Способ измельчения изношенных автомобильных шин
Владельцы патента RU 2531199:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к технологии переработки изношенных автомобильных шин и может быть использовано на соответствующем производстве. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разрушающего воздействия ударной волны электрического взрыва проводника, формирование необходимых размеров фракций разрушенной шины и повышение КПД. Способ измельчения изношенных автомобильных шин заключается в охлаждении шин в контейнере с хладагентом до хрупкого состояния резины, инициировании импульсных электрических разрядов через проводники, размещенные вблизи поверхности шин, и осуществлении электрического взрыва проводников. Охлажденную шину перед взрывом помещают в контейнер для измельчения аналогичный профилю шины, выполненный из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины и образующих ячеистую структуру. На бортовые кольца шины устанавливают цилиндрический отражатель бочкообразного профиля, на котором посредством диэлектрических стоек закреплен соосно с шиной в ее полости взрывающийся проводник в виде кольца, который соединяют электрическим контактом с его диаметрально противоположных сторон со стержневыми электродами. 5 ил.
Изобретение относится к технологии переработки изношенных автомобильных шин и может быть использовано на соответствующем производстве.
Известен способ измельчения изношенных автомобильных шин, заключающийся в том, что шины размещают в контейнере, содержащем хладагент, например жидкий азот, и охлаждая их, доводят до хрупкого состояния резины, а затем одним или несколькими ударными воздействиями в виде электрических разрядов сквозь материал шины разрушают резину (Патент РФ 2039650, B29B 17/00, от 20.07.95 г.). Недостатком этого способа является необходимость преодоления высокой электропрочности резины, что приводит или к увеличению пробойного напряжения (необходимо несколько сотен киловольт в импульсе), или выполнению множественных надрезов резины, что резко снижает технологичность процесса.
Известен также способ измельчения изношенных автомобильных шин, заключающийся в том, что шины размещают в контейнере, содержащем хладагент, например жидкий азот, и, охлаждая их, доводят до хрупкого состояния резины, а затем одним или несколькими ударными воздействиями в виде искровых электрических разрядов вблизи поверхности шины разрушают резину (Патент РФ 2146196, B29B 17/00, от 10.03.2000 г.).
Недостаток известного способа заключается в том, что канал искрового разряда имеет непредсказуемую извилистую форму. Это приводит к тому, что основная энергия разряда может уноситься ударной волной в сторону от поверхности шины. Это снижает КПД ударного воздействия искрового разряда. Это же обстоятельство снижает стабильность ударного воздействия.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ измельчения изношенных автомобильных шин (Патент РФ 2192961, МПК 7 B29B 17/00, B02C 19/18, от 20.11.2002 г.).
Сущность данного способа заключается в том, что шину охлаждают в контейнере с хладагентом до хрупкого состояния резины и в последующем ударном воздействии на охлажденные шины с помощью инициирования импульсных электрических разрядов вблизи поверхности шин путем размещения проводников, которые предварительно изгибают в сторону от ближайшей поверхности шины, затем пропускают через проводники импульсы тока и осуществляют электрический взрыв проводников.
Недостатком известного способа является недостаточная эффективность разрушающего воздействия ударной волны электрического взрыва проводника, разрушение шины осуществляется на разнокалиберные фракции, сравнительно не высокий КПД.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разрушающего воздействия ударной волны электрического взрыва проводника, формирование необходимых размеров фракций разрушенной шины и повышение КПД.
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе измельчения изношенных автомобильных шин, заключающемся в охлаждении шин в контейнере с хладагентом до хрупкого состояния резины, инициировании импульсных электрических разрядов через проводники, размещенные вблизи поверхности шин, и осуществлении электрического взрыва проводников, охлажденную шину перед взрывом помещают в контейнер для измельчения аналогичный профилю шины, выполненный из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины и образующих ячеистую структуру, на бортовые кольца шины устанавливают цилиндрический отражатель бочкообразного профиля, на котором посредством диэлектрических стоек закреплен соосно с шиной в ее полости взрывающийся проводник в виде кольца, который соединяют надежным электрическим контактом с его диаметрально противоположных сторон со стержневыми электродами.
Размещение автомобильной шины в пространство контейнера аналогичного профиля шины, позволяет локализовать энергию электрического взрыва проводника для ударного разрушающего воздействия непосредственно на обрабатываемый объект, что повышает эффективность и КПД способа.
Использование контейнера, выполненного из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины, обеспечивает эффективное и однородное измельчение шины посредством возникающего режущего эффекта.
Создание из металлических пластин в виде полос ячеистой структуры обеспечивает измельчение шины на однородные фракции требуемых размеров, что повышает эффективность предлагаемого способа.
Размещение в полости шины соосно с ее главной осью взрывающегося проводника в виде кольца позволяет осуществить однородное и равномерное ударное воздействие на шину целиком, на каждый ее малый участок, что повышает эффективность способа и его КПД.
Применение цилиндрического отражателя бочкообразного профиля и размещение его на бортовых кольцах шины позволяет создать замкнутое пространство и обеспечивает осуществление направленного разрушающего воздействия на шину. Энергия ударной волны электрического взрыва проводника не рассеивается в пустое пространство, отраженная волна обладает тороидальной симметрией. Наличие диэлектрических стоек позволяет однозначно соосно устанавливать взрывающийся проводник в виде кольца в полости шины, в соответствующем ее месте, что повышает эффективность измельчения шины и увеличивает КПД способа.
Соединение взрывающегося проводника в виде кольца надежным электрическим контактом с диаметрально противоположных сторон со стержневыми электродами позволяет осуществлять электрический взрыв проводника в виде кольца как такового и рассматривать его как два параллельно электрически соединенных, одновременно взрывающихся проводника, ток разряда по которым является идентичным и равнозначным, а процессы электрического взрыва являются эквивалентными. Тем самым повышается эффективность разрушающего воздействия ударной волны электрического взрыва проводника.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема способа измельчения автомобильных шин; на фиг.2 показана автомобильная шина, размещенная во внутреннее пространство объемного контейнера, выполненного из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины; на фиг.3 показан элемент шины и объемного контейнера в разрезе; на фиг.4 показан элемент ячеистой структуры отражателя; на фиг.5 представлен цилиндрический отражатель бочкообразного профиля с установленным взрывающимся проводником в виде кольца.
Предварительно охлажденная хладагентом до хрупкого состояния резины автомобильная шина 1 располагается (фиг.1, фиг.2, фиг.3) во внутреннем пространстве контейнера 2, выполненного из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины. В полости автомобильной шины 1 размещен взрывающийся проводник 3 в виде кольца (фиг.1, фиг.5) соосно с ее главной осью. Взрывающийся проводник 3 в виде кольца установлен на цилиндрическом отражателе бочкообразного профиля 4 посредством диэлектрических стоек 5. Цилиндрический отражатель бочкообразного профиля 4 размещен на бортовых кольцах 6 автомобильной шины 1. Взрывающийся проводник 3 в виде кольца соединен со стержневыми электродами 7 с диаметрально противоположных сторон надежным электрическим контактом.
Способ осуществляют следующим образом.
Автомобильную шину 1 первоначально помещают в контейнере с хладагентом, где она охлаждается до хрупкого состояния резины. Затем, охлажденная шина 1 помещается во внутреннее пространство контейнера для измельчения 2, выполненного аналогично профилю шины из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины. Поверхность контейнера 2 представляет собой ячеистую структуру, а металлические пластины в виде полос, расположенные перпендикулярно поверхности шины, выполняют роль режущего инструмента. На бортовые кольца 6 шины 1 соосно с ее главной осью располагают цилиндрический отражатель бочкообразного профиля 4 с предварительно установленным посредством диэлектрических стоек 5 взрывающимся проводником 3 в виде кольца. Взрывающийся проводник 3 в виде кольца соединяют надежным электрическим контактом с диаметрально противоположных сторон со стержневыми электродами 7, установленными на отражателе бочкообразного профиля 4 через диэлектрические втулки (на чертеже не показаны). При подаче высокого импульсного напряжения с генератора 8 импульсных токов (ГИТ) на стержневые электроды 7 и, соответственно, на взрывающийся проводник 3 осуществляют электрический взрыв последнего.
Взрывающийся проводник в виде кольца в силу расположения стержневых электродов с диаметрально противоположных сторон разбивается на два проводника, которые соединены параллельным образом. Получившиеся таким образом проводники эквивалентны друг другу как по физико-химическим свойствам, так и по геометрическим параметрам. Вследствие чего, электрический взрыв протекает одновременно и процессы, протекающие при взрыве, идентичны для каждого из проводников. Возникающая ударная волна является симметричной относительно главной оси, а волновой фронт представляется тороидальной конфигурацией. Падающая ударная волна оказывает разрушающее воздействие на автомобильную шину, осуществляя измельчение ее на фракции соответствующих размеров посредством ячеистой структуры контейнера. Отраженная ударная волна от цилиндрического отражателя бочкообразного профиля оказывает дополнительное направленное ударное воздействие непосредственно на протектор шины, имеющий большую по отношению к боковине толщину, что обеспечивает эффективность его разрушения.
Таким образом, данное изобретение позволяет повысить эффективность разрушающего воздействия ударной волны, генерируемой электрическим взрывом проводника, сформировать необходимые размеры фракций разрушенной шины и повысить КПД.
Способ измельчения изношенных автомобильных шин, заключающийся в охлаждении шин в контейнере с хладагентом до хрупкого состояния резины, инициировании импульсных электрических разрядов через проводники, размещенные вблизи поверхности шин, и осуществлении электрического взрыва проводников, отличающийся тем, что охлажденную шину перед взрывом помещают в контейнер для измельчения, аналогичный профилю шины, выполненный из металлических пластин в виде полос, расположенных перпендикулярно поверхности шины, образующих ячеистую структуру, на бортовые кольца шины устанавливают цилиндрический отражатель бочкообразного профиля, на котором посредством диэлектрических стоек закреплен соосно с шиной в ее полости взрывающийся проводник в виде кольца, который соединяют электрическим контактом с его диаметрально противоположных сторон со стержневыми электродами.
