Линия переработки отходов полимерных материалов Советский патент 1992 года по МПК B29B17/00 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано на предприятиях, перерабатывающих бывшие в употреблении изделия из полимерных материалов в виде полимерной тары, пленки, труб и тому подобное.

Известна линия для переработки вышедших из употребления тонкостенных полиэтиленовых изделий и пленки во вторичный гранулированный полиэтилен. Она включает устройства измельчения, отмывки, сушки, бункеры-накопители, экструдер и гранулятор, связанные между собой шнековыми транспортерами и пневмотранспортером.

Однако в известной линии загрузка в устройство измельчения производится вручную, а отмывка не позволяет обеспечить качественного удаления примесей из перерабатываемых пластмасс.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является линия переработки отходов полимерных материалов, содержащая соединенные между собой устVJ

.N Ю

3

чэ

ройство измельчения, выполненное в виде двух рабочих органов, смонтированных в корпусе с возможностью противоположного вращения, устройство выделения примесей, выполненное в виде емкости с загрузочным и выгрузочным отверстиями и транспортирующими приспособлениями, устройство отмывки, выполненное в виде расположенного в корпусе барабана с лопатками и устройство обезвоживания.

Недостатками указанной линии являются невозможность переработки отходов полимеров в виде изделий, тары, труб и тому подобных, выделения из смеси отходов полимеров примесей различных полимеров, снижающих технологические свойства пе- рерабатываемого материала, снижение качества перерабатываемого материала.

Цель изобретения - повышение качества перерабатываемого материала и расширение технологических возможностей линии.

Поставленная цель достигается тем, что устройство измельчения снабжено устройством окончательного измельчения, устройство отмывки снабжено бункером-усреднителем со шнековым транспортером и размещено перед устройством удаления примесей, которое снабжено выгрузочным шнеком, размещенным за выходным отверстием емкости наклонно под углом 0-45° к вертикальной плоскости, двумя горизонтальными шнеками, размещенными в верхней части емкости и выполненными в зоне загрузочного отверстия с прерывистыми витками, и одним горизонтальным шнеком, размещенным в нижней части емкости под углом 90° к выгрузочному шнеку, причем емкость устройства выделения примесей сблокирована посредством датчика с устройством обезвоживания, выполненным в виде последовательно уста- новленных эжектора, сепаратора и воздухоотделителя.

Устройство предварительного измельчения снабжено дезориентаторами, выполненными в виде установленных на боковых стенках корпуса на приводных валах шар- нирно-рычажных механизмов, это устройство выполнено в виде пары приводных валов, на которых закреплены двузубые дисковые ножи с затылованной частью, на которой выполнены режущие боковые кромки, ножи смещены относительно предыдущего ножа на расстояние, равное двум толщинам дисковых ножей.

Устройство отмывки может быть снаб- жено лопастями, которые с лопатками размещены по спирали Архимеда. Линия может быть снабжена дополнительными емкостями устройства выделения примесей и

дополнительными устройствами обезвоживания, при этом каждая дополнителная емкость сблокирована отдельно с каждым дополнительным устройством обезвоживания. Сепаратор может быть выполнен в виде цилиндрической емкости с загрузочным и выгрузочным отверстиями и расположенным внутри нее барабаном с направляющей, размещенной в зоне загрузочного отверстия с углом подъема 12-17°, при этом выгрузочное отверстие снабжено регулирующим клапаном, установленным под углом 30°, и расположено тангенциально в верхней части емкости на расстоянии, равном двум шагам витка направляющей от загрузочного отверстия.

На фиг. 1 изображена линия переработки отходов полимерных материалов; на фиг.2 - устройство предварительного измельчения (схематично); на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4-устройство отмывки (схематично); на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг,4; на фиг.6 - устройство выделения примесей (схематично); на фиг.7 - то же, вид сбоку; на фиг.8 - устройство обезвоживания (схематично); на фиг.9 - то же, вид сверху; на фиг, 10-устройствоокончательного измельчения (схематично),

Линия переработки отходов полимерных материалов содержит соединенные между собой горизонтальный 1 и наклонный 2 транспортеры, устройство 3 предварительного измельчения, наклонный транспортер 4, устройство 5 окончательного измельчения, пневмотранспортер 6, устройство 7 отмывки, снабженное бункером-усреднителем 8 и соединенное с ним посредством шнекового транспортера 9, устройство 10 выделения примесей, основное устройство 11 обезвоживания и бункер-накопитель 12.

Перед горизонтальным транспортером 1 установлен загрузочный бункер 13, в горизонтальный транспортер 1 вмонтирован электронный металлоискатель 14.

Устройство 3 предварительного измельчения (фиг.2 и 3) состоит из сварного корпуса 15, в котором расположена пара приводных валов 16, на которых закреплены двузубые дисковые ножи 17, с затыловочной частью, на которой выполнены режущие боковые кромки 18 и 19. При этом на каждом валу каждый последующий дисковый нож 17 смещен относительно предыдущего на расстояние, равное двум толщинам дисковых ножей, а боковые зазоры между ножами на соседних валах выбирают не более 0,1 мм. Над валами 16 на боковых стенках корпуса 15 установлены дозориентаторы 20, выполненные в виде шарнирно соединенных рычагов 21, расположенных на расстоянии двух диаметров ножей 17 между осью вала 16 и осью вращения дезориентаторов 20. Привод валов 16 осуществляется мотор-редуктором (не показан). В нижней части корпуса 15 под валами 16 с дисковыми ножами 17 установлен лен- точный транспортер 22 для выгрузки предварительно измелыенного материала и передачи его на наклонный транспортер 4, соединнный с устройством окончательного измельчения.

Устройство 5 окончательного измельчения (фиг. 10) состоит из корпуса со смонтированными на нем тремя неподвижными ножами. Внутри корпуса на подшипниках качения установлен ротор 23, на котором смон- тированы пять подвижных ножей. В нижней части корпуса установлена калибрующая решетка 24 и трубопровод для отбора и подачи материала из устройства 5 окончательного измельчения в пневмотранспортер 6, соеди- няющий устройство 5 окончательного измельчения с бункером-усреднителем 8. Пневмотранспортер 6 состоит из установленного на основании вентилятора 25 и воздуховода 26. Бункер-усрэднитель 8 состоит из бункера с вертикально расположенным внутри него шнековым транспортером 27 с приводом. Бункер-усреднитель Н снабжен датчиками 28 уровня, сблокированными с предыдущими аппаратами. Привод шнековоготранспортера 27 осуществляется через мотор-редуктор (не показан). В верхней крошке бункера-усреднителя 8 расположено отверстие для отвода воздуха на пылесборники.

Устройство 7 отмывки (фиг. 4 и 5) состо- ит из сварной станины 29, на которой уста- новлены вертикально расположенный цилиндрический корпус 30 и шнековый питатель 31. Внутри цилиндрического корпуса 30 расположен барабан 3 с лопатками 33, а нижняя торцовая поверхность барабана 32 снабжена лопастями 34. Лопатки 33 и лопасти 34 размещечч по спирали Архимеда с постоянным шагом и направлены к валу 35 барабана 32. В верхней части цилиндри- ческого корпуса 30 установлен корпус вентилятора 36, а на боковых стенках - круговой коллектор 37 для раьномерной подачи воды. Над барабаном 32 установлено рабочее колесо центробежного вентилятора 38. Трубопрово- дом 39 подачи материала устройство 7 отмывки соединено с циклоном 40, установленным над устройством 10 выделения примесей.

Устройство 10 выделения примесей (фиг. 6 и 7) состоит из последовательно уста- новленных по ходу технологического процесса основной и дополнительных емкостей 41. В верхней части каждой из емкостей 41 смонтированы горизонтальные шнеки 42,

выполненные в зоне загрузочных отверстий с прерывистыми витками 43. В нижней части емкости 41 установлен горизонтальный шнек 44 с перемычками над ним. За нижним выходным отверстием емкости 41 наклонно под углом 0-45° к вертикальной плоскости емкости 41 размещен выгрузочный шнек 45 Горизонтальный шнек 44 размещен под углом 90° к выгрузочному шнеку 45. Посредством датчика (не показан) емкость 41 сблокирована с устройством 11 обезвоживания. Каждая последующая емкость 41 может быть сблокирована отдельно с дополнительными (аналогичными основному) устройствами 11 обезвоживания, которыми снабжена линия.

Основное и дополнительное устройства 11 обезвоживания (фиг.1) выполнены в виде последовательно установленных эжектора 46, сепаратора 47, воздухоотделителя 48. Сепаратор 47 выполнен в виде цилиндрической емкости 49 (фиг.8) с расположенным внутри нее перфорированным барабаном 50. В зоне загрузки перфорированного барабана 50 установлена направляющая 51, угол подъема которой составляет 12-17°. Выгрузочное окно расположено тангенциально в верхней части емкости 49 на расстоянии 2В, равном двум шагам В витка направляющей 51 от загрузочного отверстия 52, под углом 30° к которому установлен регулирующий клапан 53.

Каждая емкость 41 снабжена системой 54 рециркуляции разделяющей среды, поддерживающей заданную плотность раствора в емкости 41. Вторым вертикальным выгрузочным шнеком 55 устройство 10 выделения примесей соединено с устройством 11 обезвоживания при помощи наклонного лотка 56. Шнековый питатель 57 предназначен для затаривания в емкости выделенного полимерного материала в виде крошки, находящегося в бункере-накопителе 12.

Линия работает следующим образом.

Исходный материал в виде упаковочных в кипы отходов пластмасс подают в загрузочный бункер 13, откуда задняя стенка загрузочного бункера 13 перемещает его на горизонтальный транспортер 1, где электронный металлоискатель 14 фиксирует наличие металла и подают сигнал на останов горизонтального транспортера 1. Очищенный от металлических включений материал подают на наклонный транспортер 2, который передает отходы в устройство 3 предва- рительного измельчения, где между двузубыми дисковыми ножами 17, вращающимися с постоянной скоростью навстречу друг другу, его измельчают до кусков с размерами 50x200 мм. Непрерывную работу

устройства 3 предварительного измельчения обеспечивают дезориентаторы 20 шар- нирно соединенными рычагами 21. Эти рычаги 21 при вращении дезориентатора 20 переворачивают находящийся в зоне резания материал, ориентируя его таким образом, что он становится удобным для захвата режущими кромками дисковых ножей 17. Предварительно измельченные отходы полимеров по наклонному транспортеру 4 подают s устройство 5 окончательного измельчения, где производят измельчение в результате попадания материала между подвижными и неподвижными ножами до размеров частиц 3-10 мм в зависимости от диаметра ячейки калибрующей решетки 24. Вращение ножевого ротора 23 осуществляется от электродвигателя при помощи кли- но-ременной передачи. Окончательно измельченный материал пневмотранспортером 6 подают в бункер-усреднитель 8, где осуществляют его усреднение шнековым транспортером 27, а затем наклонным шнековым транспортером 9 подают в шнековый питатель 31 устройства 7 отмывки, где лопатки 33 барабана 32 равномерно, без пульсации перемещают измельченный материал вверх, а лопасти 34 захватывают материал, скапливающийся в нижней торцовой части устройства 7 отмывки, ликвидируя застойную зону. Противотоком материалу подается промывочная жидкость через круговой коллектор 37, отмывающая равномерно подаваемый вверх измельченный материал. В верхней выгрузочной части устройства 7 отмывки вентилятором 38 удаляют промывочную жидкость из материала до остаточной влажности 7-10%. Отмытый измельченный материал пневмотранспортом 39 через циклон 40 подают в емкость 41 устройства 10 выделения примесей, где он при равномерном перемещении вдоль емкости 41 и перемешивании шнеками 42 распределяется, во взвешенном состоянии на различной высоте происходит разделение материала по плотности. Всплывший слой материала в виде очищенного от примесей однородного полимера, например полиэтилена, всплывшего в емкости, заполненной водной средой, выгружают горизонтальными шнеками 42 в приемное устройство выгрузочного шнека 55, который, поднимая материал, обезвоживает его частично, т.е. с содержанием влаги до 10%. Слой материала в виде смеси полимеров, осевший на нижний горизонтальный шнек 44, выгружают вертикальным выгрузочным шнеком 45 и подают в следующую по ходу технологического процесса емкость 41, заполненную, например, юдно-солевой средой ic плотностью 1100

кг/м . В емкости 41 верхний слой в виде очищенного от примесей однородного полимера полистирола выгружают горизонтальными шнеками 42 и подают в основное

устройство 11 обезвоживания. Слой материала в виде смеси полимеров, осевший на горизонтальный шнек 44 выгружают вертикальным выгрузочным шнеком 45 через лоток 56 в следующую по ходу технологического

процесса третью емкость 41, заполненную, например, водно-солевой средой с плотностью выше 1100 кг/м , где горизонтальными шнеками 42 выгружают полиамид, который вертикальным выгрузочным шнеком 55 подают в дополнительное устройство 11 обезвоживания. Слой материала, осевший на горизонтальный шнек 44 смеси полимеров, подают вертикальным выгрузочным шнеком 45 в следующую по ходу технологического

процесса емкость 41 и так далее до выделения из смеси отходов всех полимеров.

Выделенный материал в виде крошки полиэтилена, или полистирола, или полиамид, или другого полимера лневмотранспортом через эжектор 46 транспортируют в сепаратор 47 устройства 11 обезвоживания, где высушиваемый материал отбрасывается к стенкам сепаратора 47 от направляющей 51 за счет центробежных сил, возникающих

при прохождении материала с воздухом по касательной к внутренней поверхности сепаратора 47. Жидкость удаляется через стенки перфорированного барабана 50, Измельченный материал от направляющей 51

поднимается по спиральной линии к выгрузочному окну. Время нахождения материала в сепараторе 47 регулируется клапаном 53, поддерживающим заданное давление. Далее материал отделяют от воздуха в воздухоотделителе 48 и пневмотранспортом 6 подают в бункер-накопитель 12, откуда шнековым питателем 57 подают на дальнейшую переработку в изделия методом литья или экструзии в соответствии с известным технологическим процессом.

Формула изобретения 1. Линия переработки отходов полимерных материалов, содержащая соединенные

между собой устройство измельчения, выполненное в виде двух рабочих органов, смонтированных в корпусе с возможностью противоположного вращения, устройство выделения примесей, выполненное в виде

основной емкости с загрузочным и выходным отверстиями и транспортирующими приспособлениями, устройство отмывки, выполненное в виде расположенного в корпусе барабана с лопатками, и основное устройство обезвоживания, отличающаяся тем,

что, с целью повышения качества перерабатываемого материала и расширения технологических возможностей линии, устройство измельчения снабжено устройством окончательного измельчения, устройство отмывки снабжено бункером-усреднителем, соединенным с ним посредством шнекового транспортера, и размещено перед устройством удаления примесей, которое снабжено выгрузочным шнеком, размещенным за вы- грузочным отверстием емкости наклонно под углом 0-45° к вертикальной плоскости, двумя горизонтальными шнеками, размещенными в верхней части емкости и выполненными в зоне загрузочного отверстия с прерывистыми витками, и одним горизонтальным шнеком, размещенным в нижней части емкости под углом 90° к выгрузочному шнеку, причем емкость устройства выделения примесей сблокирована посредством датчика с основным устройством обезвоживания, выполненным в виде последовательно установленных эжектора, сепаратора и воздухоотделителя.

2. Линия по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство предварительного измельчения снабжено дезориентаторами, выполненными в виде установленных на боковых стенках корпуса на приводных валах шарнирно-рычажных механизмов, устрой- ство предварительного измельчения выполнено в виде пары приводных валов, на которых закреплены двузубые дисковые ножи с затылованной частью, на которой выполнены режущие боковые кромки, при этом на каждом валу каждый последующий дисковый нож смещен относительно предыдущего на расстояние, равное двум толщинам дисковых ножей, а боковые зазоры

между ножами на соседних валах выбирают не более 0,1 мм, причем дезориентаторы установлены на расстоянии, равном двум диаметрам дисковых ножей, между осью валов с дисковыми ножами и валами дезори- ентаторов.

3.Линия по п.1,отличающаяся тем, что устройство отмывки снабжено лопастями, размещенными в нижней торцовой части барабана, при этом лопасти и лопатки размещены по спирали Архимеда с постоянным шагом.

4.Линия по п.1,отличающаяся тем, что устройство выделения примесей снабжено по меньшей мере одной дополнительной емкостью, при этом основная и до- полнительные емкости установлены последоьательно.

5.Линия по п.4, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним дополнительным устройством обезвоживания, при этом каждая дополнительная емкость устройства выделения примесей сблокирована отдельно с каждым дополнительным устройством обезвоживания.

6.Линия по п.1,отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде цилиндрической емкости с загрузочным и выгрузочным отверстиями, расположенным в емкости барабаном с направляющей, размещенной в зоне загрузочного отверстия с углом подъема 12-17°, при этом выгрузочное отверстие снабжено регулирующим клапаном, установленным под углом 30°. и расположено тангенциально в верхней части емкости на расстоянии, равном двум шагом витка направляющей от загрузочного отверстия

SN

f5 21

Использование: переработка полимерных материалов на предприятиях, перерабатывающих бывшие в употреблении изделия в виде полимерной тары, пленки, трубы и т.п. Сущность: устройство измельчения снабжено устройством окончательного измельчения. Устройство отмывки снабжено бункером-усреднителем со шнековым транспортером и размещено перед устройством удаления примесей. Устройство удаления примесей снабжено выгрузным шнеком и тремя горизонтальными шнеками. Емкость устройства удаления примесей сблокирована посредством датчика с основным устройством обезвоживания. Устройство обезвоживания выполнено в виде последовательно установленных эжектора, сепаратора и воздухоотделителя. Устройст- во предварительного измельчения снабжено дезориентаторами. Устройство удаления примесей может быть выполнено в виде нескольких последовательно установленных емкостей. Линия может быть снабжена до- полнителными устройствами обезвоживания. При этом каждая емкость устройства удаления примесей может быть сблокирована с отдельным устройством обезвоживания. 5 з.п.ф-лы, 10 ил.

Фиг.З

гБГгГШ

31

Г

f. ;

Фиг. А

-за

-36

-зз

J7

-зг

-30

ЈТ

зо

35

фиг-5

51

Фиг. J9

3fc

4

( материмо

Жидкость

Фиг. 8

2Ъ

24

Фиг. Ю