CN1644343A - 一种对废弃轮胎进行爆破回收的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对废弃轮胎进行爆破回收的方法，将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中，然后采用炸药，将炸药设置在轮胎中，对轮胎进行爆破，爆破后，对轮胎破碎后的物质进行分类回收。本发明还公开了一种爆炸仓，由筒体和顶盖构成，所述的顶盖设置在所述的筒体上，所述的筒体为钢筋混凝土结构，在所述的圆筒状的钢筋混凝土结构中内衬有钢板，所述的顶盖也为钢筋混凝土结构，在所述的顶盖上还设置有至少一个卸荷孔。本发明的技术与其它废弃轮胎粉碎技术相比，是一种高效率、低污染的应用技术。
Description
技术领域
本发明涉及破碎技术，尤其涉及废弃轮胎的破碎技术，特别是一种对废旧轮胎进行爆破回收的方法及其装置。
背景技术
现有技术中，随着汽车工业的迅速发展，汽车保有量急剧增加，由此导致废弃轮胎量也在不断增加。据有关资料报道，仅在我国，目前每年新产生的废旧轮胎就大约有6000万只左右，而废旧轮胎一般经过两次翻新使用后基本被废弃，这样就使得大量废弃轮胎存积下来。显然，若不对废弃轮胎实现有效回收利用，那么不仅将造成橡胶资源的极大浪费，而且还将对环境保护造成极大压力，在自然环境下，废弃轮胎对环境的污染可长达几十年。因此，废弃轮胎回收技术研究目前已受到世界各国政府的普遍重视，如何低能耗、高效率的开发废弃轮胎橡胶回收新技术是一个亟待解决的问题。
目前，国内外粉碎废弃轮胎所采用的方法主要有：冷冻法、常温粉碎法、高压法和溶剂浸淬法等。国外主要采取液氮冷冻粉碎法，该方法引进我国后，由于在液氮储存和运输、轮胎置入和碎块取出等方面都比较困难，因而造成废弃轮胎的粉碎成本较高，企业在利用该技术进行轮胎粉碎时很难维持正常生产。
另外，国内一些研究机构通过采用空气涡轮膨胀制冷技术来粉碎轮胎尽管也获得了成功，且该技术与液氮冷冻粉碎技术相比有不少优点，但其生产成本仍然较高，市场难以接受。因此，我国在废弃轮胎回收利用方面基本上还是采用常温粉碎法、高压法，以人力切割或机械切割，简单的将橡胶和帘布层割下，剩余钢丝部分则通过燃烧方法回收，这种回收方法不仅生产率较低，而且还会对环境造成“黑色污染”。
发明内容
本发明所要解决的现有技术中的技术问题是：由于现有技术中，关于废弃轮胎粉碎采用的方法主要有：冷冻法、常温粉碎法、高压法和溶剂浸淬法等，这些方法的生产成本仍然较高，生产率较低，而且还会对环境造成“黑色污染”。
本发明为解决现有技术中的上述技术问题所采用的技术方案是提供一种对废弃轮胎进行爆破回收的方法，所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法中包括以下的步骤，首先将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中，然后将炸药设置在轮胎中，其次引爆所述的炸药，在引爆以后，对轮胎破碎后的物质进行分类回收。
具体的，所述的炸药采用硝胺炸药、乳化炸药或TNT炸药中的任意一种，优选的，所述的炸药采用硝胺炸药。
进一步的，在所述的将炸药设置在轮胎中的步骤中，将炸药设置成环状结构，并将炸药放置于轮胎中央。
进一步的，在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成环状结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
进一步的，在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，其中至少有一个轮胎的直径和宽度大于其余的一个轮胎，将较小的轮胎设置在所述的直径和宽度较大的轮胎内，然后将炸药设置成环状结构，将炸药放置于所述的直径和宽度较大的轮胎和较小的轮胎中间，进行爆破。
进一步的，在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成球形结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
进一步的，在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成柱形结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
进一步的，在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎前后叠放，然后将炸药设置成柱形结构，将炸药放置于轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
进一步的，在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎前后叠放，然后将炸药设置成球形结构，将炸药放置于轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
进一步的，在所述的将炸药设置在轮胎中的步骤中，炸药设置在药包内，所述的药包的数量在2～5个之间，一次爆破的轮胎的数量在4～10个之间，所述的炸药的总重量在4～10kg之间，优选的，所述的药包中心到轮胎边缘的任意一点的距离相等。
在本发明中，爆炸仓的构筑在是一个非常关键的基础环节，如果爆炸容器承压小，使得在爆炸容器中进行废弃轮胎爆破试验时，每次装药量较少，达不到轮胎爆破试验的实际要求。
本发明的另一个目的还在于提供一种实现所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法的装置，所述的这种装置由筒体和顶盖构成，所述的顶盖设置在所述的筒体上，所述的筒体由钢筋混凝土结构构成，在所述的钢筋混凝土结构中内衬有钢板，所述的顶盖也由钢筋混凝土结构构成，在所述的顶盖上还设置有至少一个卸荷孔。
进一步的，在所述的筒体的内壁上设置有至少一个孔，所述的孔中设置有传感器，具体的，所述的孔以螺旋形结构排列。
再进一步的，在所述的筒体中对称的设置有至少一对拉杆，所述的拉杆的一端设置在筒体中，另一端穿出所述的筒体，所述的穿出筒体的拉杆的一端设置有一个封闭或半封闭的环状结构，在所述的顶盖上设置由一个压杆，所述的压杆穿过所述的拉杆的环状结构。
再进一步的，在所述的顶盖的上部设置有一工字型构件，在所述的工字型构件上浇铸有混凝土。
从轮胎的爆破价格比，即爆破一只轮胎所需的炸药量来考虑，炸药品种优选的是硝胺炸药，使用硝胺炸药的爆破成本最低。TNT炸药和乳化炸药的爆炸猛度大于硝胺炸药，其对轮胎的爆破破碎效果也好于硝胺炸药，但在同等破碎效果条件下其成本高于硝胺炸药。
装药结构以球形药包最为合理。尽管从破碎效果考虑，单个轮胎爆破的合理装药结构为环形装药，但从轮胎爆破的生产效率考虑，单个轮胎爆破无实际意义。而对于多个轮胎爆破，球形装药结构不仅对轮胎的爆破破碎效果好，而且结构简单、也便于在轮胎中放置。
在废弃轮胎中橡胶一般约占70％，钢丝含量约占16％。以180/R70系列轮胎为例，一只废弃轮胎重约7～8Kg，经粉碎、加工后，可得胶粉约5～6Kg、钢丝约1～1.5Kg。橡胶粉平均价格约2000元/吨左右，钢丝约900元/吨左右。若对废弃轮胎采用爆破回收技术，每组爆破5～6只轮胎，每组使用5～6公斤硝胺炸药(硝胺炸药市场价约5元/kg)，那么建立一个年处理废弃轮胎10万只的工厂，生产成本大约为80万元(包括炸药、人工等费用)，一年产值约110万元。如果生产中采用多组轮胎同时爆破、并自行配制炸药，那么，不仅年处理废弃轮胎量还可以进一步提高，而且生产成本还可以大大降低。
本发明与其它废弃轮胎粉碎技术相比，爆破破碎回收技术是一种高效率、低污染的应用技术。
附图说明
图1为本发明中的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的装置的结构示意图。
图2为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的一个实施例的示意图。
图3为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
图4为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
图5为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
图6为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
图7为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
图8为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
图9为本发明的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详述。
实施例1
如图1所示，本发明中的实现对废弃轮胎进行爆破回收的方法的装置，由筒体1和顶盖构成，以下将所述的装置称为爆炸仓，优选的，筒体1构筑在地表下岩石中，所述的顶盖设置在所述的筒体1上，所述的筒体1为钢筋混凝土结构，在所述的圆筒状的钢筋混凝土结构中内衬有钢板，所述的顶盖也为钢筋混凝土结构，为尽量减小顶盖在爆炸冲击荷载作用下导致的变形，顶盖设计为混凝土钢包结构，并开设4个直径40mm的卸荷孔。在所述的顶盖上还设置有至少一个卸荷孔。
进一步的，为便于开展对爆炸参数的科学测量，在筒体1的侧壁预留传感器设置孔2，从距筒底500mm处开始，向上沿螺线形每间隔250mm开设6个传感器孔2。
为了在爆炸时，顶盖与下部结构能可靠结合在一起，在所述的筒体周边钢筋混凝土中均匀埋设8根直径为50mm的拉杆3，在拉杆3外侧各设置一个小平台，所述的拉杆3的一端设置在筒体中，另一端穿出所述的筒体，所述的穿出的拉杆3的一端为封闭或半封闭的环状结构，在所述的顶盖上设置由一压杆，所述的压杆穿过所述的拉杆3。
再进一步的，在所述的顶盖的上部设置有一工字型构件，在所述的工字型构件上浇铸有混凝土。
实施例2爆炸仓内废弃轮胎爆破试验
2.1试验方法
如图1和图2所示，本发明一种对废弃轮胎进行爆破回收的方法，包括以下的步骤，首先将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中，然后将炸药设置在轮胎中，其次引爆所述的炸药，在引爆以后，对轮胎破碎后的物质进行分类回收。
试验中，通过改变装药量、装药品种、装药方式、轮胎数量等来检验各爆破参数对轮胎的破碎效果影响。在此基础上，对废弃轮胎爆破工艺进行优化。
试验用轮胎型号见表1；试验用炸药主要有硝胺炸药和乳化炸药；装药方式有圆环形装药、圆柱形装药、球形装药；轮胎布置方式有单只轮胎吊起、多只轮胎重叠放置、大小轮胎互套、多只轮胎平靠放置且吊起等。
表2为轮胎爆破基本参数；表3为轮胎爆破破碎后的回收情况；图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9分别为不同轮胎数量及装药布置方式的示意图。其中图2为表2和表3中序号1、2、5所代表的轮胎放置及装药方式，图3为表2和表3中序号3所代表的轮胎放置及装药方式，图4为表2和表3中序号4所代表的轮胎放置及装药方式，图5为表2和表3中序号6所代表的轮胎放置及装药方式，图6为表2和表3中序号7代表的轮胎放置及装药方式，图7为表2和表3中序号8所代表的轮胎放置及装药方式，图8为表2和表3中序号9所代表的轮胎放置及装药方式，图9为表2和表3中序号10所代表的轮胎放置及装药方式。
表1 试验用轮胎基本结构
| 型 号 | 重量(Kg) | 外型尺寸(mm) | |||
| 外径 | 内径 | 断面宽度 | 胎冠厚度 | ||
| 185/70R13S | 7.0 | 575 | 325 | 186 | 10 |
| 185/70SR14 | 7.0 | 575 | 325 | 186 | 10 |
| 185/70R13 86T | 7.0 | 585 | 325 | 186 | 10 |
| 185/70SR13 84S | 6.75 | 575 | 325 | 186 | 10 |
| 195/60R14 | 8.5 | 560 | 360 | 195 | 10 |
| 9：00--20 | 30.5 | 910 | 320 | 190 | 20 |
表2 轮胎爆破解体基本参数
| 序号 | 轮胎型号、数量 | 轮胎重量(Kg) | 装药量(Kg) | 装药品种 | 装药方式 |
| 1 | 185/70R14 | 7.0 | 2.6 | 乳化炸药 | 圆环形装药，直径440mm，环置于轮胎中央。 |
| 2 | 185/70R14 | 7.0 | 2.2 | 圆环形装药，直径440mm，环置于轮胎中央。 | |
| 3 | 3只185/70R14大轮胎20层 | 20.3 | 2.5 | 轮胎叠放，圆环形装药，直径440mm，环置于中间轮胎中央。 | |
| 4 | 尼龙；小轮胎型号185/70R14 | 2.0 | 大、小轮胎互套，药环直径1120mm，放置在大小轮胎中间。 | ||
| 5 | 9：00--20 | 30.5 | 4.0 | 圆环形装药，直径740mm，环置于轮胎中央。。 | |
| 6 | 6只185/70R13 | 42 | 6.0 | 两个直径250mm的圆环，每只圆环3Kg炸药。 | |
| 7 | 6只185/70R13 | 42 | 硝胺炸药 | 两个直径约75mm球形药包，每个药包3Kg炸药。 | |
| 8 | 6只195/60R14 | 51 | 柱状装药，截面直径约130mm；长约570mm。 | ||
| 9 | 6只195/60R14 | 51 | 柱状装药，截面直径约130mm；长570mm。 | ||
| 10 | 6只185/70R13 | 42 | 3个球形药包，每个2Kg。 |
表3 轮胎爆破破碎后的回收情况
| 序号 | 回收重量(Kg) | 最大碎块尺寸(mm×mm) | ＞50mm(Kg) | 30-50mm(Kg) | 10-30mm(Kg) | ＜10mm(Kg) | |
| 1 | 6.2 | 50×30 | 0.2 | 1.5 | 1.8 | 2.7 | |
| 2 | 因爆炸仓中掉入了泥土，因此碎块回收不准确，但根据碎块回收情况，破碎效果与序号1相似。 | ||||||
| 3 | 18 | 40×30 | 4.2 | 1.8 | 5.2 | 6.8 | |
| 4 | 因大轮胎未完全破坏，回收情况不能说明爆破真实情况 | ||||||
| 5 | 由于炸药距轮胎内壁较远，爆破效果不理想 | ||||||
| 6 | 炸药失效，爆轰不完全 | ||||||
| 7 | 15.6 | 150×60 | 4.2 | 3.0 | 2.6 | 5.8 | |
| 8 | 16.6 | 220×70 | 4.5 | 4.0 | 4.6 | 3.5 | |
| 9 | 13.6 | 220×70 | 4.0 | 3.2 | 2.6 | 3.8 | |
| 10 | 18.6 | 110×40 | 4.0 | 5.2 | 4.6 | 4.8 | |
在图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9中，20表示爆炸仓，21表示炸药，22表示轮胎，23表示传感器，在本发明的优选实施中，在爆炸仓20的底部还可以设置机械传感器25，a表示爆炸仓20底部到第一个传感器23的距离，b表示设置在爆炸仓20底部的机械传感器25到炸药21中心的距离。
2.1试验结果分析
由表2试验结果可知：
(1)相同装药结构、装药品种、装药量、不同轮胎数量试验情况分析
序号3试验采用2.5Kg乳化炸药，在完全封闭状况下爆破3只轮胎，轮胎破碎效果良好，由此说明：封闭空间的炸药爆炸能的利用率高于非封闭空间，从而有利于轮胎的爆破破碎。
(2)相同轮胎数量、装药结构、装药品种、不同装药量试验情况分析
序号1、2试验均采用乳化炸药、轮胎数均为1只，且都采用单一圆环装药结构(药环直径440mm)，差别在于药量大小不同。从轮胎爆破结果来看，破碎效果相似(见表3)。由此说明：当炸药爆炸能达到轮胎破碎所需的阈值后，炸药量的增加对轮胎的破碎效果不太明显。
(3)相同轮胎数量、装药量、炸药品种、不同装药结构爆破情况分析
序号7、8、9、10试验均为6Kg硝胺炸药，序号7、10采用球形装药结构，序号8、9采用圆柱形装药结构。从试验结果看，轮胎的破碎效果都较好(见表3)，且序号10效果最为理想(轮胎破碎完全且碎块小)。由此可以认为：集团装药有利于轮胎的爆破破碎。
(4)相同装药量和炸药品种、但每个药包药量不同的试验情况分析
序号7、10试验均采用球形装药，只是序号7为2个药包，序号10为3个药包。但根据试验结果，序号10的轮胎破碎效果比序号7更为理想(见表3)。结合序号8、9两次试验可以认为，集团装药并非药团越大越好，而是存在一个最佳的轮胎爆破装药量。经分析，为充分利用炸药的爆炸能，其药包数应保证轮胎边缘至药包中心距离尽可能相等。
另外，球形装药与柱状装药对轮胎爆破的效果都较好，但从装药工艺考虑，球形装药比柱状装药更简便，这有利于生产效率的提高。因此，在实际生产中采用球形装药较为有利。
Claims (16)
1.一种对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：首先将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中，然后将炸药设置在轮胎中，其次引爆所述的炸药，在引爆以后，对轮胎破碎后的物质进行分类回收。
2.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：所述的炸药是硝胺炸药或者乳化炸药或者TNT炸药。
3.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将炸药设置在轮胎中的步骤中，将炸药设置成环状结构，并将炸药放置于轮胎中央。
4.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成环状结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
5.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，其中至少有一个轮胎的直径和宽度大于其余的一个轮胎，将较小的轮胎设置在所述的直径和宽度较大的轮胎内，然后将炸药设置成环状结构，将炸药放置于所述的直径和宽度较大的轮胎和较小的轮胎中间，进行爆破。
6.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成球形结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
7.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成柱形结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
8.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎上下叠放，然后将炸药设置成柱形结构，将炸药放置于任意一个轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
9.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎前后叠放，然后将炸药设置成柱形结构，将炸药放置于轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
10.根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将至少一个废旧轮胎放置在一密闭的爆炸仓中的步骤中，所述的轮胎的数量至少有两个，将所述的两个轮胎前后叠放，然后将炸药设置成球形结构，将炸药放置于轮胎的中央，再对轮胎进行爆破。
11.根据权利要求4或5或6或7或8或9或10所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法，其特征在于：在所述的将炸药设置在轮胎中的步骤中，炸药设置在药包内，所述的药包的数量在2～5个之间，一次爆破的轮胎的数量在4～10个之间，所述的炸药的总重量在4～10kg之间。
12.一种实现根据权利要求1所述的对废弃轮胎进行爆破回收的方法的装置，其特征在于：所述的这种装置由筒体和顶盖构成，所述的顶盖设置在所述的筒体上，所述的筒体由钢筋混凝土结构构成，在所述的钢筋混凝土结构中内衬有钢板，所述的顶盖也由钢筋混凝土结构构成，在所述的顶盖上还设置有至少一个卸荷孔。
13.根据权利要求12所述的对废弃轮胎进行爆破回收的装置，其特征在于：在所述的筒体的内壁上设置有至少一个孔，所述的孔中设置有传感器。
14.根据权利要求13所述的对废弃轮胎进行爆破回收的装置，其特征在于：所述的孔以螺旋形结构排列。
15.根据权利要求11或12或13或14所述的对废弃轮胎进行爆破回收的装置，其特征在于：在所述的筒体中对称的设置有至少一对拉杆，所述的拉杆的一端设置在筒体中，另一端穿出所述的筒体，所述的穿出筒体的拉杆的一端设置有一个封闭或半封闭的环状结构，在所述的顶盖上设置由一个压杆，所述的压杆穿过所述的拉杆的环状结构。
16.根据权利要求11或12或13或14所述的对废弃轮胎进行爆破回收的装置，其特征在于：在所述的顶盖的上部设置有一工字型构件，在所述的工字型构件上浇铸有混凝土。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |