Способ брикетирования вторичных волокнистых сорообразных отходов и устройство для его осуществления

 

Использование: при переработке волокнистых материалов по безотходной технологии. Сущность изобретения: способ заключается в подаче отходов в камеру, уплотнении, подпрессовке, передаче в трубопровод для получения брикетов и формировании брикетов на выходе из трубопровода. В трубопроводе создают усилие сжатия, направленное в сторону, противоположную направлению подачи отходов. Это усилие регулируют путем изменения соотношений размеров конической насадки, установленной на выходе из трубопровода. При этом отношение размеров высоты и диаметров окружностей большего и меньшего оснований конической насадки равно 55 21 20 для отходов с содержанием серных и жестких примесей до 75% от общей массы отходов и объемной плотностью до 20 кг/м³, 100 40 39 для отходов с содержанием указанных примесей свыше 75% от общей массы отходов и объемной плотностью до 20 кг/м³ и 100 40 39 для отходов с содержанием указанных примесей свыше 75% и объемной плотностью свыше 20 кг/м³. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам брикетирования вторичных волокнистых сорообразных отходов и может быть использовано для переработки волокнистых материалов по безотходной технологии.

Известен способ брикетирования и прессования отходов, который заключается в прессовании отходов в шкафу, имеющем приподнятое днище, на котором устанавливают открытый сверху мешок для отходов. Под днищем шкафа располагают подвижную тележку на роликах, которую соединяют с ним разъемной защепкой. Дверцу шкафа, шарнирно смонтированную на раме днища, откидывают наружу, поднимают прикрепленный к ней мешок над днищем шкафа, и после этого дверцу вместе с мешком и тележкой вынимают из шкафа [1] Недостатками известного способа являются невысокие функциональные возможности, а также невысокие производи- тельность и надежность способа.

Наиболее близким к изобретению является способ брикетирования вторичных волокнистых сорообразных отходов, включающий подачу массы вторичных волокнистых сорообразных отходов в перерабатывающую камеру, уплотнение и подпрессовку в камере массы вторичных волокнистых сорообразных отходов в трубопровод для получения брикетов и формирование брикетов на выходе трубопровода для получения брикетов [2] Недостатками известного способа также являются невысокие функциональные возможности.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков. Это достигается тем, что в известном способе массу волокнистых сорообразных отходов, имеющих первоначальную плотность ρ₁=12-22 кг/м³, уплотняют в перерабатывающей камере до получения величины ее плотности, равной не менее ρ₂=36-66 кг/м³, затем полученную прессованную массу вторичных волокнистых сорообразных отходов допрессовывают до получения значения плотности, равного ρ₃180-330 кг/м³, а после передачи данной массы вторичных волокнистых сорообразных отходов в трубопровод для получения брикетов, внутри него создают усилие сжатия, направленное в сторону, противоположную направлению движения перерабатываемой массы, и регулируют величину этого усилия в зависимости от содержания сорных жестких примесей путем изменения соотношений значений геометрических параметров внутренней полости трубопровода, на выходе которого после этого формируют брикеты с величиной плотности, равной значению ρ₄=540-990 кг/м³.

Известно устройство для брикетирования сорообразных отходов, которое имеет удлиненный цилиндр с открытым разгрузочным концом и поршень, совершающий в цилиндре возвратно-поступательное движение. В данном устройстве на разгрузочном конце расположена откидная крышка и выполнен наклонный срез, к которому прилегает наклонный фланец крышки, когда она закрыта.

На переднем торце поршня расположены радиальные наклонные ребра, образующие вогнутую прерывистую прессующую поверхность [3] Недостатками известного устройства являются невысокие технологические возможности вследствие низкой производительности.

Наиболее близким к изобретению является устройство для брикетирования вторичных волокнистых сорообразных отходов, содержащее бункер подачи массы сорообразных отходов, расположенную под бункером камеру предварительного прессования с толкателем, установленным с возможностью перемещения посредством гидроцилиндра в направлении, перпендикулярном направлению подачи массы сорообразных отходов, и сегментным уплотнителем, установленным с возможностью поворота посредством гидроцилиндра относительно одной из боковых стенок прессовой камеры, а также сообщенную отверстием с камерой предварительного прессования камеру окончательного прессования с расположенным в ней гидроцилиндром с прессующим поршнем [4] Недостатками данного технического решения также являются невысокие технологические возможности.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено лопастным загружателем, установленным в нижней части бункера с возможностью вращения относительно его оси, а камера окончательного прессования выполнена в виде трубопровода с выходной насадкой, имеющей внутреннюю полость в форме усеченного конуса.

Соотношение размеров высоты и диаметров большего и меньшего оснований которого равно 55:21:20 для волокнистых отходов с содержанием сорных и жестких примесей до 75% и первоначальной плотностью ρ₁ до 20 кг/м³ и 100:40:39 для пыли и волокнистых отходов, содержащих сорные и жесткие примеси свыше 75% и первоначальной плотностью ρ₁ свыше 20 кг/м³.

На фиг. 1 показано устройство в аксонометрии; на фиг. 2 направление перемещения сегментного уплотнителя; на фиг. 3 направление перемещения выталкивателя; на фиг. 4 выходная насадка трубопровода для формирования брикетов; на фиг. 5 расположение основных узлов устройства; на фиг. 6 то же, план; на фиг. 7 принцип формирования брикета из вторичных волокнистых сорообразных отходов в трубопроводе; на фиг. 8 силовой анализ формирования брикета.

Устройство содержит бункер 1 подачи массы сорообразных отходов, лопастной загружатель 2, установленный на оси 3, общее отверстие 4 прессовой камеры 5 трубопровода для формирования брикетов, гидроцилиндр 6 с толкателем 7, сегментный уплотнитель 8, трубопровод 9 для формирования брикетов, гидроцилиндр 10 с толкателем, вталкиватель 11, гидроцилиндр 12 с поршнем, брикет 13, выходную насадку 14, узлы 15 распределения гидрожидкости и формирования 16 управляющих сигналов.

Устройство, реализующее способ, функционирует следующим образом.

В бункер 1 автоматически от технологических машин с помощью пневмотрубопровода поступают отходы. В нижней части бункера установлен на центральной оси лопастной загружатель 2, который, вращаясь вокруг оси 3, производит загрузку отходов в камеру 5. По мере загрузки прессовой камеры 5 включается в работу первый гидроцилиндр и с помощью толкателя 7 поворачивает сегментный уплотнитель 8, предварительно упрессовывая массу отходов в нижней части камеры 5. Таким образом, подготавливают массу отходов для загрузки в трубопровод для формирования брикетов 9.

После этого вступает в работу второй гидроцилиндр и с помощью вталкивателя 11 задвигает предварительно уплотненную массу отходов в трубопровд 9 формирования брикетов. Наконец включается в работу третий гидроцилиндр 12, с помощью которого происходит окончательное уплотнение угаров и формирование брикета 13. С целью большего уплотнения (прессования) брикета трубопровод 9 для формирования брикетов на конце снабжен выходной насадкой 14 прямоугольного или круглого сечения в зависимости от формы получаемого брикета.

Известно, что при прессовании волокнистого материала на стенки камеры передается 1/4 от величины начального давления Р, что создает усилие сопротивления выдавливанию, равное по величине произведению силы прижима к стенкам насадки (P/4) на коэффициент трения скольжения уплотняемого материала. Если принять во внимание, что коэффициент трения хлопковых волокон по металлу составляет 0,28, то очевидно, что сопротивление выдавливанию брикета с целью его формирования невелико и составляет 0,07Р. Поэтому с целью увеличения силы сопротивления выдавливанию предлагается выпускной насадке придать форму усеченного конуса. В этом случае нормальная реакция стенок камеры формирования брикета конической насадки F (фиг. 8) раскладывается на две составляющие: силу F₂, направленную к геометрическому центру формируемого брикета, и силу F₁, оказывающую дополнительное сопротивление выдавливанию брикета. Соотношение диаметров выпускной насадки подбирается таким образом, что величины сопротивления выдавливанию предыдущего брикета достаточно, чтобы служить опорной поверхностью камеры для формирования последующего брикета. Например, при длине насадки 220 мм диаметр выпускного отверстия равен 30 мм, а впускного 84 мм. При этом достигается плотность прессования волокнистых отходов, содержащих до 75% сорных и жестких примесей, до величины 1 г/куб. см.

Для прессования пыли и волокнистых отходов с содержанием сорных и жестких примесей свыше 75% соотношения размеров конической насадки должны быть изменены, например при длине насадки 200 мм диаметр выпускного отверстия равен 78 мм, а впускного отверстия 80 мм.

Способ брикетирования вторичных волокнистых отходов и устройство для его реализации имеет существенное технологическое преимущество, исключая необходимость применения опорных заслонок в выпускной части насадки формирования брикетов, поскольку опорной поверхностью, противолежащей прилагаемому усилию прессования, является торец предыдущей порции волокнистого материала, сформированного в форму брикета.

Управление работой всей системы осуществляется узлами распределения гидрожидкости и формирования управляющих сигналов, которые функционируют в режиме таймера с заданной тактограммой.

Использование изобретения расширяет технологические возможности способа и устройства.

Формула изобретения

1. Способ брикетирования вторичных волокнистых сорообразных отходов, включающий подачу массы вторичных волокнистых сорообразных отходов в перерабатывающую камеру, уплотнение и подпрессовку их в камере, передачу прессованной массы в трубопровод для получения брикетов и формирование брикетов на выходе трубопровода, отличающийся тем, что после передачи массы вторичных волокнистых сорообразных отходов в трубопровод для получения брикетов внутри него создают усилие сжатия, направленное в сторону, противоположную направлению движения перерабатываемой массы, величину которого регулируют в зависимости от содержания сорных и жестких примесей в общей массе отходов путем изменения соотношений значений геометрических параметров внутренней полости трубопровода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что массу вторичных волокнистых сорообразных отходов с плотностью ρ₁ уплотняют в перерабатывающей камере до получения величины ее плотности, равной не менее ρ₂=36-66 кг/м³. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что прессованную массу вторичных волокнистых сорообразных отходов допрессовывают до получения значения плотности ρ₃=170-330 кг/м³. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что на выходе трубопровода для получения брикетов формируют брикеты с величиной плотности ρ₄=540-990 кг/м³. 5. Устройство для брикетирования вторичных волокнистых сорообразных отходов, содержащее бункер для подачи отходов, расположенную под бункером камеру предварительного прессования с толкателем, установленным с возможностью перемещения посредством гидроцилиндра в направлении, перпендикулярном направлению подачи отходов, и сегментным уплотнителем, установленным с возможностью поворота посредством гидроцилиндра относительно одной из боковых стенок камеры, а также сообщенную отверстием с камерой предварительного прессования камеру окончательного прессования с расположенным в ней гидроцилиндром с прессующим поршнем, отличающееся тем, что оно снабжено лопастным загружателем, установленным в нижней части бункера с возможностью вращения относительно его оси, а камера окончательного прессования выполнена в виде трубопровода с выходной насадкой, имеющей внутреннюю полость в форме усеченного конуса, отношение размеров высоты и диаметров окружностей большего и меньшего оснований которого равно 55 21 20 для волокнистых отходов с содержанием серных и жестких примесей до 75% от общей массы отходов и объемной плотностью до 20 кг/м³ и равно 100 40 39 для волокнистых отходов с содержанием сорных и жестких примесей свыше 75% от общей массы отходов и объемной плотностью свыше 30 кг/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8