RU2210497C1

RU2210497C1 - Plant for fragmentation of worn automobile tires

Info

Publication number: RU2210497C1
Application number: RU2002105648A
Authority: RU
Inventors: М.В. Аниськин; А.К. Ботвинкин; Н.В. Брюханов; Е.Б. Моисеев; С.А. Новиков; В.П. Перминов; В.П. Пигорев; В.Г. Сергиенко; В.Н. Хворостин
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-08-20

Abstract

FIELD: utilization and reworking technical rubber articles, automobile tires in particular. SUBSTANCE: proposed plant includes pressure generator, booster chambers, cutting module with circular and radial knives, locking unit and bed frame which consists of stack of horizontal plates tightened by struts and hold-down plate secured on struts for longitudinal motion. Plates of stack are provided with coaxial holes forming seats for pressure generator and vertical chambers surrounding it. Each booster chamber has working cylinder with movable piston whose end face is engageable with cutting module and booster compartment which is extension of working cylinder. Cutting module is mounted for longitudinal motion over guides of booster compartment and struts. Cutting edges of radial and circular knives are located in one plane perpendicularly relative to axis of cutting module. Cavity of pressure generator is communicated with cavity of each working cylinder by means of horizontal passages made in one plate of stack. Tire locking unit is formed by hold-down plate and end faces of booster compartments. EFFECT: enhanced reliability and safety. 3 dwg

Description

Установка относится к оборудованию для утилизации автомобильных шин любого промышленно используемого размера, в том числе крупногабаритных шин карьерных автомобилей, а именно к разделению их на фрагменты, удобные для транспортировки к местам дальнейшей переработки. The installation relates to equipment for the disposal of automobile tires of any industrially used size, including large-sized tires of mining vehicles, namely to their separation into fragments convenient for transportation to places of further processing.

Известно устройство с воздействием взрыва для разрушения изношенных шин (пат. RU 2057014, опубликован БИ 9, 1996 г.). A device with the effect of an explosion for the destruction of worn tires (US Pat. RU 2057014, published BI 9, 1996).

Воздействие взрывом осуществляется в замкнутой кольцевой системе с образованием направленного циркулирующего потока. Дополнительное измельчение осуществляется путем повторной обработки взрывом фрагментов покрышек, полученных в результате взрывного разрушения покрышек. Устройство снабжено разрушающими элементами, трубопроводами и камерой, образующими кольцевую систему. Камера выполнена с участком в виде усеченной конической оболочки, в которой установлены разрушающие элементы и узел фиксации взрывчатого вещества. The explosion is carried out in a closed ring system with the formation of a directed circulating flow. Additional grinding is carried out by re-processing by explosion of tire fragments obtained as a result of explosive destruction of tires. The device is equipped with destructive elements, pipelines and a chamber forming an annular system. The chamber is made with a section in the form of a truncated conical shell, in which destructive elements and an explosive fixation unit are installed.

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность из-за значительных потерь энергии взрыва на местные сопротивления при циркуляции продуктов взрыва по трубопроводу. Кроме того, не обеспечивается надежная экологическая и взрывотехническая безопасность работ. The disadvantage of this device is its low efficiency due to significant losses of explosion energy due to local resistance during the circulation of explosion products through the pipeline. In addition, reliable environmental and explosive safety of work is not ensured.

Известно также техническое решение с применением взрывных генераторов давления в установке, которая может быть использована для резки крупногабаритных автомобильных шин, принятой за прототип (см. С.А.Новиков, Полезные взрывы, Саров, 2000 г., с. 208). There is also a technical solution using explosive pressure generators in an installation that can be used for cutting large-sized automobile tires adopted as a prototype (see S. A. Novikov, Useful Explosions, Sarov, 2000, p. 208).

Установка состоит из нескольких взрывных генераторов давления (ВГД), разгонных камер и приводимого в действие с помощью толкателей режущего модуля, снабженного кольцевыми ножами и радиальными ножами, с режущими кромками, расположенными под углом к оси режущего модуля, грузовой балки, на которой подвешен режущий модуль. Разрезаемые шины устанавливают к упорной стенке. Вся конструкция устанавливается в специально подготовленное заглубление с опорными стенками или наземный бокс. The installation consists of several explosive pressure generators (IOP), booster chambers and a cutting module driven by pushers, equipped with ring knives and radial knives, with cutting edges located at an angle to the axis of the cutting module, a load beam on which the cutting module is suspended . Cuttable tires are mounted to the retaining wall. The whole structure is installed in a specially prepared recess with supporting walls or ground box.

Установка обеспечивает высокие скорости деформации за счет ударного характера нагружения, небольшие энергозатраты, т.к. используется недорогое взрывчатое вещество (ВВ). Достоинством является и мобильный вариант исполнения, позволяющий транспортировать стенд любым видом транспорта в место скопления шин. The installation provides high deformation rates due to the shock nature of loading, low energy consumption, because low-cost explosive (BB) is used. The advantage is the mobile version, which allows you to transport the stand by any means of transport to the place of accumulation of tires.

Недостатком является необходимость строительства мощных опорных стен в заглубленном или надземном варианте в месте проведения работ, жесткая заделка рамной конструкции, наличие дополнительного механизма для возврата в исходное положение режущего модуля после фрагментации, а также необходимости синхронизации работы ВГД. Кроме того, непосредственное воздействие пиковых нагрузок, образующихся при подрыве заряда ВВ, на толкатели режущего модуля, оказывает разрушающее действие на их торцы и, как следствие, быстрый выход из строя. The disadvantage is the need for the construction of powerful supporting walls in a buried or elevated version at the place of work, the rigid closure of the frame structure, the presence of an additional mechanism for returning the cutting module to its original position after fragmentation, as well as the need to synchronize the operation of the IOP. In addition, the direct effect of the peak loads generated during the detonation of the explosive charge on the pushers of the cutting module has a destructive effect on their ends and, as a result, a quick failure.

Решаемой технической задачей является создание установки, лишенной указанных недостатков, а именно не требующей строительных работ в местах ее использования, максимально простой и надежной при транспортировке, сборке и с длительным сроком эксплуатации. Одновременно она должна сохранить такие достоинства прототипа, как экономичность, быстродействие, независимость от внешних источников энергии, экологическую и взрывотехническую безопасность, пригодность для резки шин любого используемого в промышленности размера. The technical task to be solved is the creation of an installation devoid of these drawbacks, namely, not requiring construction work in places of its use, as simple and reliable as possible during transportation, assembly and with a long service life. At the same time, it should preserve such advantages of the prototype as efficiency, speed, independence from external energy sources, environmental and explosion safety, suitability for cutting tires of any size used in industry.

Указанная техническая задача решается установкой, содержащей взрывной генератор давления (ВГД), разгонные камеры, режущий модуль с кольцевыми и радиальными ножами, узел фиксации шины и станину. Установка отличается тем, что станина представляет собой пакет горизонтально расположенных плит, стянутых вертикальными стойками, и закрепленную на стойках с возможностью продольного перемещения прижимную плиту. Плиты в пакете выполнены с соосными отверстиями, которые образуют гнезда для размещения общего генератора давления и вертикально расположенных вокруг него разгонных камер. Каждая разгонная камера состоит из рабочего цилиндра с подвижным поршнем и разгонного отсека, являющегося продолжением корпуса рабочего цилиндра. Торец поршня сопряжен с взаимодействующим с ним поршнем. Режущий модуль установлен в направляющих разгонного отсека и вертикальных стоек с возможностью скольжения по ним под действием поршня. Режущие кромки радиальных и кольцевых ножей расположены в одной плоскости перпендикулярно оси режущего модуля. Полость ВГД соединена с полостями рабочих цилиндров разгонных камер каналами, выполненными в одной из плит пакета. Узел фиксации шины образован прижимной плитой и торцами разгонных отсеков. Такое исполнение образует замкнутую схему установки. The specified technical problem is solved by the installation containing an explosive pressure generator (IOP), booster chambers, a cutting module with ring and radial knives, a tire fixing unit and a bed. The installation is characterized in that the bed is a package of horizontally arranged plates pulled together by vertical racks and a pressure plate fixed to the racks with the possibility of longitudinal movement. The plates in the package are made with coaxial holes that form nests for accommodating a common pressure generator and accelerating chambers vertically arranged around it. Each booster chamber consists of a working cylinder with a movable piston and a booster compartment, which is a continuation of the working cylinder body. The end face of the piston is associated with a piston interacting with it. The cutting module is installed in the guides of the booster compartment and vertical racks with the possibility of sliding on them under the action of the piston. The cutting edges of the radial and ring knives are located in the same plane perpendicular to the axis of the cutting module. The IOP cavity is connected to the cavities of the working cylinders of the booster chambers by channels made in one of the package plates. The tire fixation unit is formed by a pressure plate and the ends of the booster compartments. This design forms a closed circuit installation.

Выполнение станины указанным образом и присоединения основных функциональных узлов друг к другу позволяет транспортировать все элементы установки в разобранном виде и быстро и оперативно собрать на месте эксплуатации. The implementation of the frame in this way and the connection of the main functional units to each other allows you to transport all the components of the installation in disassembled form and quickly and quickly assemble on site.

Выполнение установки с одним ВГД обеспечивает подрыв заряда одним капсюлем-детонатором, при этом отпадает проблема синхронизации подрыва, имеющая место в прототипе. The installation with one IOP provides undermining the charge of one detonator capsule, while there is no longer the problem of synchronization of detonation, which occurs in the prototype.

Соединение полости ВГД с полостями вертикальных рабочих цилиндров горизонтальными каналами, выполненными в одной из плит пакета, обеспечивает поворот потока продуктов взрыва. При этом устраняются пики ударных волн, действующие на торец поршня, приводящие к его разрушению. The connection of the cavity of the IOP with the cavities of the vertical working cylinders with horizontal channels made in one of the plates of the package ensures the rotation of the flow of explosion products. This eliminates the peaks of shock waves acting on the end face of the piston, leading to its destruction.

Вертикальное расположение разгонных камер обеспечивает возврат режущего модуля в исходное положение после фрагментации шины. При этом использование в установке нескольких разгонных камер позволяет перераспределить энергию ударного импульса равномерно на режущий модуль. The vertical location of the booster chambers ensures that the cutting module returns to its original position after fragmentation of the tire. Moreover, the use of several booster chambers in the installation allows you to redistribute the energy of the shock pulse evenly to the cutting module.

Расположение режущих кромок радиальных и кольцевых ножей в одной плоскости перпендикулярно оси режущего модуля уменьшают рабочий ход режущего модуля. Тем самым уменьшаются энергозатраты (масса заряда ВВ) и, как следствие, увеличивается ресурс ВГД. The location of the cutting edges of the radial and ring knives in one plane perpendicular to the axis of the cutting module reduces the stroke of the cutting module. Thus, energy consumption (mass of explosive charge) is reduced and, as a result, the IOP resource is increased.

Выполнение узла фиксации шины как зажима между корпусом разгонных отсеков и прижимной плитой избавляет от необходимости строить опорную стенку. При такой замкнутой схеме используется энергия отката, позволяющая существенно снизить массу заряда ВВ. The implementation of the node fixing the tire as a clamp between the body of the booster compartments and the pressure plate eliminates the need to build a support wall. With such a closed circuit, recoil energy is used, which can significantly reduce the mass of the explosive charge.

На фиг.1 изображена заявленная установка в разрезе. На фиг.2 - сечение в плоскости каналов. На фиг.3 - вид на режущий модуль сверху. Figure 1 shows the claimed installation in the context. Figure 2 is a section in the plane of the channels. Figure 3 is a top view of the cutting module.

Станина, состоящая из пакета плит 2, скреплена с помощью стоек 1. В центре станины в образованном центральными отверстиями плит 2 гнезде установлен взрывной генератор давления (ВГД) 4, представляющий собой неразрушаемую взрывную камеру с помещенным в ней зарядом взрывчатого вещества 5. The bed, consisting of a package of plates 2, is fastened using racks 1. In the center of the bed in the nest formed by the central holes of the plates 2, an explosive pressure generator (IOP) 4 is installed, which is an indestructible explosive chamber with an explosive charge 5 placed in it.

В соосных отверстиях станины, равномерно расположенных вокруг ВГД 4, установлены разгонные камеры 7, в которых расположены поршни 8. Концы поршней 8 сопряжены с режущим модулем 9, имеющим кольцевые 10 и радиальные 11 ножи. Радиальные ножи режущего модуля располагаются в направляющих пазах, выполненных в корпусах разгонных отсеков 6, по которым происходит их перемещение при воздействии на режущий модуль усилия поршней 8. На стойках 1 выполнены направляющие пазы для центрирования режущего модуля 9 в процессе возвратно-поступательного перемещения. Полость ВГД 4 соединена с полостями рабочих цилиндров разгонных камер 7 с помощью каналов 12, выполненных в одной из плит 2. Шина устанавливается на торцы разгонных отсеков 6, самоцентрируясь относительно стоек 1 и поджимается прижимной плитой 3. In the coaxial holes of the bed, evenly spaced around the IOP 4, acceleration chambers 7 are installed, in which the pistons 8 are located. The ends of the pistons 8 are associated with a cutting module 9 having annular 10 and radial 11 knives. The radial knives of the cutting module are located in the guide grooves made in the bodies of the booster compartments 6, along which they move when the piston forces act on the cutting module 8. The racks 1 have guide grooves for centering the cutting module 9 during the reciprocating movement. The cavity of the IOP 4 is connected to the cavities of the working cylinders of the booster chambers 7 using channels 12 made in one of the plates 2. The tire is mounted on the ends of the booster compartments 6, self-centering relative to the struts 1 and is pressed by the pressure plate 3.

Установка используется следующим образом. В разобранном виде установка доставляется к месту накопления шин, подлежащих переработке. На месте производят сборку, устанавливая в вертикальном положении на грунт. На торцы разгонных отсеков 6 устанавливают шину. На стойки 1 устанавливают прижимную плиту 3 и закрепляют. Помещают заряд 5 промышленного взрывчатого вещества (типа аммонит) во взрывную камеру ВГД 4 и подсоединяют к нему систему дистанционного инициирования. Производят подрыв заряда ВВ 5. Газообразные продукты взрыва высокого давления из полости взрывной камеры ВГД 4 по каналам 12 поступают в полость рабочих цилиндров всех разгонных камер 7. При этом происходит поворот потока продуктов взрыва и дросселирование газа, за счет чего устраняется пиковое давление, возникающее в момент подрыва ВВ, которое губительно действует на торцы поршней, уменьшая их ресурс. Под действием сглаженного давления продуктов взрыва поршни 8 перемещают режущий модуль 10 вдоль направляющих пазов разгонных отсеков 6 и стоек 1 в направлении шины. Ножи 10 и 11 режущего модуля разрезают шину на заданные фрагменты. Ножи снабжены сменными режущими лезвиями, которые быстро заменяются в случае выхода из строя. После выполнения операции разрезки вследствие снижения давления в полости рабочих цилиндров разгонных камер 7 и ВГД 4 поршни 8 и режущий модуль 9 под силой тяжести возвращаются в исходное положение. Остаточное давление в подпоршневом пространстве амортизирует соударение движущейся системы (поршень - режущий модуль) с заглушкой разгонной камеры, что также способствует увеличению срока службы установки. Подрыв заряда ВВ в неразрушаемой взрывной камере обеспечивает экологическую и взрывотехническую чистоту процесса. The installation is used as follows. The disassembled installation is delivered to the place of accumulation of tires to be processed. On-site assembly is carried out, installing in a vertical position on the ground. At the ends of the booster compartments 6, a tire is mounted. On the rack 1 install the pressure plate 3 and secure. The charge 5 of an industrial explosive (such as ammonite) is placed in the explosive chamber of the IOP 4 and the remote initiation system is connected to it. The explosive charge 5 is undermined. The gaseous products of the high-pressure explosion from the cavity of the explosive chamber VGD 4 through channels 12 enter the cavity of the working cylinders of all accelerating chambers 7. In this case, the flow of explosion products is rotated and the gas is throttled, thereby eliminating the peak pressure arising in the moment of explosive detonation, which has a detrimental effect on the ends of the pistons, reducing their resource. Under the action of the smoothed pressure of the explosion products, the pistons 8 move the cutting module 10 along the guide grooves of the accelerating compartments 6 and the struts 1 in the direction of the tire. Knives 10 and 11 of the cutting module cut the tire into predetermined fragments. Knives are equipped with interchangeable cutting blades, which are quickly replaced in case of failure. After the cutting operation is performed, due to the pressure decrease in the cavity of the working cylinders of the accelerating chambers 7 and the IOP 4, the pistons 8 and the cutting module 9 are returned to their original position by gravity. The residual pressure in the piston space absorbs the impact of the moving system (piston - cutting module) with the plug of the booster chamber, which also helps to increase the service life of the installation. Undermining the explosive charge in an indestructible explosive chamber ensures environmental and explosive purity of the process.

Экспериментально установлено, что на разрезку шины размером 25" на фрагменты 50х50 см расход ВВ составляет 2,5 кг, при этом разрезка осуществляется за один цикл срабатывания. It was experimentally established that for cutting a 25-inch tire into fragments of 50x50 cm, the consumption of explosives is 2.5 kg, while cutting is carried out in one operation cycle.

Таким образом решается задача создания экономичной, мобильной, независимой от внешних источников энергии, простой и надежной в эксплуатации, быстродействующей установки для разрезки изношенных шин любого используемого размера в местах их накопления. При этом обеспечивается надежная локализация продуктов взрыва в неразрушаемой взрывной камере. Thus, the task of creating an economical, mobile, independent of external energy sources, simple and reliable in operation, high-speed installation for cutting worn tires of any size used in places of their accumulation is solved. This ensures reliable localization of the explosion products in an indestructible explosive chamber.

Claims

Installation for fragmentation of worn-out car tires, containing an explosive pressure generator, booster chambers, a cutting module with ring and radial knives, a fixing unit and a bed, characterized in that the bed is a package of horizontally arranged plates pulled together by racks and mounted on racks with the possibility of longitudinal the movement of the pressure plate, the plates in the package are made with coaxial holes forming nests to accommodate a common pressure generator and surrounding vertically arranged chambers, each booster chamber consists of a working cylinder with a movable piston, the end of which is interfaced with the cutting module, and a booster compartment, which is a continuation of the working cylinder body, the cutting module is installed with the possibility of longitudinal movement along the guides of the booster compartment and racks, cutting edges of radial and annular knives are located in one plane perpendicular to the axis of the cutting module, the cavity of the explosive pressure generator is connected to the cavity of each working cylinder by horizontal channels, ying in one of the package panels, fixing the tire assembly is formed by a clamping plate and the housing end booster compartments.