Пристрій для переробки гумових відходів

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к оборудованию для переработки резиновых отходов и производству регенерата, и может быть использовано для регенерации резинотехнических изделий, например, изношенных автомобильных шин. Известно устройство для регенерации резины (авт.св. СССР №509462, кл. В 29 Η 19/06, опубл. 05.04.76, бюл. №13), содержащее полый корпус с установленным в нем червяком (или двумя взаимозацепляющимися червяками) с двумя конусными участками и цилиндрическим переходом между ними, а также головку, образующую с конусными участками червяка регулируемые кольцевые сходящиеся рабочие зазоры. Несмотря на наличие двух рабочих зон (на каждом из червяков) эффективность данного устройства невысока. Так, червяк до первого рабочего кольцевого сходящегося зазора работает лишь как транспортирующий, а не измельчающий орган. В этой связи измельчение резины начинается только в первом кольцевом сходящемся зазоре, что приводит к интенсивному нагреву перерабатываемого материала, возможной его термодеструкции и, как следствие, получению бракованной продукции. Кроме того, гладкие поверхности обоих рабочих участков червяка и корпуса устройства не гарантируют эффективного измельчения и получения регенерата стабильной фракции (размер получаемой крошки будет колебаться в значительном диапазоне). Кроме того, чрезвычайно осложняется эксплуатация и снижается ремонтопригодность устройства: для извлечения из корпуса червяка и восстановления его изношенных участков приходится разбирать все устройство, что предполагает дополнительные затраты времени не только на разборку и сборку устройства в целом, но и на наладку зазоров рабочих конусных участков. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является устройство для переработки резиновых отходов (авт.св. СССР № 1717381, кл. В 29 В 17/00, опубл. 07.03.92, бюл. №9), содержащее полый корпус, установленный в полости корпуса с возможностью вращения ступенчатый шнек (червяк) с наружной винтовой поверхностью, коническим переходом между ступенями и жестко смонтированным на конце шнека диском, а также головку, охватывающую диск с образованием между их гладкими рабочими поверхностями регулируемых торцовых зазоров. Ступени шнека имеют различный диаметр, уменьшающийся в направлении к диску. Конструкция указанного устройства, как и рассмотренного аналога, не обеспечивает эффективного и равномерного измельчения исходного материала. Так, гладкие поверхности полости корпуса (гильзы), шнека, диска и рабочих поверхностей головки не гарантируют выхода регенерата в узком диапазоне размеров частиц (частицы размером 0,4-0,8 мм составляют 85%, а размером 0,8-1,5 мм - 15% в общей массе продукта). Кроме того, гладкие поверхности рабочих органов для получения частиц минимальных размеров требуют интенсивного вращения шнека и диска, что может привести к перегреву и термодеструкции материала. Наконец, как и аналог, конструкция устройства нетехнологична в изготовлении, ремонте и эксплуатации, т.к. предполагает практически полную разборку машины при извлечении шнека. В основу предполагаемого изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для переработки резиновых отходов, в котором особенности выполнения шнека и полости корпуса, а также наличие пазов определенной формы на рабочих поверхностях диска и головки приводит к тому, что предварительно дробленые резиновые отходы (при необходимости с деструктирующими агентами) захватываются витками первой ступени шнека, движутся к коническому переходу ступеней шнека и заполняют собой продольные пазы выполненные в корпусе устройства. Далее, благодаря схождению пазов со стороны диска на нет и увеличению диаметра сердечника шнека дробленые резиновые отходы уплотняются и сжимаются. Кроме того сжатая резина, двигаясь относительно пазов корпуса по спирали, интенсивно разрушается. При прохождении конического перехода за счет сил трения резиновая крошка разогревается и под действием интенсивных сдвиговы х де формаций разрушается. При прохождении второй ступени шнека крошка дополнительно уплотняется и нагревается. Сжатая крошка поступает в первый зазор между, диском и головкой, где подвергается активному перетиранию между параллельными торцовыми поверхностями вращающегося диска и неподвижной головки. Здесь крошка дополнительно измельчается, Далее крошка поступает во второй дисковый зазор, где происходит окончательное измельчение и деструкция резины, после чего девулканиэированная измельченная крошка (регенерат) удаляется из устройства. При наличии на диске со стороны шнека и соответствующей рабочей поверхности головки пазов переменного сечения, уменьшающегося к периферии диска, измельчаемый материал на входе в этот дисковый зазор заполняет данные пазы и под давлением перемещается к периферии диска. Благодаря уменьшению сечения пазов по ходу движения крошки последняя непрерывно подается из пазов в дисковый зазор между диском и головкой. При этом происходит срез частиц резины, излом и перетирание (пазы играют роль как сжимающих элементов, так и режущи х и измельчающих). Благодаря выполнению пазов диска смещенными относительно диаметральных плоскостей и пазов головки кромки пазов при вращении диска способствуют перемещению частиц к месту вы хода продукта и их измельчению путем разрезания и излома. Таким образом, обеспечивается равномерный состав получаемых частиц минимальных размеров и облегчается обслуживание устройства, за счет чего повышается качество получаемой продукции (возможность получения крошки размером менее 0,5 мм однородного размера) и снижаются затраты и простои оборудования при извлечении шнека из корпуса, т.к. для этого необходимо лишь отсоединить головку и вынуть из полости корпуса шнек. Кроме того расширяются функциональные возможности устройства: так оно может работать как измельчитель (при снятой передней части головки) и как регенератор (с присоединенной указанной частью головки), т.е. с помощью такого устройства можно получать как измельченную резиновую крошку, так и резиновый регенерат. Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для переработки резиновых отходов, содержащем корпус, установленный в полости корпуса с возможностью вращения ступенчатый шнек с наружной винтовой нарезкой, коническим переходом между ступенями и насадкой в виде жестко смонтированного на конце шнека диска, который охвачен головкой с образованным между их рабочими поверхностями регулируемых торцовых зазоров, согласно настоящему изобретению, сердечник шнека разделен на участки различного диаметра, увеличивающегося в сторону диска, образуя ступени шнека, напротив конического перехода которых, на поверхности полости корпуса выполнены продольные пазы переменного сечения, уменьшающегося в сторону диска, а ступени шнека по вершинам винтовой нарезки и полость корпуса выполнены цилиндрическими. В предпочтительном варианте исполнения устройства передняя часть головки, образующая с диском наружный торцовый зазор, выполнена съемной, а на диске со стороны шнека и соответствующей рабочей поверхности головки выполнены пазы переменного поперечного сечения, уменьшающегося к периферии диска, при этом пазы диска и/или головки смещены относительно его диаметральных плоскостей. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: 1 - продольный разрез устройства; на фиг. 2,4 - вид А на фиг. 1 (варианты); на фиг. 3, 5 - вид Б на фи г. 1 (варианты); на фиг. 6,7 разрез по В-В на фиг. 1 (варианты); на фиг. 8 - разрез по Г-Г на фиг. 1; на фиг. 9 - схема измельчения материала в дисковом зазоре. Устройство содержит корпус 1, в цилиндрической полости 2 которого установлен с возможностью вращения ступенчатый шнек 3 с наружной винтовой нарезкой 4 и диском 5 на конце. Шнек 3 выполнен цилиндрическим по вершинам винтовой нарезки, а его сердечник 6 по длине имеет различный диаметр, увеличивающийся в сторону диска 5, образуя при этом две ступени 7 и 8, соединенные между собой коническим переходом 9. Снаружи диска 5 смонтирована охватывающая его головка 10 с образованием между их рабочими поверхностями 11-14 регулируемых торцовых зазоров 15 и 16. В корпусе 1 напротив конического перехода 9 выполнены продольные пазы 17, сужающиеся в сторону диска 5. Поверхность 11 диска 5 со стороны шнека 3, т.е. в регулируемом торцовом зазоре 15, и соответствующая сторона головки 13 имеет, соответственно, пазы 18 и 19 переменного сечения, уменьшающегося к периферии диска. Пазы 18 диска 5 и/или пазы 19 головки 10 могут быть смещены относительно диаметральных плоскостей 20 диска 5. На корпусе 1 смонтирована загрузочная воронка 21, а головка 10 имеет съемную переднюю часть 22. Устройство работает следующим образом. Предварительно дробленые резиновые отходы, например после дробильных вальцов, подают в загрузочную воронку 21 устройства, где они захватываются винтовой нарезкой 4 первой ступени 7 шнека 3. Материал перемещается к коническому переходу 9, постепенно уплотняется и нагревается за счет трения резиновой крошки по поверхности корпуса 1 и шнека 3. Материал заполняет продольные пазы 17 корпуса и под действием вращающегося шнека 3 уплотняется в зазоре между коническим переходом 9 шнека 3 и корпусом устройства. Уплотненный и сжатый материал подвергается интенсивным сдвиговым деформациям, срезу и излому в указанном зазоре. Выделяющаяся в результате трения теплота прогревает резину и способствует ее измельчению и предварительной девулканизации. Измельченный в коническом зазоре прогретый материал захватывается витками второй ступени 8 шнека 3 (объем межвиткового пространства которой ввиду большего, чем у первой ступени 7 диаметра сердечника 6 меньше, чем у первой ступени), дополнительно прогревается и измельчается. На входе в первый торцовый зазор 15, образованный поверхностями 11 и 13 диска и головки, материал попадает в пазы 18 и 19. Под действием новой порции материала, подаваемого шнеком, резина в пазах 18 и 19 и в зазоре 15 начинает перемещаться к периферии диска 5. Сжатая масса подвергается интенсивному сдвигу, срезу и истиранию между поверхностями 11 и 13 вращающегося диска и неподвижной головки. Форма пазов 18 и 19 и их взаимное расположение обеспечивают гарантированное доизмельчение резины и получение однородного регенерата размером 0,40,5 мм. Окончательная девулканизация резины осуществляется в дисковом зазоре 16, образованном диском 5 и съемной передней частью головки 22. Предлагаемое устройство, удобное в эксплуатации и обслуживании, позволяет получить однородную измельченную крошку и регенерат из дробленых отходов резины. Средний размер получаемых частиц 0,4-0,5 мм.