Способ измельчения изношенных покрышек и устройство для его осуществления

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ПОКРЫШЕК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ измельчения изношенных покрышек, включающий подготовку покрышек и их разрушение с помощью взрыва, отличающийся тем, что воздействие взрывом осуществляют в замкнутой кольцевой системе с образованием направленного, циркулирующего потока продуктов взрыва. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное измельчение фрагментов покрышек путем их повторной обработки взрывом. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при подготовке покрышек проводят их обработку токами высокой частоты. 4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при подготовке покрышек проводят индукционный нагрев металлокорда токами промышленной частоты. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед разрушением покрышек проводят их охлаждение. 6. Устройство для измельчения изношенных покрышек, содержащее камеру для их размещения и узел фиксации взрывчатого вещества, отличающееся тем, что оно снабжено разрушающими элементами и трубопроводом, образующими с камерой замкнутую кольцевую систему, при этом камера выполнена с участком в виде усеченной конической оболочки, в которой установлены разрушающие элементы и узел фиксации взрывчатого вещества, причем участок конической оболочки с меньшим диаметром сообщен с одним концом трубопровода через клапан, а другой конец трубопровода сообщен с камерой со стороны участка конической оболочки с большим диаметром. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что разрушающие элементы на конической оболочке камеры выполнены в виде размещенных в осевой полости камеры пластин, в которых выполнены вырезы, формирующие полость для размещения покрышек. 4528 1 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что клапан выполнен в виде решетки в зоне меньшего основания конической оболочки, а решетка сформирована пластинами, закрепленными на оболочке. 9. Устройство по любому из пп. 6-8, отличающееся тем, что оно снабжено установленными в трубопроводе решетками. 10. Устройство по любому из пп. 6-9, отличающееся тем, что стенка камеры, соединяющая большее основание конической оболочки с трубопроводом, выполнена в виде усеченной конической оболочки или усеченной конической оболочки, соединенной по большему основанию с цилиндрическим патрубком. 11. Устройство по любому из пп. 6-10, отличающееся тем, что часть трубопровода со стороны большего основания конической оболочки выполнена съемной, а на неподвижном колене трубопровода размещен люк для выгрузки продукции. 12. Устройство по любому из пп. 6-11, отличающееся тем, что камера и трубопровод помещены в кожух, причем зазор между кожухом и камерой, а также между кожухом и трубопроводом вакуумирован, а размер зазора превышает линейные перемещения камеры и трубопровода под воздействием взрыва. Изобретение относится к области утилизации промышленных и бытовых отходов, а именно к технологии переработки изношенных автомобильных и других покрышек преимущественно с металлокордом, а также к устройствам для осуществления этой технологии. В настоящее время серьезной технической и экологической проблемой является утилизация изношенных автомобильных и тракторных покрышек пневматических шин с металлокордом, так как существующие технологии их переработки нерентабельны из-за больших материальных и энергетических затрат. Известен способ разрушения изношенных покрышек методом механического измельчения, в котором используется установка с двумя вращающимися навстречу друг другу валами, на которые помещены диски и втулки с зубьями (, А 1, 633601). Однако этот способ имеет высокую энергоемкость, связан с использованием сложной и громоздкой аппаратуры, а также с необходимостью периодической остановки технологического процесса для замены быстро изнашивающихся ножей, особенно в случае использования способа для переработки покрышек с металлокордом. Известен способ для дробления изношенных покрышек армированным металлокордом, включающий охлаждение покрышек до состояния охрупчивания и их механическое раздробление с помощью устройства с двумя разрушителями, выполненными в виде матрицы и пуансона (, А 1, 1752562). Однако этот способ и установка для его осуществления требует больших энергетических затрат, что связано с необходимостью получения и использования значительного количества жидкого азота. Известен способ разрушения изделий из композитов и резиноподобных материалов, в частности изношенных покрышек, включающий подготовку покрышек и их разрушение с помощью взрыва (, А 1,1614843). Однако в этом способе покрышки разрушаются только на крупные куски и в дальнейшем требуется их измельчение с помощью других методов. Кроме того, способ имеет низкую эффективность измельчения покрышек и низкую эффективность использования энергии взрыва. Устройство для взрывного разрушения изношенных покрышек содержит камеру, выполненную в виде желоба,и приемника измельченной резины, а также узел фиксации взрывчатого вещества (, А 1, 1614843). Однако это устройство не обеспечивает эффективного разрушения покрышек с металлокордом, а также не отвечает требованиям безопасности проведения взрывных работ и экологическим требованиям. В основу настоящего изобретения поставлена задача повышения эффективности измельчения покрышек с металлокордом, снижение энергетических и материальных затрат. Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем подготовку покрышек и их измельчение с помощью взрыва, согласно изобретению, воздействие взрывом осуществляют в замкнутой кольцевой системе с образованием направленного циркулирующего потока энергии взрыва и фрагментов разрушенных покрышек. По частному варианту способа полученные фрагменты покрышек подвергают повторной обработке взрывом в закольцованном потоке образованном продуктами взрыва. По другим частным вариантам заявленного способа результат достигается тем, что при подготовке покрышек с металлокордом к разрушению взрывом 4528 1 проводят их обработку токами высокой частоты или нагревают проволоку корда с помощью индуктора или проводят охлаждение покрышек. Поставленная задача достигается также тем, что устройство для разрушения и измельчения изношенных покрышек, содержащее камеру для их размещения и узел фиксации взрывчатого вещества, согласно изобретению, снабжено разрушающими элементами и трубопроводом, образующими с камерой кольцевую систему, при этом камера выполнена с участком в виде усеченной конической оболочки, в которой установлены разрушающие элементы и узел фиксации взрывчатого вещества, причем участок конической оболочки с меньшим диаметром сообщен с одним концом трубопровода через клапан, другой конец трубопровода связан с камерой со стороны участка конической оболочки с большим диаметром. По другим частным вариантам устройства разрушающие элементы на конусе выполнены в виде размещенных в осевой плоскости конической оболочки пластин, в которых сделаны вырезы, формирующие полость для размещения покрышек клапан выполнен в виде решетки, расположенной в зоне меньшего основания конической оболочки в трубопроводе установлены решетки для измельчения фрагментов покрышек стенка камеры, соединяющая большее основание конической оболочки с трубопроводом, выполнена в виде усеченной конической оболочки или в виде усеченной конической оболочки, соединенной с переходной цилиндрической стенкой колено трубопровода со стороны большего основания конической оболочки, выполнено съемным, а на неподвижном колене трубопровода размещен люк для выгрузки продукции. Камера и трубопровод отделены от окружающей среды кожухом, зазор между кожухом и камерой, а также между кожухом и трубопроводом вакуумирован для звукоизоляции установки. Сущность заявленного способа и устройства для его осуществления состоит в том, что заявляемая совокупность существенных признаков позволяет реализовать условия, при которых в первой фазе взрыва происходит разрушение покрышек на относительно крупные фрагменты, а во второй, в результате формирования направленного, многократно циркулирующего в закольцованном пространстве потока энергии взрыва, осуществляется измельчение образовавшихся фрагментов при их столкновении с разрушающими элементами, размещенными в камере и трубопроводе. В последующем изобретение поясняется подробным описанием примеров его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает общий вид устройства для осуществления способа,фиг. 2 изображает поперечное сечение камеры. Лучшие варианты осуществления изобретения. Устройство содержит бронированную камеру, состоящую из усеченной конической оболочки 1 и стенки 2, камера вместе с трубопроводом 3, 4 образует кольцевую систему. Трубопровод состоит из съемного колена 3 и неподвижно соединенного с камерой колена 4, внутри трубопровода размещены решетки 5, колено 3 соединено с коленом 4 с помощью разъема 6. К оболочке 1 приварены пластины 7 с вырезами в верхней части, образующими полость для размещения покрышек 8. Между пластинами размещены планки 9. Стенка 2 камеры соединена с коленом 3 с помощью разъема 10. На колене 4 установлен люк11 для выгрузки измельченных фрагментов покрышек и клапан 12 для продувки взрывной камеры. Внутрь пакета покрышек введен удлиненный заряд 13. Камера 1 и 2 и трубопровод 3 и 4 помещены в кожух 14, зазор между кожухом и устройством вакуумирован для улучшения звуковой и тепловой изоляции установки. Величина зазора превышает линейные перемещения камеры и трубопровода под воздействием взрыва. Заявленный способ включает операции предварительной обработки покрышек, которые могут включать их промывку, отделение бортовых колец, компактирование покрышек, обработку металлокорда токами высокой частоты или его нагрев в индукторе для снижения сцепления корда с резиной или охлаждение покрышек для охрупчивания резины и другие операции, облегчающие отделение корда от резины. Собранный из обработанных покрышек 8 пакет вводят в камеру через проем в стенке 2, образующийся при съеме колена 3, и помещают в полость, сформированную вырезами в пластинах 7. Внутри пакета покрышек размещают заряд 13 и формируют кольцевую систему путем соединения колена 4 трубопровода с проемом в стенке 2 с помощью колена 3 и разъемов 6 и 10. Проводится подрыв заряда 13. В первой фазе взрыва происходит перемещение покрышек 8 в радиальном направлении и их разделение на крупные фрагменты под действием пластин 7. Во второй фазе взрыва за счет выполнения конструкции камеры фокусируется направленный, циркулирующий в закольцованном пространстве поток энергии взрыва и осколков разрушенных покрышек. При этом под действием решеток 5, пластин 7, планок 9 и стенок камеры (1 и 2) и трубопровода (3 и 4) происходит дополнительное измельчение фрагментов покрышек и поглощение взрывной энергии циркулирующего потока. После прекращения циркуляции продуктов, образовавшихся при взрыве, открывают клапан 12 для продувки камеры, а затем через люк 11 выгружают измельченные фрагменты покрышек н подвергают их сепарации, отделяя резиновую крошку от металлокорда и фрагментов бортовых колец, если их отделение не проводилось на этапе подготовки покрышек. 3 4528 1 Полученные продукты разрушения покрышек могут быть дополнительно измельчены механическим способом или повторным использованием взрывной энергии по предлагаемому способу. В последнем случае фрагменты покрышек загружают в бронекамеру и проводят дополнительную обработку в циркулирующем взрывном потоке. Повторное измельчение фрагментов может быть проведено и без перезагрузки продукта. Конкретные примеры осуществления способа приведены ниже. Пример 1. Измельчению подвергают металлокордные покрышки типа 6,45-13. После промывки покрышки укладывают в пакет по 5 штук и размещают внутри бронекамеры. Внутрь пакета помещают цилиндрический заряд из порошка аммиачной селитры (70 ) и тротила (30 ) с общей массой 1 кг. Подрыв заряда инициируют от электродетонатора ЭД 8. В результате разрушения покрышек взрывом описанным способом максимальный размер фрагментов не превышает 50 мм, а количество фракций размером менее 20 мм составляет около 25 мас. от общей массы резины с кордом. Бортовые кольца разрушились с размером фрагментов не более 50 мм. Пример 2. Измельчению подвергались фрагменты покрышек с размерами от 20 мм до 50 мм, полученные в примере 1. Взрывные работы проводились аналогично примеру 1. После повторной обработки максимальный размер фрагментов покрышек не превышал 20 мм. Затем проводили механическое измельчение полученного продукта и отделение резиновой крошки от металлического корда. Пример 3. При подготовке металлокордных покрышек типа 6,45-13 их подвергали обработке токами высокой частоты для снижения сцепления кордовой проволоки с резиной. В результате проведения взрывной обработки в соответствии с примером 1 получен продукт следующего состава максимальный размер фрагментов покрышки не превышает 50 мм, а количество фракций размером менее 20 мм составляет 35 мас Доля металлокорда, полностью отделенного от резины, составила около 70 . Пример 4. При подготовке металлокордных покрышек проводят их охлаждение жидким азотом. Затем проводят обработку взрывом в соответствии с примером 1. В результате обработки взрывом максимальный размер фрагментов не превысил 10 мм, а количество крошки размером менее 3 мм составило 50 мас Пример 5. После подготовки покрышек, как в примере 1, проводят их обработку в индукторе для снижения сцепления металлокорда с резиной. Проводят взрывную обработку пакета в соответствии с примером 1, в результате которого получают продукт с максимальным размером фрагментов покрышки, не превышающим 50 мм, а количество фракций размером менее 20 мм составляет 30-35 . Доля металлокорда, отделенного от резины, составила около 70 . Промышленная применимость. Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность воздействия взрыва и провести не только разрушение покрышки, но и измельчение полученных фрагментов. При осуществлении способа используется простое оборудование, а процесс подготовки взрывных работ состоит из простых операций. Осуществление технологии по заявленному способу позволяет существенно снизить энергозатраты и стоимость разрушения и измельчения покрышек. Практическая проверка способа и испытание устройства для его осуществления показывает, что технологический процесс измельчения покрышек может быть реализован с соблюдением самых жестких требований к взрывобезопасности работ и экологической безопасности. Предлагаемый способ и установка для измельчения изношенных покрышек могут найти широкое применение в промышленности на предприятиях вторичной переработки сырья, в том числе и построенных в местах складирования использованных покрышек. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.