CZ12817U1 - Zařízení pro úpravu pryžových hmot - Google Patents

Description

Zařízení pro úpravu pryžových hmot Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce specifického zařízení pro úpravu pryžových hmot, které umožňuje ekologické zpracování materiálů obsahujících pryž, zejména odpadů, jako použité pneumatiky apod., ve využitelnou hmotu, použitelnou následně v různých odvětvích průmyslu. Dosavadní stav techniky

V současné době je značným problémem likvidace odpadů z materiálu na bázi pryže, jako jsou vyřazené pneumatiky, použitá těsnění nebo podložky, pryžové hadice ajiné výrobky z pryže. Je všeobecně známo, že odpady z pryže jsou neekologické, což je dáno jejich nerozložitelností v běžných přírodních podmínkách. Recyklace těchto odpadů se zpravidla neprovádí, tyto odpady se odvážejí na skládku, nebo k likvidaci ve spalovně. V lepším případě se používají jako palivo, k výrobě pyrolyzního plynu využitelného k hoření, současně však vznikají nevyužitelné zbytky, které se likvidují jako nepoužitelný odpad.

Pryžové hmoty se někdy druhotně zpracovávají mechanicky, jako mletím nebo drcením apod.

Vzniklé částice se pak spalují, nebo se opracovávají chemicky, což obojí zpravidla přináší malý ekonomický efekt a vysoké provozní náklady. Zařízení pro spalování pryže nebo k jejímu chemickému zpracování mají obvykle vysokou pořizovací cenu a o jejich využití je malý zájem, neboť nepřináší rychlou návratnost investic.

V různých odvětvích průmyslu jsou známa zařízení tepelná, jako spalovací kotle nebo pece s komorou opatřenou jedním nebo více hořáky a kouřovodem pro odvod spalin, avšak tato zařízení nijak neumožňují tepelnou recyklaci hmot na bázi pryže, protože při vložení pryžové hmoty by došlo k zapálení a hoření pryže. V běžných zahřívacích zařízeních, jako jsou trouby, digestoře nebo běžné elektrické ohřívače, je pryž také nezpracovatelná, neboť při zahřátí by unikaly pyrolyzní zplodiny, které jsou zápalné, vyznačují se značným zápachem a přítomností neekologic25 kých látek, a tudíž nesmí docházet k jej ich úniku do okolního prostředí nebo venkovního vzduchu.

V dokumentu CZ U 12571 je popsáno zařízení na zpracování pryžového a plastového odpadu. Sestává z ohřívací komory opatřené víkem, zdrojů tepelné energie uložených na stěnách ohřívací komory a dně, z kouřovodu pro odvod par a mobilního kontejneru pro vložení odpadu a umístění v ohřívací komoře. Mobilní kontejner je míněn jakožto pohyblivé těleso, které má vnější plášť a středovou trubici, vnější plášť i středovou trubici opatřené soustavou odvodních otvorů pro odvod pyrolyzních zplodin z tělesa kontejneru do ohřívací komory. Zařízení umožňuje zpracování pryžového nebo plastového odpadu, avšak pyrolyzní zplodiny vznikající působením tepla na zpracovávané hmoty, se mísí v ohřívací komoře s odváděným kouřem z hořáků použitých jako zdroj tepelné energie. Podle koncentrace pyrolyzních zplodin, která může být nepravidlená v průběhu procesu, může dojít k hoření pyrolyzních zplodin a tím jejich pročištění. Závislost hoření zplodin na jejich koncentraci přináší riziko úniku nežádoucích zplodin do kouřovodu a možnost náhlého vznícení a hoření pyrolyzních zplodin v ohřívací komoře, případně s expanzí. To zejména při zpracování materiálů na bázi pryže, může dočasně působit i další problémy, jako náhlé zvýšení teploty v ohřívací komoře, což komplikuje regulaci množství tepla působícího na zpracovávané hmoty a neumožňuje cílené využití pyrolyzních zplodin ani jejich sekundární zpracování.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje ve značné míře navržené technické řešení. Jeho podstata spočívá v tom, že je vyřešeno zařízení pro úpravu pryžových hmot s uzavíratelnou ohřívací komorou opatřenou alespoň jedním tepelným zdrojem, alespoň jedním víkem a alespoň jedním kouřovodem pro odvod kouřových spalin, kde tento kouřovod má první ústí v prostoru ohřívací komory a druhé ústí vně prostoru ohřívací komory, přičemž ohřívací komora je opatřena alespoň jedním otočným bubnem s dutinou umožňující vložení náplně z pryžové hmoty, a tento otočný

-1 CZ 12817 Ul buben je opatřen alespoň jedním odvodním kanálem pro odvod zplodin z vnitřního prostoru otočného bubnu vně ohřívací komory. Je tím vyřešena především specifická problematika zpracování pryžových hmot, neboť řešení umožňuje během zpracování jímat a odděleně odvádět běžné kouřové zplodiny z ohřívání prostoru ohřívací komory a koncentrované pyrolyzní, dále v této formě využitelné, zplodiny z tavené pryžové hmoty. Současně je vyřešena problematika ovladatelnosti a kontroly ohřevu a tlaku v ohřívací komoře, eliminací možnosti vzplanutí pyrolyzních zplodin v prostoru ohřívací komory.

Odvodní kanál s výhodou vybíhá ze střední části otočného bubnu a jeho osa je v tomto místě shodná s osou otáčení otočného bubnu, přičemž otočný buben je otvíratelně uzavřen, takže jeho vnitřní prostor je v uzavřeném stavu oddělen od prostoru ohřívací komory. Tím se také upozorňuje na skutečnost, že otočný buben nemá mít žádné otvory, jimiž by mimo odvodní kanál mohly unikat zplodiny z tavící se pryžové hmoty.

Otočný buben je v ohřívací komoře s výhodou, umožňující kromě výhod konstrukčních a manipulačních též kontinuální promíchávání usnadňující únik plynů, uložen horizontálně, a to tak, že jeho osa otáčení je horizontální, je s výhodou uložen na hřídeli a odvodní kanál je s výhodou vytvořen j ako prodloužení hřídele.

Odvodní kanál je výhodně vytvořen tak, že se nachází i ve vnitřním prostoru otočného bubnu, takže hřídel prodloužená v odvodní kanál prochází tímto otočným bubnem, a v tomto případě je v oblasti vnitřního prostoru otočného bubnu odvodní kanál opatřen alespoň jedním odplyňovacím otvorem.

V optimálním případě je hřídel opatřena pohonem, otočný buben má tvar válce a tepelné zdroje ohřívací komory jsou ve formě soustavy hořáků, situované pod rovinou osy otočného bubnu, nejlépe přímo pod osou otočného bubnu.

Odvodní kanál je s výhodou vyústěn do spalovací komory, která je opatřena alespoň jedním hořákem a alespoň jedním kouřovodem pro odvod spalin, vyústěným vně této spalovací komory.

Výhodně je odvodní kanál vyústěn do dolní oblasti spalovací komory, přičemž spalovací komora má vnitřní prostor rozdělen v alespoň dvě části, a to prostřednictvím alespoň jedné dělicí přepážky, kde však obě, nebo případně všechny další, části mají své prostory navzájem spojeny průchodně pro plyny a každá z těchto částí, resp. sekcí, je opatřena alespoň jedním hořákem.

Tyto sekce mohou být vytvořeny za sebou, nebo pod sebou, případně jako kombinace obou možností. Průchodným spojením se v tomto případě rozumí obsah jednoho nebo více otvorů v dělicí přepážce, nebo štěrbina vhodného tvaru mezi okrajem dělicí přepážky a stěnou spalovací komoiy.

Spalovací komora je s výhodou rozdělena na sekce ve vertikálním směru, kdy je rozdělena v alespoň jednu horní část a dolní část. V tomto případě je odvodní kanál vyústěn s výhodou do nejnižší, dolní části.

Ohřívací komora, nebo spalovací komora, v optimálním případě obě, mají dvojitý plášť, v němž je vytvořen uzavíratelný meziprostor pro naplnění a ohřev tekutého média, přičemž tento plášť je opatřen alespoň jedním napouštěcím prostředkem a alespoň jedním vypouštěcím prostředkem, nejlépe ve formě ventilů.

Kouřovod ze spalovací komory a kouřovod z ohřívací komory mohou být vyústěny do společného vývodu.

Navržené řešení umožňuje úpravu pryžových hmot za účelem sekundárního zpracování, zejména se týká odpadů z hmot obsahujících pryž, jako použité pneumatiky, hadice, těsnění a jiné.

Zařízení je vhodné zejména ke zpracování pryžových odpadů podrobených mechanické úpravě na menší částice, jako mletím apod. Zařízení je ekologické, a přitom ekonomicky efektivní. Kromě úpravy pryžových hmot, umožňující jejich sekundární zpracování, současně umožňuje ekonomické využití pyrolyzních zplodin, unikajících z tavících se pryžových hmot, jako zdroje energie pro ohřev tekutého média. Při nízkých pořizovacích nákladech tak zařízení umožní rychlou ekonomickou návratnost investic. Zařízení je kupříkladu vhodné pro obce, kde může

-2CZ 12817 Ul pomoci k ekologické likvidaci odpadů a současně může být obcí využito k výrobě tepelné energie, například k ohřevu užitkové vody nebo páry. Současně též může zařízení podstatně napomoci zlepšit rozpočet obcí a podpořit zaměstnanost, například při zřízení výroby pryžových výrobků z upravené pryžové hmoty v obci, nebo při přímém využití upravené hmoty obcí, například ke stavebním účelům. Zařízení umožňuje vysoce účinné čištění kouřových zplodin z jeho provozu, takže nevyžaduje žádné ekonomicky náročné přídavné systémy a nedochází ke znečišťování okolního prostředí. Zařízení podle technického řešení je využitelné pro malé i velké provozy. Upravená pryžová hmota, jakožto produkt zařízení, je následně použitelná v různých odvětvích průmyslu a ve stavebnictví.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je objasněno pomocí výkresů, kde znázorňují obr. 1 schématicky příkladné zařízení, při pohledu na vertikální řez vedený uprostřed zařízení, obr. 2 pohled shora na řez, vedený týmž zařízením v linii A-A naznačené na předchozím obrázku, obr. 3 ohřívací komoru při čelním pohledu na řez vedený v linii B-B naznačené na předchozím obrázku, obr. 4 dělicí přepážku spalovací komory v prostorovém znázornění při pohledu šikmo shora, obr. 5 spalovací komoru při čelním pohledu na řez vedený v linii C-C naznačené na obrázku 2, obr. 6 samotné těleso otočného bubnu v prostorovém znázornění, při pohledu šikmo z přední strany, obr. 7 detail úseku odvodního kanálu nacházejícího se uvnitř otočného bubnu, opatřeného odplyňovacími otvory, při pohledu šikmo z přední strany.

Příklad provedení technického řešení

Příkladem provedení navrženého technického řešení v optimálním uspořádání je zařízení pro úpravy pryžových hmot podle obr. 1 až 7.

Zařízení má ohřívací komoru i, uzavíratelnou pomocí snímatelného víka 2 a opatřenou kouřovodem 3 . Kouřovod 3 umožňuje odvod kouřových spalin z jejího vnitřního prostoru, a proto má první ústí 3] v prostoru ohřívací komory i, zatímco druhé ústí 32 má vně prostoru ohřívací komory I. V ohřívací komoře se nachází dutý otočný buben 4, jenž je otočný pomocí upevnění na otočné hřídeli 5. Otočný buben 4 má výhodný tvar válce, uloženého horizontálně, s osou otáčení shodně s hřídelí 5. Jeho vnitřní dutina je vzduchotěsně uzavíratelné uzavřena, je otvíratelná pomocí odklopného víčka 6. Dutina otočného bubnu 4 je tudíž oddělena od vnějšího prostředí, to j e prostoru ohřívací komory i.

Hřídel 5 je prodloužena dovnitř otočného bubnu 4 a dále za něj, čímž je vytvořen současně odvodní kanál 7 pro odvod pyrolyzních zplodin. Z hlediska technického řešení není podstatné, zda začátek hřídele 5 je rovněž dutý, dutina odvodního kanálu 7 pro odvod pyrolyzních zplodin je vytvořena přinejmenším v alespoň části prostoru uvnitř otočného bubnu 4 a za ním, v tomto optimálním případě se nachází v celém úseku uvnitř otočného bubnu 4. V oblasti vnitřního prostoru otočného bubnu 4 je odvodní kanál 7 opatřen soustavou odplyňovacích otvorů 8, umožňujících vstup a odvod pyrolyzních plynů z otočného bubnu 4 odvodním kanálem 7, odděleně vůči kouřovým plynům z prostoru ohřívací komory i. Odvodní kanál 7 pak pokračuje ven z ohřívací komory 1, kde je vyústěn do spalovací komory 9. Hřídel 5 je opatřena pohonem 10, umožňujícím otáčení otočného bubnu 4, případně doplněným neznázorněnou řídicí jednotkou a ovládacím systémem. V ohřívací komoře i se nachází soustava několika hořáků 11, které tvoří optimální tepelné zdroje, a které jsou situovány v řadě pod osou otočného bubnu 4.

Spalovací komora 9 je opatřena rovněž kouřovodem 3 pro odvod spalin a uzavřena víkem 2. V této spalovací komoře 9 je vnitřní prostor rozdělen pomocí dělicí přepážky 12 ve dvě sekce, a to v horní část 9] a dolní část 9, které však jsou navzájem spojeny pomocí mezery, štěrbiny nebo jiného spojovacího prostředku, v tomto případě pomocí spojovacího otvoru 13 v dělicí přepážce 12. V horní části 9[ i v dolní části 92 spalovací komory 9 se nachází alespoň jeden hořák 11, přičemž odvodní kanál 7 je vyústěn do prostoru dolní části 92-3CZ 12817 Ul

Ohřívací komora i i spalovací komora 9 mají dvojitý plášť, sestávající z vnější stěny 14' a vnitřní stěny 14, mezi nimiž je vytvořen meziprostor 15, umožňující naplnění tekutým médiem jako voda, nebo pára a jeho ohřev. Meziprostor 15 v plášti je uzavřen, pláště obou komor I, 9 jsou opatřeny napouštěcím přípravkem 16 a vypouštěcím přípravkem 17 ve formě ventilů, a také vyrovnávacím přípravkem 18 pro vyrovnání tlaku v plášti ve formě přetlakového ventilu. Kouřovod 3 z ohřívací komory i a kouřovod 3 ze spalovací komory 9 jsou vyústěny do společného vývodu 19.

Zařízení funguje následovně. Otočný buben 4 se naplní částicemi pryžové hmoty a uzavře se. Zařízení se uvede do chodu, všechny hořáky 11 jsou zapáleny a otočný buben 4 se pomocí ío hřídele 5 otáčí, při stabilní horizontální poloze jeho osy. Pryžová hmota se působením tepla z hořáků 11 taví, přičemž je pohybem otočného bubnu 4 promíchávána. Kouřové zplodiny vznikající hořením v hořácích H jsou odváděny kouřovodem 3, zatímco pyrolyzní zplodiny, unikající z tavící se pryžové hmoty, pronikají přes odplyňovací otvory 8 do odvodního kanálu 7 a proudí dále, do dolní části 9J spalovací komory 9. Ve spalovací komoře dochází ke spálení pyrolyzních zplodin a destrukci nežádoucích látek působením zde se nacházejících hořáků IL Čištění je dvoustupňové, kdy spaliny odcházející z dolní části 9J spalovací komory 9 jsou ještě dočištěny v její horní části 9^ a již bez nežádoucích zbytkových látek jsou kouřové zplodiny ze spalovací komory 9 odváděny, a to kouřovodem 3. Oba kouřovody 3 jsou nakonec výhodně vyústěny do společného vývodu 19, který může být opatřen například společným měřidlem obsahu spalin nebo odběrovou sondou spalin; filtrem apod. Vzhledem ktomu, ze ke spalování pyrolyzních zplodin dochází až ve spalovací komoře 9, může být proces v ohřívací komoře i průběžně snadno kontrolován a ovládán. Teplo vyvíjené v ohřívací komoře i, nebo ve spalovací komoře 9, nebo v obou současně, může být při provozu zařízení využíváno k ohřevu tekutého média v meziprostorech 15, například kvýrqbě teplé užitkové vody, nebo k výrobě páry pro ústřední topení. V případě například provozování zařízení obcí tak může být účelně recyklován odpad, současně vytápěna škola, nemocnice nebo jiná budova, nebo vyráběna teplá užitková voda a současně může být provozována výroba výrobků z recyklovaných odpadů nebo hmota použita pro jiné, kupříkladu stavební, účely.

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   30 I. Zařízení pro úpravu pryžových hmot s uzavíratelnou ohřívací komorou (1) opatřenou alespoň jedním tepelným zdrojem, alespoň jedním víkem (2) a alespoň jedním kouřovodem (3) pro odvod kouřových spalin, kde tento kouřovod (3) má první ústí (3') v prostoru ohřívací komory (1) a druhé ústí (3) vně prostoru ohřívací komory (1), přičemž ohřívací komora (1) je opatřena alespoň jedním otočným bubnem (4) s vnitřní dutinou pro náplň z pryžové hmoty,

   35 vyznačující se tím, že otočný buben (4) je opatřen alespoň jedním odvodním kanálem (7) pro odvod zplodin z vnitřního prostoru otočného bubnu (4), vyvedeným vně ohřívací komory (1).
2. 2. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároku 1, vyznačující se tím, že odvodní kanál (7) vystupuje ze střední části otočného bubnu (4) a jeho osa je shodná s osou

   40 otáčení otočného bubnu (4), přičemž je otočný buben (4) otvíratelně uzavřen, takže jeho vnitřní prostor je v uzavřeném stavu oddělen od prostoru ohřívací komory (1).
3. 3. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároků la2, vyznačující se tím, že otočný buben (
4. 4) je v ohřívací komoře (1) uložen horizontálně, jeho osa otáčení je horizontální a je uložen na hřídeli (5), která je prodloužena v odvodní kanál (7).

   45 4. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároku 3, vyznačující se tím, že odvodní kanál (7) prochází vnitřním prostorem otočného bubnu (4) a v oblasti tohoto vnitřního prostoru je opatřen alespoň jedním odplyňovacím otvorem (8).

   -4CZ 12817 Ul
5. 5. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároků 3a 4, vyznačujícíse tím, že hřídel (5) je opatřena pohonem, otočný buben (4) má tvar válce a tepelné zdroje ohřívací komory (1) jsou ve formě soustavy hořáků (11), situovaných pod osou otočného bubnu (4).
6. 6. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároků laž5, vyznačující se-tím, že odvodní kanál (7) je vyústěn do uzavíratelné spalovací komory (9), která je opatřena alespoň jedním hořákem (11) a alespoň jedním kouřovodem (3) pro odvod spalin, vyústěným vně této spalovací komory (9).
7. 7. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároku 6, vyznačující se tím, že odvodní kanál (7) je vyústěn do dolní oblasti spalovací komory (9), přičemž spalovací komora (9) má vnitřní prostor rozdělen na alespoň dvě části (9', 9), a to prostřednictvím alespoň jedné dělicí přepážky (12), kde však všechny části (9', 9) mají své prostory navzájem propojeny a každá z nich je opatřena alespoň jedním hořákem (11).
8. 8. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároku 7, vyznačující se tím, že spalovací komora (9) je rozdělena v alespoň jednu horní část (9') a dolní část (9) a odvodní kanál (7) je vyústěn do její dolní části (9).
9. 9. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že ohřívací komora (1) a spalovací komora (9) mají dvojitý plášť, v němž je vytvořen uzavíratelný meziprostor (15) pro naplnění a ohřev tekutého média, přičemž tento plášť je opatřen alespoň jedním napouštěcím prostředkem (16) pro napouštění tekutého média a alespoň jedním vypouštěcím prostředkem (17) pro vypouštění média.
10. 10. Zařízení pro úpravu pryžových hmot podle nároků 6 až 9, vyznačující se t i m, že kouřovod (3) spalovací komory (9) a kouřovod (3) ohřívací komory (1) jsou vyústěny do společného vývodu (19).