DE102010018171A1

DE102010018171A1 - Verfahren zur Aufbereitung von mit Verstärkungseinlagen versehenen Elastomerteilen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102010018171A1
Application number: DE201010018171
Authority: DE
Inventors: Klemens Jansen; Heinz-Jürgen Kuck; Frank Pachurka; Willi Keul
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Power AG
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Stahlseilfördergurten, wobei die Struktur der Stahlseilfördergurte zumindest teilweise durch Einwirkung eines Fluids unter Hochdruck zerstört wird und wobei die Stahlseilfördergurte mit dem Hochdruckfluid nach dem vorgegebenen Bewegungsmuster derart bestrahlt werden, dass unter abrasiver Einwirkung des Fluids ein Teil des Elastomermaterials einseitig abgetragen wird, bis die Verstärkungseinlage des Stahlseilfördergurtes freigelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von mit Verstärkungseinlagen versehenen Elastomerteilen.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Aufbereitung von Teilen von Stahlseilfördergurten.
Elastomerteile mit beispielsweise Stahlgewebeeinlagen oder in diese eingebetteten Stahlseilen sind verhältnismäßig schwer aufzubereiten, da das Gummi/der Elastomer und die Verstärkungseinlagen/Armierungen verhältnismäßig schwer voneinander zu trennen sind. Verstärkungseinlagen sind häufig in das Gummi einvulkanisiert, so dass die Verstärkungseinlagen und das Gummi eine innige Verbindung eingehen. Bekannte Verfahren zum Aufbereiten von Elastomerteilen sind verhältnismäßig aufwändig und ermöglichen im Ergebnis keine sortenreine Trennung.
Aus der WO96/028291 ist beispielsweise ein Verfahren zum Recycling von Gummiprodukten durch Zerstörung der Gummistruktur in Gegenwart von ozonhaltigem Gas bekannt, wobei die Produkte einer gleichzeitigen Wirkung von mechanischen Kräften mit einer relativen Gummideformation unterworfen werden. Durch die Versprödung des Gummis wird ein Gummibruch erzeugt, der von den Nicht-Gummi-Materialien trennbar ist. Ähnliche Verfahren unter Anwendung von flüssigem Stickstoff finden bei der Aufbereitung von Autoreifen Anwendung. Diese Verfahren sind verhältnismäßig teuer.
In Tagebaubetrieben mit Gurtbandförderanlagen, insbesondere in denen des rheinischen Braunkohlereviers, fallen verhältnismäßig viele zu entsorgende Stahlseilfördergurte an. Stahlseilfördergurte bestehen in der Regel aus einer Deckschicht, einer Laufschicht sowie einem Kern mit Stahlseilzugträgern, die in den Kern einvulkanisiert sind. Die in den Gurten enthaltenen Stahlseilzugträger haben einen verhältnismäßig großen Masseanteil an den Stahlseilfördergurten. Auch diese sind innig mit dem Gummi des Fördergurtes verbunden, so dass eine Aufbereitung mit den bekannten Verfahren verhältnismäßig aufwändig und kostenintensiv ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verhältnismäßig einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Aufbereitung solcher Elastomerteile bereitzustellen.
Die Aufgabe wird zunächst gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung von mit Verstärkungseinlagen versehenen Elastomerteilen, insbesondere zur Aufbereitung von Stahlseilfördergurten, wobei die Struktur der Elastomerteile zumindest teilweise durch Einwirkung einer Fluids unter Hochdruck zerstört wird und wobei die Elastomerteile mit dem Hochdruckfluid nach einem vorgegebenen Bewegungsmuster derart bestrahlt werden, dass unter abrasiver Einwirkung des Fluids ein Teil des Elastomermaterials vorzugsweise einseitig abgetragen wird, bis die Verstärkungseinlage freigelegt ist.
Dieses Verfahren ist verhältnismäßig einfach durchzuführen und erfordert überraschenderweise keine Versprödung des Materials durch thermische oder chemische Behandlung. Nach Abtragen einer Elastomerdeckschicht kann die Verstärkungseinlage mechanisch entfernt werden. Insbesondere bei Aufbereitung von Stahlseilfördergurten können die sich in Längsrichtung des Förderbands erstreckenden Zugträger nach Freilegung von der verbleibenden Elastomerschicht abgezogen werden.
Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass als Hochdruckfluid wenigstens ein Hochdruckwasserstrahl Anwendung findet.
Nach Entfernung einer Schicht des Elastomers kann die freigelegte metallene Einlage mechanisch von dem noch anhaftenden Elastomer getrennt werden.
Vorzugsweise wird das Elastomerteil mit einem Druck zwischen 2000 und 3000 bar bestrahlt.
Bei einer besonders zweckmäßigen Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine gepulste und/oder rotierende Strahlung verwendet wird.
Wenn als Elastomerteile Abschnitte eines Stahlseilfördergurtes aufbereitet werden, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, die Laufseite des Stahlseilfördergurtes abzutragen.
In Tagebaubetrieben verwendete Stahlseilfördergurte umfassen üblicherweise eine in Einbaulage den Gurtrollen zugekehrte Laufschicht und eine den Gurtrollen abgekehrte Deckschicht (Tragschicht), wobei die Deckschicht stärker als die Laufschicht ist. Die Stahlseile sind in einem zwischen der Deckschicht und der Laufschicht befindlichen Elastomerkern einvulkanisiert. Besonders effektiv ist es, die Laufseite abzutragen und die freigelegten Stahlseile von der Tragseite mechanisch zu trennen. Grundsätzlich lassen sich allerdings auch beide Seiten zeitgleich abtragen.
Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass als Hochdruckfluid eine Suspension mit abrasiven festen Partikeln Anwendung findet. Solche Partikel können Quarz und/oder Korundpartikel sein. Die Suspension kann grundsätzlich als Wasser-Feststoffsystem vorliegen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Hochdruckpumpe, wenigstens eine Hochdrucklanze mit wenigstens einer Düse für ein Hochdruckfluid sowie Mittel zur Führung der Lanze über ein Elastomerteil in einem vorgegebenen Bewegungsmuster umfasst.
Beispielsweise kann die Vorrichtung ein Portal mit wenigstens einem auf einem Querträger verfahrbaren Lanzenträger zur Aufnahme der Hochdrucklanze umfassen.
Be einer zweckmäßigen Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung können Mittel zur Führung der Elastomerteile durch das Portal vorgesehen sein. Bei Ausbildung der Vorrichtung zur Aufbereitung von Stahlseilfördergurtabschnitten als Elastomerteile ist es besonders zweckmäßig, wenn eine mechanische Vorschubeinrichtung für die Stahlseilfördergurte durch das Portal vorgesehen ist.
Alternativ kann das Portal verfahrbar sein.
Zweckmäßigerweise sind Mittel zur Steuerung der Fahrbewegung des Lanzenträgers und/oder des Portals vorgesehen.
Auf einem oder mehrerer Querträgern des Portals können mehrere Lanzen in Bewegungsrichtung hintereinander oder auch nebeneinander sowohl parallel zueinander als auch hintereinander angeordnet sein.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist an dem abliegenden Ende der Hochdrucklanze ein rotierender Düsenkopf vorgesehen. An dem Düsenkopf können mehrere Austrittsdüsen für das Hochdruckfluid vorgesehen sein. Die Rotation des Düsenkopfs kann über das Hochdruckfluid selbst bewirkt werden. Auf diese Art und Weise können eine oder mehrere wendelförmige Strahlen, beispielsweise Wasserstrahlen erzeugt werden, welche eine besonders hohe Impulsenergie besitzen. Der Düsenkopf kann auch zur intermittierenden, d. h. gepulsten Freigabe eines oder mehrerer Strahlen eines Fluids ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
2 einen Schnitt durch einen Stahlseilfördergurt als Elastomerteil,
3 eine prinzipielle schematische Darstellung des Abtragsvorgangs,
4 einen Schnitt durch einen Stahlseilfördergurt mit abgetragener Laufschicht,
5 eine Ansicht der Düse,
6 eine schematische Darstellung des Abtragsvorgangs über Kopf und
Tabelle 1 eine Zusammenfassung von Versuchsergebnissen unter Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung:
Es wird zunächst Bezug genommen auf die 1, in welcher eine Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist. Die Vorrichtung umfasst ein Portal 1 sowie zwei Stützen 2, zwischen welchen sich ein höhenverstellbarer Querträger 3 erstreckt. Auf dem Querträger 3 ist ein Lanzenträger 4 in Form eines verfahrbaren Schlittens angeordnet, welcher eine Hochdrucklanze 5 aufnimmt. Der Lanzenträger 4 ist elektromotorisch auf einem Triebstock oder alternativ über einen angetriebenen Zahnriemen auf dem Querträger 3 hin- und her verfahrbar. Mit der Verfahrbewegung des Lanzenträgers 4 vollzieht die Hochdrucklanze 5 ein entsprechendes Bewegungsmuster. Die Hochdrucklanze 5 ist an ihrem von dem Querträger 3 abliegenden Ende mit einem rotierenden Düsenkopf 6 versehen und mittels eines Hochdruckschlauchs 7 an eine nicht dargestellte Hochdruckpumpe angeschlossen. Mit 8 ist ein Stahlseilfördergurt bezeichnet, der als aufzubereitendes Elastomerteil durch das Portal 1 geführt wird. Der Stahlseilfördergurt 8 wird mittels einer nicht dargestellten mechanischen Vorschubeinrichtung zwischen Seitenführungsteilen 9 des Portals in Richtung des in 1 dargestellten Pfeils bewegt.
Der Stahlseilfördergurt 8 umfasst eine Laufschicht 8a, eine Tragschicht 8b sowie Stahlseilzugträger 8c, die zwischen der Laufschicht 8a und der Tragschicht 8b in den Kern des Stahlseilfördergurts 8 einvulkanisiert sind.
Bei der anhand von 1 beschriebenen Variante des Verfahrens wird der Stahlseilfördergurt 8 in Richtung des in 1 dargestellten Pfeils durch das Portal 1 bewegt, während der Lanzenträger 4 eine quer hierzu gerichtete Hin- und Herbewegung vollzieht, so dass der Düsenkopf 6 zeilenweise die Laufschicht 8a des Stahlseilfördergurtes 8 bestreicht und das Elastomer der Laufschicht 8a sowie des Kerns unter Einwirkung des Hochdruckfluids abträgt, bis die Stahlseilzugträger 8c freigelegt sind, wie dies beispielsweise auch aus der 4 ersichtlich ist. Der Düsenkopf wird mit einem Abstand zwischen 10–40 mm, vorzugsweise mit einem Abstand von 15–25 mm zur Oberfläche des Stahlseilfördergurtes 8 geführt.
Der Düsenkopf 6 der Hochdrucklanze 5 ist mit mehreren Düsen 10 versehen und ist als rotierender Düsenkopf 6 ausgebildet, so dass der durch das Portal 1 geführte Stahlseilfördergurt 8 einer gepulsten Wasserstrahlung ausgesetzt ist.
Bei der in 1 dargestellten Anordnung befindet sich der zu behandelnde Stahlseilfördergurt 8 in der Einbaulage unten, wohingegen sich der Querträger 3 oberhalb des Stahlseilfördergurtes 8 befindet.
In 6 ist eine Anordnung des Stahlseilfördergurtes 8 über Kopf andeutungsweise dargestellt. Der Stahlseilfördergurt 8 wird gegen ein Andruckelement oder ein Widerlager über Kopf geführt, unterhalb dessen wird die Hochdrucklanze 5 mit dem Düsenkopf 6 geführt. Unterhalb der Hochdrucklanze 5 ist ein Ablaufrost 11 angeordnet. Dass mit Hochdruckwasserstrahlen auf den Stahlseilfördergurt 8 gelöste Elastomermaterial sowie das ablaufende Wasser bzw. das ablaufende Fluid wird von einer unterhalb des Ablaufrostes 11 angeordneten Auffangeinrichtung gefangen.
Das Bewegungsmuster der Hochdrucklanze 5 kann durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung gesteuert bzw. vorgegeben werden. Ebenso kann die Vorschubgeschwindigkeit des Stahlseilfördergurtes 8 durch das Portal 1 über eine Steuereinrichtung gesteuert bzw. geregelt werden.
Das bei der Aufbereitung der Stahlfördergurte 8 anfallende Gummigranulat wird aufgefangen, getrocknet, entsprechend der Körnung sortiert und kann wieder in den Herstellungsprozess für Verbrauchsgüter aus recyceltem Gummi/Elastomer (Pflastersteine, Unterbau von Stadionanlagen, Sitzbänken etc.) zurückgeführt werden. Die Stahlseile können über den Schrotthandel der Stahlherstellung zugeführt werden.
Tabelle 1 zeigt eine Zusammenstellung der Versuchsergebnisse mit einem Versuchsaufbau etwa entsprechend der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei der bestrahlte Fördergurt ortsfest angeordnet war und die Hochdrucklanze relativ zu dem Stahlseilfördergurt bewegt wurde. Behandelt wurden Stahlseilfördergurte des Typs B2700 St 4500 16/8, d. h. Stahlseilfördergurte mit der Breite 2700 mm und einer Mindestbruchkraft von 4500 N/mm² (Zugfestigkeit) sowie einer Deckschicht (Tragschicht) von 16 mm Stärke und einer Laufschicht von 8 mm Stärke. Die Kernschicht mit den Zugträgern ist bei einem Stahlseilfördergut dieser Güter etwa 10 mm dick.
Bezugszeichenliste

1: Portal
2: Stützen
3: Querträger
4: Lanzenträger
5: Hochdrucklanze
6: Düsenkopf
7: Hochdruckschlauch
8: Stahlseilfördergurt
8a: Laufschicht
8b: Deckschicht
8c: Stahlseilzugträger
9: Seitenführungsteile
10: Düsen
11: Ablaufrost

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 96/028291 [0004]

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von mit Verstärkungseinlagen versehenen Elastomerteilen, insbesondere zur Aufbereitung von Teilen von Stahlseilfördergurten, wobei die Struktur der Elastomerteile zumindest teilweise durch Einwirkung eines Fluids unter Hochdruck zerstört wird und wobei die Elastomerteile mit dem Hochdruckfluid nach einem vorgegebenen Bewegungsmuster derart bestrahlt werden, dass unter abrasiver Einwirkung des Fluids ein Teil des Elastomermaterials, vorzugsweise einseitig, abgetragen wird, bis die Verstärkungseinlage freigelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Hochdruckfluid wenigstens ein Hochdruckwasserstrahl Anwendung findet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die freigelegte metallene Einlage mechanisch von dem noch anhaftenden Elastomer getrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerteil mit einem Druck zwischen 2000 und 3000 bar bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gepulste und/oder rotierende Strahlung verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem als Elastomerteil Abschnitte eines Stahlseilfördergurtes aufbereitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufseite der Stahlseilfördergurte abgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Hochdruckfluid eine Suspension mit abrasiven festen Partikeln Anwendung findet.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend wenigstens eine Hochdruckpumpe, wenigstens eine Hochdrucklanze (5) mit wenigstens einer Düse (10) für ein Hochdruckfluid sowie Mittel zur Führung der Hochdrucklanze (5) über ein Elastomerteil mit Abstand zu diesem in einem vorgegebenen Bewegungsmuster.
Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Portal (1) mit wenigstens einem auf einem Querträger (3) verfahrbaren Lanzenträger (4) zur Aufnahme der Hochdrucklanze (5).
Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zur Führung der Elastomerteile durch das Portal (1).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine mechanische Vorschubeinrichtung für die Elastomerteile.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (1) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Steuerung der Verfahrbewegung des Lanzenträgers (4) und/oder des Portals (1) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch einen rotierenden Düsenkopf (6) an dem abliegenden Ende der Hochdrucklanze (5).