Устройство для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, и способ уменьшения занимаемого ими объёма, осуществляемый с использованием этого устройства
Изобретение может быть использовано при переработке пенистого полимерного материала и повторного его использования при приготовлении легкого бетона. Устройство содержит загрузочное отверстие, предназначенное для загрузки внутрь него отходов полимерных материалов, измельчитель, предназначенный для раздробления загруженных отходов полимерных материалов, решетку, сквозь которую могут проходить мелкие кусочки перерабатываемых отходов полимерных материалов, которые раздробляются, транспортировочное средство для перемещения кусочков измельченных отходов полимерных материалов, которые прошли сквозь решетку, плавильное средство, предназначенное для расплавления кусочков измельченных отходов. В устройстве выполнено отверстие для выгрузки, предназначенное для выталкивания расплавленных отходов полимерных материалов наружу. Устройство можно перевозить с места на место при помощи соответствующего транспортного средства. Отходы полимерных материалов можно расплавлять непосредственно на том месте, где осуществляется сбор этих отходов полимерных материалов. Плавильное средство выполнено по своей форме в виде цилиндра, один торец которого закрыт. В состав плавильного средства входит нагревательный блок, закрепленный с наружной стороны на боковой стенке корпуса. Транспортировочное средство представляет собой шнековый транспортер, который имеет спиральные лопатки, закрепленные на вращающемся валу, а со стороны одного своего конца шнековый транспортер входит внутрь нагревательного блока, а та часть шнекового транспортера, которая располагается внутри нагревательного блока, и также та часть шнекового транспортера, которая остается вне нагревательного блока, соединены между собой при помощи соответствующего теплоизоляционного элемента. Изобретение предусматривает низкую сумму затрат, связанных с транспортированием направляемых на переплавку отходов полимерных материалов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству, предназначенному для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, а также к способу, обеспечивающему уменьшение объема, занимаемого поступающими на переплавку указанными материалами, и осуществляемому с использованием указанного устройства.
Уровень техники
В связи с тем, что полимерные материалы и, в особенности, пенистые полимерные материалы, к примеру, такие как вспененный стирол, представляют собой легкие материалы и могут в дальнейшем без каких-либо существенных трудностей подвергаться повторному формованию, в настоящее время наблюдается широкое применение пенистых полимерных материалов в больших количествах для изготовления различных элементов конструкции стен в домостроительстве, в качестве изоляционных материалов для утепления стен в жилых домах, при изготовлении сохраняющих холод контейнеров, называемых рыбными контейнерами, и тары для упаковки разнообразных пищевых продуктов, а также в качестве прокладочных материалов, используемых при упаковке различной продукции. Однако хорошо известно, что в связи с применением изделий из пенистых полимерных материалов возникают некоторые сложности в том случае, когда возникает необходимость в том, чтобы избавиться от них, когда они становятся уже не нужны. Более конкретно, при попытках избавиться от них можно столкнуться со следующими проблемами. Во-первых, пенистый полимерный материал не способен самостоятельно разлагаться естественным путем. Кроме того, в процессе раздробления пенистого полимерного материала на мелкие кусочки происходит разбрасывание возникающих при этом осколков по сторонам в пределах довольно большой площади. К тому же, при сжигании пенистого полимерного материала в мусоросжигательной печи, имеющей недостаточно совершенную конструкцию, происходит образование столбов черного дыма, поднимающихся высоко в небо.
Для того, чтобы обеспечить успешное решение всех вышеозначенных проблем, обычно прибегают к вывозу отходов пенистых полимерных материалов, осуществляя транспортировку этих материалов к соответствующей установке для обработки отбросов, где производится их сжигание при высоких температурах, при которых происходит термический распад загружаемых в эту установку пенистых полимерных материалов. Однако в процессе подготовки к осуществлению транспортировки того или иного ненужного полимерного материала, направляемого в переработку, практически невозможно бывает соответствующим образом уменьшить объем, занимаемый этим материалом, подвергая его простому сжатию. А это означает, что транспортируемые отходы пенистого полимерного материала продолжают оставаться весьма объемистыми, в результате чего существенно возрастают расходы, связанные с их транспортировкой. В контексте следующего здесь ниже описания под измельчением полимерного материала будет соответственно подразумеваться уменьшение занимаемого им объема.
В некоторых случаях предусматривается использовать указанный пенистый полимерный материал таким образом, чтобы после раздробления его на мелкие кусочки и последующего смешивания его с цементом обеспечить в результате получение соответствующего исходного материала, предназначенного для приготовления из него легкого бетона. Однако в этом случае возникает необходимость в тщательном предварительном промывании перерабатываемых отходов пенистого полимерного материала с тем, чтобы очистить его от грязи, а это означает, что помимо расходов, связанных с его транспортировкой, потребуются еще также и соответствующие дополнительные затраты на предварительное промывание этого материала. Поэтому общая сумма затрат в случае использования ставшего ненужным пенистого полимерного материала в указанных целях будет несколько выше, чем даже в том случае, если для приготовления легкого бетона использовать еще не бывший в употреблении совершенно новый пенистый полимерный материал. По вышеназванным причинам собираемый в утиль ненужный пенистый полимерный материал не получил широкого применения в деле приготовления легкого бетона.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является создание устройства, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерного материала, а также к способу, обеспечивающему уменьшение объема, занимаемого поступающими на переплавку указанными материалами, и осуществляемому с использованием этого устройства, причем указанные устройство и способ обеспечивают возможность повторного использования ставших ненужными полимерных материалов при сравнительно низкой сумме затрат, связанных с таким использованием указанных материалов.
Для того, чтобы обеспечить успешное решение всех вышеозначенных проблем, настоящим изобретением предусматривается создание устройства, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, которое содержит загрузочное отверстие, предназначенное для загрузки внутрь него полимерных материалов, измельчитель, предназначенный для раздробления загруженных полимерных материалов, решетку, сквозь которую могут проходить мелкие кусочки перерабатываемых отходов полимерных материалов, которые раздробляются таким образом, чтобы образовавшиеся осколки по своим размерам не превышали предварительно задаваемой величины, транспортировочное средство, предназначенное для дальнейшего перемещения тех кусочков измельченного вспененного стирола, которые прошли сквозь решетку, плавильное средство, предназначенное для расплавления тех кусочков измельченных отходов полимерных материалов, которые перемещены были при помощи указанного транспортировочного средства, в результате чего эти кусочки переходят в высоковязкое состояние, а также отверстие для выгрузки, предназначенное для выталкивания расплавленных отходов полимерных материалов наружу, отличающееся тем, что указанное устройство, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, имеет такую конструкцию, что его можно перевозить с места на место при помощи соответствующего транспортного средства, а также тем, что указанное устройство, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, способно обеспечивать уменьшение объема, занимаемого полимерными материалами, за счет их расплавления непосредственно на том месте, где осуществляется сбор этих отходов полимерных материалов.
Предпочтительно, чтобы указанное устройство, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, можно было перевозить с места на место на обычном грузовом автомобиле.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения загрузочное отверстие выполняется в верхней части корпуса, установленного на основании, измельчитель находится непосредственно под загрузочным отверстием, решетка расположена снизу измельчителя, транспортировочное средство, предназначенное для дальнейшего перемещения в поперечном направлении тех кусочков измельченных полимерных материалов, которые выпали через решетку, находится непосредственно под решеткой, а плавильное средство закреплено с наружной стороны на боковой стенке корпуса, при этом в указанном плавильном средстве происходит расплавление тех кусочков измельченных полимерных материалов, которые перемещены были при помощи указанного транспортировочного средства.
Предпочтительно, чтобы предусматривалось наличие колесиков, закрепленных на основании предложенного устройства.
Предпочтительно, чтобы применяемый измельчитель представлял собой измельчитель комбинированного типа, включающий в свой состав неподвижные лопатки, выполненные в виде гребенчато-зубчатой структуры, и вращающиеся лопатки, закрепленные на вращающемся валу и входящие в промежутки, образующиеся между неподвижными лопатками, а также чтобы обеспечивалось периодическое вращение указанных вращающихся лопаток попеременно сначала в нормальном, а потом в обратном направлении.
Предпочтительно, чтобы решетка, применяемая в предложенном устройстве, представляла собой решетку комбинированного типа, состоящую из неподвижной решетки и подвижной решетки, которые используются в сочетании одна с другой, благодаря чему за счет соответствующего смещения подвижной решетки относительно неподвижной решетки обеспечивалась бы возможность регулирования размера ячеек в пределах той части комбинированной решетки, где сквозь нее пропускаются измельченные кусочки.
Перерабатываемые отходы полимерного материала представляют собой вспененный стирол, а применяемое плавильное средство обеспечивает нагревание этого полимерного материала до температуры в пределах от 200 до 240°С.
Предпочтительно, чтобы указанное плавильное средство было выполнено, по своей форме, в виде цилиндра, один торец которого был бы закрытым, причем в состав такого плавильного средства входил бы нагревательный блок, закрепленный с наружной стороны на боковой стенке корпуса, а указанное транспортировочное средство представляло бы собой шнековый транспортер, который имеет спиральные лопатки, закрепленные на вращающемся валу, причем со стороны одного своего конца этот шнековый транспортер входил бы внутрь нагревательного блока, а та часть шнекового транспортера, которая располагается внутри нагревательного блока, и также та часть шнекового транспортера, которая остается вне нагревательного блока, были бы соединены между собой при помощи соответствующего теплоизоляционного элемента.
Предпочтительно, чтобы отверстие для выгрузки располагалось бы в нижней части внутренней стенки нагревательного блока.
Предпочтительно, чтобы с внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока предусматривалось наличие соответствующего углубления, сообщающегося с указанным отверстием для выгрузки.
Предпочтительно, чтобы в нижней части внутренней стенки нагревательного блока предусматривалось наличие также соответствующего отверстия, предназначенного для выброса через него наружу различных инородных тел, которое находилось бы в закрытом состоянии во время нормальной работы рассматриваемого устройства.
Настоящее изобретение предусматривает также и создание соответствующего способа, обеспечивающего уменьшение объема, занимаемого поступающими на переплавку указанными полимерными материалами, и осуществляемого путем расплавления этих материалов с использованием одного из устройств, предназначенных для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, и выполненных в соответствии с приведенным здесь выше описанием.
Фиг.1 представляет собой вид спереди, на котором показан один из возможных вариантов исполнения устройства, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, и выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 представляет собой изображенный в перспективе вид, на котором показан измельчитель.
Фиг.3 представляет собой вид, на котором показан профиль лопаточного элемента вращающейся лопатки.
Фиг.4 представляет собой схематическую иллюстрацию, поясняющую, как устроена решетка.
Фиг.5 представляет собой изображенный в увеличенном масштабе вид, на котором показан нагревательный блок.
Фиг.6 представляет собой вид, на котором показан пример конструктивного выполнения соединительной части шнекового транспортера.
Осуществление изобретения
Ниже следует подробное описание одного из возможных вариантов выполнения устройства со ссылками на прилагаемые чертежи, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, и выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.1 представляет собой вид спереди, на котором показан в общих чертах один из возможных вариантов исполнения устройства 10, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, а более конкретно - для уменьшения объема предназначаемого к последующей переработке вспененного стирола, количество которого среди собираемых отходов полимерных материалов является наибольшим, а осуществляется уменьшение этого объема посредством расплавления стирола.
Позицией 11 на этом чертеже обозначен корпус, который составляется из металлических пластин, закрепленных на основании 12, причем по своему профилю корпус 1, выполненный таким образом, имеет коробчатую форму. Предусматривается наличие колесиков 14, которые крепятся к основанию 12, благодаря чему обеспечивается возможность перемещения устройства 10, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, с места на место посредством перекатывания его на колесиках 14. Внутренняя полость этого устройства 10, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, составляется из части 10а, соответствующей верхнему слою, части 10b, соответствующей среднему слою, и части 10с, соответствующей нижнему слою.
Прежде всего, в приведенном здесь ниже описании будет рассмотрена часть 10а, соответствующая верхнему слою. Выполняется эта часть 10а, которая соответствует верхнему слою, таким образом, что она имеет полую коробчатую форму. Загрузочное отверстие 15, предназначенное для загрузки через него ненужного вспененного стирола, расположено на верхней лицевой поверхности верхней части 10а, соответствующей верхнему слою. Загрузочное отверстие 15 можно свободно открывать и закрывать, пользуясь для этого крышкой 16. С нижней своей стороны загрузочное отверстие 15 переходит в бункер. Предусматривается наличие пульта управления 22, который закрепляется на боковой стороне части 10а, соответствующей верхнему слою, и предназначается для управления измельчителем 38, шнековым транспортером 49 и нагревательным блоком 44, управление которыми осуществляется с помощью соответствующего инвертора.
В связи с этим предпочтительно было бы, чтобы пульт управления 22 был снабжен соответствующим чувствительным элементом, реагирующим на чрезмерно большой ток и предназначенным для предотвращения повреждения электродвигателей 30 и 42 по причине воздействия на них чрезмерно высоких нагрузок, о чем будет еще сказано в приведенном здесь ниже описании, а также предпочтительно было бы, чтобы с помощью пульта управления 22 дополнительно обеспечивалось осуществление функции аварийного выключения.
Далее в приведенном здесь ниже описании рассматривается часть 10b, соответствующая среднему слою. Снаружи на одной из боковых сторон указанной части 10b, которая соответствует среднему слою, расположен электродвигатель 30, управление которым осуществляется при помощи инвертора с пульта управления 22. С верхней своей стороны часть 10b, соответствующая среднему слою, сообщается с бункером 20. В пределах средней зоны части 10b, которая соответствует среднему слою, располагается вращающийся вал 32, который одним своим концом подсоединен к выходному валу 30а электродвигателя 30, а другим своим концом опирается на корпус 11 с обеспечением при этом возможности свободного его проворачивания. На валу 32 закреплены вращающиеся лопатки 34, снабженные лопаточными элементами 33. Под вращающимися лопатками 34 снизу располагаются неподвижные лопатки 36, выполненные в виде гребенчато-зубчатой структуры, в промежутки между которыми могут входить лопаточные элементы 33 вращающихся лопаток 34. При этом вращающиеся лопатки 34 совместно с неподвижными лопатками 36 образуют рабочий орган измельчителя 38. В непосредственной близости от неподвижной части, на которой располагаются неподвижные лопатки 36, находится решетка 39, для которой обеспечена возможность регулирования размера ее ячеек.
Фиг.2 представляет собой перспективный вид, поясняющий, как устроен измельчитель. Как показано на этом чертеже, лопаточные элементы 33 вращающихся лопаток 34, которые входят в состав измельчителя 38, жестко закреплены на вращающемся валу 32. При этом располагаются лопаточные элементы 33 соответствующими комплектами, каждый из которых состоит из двух таких элементов, причем лопаточные элементы, входящие в состав одного и того же комплекта, располагаются по окружности вращающегося вала 32 с интервалом в 180° по углу поворота один от другого. Указанные лопаточные элементы 33, каждые два из которых вместе составляют один комплект, размещаются с равными интервалами друг относительно друга в продольном направлении. Осевые линии 33а, проведенные в продольном направлении в плоскости лопаточных элементов 33 по отношению к соседним с ними лопаточным элементам, могут образовывать между собой угол в 60° по окружности вращающегося вала 32.
Скорость вращения вала электродвигателя 30 и направление его вращения регулируются при помощи инвертора с пульта управления 22. В данном варианте осуществления настоящего изобретения настройка режима работы рассматриваемого устройства выполнена таким образом, чтобы нормальное вращение вала электродвигателя 30 чередовалось с вращением его в обратную сторону через равные промежутки времени. Благодаря такому режиму вращения вала электродвигателя 30, когда нормальное его вращение все время чередуется с вращением его в обратную сторону, вращающиеся лопатки 34 также попеременно вращаются в нормальном и обратном направлениях. В результате всего этого происходит соответствующее изменение состояния, в котором измельчитель 38 приходит в соприкосновение с загруженным в данное устройство перерабатываемым в нем вспененным стиролом. Благодаря этому обстоятельству по сравнению с таким режимом работы, в котором вращение измельчителя 38 все время осуществляется в одном и том же направлении, при переменном направлении вращения может наблюдаться повышенная эффективность раздробления загруженного вспененного стирола при соответствующем сокращении времени, затрачиваемого на осуществление процесса раздробления.
В том случае, когда каждый лопаточный элемент 33 выполняется слегка закрученным вокруг осевой линии 33а, проходящей в продольном направлении указанного лопаточного элемента 33, как это показано на фиг.3, будет происходить непрерывное перемешивание загруженного в данное устройство вспененного стирола при помощи вращающихся лопаток 34, вследствие чего будет наблюдаться еще некоторое дополнительное изменение состояния, в котором измельчитель 38 приходит в соприкосновение с загруженным в данное устройство вспененным стиролом. Благодаря этому обстоятельству процесс раздробления может проводиться более эффективно, в результате чего может наблюдаться дальнейшее повышение эффективности осуществления этого процесса.
Фиг.4 представляет собой схематическую иллюстрацию, поясняющую, как устроена решетка. Конструкция решетки 39 выполнена таким образом, что в ней сочетаются друг с другом две решетчатые пластины 39а и 39b, проходные отверстия в которых имеют одинаковый размер и расположены с одними и теми же интервалами друг относительно друга. При этом одна из решетчатых пластин, а именно 39а, неподвижно крепится к рассматриваемому устройству, предназначенному для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, тогда как другая решетчатая пластина, а именно 39b, располагается таким образом, чтобы имелась возможность перемещения ее по отношению к решетчатой пластине 39а. В том случае, когда вручную осуществляется плавное смещение решетчатой пластины 39b, размер той части каждой из ячеек решетки, в пределах которой проходное отверстие в решетчатой пластине 39а и соответствующее ему проходное отверстие в решетчатой пластине 39b перекрывают друг друга, соответствующим образом изменяется, благодаря чему обеспечивается возможность регулирования размера ячеек в той части комбинированной решетки 39, где сквозь нее пропускается раздробленный материал. В связи с этим следует отметить, что способ, применяемый для осуществления перемещения решетчатой пластины 39b, не ограничивается в данном случае исключительно только лишь осуществлением перемещения ее вручную, но может также предусматривать и применение какого-либо автоматического регулировочного механизма, конструкция которого предусматривает возможность перемещения одной из решетчатых пластин относительно другой при помощи соответствующего приводного узла.
Далее в приведенном здесь ниже описании будет рассмотрена часть 10с, соответствующая нижнему слою. В пределах части 10с, которая соответствует нижнему слою, имеется направляющая пластина 40, причем, по меньшей мере, только нижняя часть этой пластины выполнена таким образом, чтобы она имела, по существу, цилиндрическую форму, а располагается эта пластина в поперечном направлении. В своей верхней части указанная направляющая пластина 40 сообщается с решеткой 39.
Снаружи на одной из боковых сторон направляющей пластины 40 закреплен электродвигатель 42, управление которым осуществляется при помощи инвертора с пульта управления 22. Наружный вал электродвигателя 42 соединяется с вращающимся валом 46, причем предусматривается наличие спиральных лопаток 48, которые закреплены на вращающемся валу 46. Таким образом, вращающийся вал 46 и спиральные лопатки 48 вместе образуют собой шнековый транспортер 49. Снаружи на другой боковой стороне направляющей пластины 40 закреплен нагревательный блок 44.
Фиг.5 представляет собой изображенный частично в увеличенном масштабе вид, на котором показан упомянутый нагревательный блок 44. Предусматривается съемное крепление нагревательного блока 44 со стороны той его торцевой части, которая оставлена открытой, к боковой стенке корпуса 11 при помощи крепежных болтов 51 с установкой под торец соответствующего уплотнительного элемента 50, выполненного из теплоизоляционного материала. По электрическому проводу 52, подсоединенному к нагревательному блоку 44, осуществляется подвод к нему электрической энергии. Своей концевой частью, находящейся с противоположной его стороны по отношению к той его стороне, где находится приводной электродвигатель, вращающийся вал 46 шнекового транспортера 49 вводится внутрь нагревательного блока 44.
В нижней части внутренней стенки нагревательного блока 44 предусматривается наличие соответствующего отверстия 44а для выгрузки, профиль которого имеет прямоугольную форму, а из расплавленного полимерного материала, выдавливаемого наружу через предназначенное для выгрузки отверстие 44а, образуется толстый листовой материал. С внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока 44 предусматривается наличие соответствующего углубления 44d, сообщающегося с указанным отверстием 44а, предназначенным для выгрузки расплавленного полимерного материала. Указанное углубление 44d выполняется таким образом, чтобы нижняя половина внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока 44 была несколько утоплена по сравнению с верхней половиной внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока 44.
В непосредственной близости от указанного отверстия 44а, предназначенного для выгрузки расплавленного полимерного материала наружу, в нижней части внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока 44 предусматривается наличие также и соответствующего отверстия 44b, предназначенного для выброса через него наружу различных инородных тел, которое находится в закрытом состоянии, оставаясь закрытым крышкой 44с, во время нормальной работы рассматриваемого устройства, но которое можно будет в любой момент открыть. В этой связи следует отметить, что может быть предусмотрено также и наличие еще одного отверстия, которое тоже предназначается для выброса через него наружу различных инородных тел, причем это отверстие также может находиться либо в открытом состоянии, либо в закрытом состоянии, но выполняется оно в нижней части направляющего элемента 40.
Фиг.6 представляет собой вид, на котором показано такое конструктивное выполнение, в котором часть шнекового транспортера 49, расположенная внутри нагревательного блока 44, а также та часть шнекового транспортера 49, которая расположена снаружи относительно нагревательного блока 44, образованы путем разделения их на самостоятельные детали, изготавливаемые по отдельности одна от другой и которые соединяются между собой при помощи спиральной пружины 47.
В том случае, когда вращающийся вал разделен на отдельные детали, составляемые друг с другом, как указано в приведенном здесь выше описании, и соединяемые между собой при помощи пружины 47, теплота от нагревательного блока 44 не будет передаваться на ту часть шнекового транспортера 49, которая расположена снаружи относительно нагревательного блока 44.
Кроме того, может предусматриваться также установка соответствующего элемента, выполненного из теплоизоляционного материала и который вставляется между пружиной 47 и внутренней торцевой поверхностью вращающегося вала 46.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 10, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, выполняется таким образом, чтобы оно имело следующие размерно-весовые характеристики. Его габаритная ширина составляет 1100 мм, глубина 765 мм и высота 1400 мм. Вес устройства 10, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку материалами, будет составлять приблизительно 150 кг. Таким образом, рассмотренное устройство 10, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку материалами, может транспортироваться в небольшом грузовом автомобиле.
Соответственно, все необходимые работы, которые связаны с уменьшением объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, могут быть проведены при помощи рассматриваемого устройства 10 непосредственно на том месте, где производился сбор ставших уже ненужными изделий, изготовленных из вспененного стирола.
Порядок проведения работ, выполняемых с помощью устройства, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, и имеющего рассмотренную здесь выше конструкцию, будет пояснен в приведенном здесь ниже описании.
Выключатель рассматриваемого устройства 10, который на прилагаемых чертежах не показан, поворачивают во включенное положение и через загрузочное отверстие 16 производят загрузку ненужного вспененного стирола внутрь этого устройства. Загруженный таким образом внутрь ненужный вспененный стирол продолжает еще в течение некоторого времени оставаться в бункере 20, откуда впоследствии падает вниз и попадает в измельчитель 38.
Ненужный вспененный стирол, падающий вниз и попадающий в измельчитель 38, подвергается раздроблению внутри измельчителя 38 на мелкие кусочки предварительно задаваемого размера. Те из этих мелких кусочков ненужного вспененного стирола, раздробленного измельчителем 38, размер которых будет меньше размера ячеек решетки 39, падают через нее вниз на направляющую пластину 40.
Раздробленный ненужный вспененный стирол, который, падая сквозь решетку, попадает на направляющую пластину 40, перемещается в нагревательный блок 44 при помощи шнекового транспортера 49 и подвергается затем расплавлению внутри нагревательного блока 44, после того как он поступит под давлением в нагревательный блок 44, куда этот материал подается при вращении шнекового транспортера 49. По мере того, как в нагревательном блоке 44 происходит расплавление ненужного вспененного стирола, подаваемого под давлением внутрь нагревательного блока 44 при вращении шнекового транспортера, ненужный вспененный стирол плавится там под воздействием на него тепла, передаваемого целиком всей лицевой поверхностью стенки нагревательного блока 44. Следовательно, термический коэффициент полезного действия этого устройства будет постоянно находиться на достаточно высоком уровне.
Таким образом, даже полимерный материал, обладающий довольно низкой удельной теплопроводностью, к примеру, такой как вспененный стирол, может быть расплавлен в рассматриваемой установке в течение весьма короткого периода времени без повышения при этом температуры в нагревательном блоке 44. Следовательно, при применении предложенной установки становится возможным такое решение проблемы расплавления ненужного вспененного стирола, при котором обеспечивается использование энергии с низкой интенсивностью.
Как уже было указано в приведенном здесь выше описании, часть 49а указанного шнекового транспортера 49, которая входит внутрь нагревательного блока 44, подвергается нагреванию внутри нагревательного блока 44, функционируя при этом как составная часть плавильного устройства наряду с нагревательным блоком 44. Следовательно, эффективность процесса плавления может быть при этом в значительной мере повышена.
С другой стороны, часть 49b указанного шнекового транспортера 49, которая не входит внутрь нагревательного блока 44, снабжается соответствующей теплоизоляцией. Следовательно, во время перемещения ненужного вспененного стирола по направляющей пластине 40 влево, если смотреть на прилагаемые чертежи, практически невозможным становится расплавление перемещаемого вспененного стирола под воздействием тепла, передаваемого через шнековый транспортер 49, а это означает, что эффективность перемещения стирола, подаваемого в процессе работы предлагаемого устройства, снижаться по этой причине не будет.
Нагревательный блок 44 обеспечивает нагревание перерабатываемого ненужного вспененного стирола до температуры в пределах от 220 до 260°С, при этом происходит расплавление указанного ненужного вспененного стирола, в результате чего этот стирол приходит в такое состояние, в котором он все еще продолжает обладать достаточно высокой вязкостью. В то время как расплавленный таким образом вспененный стирол продолжает перемещаться дальше под воздействием давления, оказываемого на него со стороны шнекового транспортера 49, происходит еще также и соскребание полученного из отходов расплавленного вспененного стирола, скопившегося в углублении 44d, которое предусматривается с лицевой стороны стенки нагревательного блока 44, а также выталкивание всей этой массы стирола наружу из устройства 10 через отверстие 44а, предназначенное для выгрузки полученного расплавленного стирола, а осуществляется такое выталкивание под воздействием давления, оказываемого на него со стороны вновь поступающего расплавленного вспененного стирола, который продолжает последовательно подаваться шнековым транспортером 49.
Как уже упоминалось в приведенном здесь выше описании, указанное углубление 44d выполняется таким образом, чтобы нижняя половина внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока 44 была несколько утоплена по сравнению с верхней ее половиной. Поэтому, когда полученный при переработке отходов расплавленный вспененный стирол прижимается к нагревательному блоку 44, в то время как шнековый транспортер 49 все еще продолжает вращаться, происходит соскребание расплавленного стирола ступенькой, образовавшейся в месте перехода от углубления 44d к верхней части указанной стенки.
После того как расплавленный переработанный ненужный вспененный стирол будет вытолкнут из рассматриваемого устройства, происходит охлаждение стирола, осуществляемое естественным путем либо принудительно при помощи охлаждающего вентилятора или же с помощью воды, в результате чего может произойти затвердевание стирола. После этого затвердевший стирол, полученный в результате переработки ненужного вспененного стирола, транспортируют в таком его виде по месту назначения. В альтернативном варианте затвердевший стирол, полученный в результате переработки ставшего ненужным вспененного стирола, подвергается повторному раздроблению с тем, чтобы его можно было использовать снова в каком-нибудь производстве.
Обычно все инородные тела, размер которых будет меньше предварительно установленной величины, выталкиваются наружу через отверстие 44а, предназначенное для выгрузки полученного расплавленного стирола из устройства 10, и выходят из него вместе с выталкиваемой оттуда всей массой полученного в нем расплавленного ненужного вспененного стирола.
Кроме того, предусматривается также наличие соответствующего отверстия 44b, предназначенного для выброса через него наружу различных инородных тел, размер которых будет больше, чем размер отверстия 44а, предназначенного для выгрузки полученного стирола, благодаря чему более крупные инородные тела также могут выводиться из рассматриваемого устройства, но уже через отверстие 44b, специально предусмотренное для выброса инородных тел. В процессе нормальной работы рассматриваемого устройства крышку 44с закрепляют таким образом, чтобы она закрывала собой отверстие 44b, предназначенное для выброса через него наружу более крупных инородных тел. Следовательно, в данном случае не будет происходить выброса полученного при переработке отходов расплавленного вспененного стирола через отверстие 44b, предназначенное для выталкивания через него наружу более крупных инородных тел. В связи с этим следует отметить, что в случае закупоривания инородными телами отверстия 44а, предназначенного для выгрузки полученного стирола, можно снять крышку 44с с отверстия 44b, предназначенного для выброса через него наружу более крупных инородных тел, благодаря чему может быть осуществлено выталкивание всей массы полученного в рассматриваемом устройстве расплавленного ненужного вспененного стирола наружу через отверстие 44b, предназначенное для выброса через него наружу более крупных инородных тел, вместе с этими инородными телами. В альтернативном варианте конструктивного выполнения можно предусмотреть применение соответствующего скребка (на прилагаемых чертежах не показан), предназначенного для того, чтобы периодически с его помощью удалять застрявшие инородные тела из отверстия 44b, предназначенного для выброса через него наружу более крупных инородных тел.
Такой вариант конструкции имеет соответствующее преимущество, рассматриваемое в приведенном здесь ниже описании. Даже в том случае, когда отверстие 44а, предназначенное для выгрузки через него полученного стирола, будет закупорено инородными телами, прилипшими к массе расплавленного переработанного ненужного вспененного стирола, можно будет легко удалить эти инородные тела из устройства 10, сняв для этого крышку 40с с отверстия 44b, предназначенного для выброса через него наружу более крупных инородных тел. Таким образом, рабочий процесс может быть сразу же возобновлен снова, так как при этом отпадает необходимость в прерывании работы устройства 10 на длительный период времени.
В том случае, когда куски пенистого полимерного материала, которые получены были в результате проведения предложенного в соответствии с настоящим изобретением процесса, обеспечивающего уменьшение объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, и осуществляемого с использованием устройства, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, и выполненного в соответствии с настоящим изобретением, может быть получен соответствующий регенерированный материал. В том случае, когда такой регенерированный материал смешивают с каким-либо строительным материалом, возможно при этом получение повышенной механической прочности этого строительного материала, а также улучшение стойкости его к абразивному истиранию. Кроме того, возможно также при этом и соответствующее уменьшение веса этого строительного материала.
Например, такой регенерированный материал может быть получен в виде мелких кусочков, имеющих форму гранул, либо хлопьевидных частиц или же волокон, и полученные таким образом кусочки регенерированного материала могут затем подмешиваться к приготавливаемому цементному раствору в количестве примерно 1% по весу, а из этой смеси могут впоследствии изготавливаться различные строительные детали, предназначенные для возведения стен. В том случае, когда такой регенерированный материал вводят дополнительно указанным способом в состав приготавливаемого цементного раствора, возможным становится также предотвращение возникновения трещин, которые могли бы образоваться в процессе высыхания цементного раствора при изготовлении из этого раствора различных строительных деталей, предназначенных для возведения стен.
В том случае, когда стенам сооружаемых зданий стремятся придать внешний вид, имитирующий природный камень, подмешивая к приготавливаемой бетонной смеси указанный регенерированный материал в количестве нескольких весовых процентов, трещины в процессе высыхания этой смеси возникают крайне редко. Кроме того, в данном случае можно также добиться и соответствующего уменьшения веса получаемого при этом бетона.
В том случае, когда осуществляется подмешивание указанного регенерированного материала к асфальту в количестве всего лишь нескольких весовых процентов, может наблюдаться повышение температуры, при которой происходит тепловая деформация асфальта, а также соответствующее увеличение сопротивляемости асфальта абразивному истиранию. Следовательно, возможным становится в этом случае также предотвращение возникновения следов от колес, образующихся на дорогах в летнее время из-за того, что при высоких наружных температурах обычно происходит размягчение асфальтового покрытия. Кроме того, возможным при этом становится также и предотвращение возникновения следов от колес, которые могут в зимнее время образовываться на дорогах вследствие абразивного истирания асфальтового покрытия цепями противоскольжения, надеваемыми на колеса.
В том случае, когда такая асфальтовая смесь применяется в качестве материала для дорожных покрытий, от которых требуется, чтобы они обладали высокими водоотводящими свойствами, возможно обеспечение надлежащей пористости покрытия, определяемой процентным отношением объема пустот к общему объему материала покрытия.
Как уже было указано в приведенном здесь выше описании, рассматриваемый регенерированный материал может с достаточной легкостью применяться в качестве одной из составных частей какого-либо строительного материала.
Даже в том случае, когда указанный регенерированный материал будет использоваться для подмешивания его к тому или иному строительному материалу, не должно будет при этом возникать каких-либо нарушений общепринятых норм, а увеличение расходов, связанных с приготовлением этого материала, может быть соответствующим образом предотвращено.
В приведенном здесь выше подробном описании настоящего изобретения рассматривается только лишь один из возможных вариантов реализации устройства, предназначенного для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, и выполненного в соответствии с приведенным здесь выше описанием. Однако следует отметить, что настоящее изобретение ни в коей мере не ограничивается исключительно только лишь рассмотренным здесь выше вариантом его осуществления.
Например, совершенно необязательно, чтобы лопаточные элементы 33 вращающихся лопаток 34 выполнялись слегка закрученными. Кроме того, в том случае, когда лопаточные элементы 33 и неподвижные лопатки 36 будут выполнены таким образом, чтобы иметь форму зубьев пилы, возможно получение при их применении достаточно высокого раздробляющего эффекта. В том случае, когда дополнительно предусматривается наличие соответствующих выступов, выполненных на концах лопаточных элементов 33, также возможно получение достаточно высокого раздробляющего эффекта.
В качестве полимерного материала, объем занимаемый которым предполагается уменьшить посредством его плавления, могут использоваться отслужившие пластмассовые изделия, в частности, такие изделия, изготовленные из вспененного стирола, как пустые полиэтилентерефталатовые (ПЭТ) бутылки. В этом случае могут быть приняты следующие противомеры. Может предусматриваться наличие сменных комплектов лопаток различных типов для измельчителя 38, конструкция которых позволяет быстро осуществлять их замену, и, кроме того, пульт управления 22 может быть переналажен таким образом, чтобы с его помощью можно было регулировать температуру, создаваемую внутри нагревательного блока 44.
Помимо этого, с лицевой стороны днища направляющего элемента 40 шнекового транспортера 49 может соответственно предусматриваться наличие отверстий, размеры которых, по существу, являются такими же, как и размеры проходных отверстий, выполненных в решетчатых пластинах 39а и 39b, а в самом низу под частью 10с, соответствующей нижнему слою полости в рассматриваемом устройстве, может устанавливаться соответствующая приемная пластина (не показана), выполненная по типу выдвижного ящика, которая сообщается с отверстиями, находящимися с лицевой стороны днища направляющего элемента. Преимущество, обеспечиваемое вышеуказанной конструкцией, заключается в том, что инородные тела, отделяемые от перерабатываемых ненужных изделий из вспененного стирола в процессе их раздробления, могут быть удалены из рассматриваемого устройства еще до того, как начнется плавление перерабатываемого вспененного стирола. Следовательно, при предпочтительном использовании этого технического решения может быть в значительной мере уменьшена вероятность того, что произойдет закупоривание отверстия 44а, которое предназначается для выгрузки из рассматриваемого устройства полученного в нем переплавленного стирола, из-за застревания в этом отверстии попавших в него инородных тел.
Предлагаемое устройство, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, в соответствии с настоящим изобретением содержит: загрузочное отверстие, предназначенное для загрузки внутрь него полимерных материалов; измельчитель, предназначенный для раздробления загруженных полимерных материалов; решетку, сквозь которую могут проходить мелкие кусочки перерабатываемых полимерных материалов, которые раздробляются таким образом, чтобы образующиеся осколки по своим размерам не превышали предварительно задаваемой величины; транспортировочное средство, предназначенное для дальнейшего перемещения тех кусочков измельченных отходов полимерных материалов, которые прошли сквозь решетку; плавильное средство, предназначенное для расплавления тех кусочков измельченных полимерных материалов, которые перемещены были при помощи указанного транспортировочного средства, в результате чего эти кусочки переходят в высоковязкое состояние; а также отверстие для выгрузки, предназначенное для выталкивания расплавленных полимерных материалов наружу, отличающееся тем, что указанное устройство для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, имеет такую конструкцию, что его можно перевозить с места на место при помощи соответствующего транспортного средства, а также тем, что указанное устройство для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку полимерными материалами, способно обеспечивать уменьшение объема, занимаемого полимерными материалами, за счет их расплавления непосредственно на том месте, где осуществляется сбор этих отходов полимерных материалов. Соответственно, при применении рассматриваемого устройства могут быть уменьшены расходы, связанные с транспортировкой направляемых на переплавку отходов полимерных материалов.
1. Устройство для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, содержащее загрузочное отверстие, предназначенное для загрузки внутрь него отходов полимерных материалов, измельчитель, предназначенный для раздробления загруженных отходов полимерных материалов, решетку, сквозь которую могут проходить мелкие кусочки перерабатываемых отходов полимерных материалов, которые раздробляются таким образом, чтобы образующиеся осколки по своим размерам не превышали предварительно задаваемой величины, транспортировочное средство, предназначенное для дальнейшего перемещения тех кусочков измельченных отходов полимерных материалов, которые прошли сквозь решетку, плавильное средство, предназначенное для расплавления тех кусочков измельченных отходов полимерных материалов, которые перемещены были при помощи указанного транспортировочного средства, в результате чего эти кусочки переходят в высоковязкое состояние, а также отверстие для выгрузки, предназначенное для выталкивания расплавленных отходов полимерных материалов наружу, отличающееся тем, что указанное устройство, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, имеет такую конструкцию, что его можно перевозить с места на место при помощи соответствующего транспортного средства, а также тем, что указанное устройство, предназначенное для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, способно обеспечивать уменьшение объема, занимаемого отходами полимерных материалов, за счет их расплавления непосредственно на том месте, где осуществляется сбор этих отходов полимерных материалов, при этом указанное плавильное средство выполнено по своей форме в виде цилиндра, один торец которого закрыт, причем в состав плавильного средства входит нагревательный блок, закрепленный с наружной стороны на боковой стенке корпуса, а указанное транспортировочное средство представляет собой шнековый транспортер, который имеет спиральные лопатки, закрепленные на вращающемся валу, причем со стороны одного своего конца этот шнековый транспортер входит внутрь нагревательного блока, а та часть шнекового транспортера, которая располагается внутри нагревательного блока, и также та часть шнекового транспортера, которая остается вне нагревательного блока, соединены между собой при помощи соответствующего теплоизоляционного элемента.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый перерабатываемый полимерный материал представляет собой вспененный стирол, а упомянутое плавильное средство обеспечивает нагревание указанного полимерного материала до температуры в пределах 200-240° С.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый измельчитель представляет собой измельчитель комбинированного типа, включающий в свой состав неподвижные лопатки в виде гребенчато-зубчатой структуры и вращающиеся лопатки, закрепленные на вращающемся валу и входящие в промежутки, образующиеся между неподвижными лопатками, а также тем, что обеспечивается периодическое вращение указанных вращающихся лопаток попеременно то в нормальном, то в обратном направлении.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое отверстие для выгрузки расположено в нижней части внутренней стенки нагревательного блока.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с внутренней лицевой стороны внутренней стенки нагревательного блока предусматривается наличие соответствующего углубления, сообщающегося с указанным отверстием для выгрузки.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части внутренней стенки нагревательного блока предусматривается наличие соответствующего отверстия для выброса через него наружу различных инородных тел, которое находится в закрытом состоянии во время нормальной работы устройства.
7. Способ, обеспечивающий уменьшение объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, и осуществляемый путем плавления указанных материалов с использованием одного из устройств, предназначенных для уменьшения объема, занимаемого поступающими на переплавку отходами полимерных материалов, по пп.1-6.
