влаги на отходах полимеров, включается принудительное средство нагревания раздробленных отходов (3), где горячий воздух через технологические отверстия (13) подается в корпус дробилки (1) с целью таяния льда и отделения воды от материала, после чего вода через каналы отвода (14) уходит из дробилки наружу.

Измельченные куски фракции опускаются на дно блока измельчителя (6), где подхватываются горизонтальным шнеком дробилки (9) и направляются им в экструдер (через шахту вертикального шнека (4) либо напрямую, в зависимости от модификации). В экструдере (11) материал начинает размягчаться, его температура поднимается до заданной, одновременно размягченные куски перемешиваются, образуя размягченную уплотненную однородную массу. Нагрев (размягчение) материала осуществляется путем нагрева экструдера (11), как с помощью нагрева материального цилиндра экструдера (11), так и с помощью нагрева шнека экструдера (опция) (11) как по отдельности, так и одновременно. При этом вследствие относительно небольшой температуры структура материала отходов не разрушается на молекулярном уровне, сохраняя все свои физические и химические свойства. В экструдере (11) формируется размягченная однородная масса смеси материалов отходов, которая шнеком подается к выходу экструдера, и начинает выходить из выходного отверстия экструдера (11). Затем в ходе работы устройства механизм перемещения режущего устройства (15) направляет его резак в плоскость выходного отверстия, который отрезает вышедшую из выходного отверстия часть от размягченной массы отходов. В зависимости от исходного материала отходов и степени его уплотнения в экструдере образуется литник различной формы и размера (диаметром примерно до 30 см). В случае, если установка работает без режущего устройства (15), образуется литник любой формы и объема. Далее литники перемещаются различными методами к месту глубокой переработки.

Техническим результатом является измельчение различных полимеров (твердых и мягких) посредством четырех валов с крючками, отделение льда и влаги посредством воздействия горячего воздуха от данных измельченных полимеров, как с использованием, так и без использования конвейера (транспортерной ленты) или пневматического насоса, так и посредством других механических средств, либо вручную с производительностью до 1500 кг/час.

Группа изобретений относится к вариантам дробилок, применяемых в переработке отходов из полимерных и вспененных полимерных материалов. Дробилка включает в себя металлический корпус с приемным лотком, блок измельчителя с валами, связанное с блоком измельчителя средство нагревания раздробленных отходов, отверстие для выгрузки в шахту вертикального шнека, снабженного приводом. В блоке измельчителя расположены четыре вала с наваренными крюками. Дробилка включает горизонтальный шнек с приводом для подачи дробленого материала в экструдер, снабженный приводом. Четыре вала имеют возможность вращаться в одном и том же направлении по отношению друг к другу, либо в обратном направлении по отношению друг к другу, либо попарно как в одном и том же направлении по отношению к другой паре, так и в обратном направлении по отношению к другой паре как синхронно, так и асинхронно по отношению друг к другу или пара к паре. Дробилка выполнена с возможностью принудительной подачи в нее горячего воздуха через технологические отверстия для обогрева материала и отделения от льда и воды, а также содержит каналы для выхода воды из дробилки. Техническим результатом является обеспечение измельчения твердых и мягких полимеров. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Дробилка для переработки отходов полимеров, включающая в себя металлический корпус (короб) с приемным лотком, блок измельчителя с валами для дробления и измельчения отходов, связанное с блоком измельчителя средство нагревания раздробленных отходов, отверстие для выгрузки в шахту вертикального шнека, снабженного приводом, отличающаяся тем, что в блоке измельчителя расположены четыре вала с наваренными крюками, двигающимися навстречу друг другу либо в разные стороны и которые вращаются как в разных так и в одинаковых направлениях, осуществляя при этом дробление твердых и разрыв мягких вспененных полимеров с помощью зацепления этих материалов крюками, включает в себя помимо вышеуказанных четырех валов горизонтальный шнек с приводом для подачи дробленого материала в экструдер, снабженный приводом, при этом четыре вала имеют возможность вращаться в одном и том же направлении по отношению друг к другу, либо в обратном направлении по отношению друг к другу, либо попарно как в одном и том же направлении по отношению к другой паре, так и в обратном направлении по отношению к другой паре как синхронно, так и асинхронно по отношению друг к другу или пара к паре, при этом дробилка выполнена с возможностью принудительной подачи в нее горячего воздуха через технологические отверстия для обогрева материала и отделения от льда и воды, а также содержит каналы для выхода воды из дробилки.

2. Дробилка по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена без установки режущего устройства для отрезания вышедшей из выходного отверстия части материала от размягченной массы отходов.

3. Дробилка для переработки отходов полимеров, включающая в себя металлический корпус (короб) с приемным лотком, блок измельчителя с валами для дробления и измельчения отходов, связанное с блоком измельчителя средство нагревания раздробленных отходов, отличающаяся тем, что в блоке измельчителя расположены четыре вала с наваренными крюками, двигающимися навстречу друг другу либо в разные стороны и которые вращаются как в разных так и в одинаковых направлениях, осуществляя при этом дробление твердых и разрыв мягких вспененных полимеров с помощью зацепления этих материалов крюками, включает в себя помимо вышеуказанных четырех валов горизонтальный шнек с приводом для подачи дробленого материала в экструдер, снабженный отдельным приводом, при этом четыре вала имеют возможность вращаться в одном и том же направлении по отношению друг к другу, либо в обратном направлении по отношению друг к другу, либо попарно как в одном и том же направлении по отношению к другой паре, так и в обратном направлении по отношению к другой паре как синхронно, так и асинхронно по отношению друг к другу или пара к паре, при этом дробилка выполнена с возможностью принудительной подачи в нее горячего воздуха через технологические отверстия для обогрева материала и отделения от льда и воды, а также содержит каналы для выхода воды из дробилки.

4. Дробилка по п. 3, отличающаяся тем, что подача дробленого материала в экструдер осуществляется пневматическим насосом.