Способ разделки изношенных шин на корд и резиновую крошку

Изобретение относится к области разрушения взрывным способом конструкций и может быть использовано при утилизации резинотехнических изделий, например изношенных шин. Способ заключается в размещении контактного заряда взрывчатого вещества на поверхности шины и его подрыве. Причем заряд выполняют в виде плоского слоя с шириной, соответствующей ширине шины, и размещают его на внешней протекторной поверхности шины по всей длине окружности. Изобретение обеспечивает прямое разделение шин на корд и резиновую крошку без предварительной обработки шин и без последующего доизмельчения. 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области разрушения взрывным способом конструкций и может быть использовано при утилизации резинотехнических изделий, например изношенных шин.

Уровень техники

Известен способ разрушения изношенных покрышек и устройство для его осуществления, заключающийся в размещении в бронекамере неконтактного удлиненного заряда взрывчатого вещества (ВВ) по оси симметрии пакета покрышек и его подрыве [1].

Сущность известного способа и устройства для его осуществления состоит в том, что в первой фазе взрыва происходит разрушение целых шин на относительно крупные фрагменты, а во второй, в результате формирования направленного, многократно циркулирующего в закольцованном пространстве потока энергии взрыва, измельчение образовавшихся фрагментов при их столкновении с разрушающими элементами в камере трубопровода. При этом при подготовке шин к разрушению взрывом предполагается проводить вырубку бортовых колец и обработку шин токами высокой частоты или нагревом проволоки с помощью индуктора, или охлаждением.

Указанный способ разрушения шин имеет следующие недостатки:

- предварительная обработка шин;

- использование неконтактного заряда ВВ приводит к увеличению размеров фрагментов, получаемых на первой фазе взрыва;

- следствием этого является вторая фаза взрыва, заключающаяся в воздействии высокоскоростных газовых потоков продуктов последующих взрывов на крупные фрагменты, что должно привести их к дроблению на более мелкие (крупка) при многократном столкновении с разрушающими элементами при движении в камере трубопровода, закольцованного на бронекамеру;

- последующее измельчение полученной крупки и отделение резиновой крошки от металлического проволочного корда.

В целом можно сделать вывод, что энергия взрыва используется неэффективно.

Известен способ разрушения резинотехнических изделий [2], принятый за прототип, в котором производят размещение контактного заряда на поверхности материала, преимущественно колесной шины, в местах разрушения и подрыв заряда, дополнительно контактный заряд выполняют в виде колец, соединенных между собой для одновременного динамического нагружения, и размещают его на внутренней стенке шины так, что плоскость каждого кольца перпендикулярна поверхности шины и совпадает с ее радиусом.

Хотя в этом способе заряд ВВ выполнен контактным с размещением на внутренней поверхности шины, но представление его в виде связанных колец, плоскость которых перпендикулярна поверхности шины, приводит лишь к разрушению шины на отдельные фрагменты по линиям контакта с зарядами. Поэтому здесь также придется проводить дополнительное измельчение полученных фрагментов и отделение резиновой крошки от металлического проволочного корда.

Недостатки данного способа определяются тем, что используется только малая часть энергии взрыва, поскольку заряд ВВ контактирует с шиной лишь по линиям контакта, и основная часть энергии взрыва рассеивается в пространстве внутри шины.

Раскрытие изобретения

Решаемой задачей настоящего изобретения является создание более эффективного способа использования энергии взрыва для прямого разделения использованных шин на корд и резиновую крошку без предварительной обработки шин и без последующего доизмельчения.

Указанная задача достигается тем, что в способе разделки изношенных шин на корд и резиновую крошку, заключающегося в размещении контактного заряда ВВ на поверхности шины и его подрыве, заряд выполняют в виде плоского слоя с шириной, соответствующей ширине шины, и размещают его на внешней протекторной поверхности шины по всей длине окружности. В частном случае ширина слоя ВВ может быть равна ширине шины.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность операций.

1. Контактный заряд выполняют в виде плоского слоя ВВ с шириной, соответствующей ширине шины, для обеспечения максимальной площади контакта, что, в свою очередь, обеспечит максимальные напряжения в нагружаемой части шины.

2. Контактный заряд размещают на внешней протекторной поверхности шины для того, чтобы в процессе движения нагружаемой взрывом части шины к центру в ней возникали сжимающие напряжения, разные по величине в корде и резине, и следовательно, на границе между ними для эффективного их разделения и качественного дробления резины.

Перечень чертежей

Фиг.1 - схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Фиг.2 - схема размещения заряда ВВ и детонатора на шине.

Осуществление изобретения

Предложенный способ может быть реализован в устройстве, схематически изображенном на фиг.1 и 2, на которых цифрами обозначены:

1 - бронеяма (или бронекамера);

2 - шины;

3 - плоские заряды (слои) ВВ;

4 - детонатор;

5 - корд.

Устройство содержит бронеяму (или бронекамеру) 1, штабель разрушаемых шин 2, контактные заряды ВВ 3, выполненные в виде плоского тонкого слоя с шириной, соответствующей ширине шины, детонатор 4 для инициирования детонации. Заряды 3 могут быть связаны друг с другом для передачи детонации от одного заряда к другому (например, детонационными шнурами) или подрываться каждый от своего детонатора.

Выполнение контактного заряда ВВ в виде плоского слоя и размещение его на внешней поверхности шины приводит к тому, что после детонации заряда нагружаемая часть шины под действием продуктов детонации начинает движение к центру. При этом в резине и корде 5 возникают сжимающие напряжения, возрастающие по величине в процессе движения. Поскольку материалы (корд и резина) существенно различаются по своим механическим свойствам, то напряжения, возникающие в них, будут отличаться. Как только разница между напряжениями достигнет критического значения, равного пределу прочности в системе корд-адгезив-резина, произойдет отслоение резины от корда. Далее каждый из этих материалов будут двигаться самостоятельно в виде отдельных массивов.

Если корд металлический (или из синтетических волокон), то в конце движения на оси симметрии шины образуется спутанный комок проволоки (волокон), полностью свободный от резины, который сразу же может направляться на дальнейшую переработку.

Что касается резины, то в процессе самостоятельного движения к центру в ней возникают сжимающие напряжения, возрастающие многократно в момент схлопывания на оси симметрии. Поскольку резина хорошо работает на растяжение и значительно хуже - на сжатие, то в результате воздействия этих напряжений крупные фрагменты резины будут разрушаться на резиновую крошку.

Таким образом, после взрыва из каждой шины будем иметь следующие конечные продукты:

1. комок проволоки (волокон);

2. резиновая крошка из нагружаемой взрывом части шины;

3. два резиновых борта с бортовыми кольцами, которые далее могут быть легко утилизированы известными механическими способами.

Способ осуществляется следующим образом.

В бронеяму (бронекамеру) 1 укладывают (подают) штабель из нескольких рядов шин 2 с зарядами 3 на внешней протекторной поверхности. Заряды связывают между собой детонационными шнурами для передачи детонации или устанавливают детонаторы 4 на каждый заряд. Затем бронеяму (бронекамеру) 1 закрывают защитной крышкой (дверью), после чего осуществляют подрыв зарядов 3.

После подрыва защитную крышку (дверь) снимают (открывают) и извлекают полученные продукты разделки.

Пример: По предлагаемому способу была осуществлена взрывная разделка отработанных металлокордных шин от грузового автомобиля ЗИЛ-130. В качестве ВВ использовалось эластичное ВВ, представляющее собой полосу толщиной 3…4 мм, которая свободно наматывалась на внешнюю поверхность в один слой. Инициирование осуществлялось одним детонатором.

После взрыва получили спутанный ком проволоки, полностью свободный от резины; резиновую крошку с характерным размером <1 мм (практически резину нагружаемой части шины раздробило в пыль); два резиновых борта с кольцами.

Проведенные испытания подтвердили работоспособность и высокую эффективность предлагаемого способа для разрушения кольцеобразных резинотехнических изделий, например авиационных и автомобильных шин.

Источники информации

1. Патент RU 2057014, 15.02.1994.

2. Патент RU 2338642, 07.05.2007.

Способ разделки изношенных шин на корд и резиновую крошку, заключающийся в размещении контактного заряда взрывчатого вещества на поверхности шины и его подрыве, отличающийся тем, что заряд выполняют в виде плоского слоя с шириной, соответствующей ширине шины, и размещают его на внешней протекторной поверхности шины по всей длине окружности.