Установка для кріоохолодження смуг бігової доріжки автопокришок, що утилізуються

1. Установка для кріоохолодження смуг бігової доріжки автопокришок, що утилізуються, яка містить низькотемпературну теплоізольовану циліндричну камеру з зонами попереднього і ванного охолодження, і розташований в камері переміщуючий пристрій у вигляді барабана з розміщеними на ньому прямолінійними каналами з фіксуючими елементами і приводом від крокового механізму, завантажувальний і розвантажувальний пристрої, встановлені у верхній половині камери, ванну з рідким холодоагентом, яка відрізняється тим, що перед завантажувальним пристроєм низькотемпе 3 71718 4 обертається, на базі сушильної печі. В обох випакількість АП, які в ній знаходяться. Використання в дках розвантажувальний пристрій кріоохолоджукріоохолоджувачі примусового переміщення газовача геометричне знаходиться нижче рівня заванвих потоків, шляхом установки витяжного вентилятажувального пристрою, а охолодження поверхні тора в районі завантажувального пристрою, приАП рідким азотом, через її об'ємну форму, здійсводить до додаткових технічних складностей, тому нюється зрошенням зі спеціальних форсунок. Цей що вимагає забезпечення гарантованої герметичметод охолодження принципово не відрізняється ності вхідного шибера. У противному випадку вевід "ванного" (повного занурення охолоджуваного лика частина газу, який проходить крізь вентиляоб'єкта в рідкий азот), тому що також заснований тор, буде приходитися на "тепле" повітря, яке на використанні внутрішньої теплоти пароутвовтягується з атмосфери. Крім цього, для стійкий рення рідкого холодоагенту при його безпосередроботи кріоохолоджувача з мінімальною питомою ньому контакті з поверхнею охолоджуваного об'єквитратою рідкого азоту, з'являється необхідність та. Надалі обидва методи правомірно називати постійного контролю, підтримки і регулювання тисодним терміном - методом випарного охолодженку Рb=Ра у зоні випарного охолодження перед ня. Разом з тим слід зазначити, що переробка цівихідним шибером розвантажувального пристрою. лих АП і метод зрошення, що застосовується при У противному випадку, при Рb25хв. температура на поверпитома витрата рідкого азоту, зменшуються енерхні й у середині смуги практично однакова). Як говитрати і підвищується таким чином рентабельвидно з графіка для t >50хв. Тпс вже істотно не ність кріогенної утилізації; смуг МБД, розширюєтьвідрізняється від Тгс=198К. На барабані переміщуся діапазон економічно вигідної номенклатури ючого пристрою додаткової камери, з діаметром дисперсного складу товарної гумової крихти, поDбд=1000мм і зовнішнім діаметрі Dнд=1600мм ліпшуються умови праці й експлуатаційні характе(Фіг.1) розміщається 52 радіальне орієнтованих по ристики установки. ширині bn смуг МБД. Їхнє охолодження здійснюПоставлена задача вирішується тим, що в ється за рахунок природної циркуляції газового установці для кріоохолодження смуг бігової доріжсередовища в кільцевому просторі додаткової теки автопокришок, які утилізуються, що містить ниплоізольованої камери, заблокованому на вході і зькотемпературну, теплоізольовану циліндричну виході смуг МБД нормально закритими засувками. камеру з зонами попереднього і ванного охолоПри цьому циркуляційні контури утворуються з дження і розташований в камері переміщуючий більш холодних спадаючих від поверхні вппарувапристрій, у виді барабана з розміщеними на ньому ча потоків і висхідних, нагрітих від смуг МБД. прямолінійними каналами з фіксуючими елеменУ низькотемпературній камері (НК) смуги МБД тами і приводом від крокового механізму, заванна барабані, що переміщається, орієнтовані по тажувальний і розвантажувальний пристрої, всташирині bn у тангенціальному напрямку. На барановлені в верхній половині камери, ванну з рідким бані з діаметром Dбн=1000мм і максимальною глихолодоагентом відповідно із винаходом перед забиною ванни з рідким азотом hмакс=180мм у зоні вантажувальним пристроєм низькотемпературної попереднього охолодження (перед зануренням у камери встановлена додаткова теплоізольована ванну) розташовується 11-12шт. смуг, у ванні 1циліндрична камера, у якій розміщений випарову 9 71718 10 3шт. і в зоні стабілізації температури (після виходу повітря; утворення в каналах застійних зон і звоїх із ванни) 2-3шт. Для інтервалу роботи в часі кроротних ви хрів. При роботі установки з інтервалом в часі крокового механізму НК D tb =1хв., продуктивність кового механізму низькотемпературної камери установки складе 30шт/година зношених АП або D t b=1хв., час охолодження кожної смуги МБД у 0,05кг/сек смуг МБД легкового транспорту. додатковій камері при загальній їхній кількості на Оціночні розрахунки, проведені за методикою барабані n=52шт., знаходиться в межах від 26 до противоточного теплообмінника, показують, що 52хв. Такий діапазон обумовлений можливістю при температурі смуги на вході в зону попередньоорганізації роботи крокового механізму додаткової го охолодження НК рівної ТПН=220К (t=26хв., Фіг.4) камери в трьох режимах: робочому з часовим кроі часу перебування у ванні t b= D t b=1хв. (рівень ком D t d1= D t b=1хв.; завантажувальному з D t d2=2ванни дорівнює hмін, Фіг.1) її температура перед 3сек. і реверсивному. Чергове завантаження базануренням у ванну складе ТПК=192К, а темперарабана додаткової камери починається з моменту, тура вихідних парів азоту збільшиться з 77,4К до коли половина каналів (n £ 26) вільні, тобто смуги 178К. Робоча температура МБД після проходженМБД з часовим кроком D t d1=1 хв. переміщені в ня ванни і зони стабілізації стає ранню ТР1=147К низькотемпературну камеру. Для завантаження при питомій витраті рідкого азоту m а1=0,325кг/кг, половини барабана, що звільнилася, при що на 40% менше реально досяжної питомої виD t d2=3сек буде потрібен час 26´ D t d2=78сек. Татрати m а для однокамерного кріоохолоджувача. ким чином за два робочих інтервали Результати розрахунку графічно представлені на Фіг.5, де суцільною лінією з індексом 1 показана 2× D t b=2×60=120сек. відбувається дозагрузка баразміна температури смуг, пунктирної - парів азоту, F бана додаткової камери новою порцією смуг МБД і - сумарна поверхня охолодження смуг МБД у зоні виконується реверсивний режим повернення попопереднього охолодження. Там же показана зміпередньої партії в нижню половину додаткової на температури смуг МБД і парів азоту для варіанкамери. У підсумку час між операціями завантата (криві з індексом 2) з початковою температурою ження додаткової камери t с, (завантажувальний смуг ТПН=204К (t=52хв., Фіг.4) при m а2=0,265кг/кг і цикл установки) складе не менш 24хв., що дозвоТP2=139К та варіанта (криві з індексом 3) аналогічлить робітникові-операторові в проміжках між опеного першому з ТПН=220К, але зі збільшеним чараціями завантаження: контролювати технологічні сом перебування смуги у ванні t b=2× D t b=2хв. (ріпараметри установки, виконувати підготовчі й інші вень ванни дорівнює hcp, Фiг.1). В останньому операції. варіанті робоча температура смуги МБД знижуєтьПростота конструкції, невеликі габарити і мася до ТР3=111К при m а3=0,48кг/кг. теріалоємність дозволяють виконати додаткову Для одержання величини ТР і m а у розрахункокамеру з двох окремих, конструктивно і функціових варіантах використовувався ітераційний пронально ідентичних блоків, кожний з яких зв'язаний цес, причому для визначення двомірного нестацііз завантажувальним пристроєм низькотемператуонарного температурного поля в перерізі смуги і рної камери за допомогою пересувної платформи. питомої витрати тепла (азоту) у зонах ванного Таке рішення при послідовній роботі кожного блоохолодження і стабілізації температури викориску забезпечує збільшення в два рази часу завантовувався чисельний метод розрахунку, що вра хотажувального циклу установки і відповідно час вує анізотропність матеріалу МБД (гума - металоохолодження кожної смуги в додатковій камері. У корд) та нелінійні залежності коефіцієнтів С Р і a результаті знижується: початкова температура смуг Т пн на вході в зону попереднього охолодженвід температури. ня ЯК (Фіг.4) і як наслідок питома витрата рідкого Розміщення на барабані НК смуг МБД з орієназоту. Крім цього двухблочна конструкція додаткотацією по їхній ширині в тангенціальному напрямвої камери дозволяє підвищити експлуатаційну ку, дозволяє домогтися ефективного, а при крайніх надійність роботи установки, а також без істотного і середніх положеннях рівня ванни, цілком рівномізниження техніко-економічних показників, у 1,5-2 рного охолодження смуг рідким азотом. Крім того рази збільшити продуктивність кріоохолоджувача поєднання радіальної і тангенціальної орієнтації шляхом зміни часового інтервалу роботи кроковосмуг у камерах кріоохолоджувача забезпечує макго механізму низькотемпературної камери з симально можливе співвідношення (від 20 до 60) кількості смуг, які одночасно охолоджуються у гаD t b=1хв. на D t b=30сек. при одночасному підвизовому середовищі (з низьким коефіцієнтом тепщенні рівня ванни з hмін до hср, (Фіг.1). ловіддачі) і смуг, що знаходяться в рідкому азоті. Таким чином вищевказані кількісні і якісні хаПереміщення парів азоту по зонах охолодженрактеристики запропонованих те хнічних рішень ня в низькотемпературній камері (НК) відбувається дозволяють створити установку з досягненням тільки лише під дією внутрішніх сил. При цьому в ряду позитивних ефектів, що виражається в зниРІК рівень ванни знаходиться значно нижче єдиноженні питомої витрати рідкого азоту, підвищенні го виходу азоту, що випарувався, в атмосферу, рентабельності кріогенної утилізації зношених ав(через верхню ділянку перехідної камери і далі топокришок, поліпшенні експлуатаційних характечерез наступний за нею вузол руйнування і дробристик установки. лення), а градієнт температури в потоці і його наНа Фіг.1 зображена установка (вид збоку) для прямок руху збігаються. У результаті: виключаєтькріоохолодження смуг бігової доріжки автопокрися переміщення (витік) холодних парів, крім зон шок, які утилізуються, (переріз А-А на Фіг.2); охолодження МБД; надходження в зону випарного на Фіг.2 - те ж, вид зверху (переріз Б-Б на (ванного) охолодження теплого атмосферного Фіг.1); 11 71718 12 на Фіг.3 - те ж, згідно п.2 формули винаходу; ся з зубцюватої рейки 36 і системи зубчастих коліс на Фіг.4 - графік зміни температури смуги при 37 з електроприводом (не показаний). Для подачі її о холодженні в додатковій камері; смуг у завантажувальний пристрій низькотемперана Фіг.5 - графіки зміни температури смуги і турної камери 1, у середній частині жорсткого копарів азоту в зоні попереднього охолодження НК. роба 35 установлені штовхальники 38 і циліндри Установка містить низькотемпературну, теплопневмопривода 39. ізольовану циліндричну камеру 1 з ванною 2 для Установка для кріоохолодження смуг бігової рідкого холодоагенту (азоту) і переміщаючий придоріжки автопокришок, які утилізуються, працює стрій, у вигляді барабана 3 із приводом від крокотаким чином. Смуги бігової доріжки для завантавого механізму (не показаний). На барабані 3 рівження кріоохолоджувача надходять із ділянки пономірно по окружності розміщені прямолінійні переднього розділення автопокришок. На цій діляканали 4, у яких смуги 5 орієнтовані по ширині бінці за допомогою борторізного верстата гової доріжки в тангенціальному напрямку і закріпавтопокришку розділяють на фрагменти які мають люються за допомогою нормально замкнути х фікметалокорд (бігову доріжку - МБД і бортові кільця суючи х елементів 6. На бічній поверхні верхньої БК) а також бічні ділянки - БД без металокорда. половини низькотемпературної камери 1 розташоБортові кільця виводяться із технологічного циклу, ваний її завантажувальний пристрій, що складаа бічні ділянки направляються на переробку в "теється із штовхальника 7, пересувної опорної пласплому" стані з застосуванням серійного устаткутини 8 і циліндрів пневмопривода 9. вання. Кільце бігової доріжки (МБД) після провеРозвантажувальний пристрій низькотемпературної дення операції ослаблення зв'язку металокорда з камери розташований із торцевих сторін її верхгумою розрізається поперек механічними ножицяньої половини. З однієї сторони встановлений ми на дві довгомірні смуги 5. Завантаження перештовхальник 10 і рухливий механізм відкриття міщуючого барабана, 18 додаткової камери 16 фіксуючи х елементів (не показаний), а з іншого проводиться періодично з завантажувальним цикбоку - перехідна камера 11 з розміщеними в ній лом tс £ n´ D t b/2, де n - кількість смуг МБД на бапідйомником 12, а також із нижньої 13 та верхньої рабані, D t b - часовий інтервал роботи крокового 14 системами розвантажувальних роликів. Перехімеханізму низькотемпературної камери 1. Сама дна камера 11 з'єднується з низькотемпературною операція завантаження робиться за один або два камерою двома теплоізольованими каналами, часові інтервали D t b. При механізованому заванрозвантажувальним 15 - для прийому смуг із НК і таженні на столі 26 може бути встановлений спегазовим (не показаний), що з'єднує верхні частини ціальний бункер із двома штовхальниками, з'єднаобох камер. ними з пневмоциліндрами. Переміщення смуг МБД Попередня камера 16 містить випаровувач 17 у камерах кріоохолоджувача на Фіг.1-3 зазначено парокомпресійної холодильної машини і переміконтурними стрілками. Автоматизований цикл рощуючий барабан, 18 із приводом від крокового боти установки забезпечується відомим способом механізму 19. У прямолінійних каналах 20 смуги автоматичного шляхового керування за допомоМБД орієнтовані по ширині бігової доріжки в радігою електросигналів від шля хових датчиків, а таальному напрямку. При цьому фіксуючими елемекож релейною електропневматичною схемою кентами служать безпосередньо бічні стінки каналів, рування. У робочому режимі часові інтервали що утримують смуги за рахунок сил пружності, що робіт крокових механізмів додаткової і низькотемвиникають у результаті розпрямлення смуги при пературної камер рівні, тобто D t b= D t d1. Автомаручному або механізованому завантаженні додаттичний цикл роботи установки здійснюється в накової камери. Стінки каналів 20 утворені закріплеступній послідовності. ною на барабані 18 системою трапецеїдальних У низькотемпературній камері 1 пересувна пластин 21, з'єднаних в аксіальному напрямку труопорна пластина 8 стає у крайнє ліве положення. бками 22, профілем 23 і тонкостінними аркушами Включається кроковий механізм переміщення ба24. Усі вищевказані елементи (22-24) на торцях рабана 3 і на місце розвантаження - завантаження каналів закріплені на дисках 25. Вузол завантанизькотемпературної камери (НК), розташованого ження додаткової камери 16 також розташований безпосередньо над опорною пластиною 8, із зони на її бічній поверхні і складається з завантажувастабілізації і вирівнювання температури надходить льного столу 26, рухливо го затвора 27 і нормально чергова смуга металокордної бігової доріжки 5 з закритої засувки 28. Аналогічна засувка може бути робочою температурою ТP. Після цього опорна встановлена також у розвантажувальному припластина 8 повертається у початкове, крайнє прастрої додаткової камери, що включає в себе штове положення (пластина одночасно створює гідравхальник 29, з'єднаний з циліндром пнемовлічний опір парам азоту, що ви ходить із зони стапривода 30. білізації і вирівнювання температури). Далі Пересувна платформа 31 для додаткової кавідкриваються нормально замкнуті фіксуючі елемери, що складається з двох окремих блоків, вименти 6 прямолінійних каналів 4, за допомогою конана з набору верхніх і нижніх пластин 32, з'єдштовхальника 10 смуга 5 через розвантажувальнаних трубками 33. На торцевих ділянках ний канал 15 пересувається до нижньої системи платформи (за межами розташування смуг 5) пларозвантажувальних роликів 13 і переміщається в стини 32 виконані суцільними. На пластинах 32 перехідну камеру 11 на підйомник 12, що знахоустановлені ролики 34 з горизонтальними і вертидиться в нижнім положенні. Підйомник передає кальними осями обертання. Платформа 31 пересмугу МБД до вер хньої системи розвантажувальміщається у жорсткому теплоізольованому коробі них роликів 14 за допомогою яких вона попадає у 35 за допомогою рейкової передачі, що складаєть 13 71718 14 вузол р уйнування і подрібнювання "охрупченої" камери D t b вважається завершеною і підготовлегуми МБД (не показаний). Відразу ж після звільною до нового циклу. нення місця розвантаження - завантаження в НК, у Робота додаткової камери, що складається із роботу включається система розвантаження радідвох конструктивно і функціонально ідентичних альних прямолінійних каналів 20 переміщуючого блоків, принципово не відрізняється від одноблобарабана 18 додаткової камери 16. За допомогою кової схеми, за винятком проміжної ланки - перештовхальників 29 із пневмоциліндрами 30 чергова сувни х платформ 31. За допомогою останніх відсмуга 5 пересувається з радіального каналу 20 у бувається переміщення смуг МБД 5 від перехідну ділянку між додатковою 16 і низькотемрозвантажувальних пристроїв блоків додаткової пературною 1 камерами. У результаті крайня смукамери до завантажувального пристрою низькотега перехідної ділянки виштовхується на похилі мпературної камери. ребра перехідної пластини 8, що знаходиться у Література крайньому правому положенні. Далі за допомогою 1. Солянко В.Ф., Назаренко А.П. и др. Криоохштовхальників 7 смуга 5 переміщається у напрямі лаждение для дроблення эластомеров. Харків, прямолінійного каналу 4 і закріплюється на ньому 1988, -38с. (Препринт ФТИНТ АН УРСР, 36-88). за допомогою фокусуючи х елементів 6. Після по2. Авторське посвідчення СРСР №1458661, кл. вернення штовхальника 29 у початкове положення F2503D/10, 1987 (Бюл.№6,1989). відбувається включення крокового механізму 19 3. Дубинский М.Г. Воздушные и газовые турбарабана, що переміщає чергову смугу, 18 до місбохолодильные машины. М., "Знание", 1968 -63с. ця розвантаження. На цьому операція розванта4. Патент України №14509, кл. В29В9/04, ження - завантаження системи додаткової і низьF25D3/10, 1994 - Бюл. №2,1997. котемпературної камер для робочого режиму 5. Кирилин В.А. и др . Техническая термодикріоохолоджувача з заданим часовим інтервалом намика. Изд. 2-е. М., "Энергия". 1974. роботи крокового механізму низькотемпературної 6. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М., "Высшая школа", 1967. 15 71718 16 17 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 71718 Підписне 18 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601