CN103963189B - 一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，设置机架（22），机架（22）的上部设有顶盖（1）可开启的粉碎室（15），粉碎室（15）内设有轮胎夹持机构，并在粉碎室（15）上、下、左、右方向设有向所夹持轮胎喷射高压水的移动式射流喷头；所述夹持机构包括主轴（28）、夹持架（34）、径向胀紧臂、电磁吸盘（44）、小锥齿轮（40）及大锥齿轮（41）。本发明装置无需对废旧轮胎进行初步拆解，调节好合适的射流压力，在不破坏钢丝网的同时，能将轮胎表面的橡胶彻底粉碎。

Description

一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置
技术领域
本发明涉及轮胎回收装置，具体地说是一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置。
背景技术
目前我国汽车数量剧增，同时随之产生的废旧轮胎所造成的“黑色污染”现象也越来越严重，因此解决废旧轮胎的处理方法也越来越受人们关注。
由德国西门子股份有限公司发明的普通子午线轮胎，由于钢丝与橡胶结合非常紧密，回收时分离难度大，尤其是在常温下分离难度可想而知有多大。
在我国及其他国家、地区，废旧轮胎回收处理常用的方法一般有：热解法、炸药爆炸法、常温机械粉碎法、低温破碎法等等。其中热解法工艺复杂，能耗高，污染高，尾气多。炸药爆炸法需消耗大量炸药，平均每只轮胎需要消耗大约1Kg炸药，爆炸产生的有毒有害气体也较多且难处理，而爆炸舱及装药工艺也十分繁琐且噪声也是一个大问题。常温粉碎法设备简单效率高，处理量大，成本较低，但是所得胶粉粒径较粗大，不利于胶粉的再加工利用。低温粉碎法有胶粉粒径细小，受热氧化程度低，几乎无污染的特点，虽然能生产出优质的胶粉，但是制冷能耗大，经济效益低。
为此，我们发明了一种新型高压水射流粉碎废旧轮胎的处理方法。
发明内容
本发明为了避免现有技术存在的不足，提供一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置。
本发明解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其结构特点在于，设置机架，所述机架的上部设有顶盖可开启的粉碎室，所述粉碎室内设有轮胎夹持机构，并在粉碎室上、下、左、右方向设有向所夹持轮胎喷射高压水的移动式射流喷头；
所述夹持机构包括主轴、夹持架、径向胀紧臂、电磁吸盘、小锥齿轮及大锥齿轮，所述主轴垂直穿入粉碎室，其底端与驱动机构连接，顶端刚性连接夹持架；所述夹持架底部敞口，且在敞口处侧壁沿周向均匀设有多个通孔；在靠近所述的每个通孔处设有水平导向杆；所述径向胀紧臂由丝杆、伸缩杆组成，所述丝杆与伸缩杆螺旋传动配合，所述伸缩杆设有与水平导向杆配合以径向定位的导向孔；所述丝杆穿过夹持架的通孔，其端部连接小锥齿轮；所述大锥齿轮与轴套型面联接且可轴向移动，所述大锥齿轮通过轴套空套在主轴上，并与机架刚性连接，所述轴套的底部设有止挡用橡胶圈；所述电磁吸盘亦固定套设在轴套上，用于吸合大锥齿轮，使大锥齿轮与小锥齿轮相啮合。
本发明结构特点还在于：
所述水射流喷头由一对上喷头、一对下喷头和一对侧喷头组成，每一侧喷头通过一侧喷头架与固定连接在对应侧机架上的竖向侧导轨滑动配合，所述侧喷头架的端部连接在圆柱凸轮的曲线凹槽中，所述圆柱凸轮刚性连接在侧轴一或侧轴二上，并通过主轴带动侧轴一或侧轴二转动。
所述的每一下喷头固定连接一下喷头架，所述机架上设有与下喷头架滑动配合的滑动槽，所述滑动槽内同时设有推杆，所述推杆与刚性连接在对应侧侧轴上的盘形凸轮组成凸轮机构，盘形凸轮驱动推杆实现下喷头架在滑动槽中左右滑动。
所述的每一上喷头与一上喷头架固定连接，所述上喷头架与对应设在粉碎室顶盖上的方形导轨型面联接，且上喷头架可在方形导轨上左右滑动，两个上喷头架通过连杆一连接实现联动，设在侧轴一顶端的曲柄通过连杆二传动连杆一，使上喷头架可以在方形导轨上左右运动，从而带动上喷头左右运动。
所述粉碎室的顶盖与侧轴一转动铰接，所述顶盖的内壁设有凸起的弧形滑杆，对应于滑杆的所述机架上设有带弧形凹槽的弧形导轨，所述弧形滑杆可在弧形导轨上旋转滑动，从而打开顶盖。
所述径向胀紧臂为四个，沿主轴径向均匀分布。
所述粉碎室底部设有下料斗。
所述驱动机构由电机、调速器、蜗轮蜗杆减速器构成。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1.本发明装置无需对废旧轮胎进行初步拆解，调节好合适的射流压力，在不破坏钢丝网的同时，能将轮胎表面的橡胶彻底粉碎。
2.本发明装置为一套完整的联动系统，仅采用一个动力系统，可实现轮胎的转动和各喷头的移动。
3.本发明装置的回收方法清洁环保，所得胶粉较精细，且水可进一步循环利用。
4.本发明装置顶盖可旋转打开，方便轮胎的安装和拆卸。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图；
图2为本发明立体结构示意图一；
图3为本发明立体结构示意图二；
图4为本发明顶盖仰视图；
图5为本发明顶盖俯视图；
图6为本发明夹持轮胎机构剖视图；
图7为本发明轮胎夹持机构俯视图；
图8为图1的A-A剖视图；
图9为图1的B-B剖视图；
图中标号：1顶盖、2方形导轨、3上喷头、4上喷头架、5弧形滑杆、6把手、7连杆一、8连杆二、9曲柄、10侧轴一、11侧导轨、12侧喷头架、13侧喷头、14圆柱凸轮、15粉碎室、16下喷头、17盘形凸轮、18推杆、19下喷头架、20滑动槽、21下料斗、22机架、23带、24从动带轮、25电机、26调速器、27蜗轮蜗杆减速器、28主轴、29圆螺母、30主动带轮、31出口、32侧轴二、33轮胎、34夹持架、35弧形凹槽、36弧形导轨、37伸缩杆、38水平导向杆、39丝杆、40小锥齿轮、41大锥齿轮、42橡胶圈、43轴套、44电磁吸盘、45键、46密封件。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本发明技术方案做进一步解释说明。
如图所示，轮胎回收装置，包括机架22，机架22的上部设有顶盖1可开启的粉碎室15，粉碎室15内设有轮胎夹持机构，并在粉碎室15上、下、左、右方向设有向所夹持轮胎喷射高压水的移动式射流喷头；
上述夹持机构包括主轴28、夹持架34、径向胀紧臂、电磁吸盘44、小锥齿轮40及大锥齿轮41，主轴28垂直穿入粉碎室15，其底端与驱动机构连接，顶端刚性连接夹持架34；夹持架34底部敞口，且在敞口处侧壁沿周向均匀设有多个通孔；在靠近所述的每个通孔处设有水平导向杆38；径向胀紧臂由丝杆39、伸缩杆37组成，丝杆39与伸缩杆37螺旋传动配合，伸缩杆37设有与水平导向杆38配合以径向定位的导向孔；丝杆39穿过夹持架34的通孔，其端部连接小锥齿轮40；大锥齿轮41与轴套43型面联接且可轴向移动，大锥齿轮41通过轴套43空套在主轴28上，并与机架22刚性连接，轴套43的底部设有止挡用橡胶圈42；电磁吸盘44亦固定套设在轴套43上，用于吸合大锥齿轮41，使大锥齿轮41与小锥齿轮40相啮合。
上述水射流喷头由一对上喷头3、一对下喷头16和一对侧喷头13组成，每一侧喷头13通过一侧喷头架12与固定连接在对应侧机架上的竖向侧导轨11滑动配合，侧喷头架12的端部连接在圆柱凸轮14的曲线凹槽中，圆柱凸轮14刚性连接在侧轴一10或侧轴二32上，并通过主轴28带动侧轴一10或侧轴二32转动。每一下喷头16固定连接一下喷头架19，机架22上设有与下喷头架19滑动配合的滑动槽20，滑动槽20内同时设有推杆18，推杆18与刚性连接在对应侧侧轴上的盘形凸轮17组成凸轮机构，盘形凸轮17驱动推杆18实现下喷头架19在滑动槽20中左右滑动。
上述的每一上喷头3与一上喷头架4固定连接，上喷头架4与对应设在粉碎室15顶盖1上的方形导轨2型面联接，且上喷头架4可在方形导轨2上左右滑动，两个上喷头架4通过连杆一7连接实现联动，设在侧轴一10顶端的曲柄9通过连杆二8传动连杆一7使上喷头架4可以在方形导轨2上左右运动，从而带动上喷头3左右运动。
上述粉碎室15的顶盖1与侧轴一10转动铰接，顶盖1的内壁设有凸起的弧形滑杆5，对应于滑杆的机架上设有带弧形凹槽35的弧形导轨36，弧形滑杆5可在弧形导轨36上旋转滑动，从而打开顶盖1。
上述径向胀紧臂为四个，沿主轴28径向均匀分布。
上述粉碎室15底部设有下料斗21。
上述驱动机构由电机25、调速器26、蜗轮蜗杆减速器27构成。
上述水射流喷头对应的粉碎室处对应设有喷口，喷口通过密封件46密封。
工作原理如下：
电机25通过调速器26和蜗轮蜗杆减速器27实现减速和换向，以驱动主轴28转动，夹持架34与主轴28通过键45连接实现主动带轮30与夹持架34转动；主动带轮30通过带23传动使设在侧轴上的两个从动带轮24旋转，即可驱动侧轴一10和侧轴二32转动，侧轴一10从下到上依次分布着从动带轮24、盘形凸轮17、圆柱凸轮14和曲柄9，从动带轮24、盘形凸轮17、圆柱凸轮14、曲柄9与侧轴10通过键连接实现这四种构件的转动；侧轴二32从下到上依次分布着从动带轮24、盘形凸轮17、圆柱凸轮14，从动带轮24、盘形凸轮17、圆柱凸轮14与侧轴二32同样通过键连接实现这三种构件的转动；推杆18与下喷头架19之间都为刚性连接，滑动槽20与机架22之间也为刚性连接，盘形凸轮17与推杆18组成凸轮机构；盘形凸轮17驱动推杆18实现下喷头架19在滑动槽20中左右滑动，则下喷头16即可左右运动，实现对轮胎33下胎侧位置橡胶的粉碎。圆柱凸轮14与侧喷头架12组成凸轮机构，侧喷头架12可在侧导轨11上滑动，侧导轨11刚连接在机架22上，圆柱凸轮14驱动侧喷头架12上下运动，则侧喷头13即可上下运动，实现对轮胎33胎冠位置橡胶的粉碎；方形导轨2、上喷头3、上喷头架4、连杆一7、连杆二8和曲柄9共同构成曲柄滑块机构，方形导轨2固定在顶盖1上，上喷头架4与方形导轨2之间为型面联接，且喷头架4可在方形导轨2上左右滑动，两个上喷头架4通过连杆一7连接实现联动，曲柄9通过连杆二8传动，使上喷头架4可以在方形导轨2左右运动，从而带动上喷头3左右运动，实现对轮胎33上胎侧位置橡胶的粉碎。
粉碎室15的内部的轮胎夹持机构，由四个伸缩杆37、四个水平导向杆38、四个丝杆39、四个小锥齿轮40、大锥齿轮41、轴套43、电磁吸盘44和夹持架34组成；四个伸缩杆37、四个水平导向杆38、四个丝杆39和四个小锥齿轮40在水平面上都成90度均布，伸缩杆37与丝杆39之间构成螺旋传动，且具有自锁特性，水平导向杆38刚性连接在夹持架34上，水平导向杆38为伸缩杆37起导向作用，以便伸缩杆37的径向移动，丝杆39与小锥齿轮40之间为刚性连接，且丝杆39与夹持架34之间组成转动副，大锥齿轮41与轴套43间为型面联接，轴套43空套在主轴28上，且轴套43与机架22为刚性连接，夹持架34与主轴28为刚性连接；
轮胎夹持的工作过程为：电磁吸盘44通电，将大锥齿轮41吸合，大锥齿轮41与小锥齿轮40相啮合。电机25通电，通过调速器26和蜗轮蜗杆减速器27带动主轴28转动，前面所述的可旋转夹持架34带动四个小锥齿轮40同主轴28一起作公转，由于大锥齿轮41是固定不动的，且各小锥齿轮40和大锥齿轮41啮合传动，可实现小锥齿轮40相对夹持架34作自转，从而使丝杆39相对夹持架34自转；电机25正转时，由丝杆39驱动伸缩杆37沿着水平导向杆38径向外移至已定位置并夹紧轮胎33的内侧面；夹持住后，电磁吸盘44断电，大锥齿轮41在自身的重力作用下滑落至橡胶圈42上，从而使大锥齿轮41和小锥齿轮40脱离啮合，轮胎33在伸缩杆37和丝杆39组成的螺旋副的自锁性能作用下使夹持可靠，夹持过程结束。实现被夹持住的轮胎33随主轴28同步转动，最终实现高压水射流对轮胎33各个部位橡胶的粉碎。
启动高压水射流系统，通过分流系统将200MPa左右的高压纯水射流输送至各个喷头，以便粉碎轮胎33的各部位的橡胶。200MPa左右高压纯水射流粉碎轮胎33上的橡胶，但不会破坏其内部结构的钢丝，粉碎过程完成后，可将轮胎33上的橡胶粉碎成200目左右精细橡胶粉，轮胎33上剩余的是钢丝网。粉碎后的橡胶粉末和水的混合物通过下料斗21的出口31流出，可进一步过滤回收，水可循环再利用。随后，电机25停转，且电磁吸盘44通电，将大锥齿轮41吸合，大锥齿轮41与小锥齿轮40相啮合，再启动电机25使其反转，同夹紧过程相反，使得各伸缩杆37沿着水平导向杆38径向内移至已定位置，以松开粉碎轮胎33后的钢丝网，方便将其取出；电机25停转，弧形滑杆5刚性连接在顶盖1上，推动顶盖1上的把手6，顶盖1绕着侧轴一10转动，弧形滑杆5可在弧形导轨36上旋转滑动，从而打开顶盖1；弧形导轨36同时可用于支撑打开后的顶盖1；顶盖1打开后，可将轮胎33上剩余的钢丝网取出，整个工作过程结束。

Claims (8)

1.一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，设置机架(22)，所述机架(22)的上部设有顶盖(1)可开启的粉碎室(15)，所述粉碎室(15)内设有轮胎夹持机构，并在粉碎室(15)上、下、左、右方向设有向所夹持轮胎喷射高压水的移动式射流喷头；
所述夹持机构包括主轴(28)、夹持架(34)、径向胀紧臂、电磁吸盘(44)、小锥齿轮(40)及大锥齿轮(41)，所述主轴(28)垂直穿入粉碎室(15)，其底端与驱动机构连接，顶端刚性连接夹持架(34)；所述夹持架(34)底部敞口，且在敞口处侧壁沿周向均匀设有多个通孔；在靠近所述的每个通孔处设有水平导向杆(38)；所述径向胀紧臂由丝杆(39)、伸缩杆(37)组成，所述丝杆(39)与伸缩杆(37)螺旋传动配合，所述伸缩杆(37)设有与水平导向杆(38)配合以径向定位的导向孔；所述丝杆(39)穿过夹持架(34)的通孔，其端部连接小锥齿轮(40)；所述大锥齿轮(41)与轴套(43)型面联接且可轴向移动，所述大锥齿轮(41)通过轴套(43)空套在主轴(28)上，并与机架(22)刚性连接，所述轴套(43)的底部设有止挡用橡胶圈(42)；所述电磁吸盘(44)亦固定套设在轴套(43)上，用于吸合大锥齿轮(41)，使大锥齿轮(41)与小锥齿轮(40)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述射流喷头由一对上喷头(3)、一对下喷头(16)和一对侧喷头(13)组成，每一侧喷头(13)通过一侧喷头架(12)与固定连接在对应侧机架上的竖向侧导轨(11)滑动配合，所述侧喷头架(12)的端部连接在圆柱凸轮(14)的曲线凹槽中，所述圆柱凸轮(14)刚性连接在侧轴一(10)或侧轴二(32)上，并通过主轴(28)带动侧轴一(10)或侧轴二(32)转动。
3.根据权利要求2所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述的每一下喷头(16)固定连接一下喷头架(19)，所述机架(22)上设有与下喷头架(19)滑动配合的滑动槽(20)，所述滑动槽(20)内同时设有推杆(18)，所述推杆(18)与刚性连接在对应侧侧轴上的盘形凸轮(17)组成凸轮机构，盘形凸轮(17)驱动推杆(18)实现下喷头架(19)在滑动槽(20)中左右滑动。
4.根据权利要求2所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述的每一上喷头(3)与一上喷头架(4)固定连接，所述上喷头架(4)与对应设在粉碎室(15)顶盖(1)上的方形导轨(2)型面联接，且上喷头架(4)可在方形导轨(2)上左右滑动，两个上喷头架(4)通过连杆一(7)连接实现联动，设在侧轴一(10)顶端的曲柄(9)通过连杆二(8)传动连杆一(7)，使上喷头架(4)可以在方形导轨(2)上左右运动，从而带动上喷头(3)左右运动。
5.根据权利要求1所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述粉碎室(15)的顶盖(1)与侧轴一(10)转动铰接，所述顶盖(1)的内壁设有凸起的弧形滑杆(5)，对应于滑杆的所述机架上设有带弧形凹槽(35)的弧形导轨(36)，所述弧形滑杆(5)可在弧形导轨(36)上旋转滑动，从而打开顶盖(1)。
6.根据权利要求1所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述径向胀紧臂为四个，沿主轴(28)径向均匀分布。
7.根据权利要求1所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述粉碎室(15)底部设有下料斗(21)。
8.根据权利要求1所述的一种基于高压水射流粉碎废旧轮胎的轮胎回收装置，其特征在于，所述驱动机构由电机(25)、调速器(26)、蜗轮蜗杆减速器(27)构成。
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