PL204601B1 - Urządzenie do termicznego oczyszczania złomu metalowego, zwłaszcza złomu aluminium - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do termicznego oczyszczania złomu metalowego, zwłaszcza złomu aluminium, stosowane szczególnie w celu usuwania ze złomu lakierów, pokryć z farb oraz tworzyw sztucznych i wilgoci, w trybie pracy ciągłej jak i okresowej.

Większość znanych urządzeń do termicznego oczyszczania złomu pracuje na zasadzie wymiany ciepła w obrotowym korpusie rurowym, z bezpośrednim kontaktowaniem się złomu i gazu o wysokiej temperaturze, przepływających przez wnętrze w kierunkach przeciwnych. Urządzenia posiadają korpus rurowy z wyłożeniem ceramicznym, łożyskowany na ramie nośnej według zasadniczo poziomej osi obrotu, oraz wyposażony na wewnętrznej powierzchni w łopatki spełniające funkcje transportowe i przerzucają ce. Na obu koń cach korpus rurowy obję ty jest przez osł ony zał adowczą i rozładowczą złomu. Przepływ złomu przez korpus rurowy regulowany jest zmianą pochylenia ramy nośnej względem podstawy, co realizuje zespół podnoszenia w zakresie kąta dodatniego od poziomu, czyli z pochyleniem w stronę osłony rozładowczej. Przestrzeń wewnętrzna korpusu rurowego włączona jest w instalację gazu grzewczego przez współosiowy z korpusem rurowym dyfuzor, połączony z osłoną rozładowczą, oraz przez kanał odciągu spalin w osłonie załadowczej. Rozwiązania o takiej konstrukcji przedstawione są między innymi w opisach patentowych US 3789126 oraz GB 1540261. W opisie patentowym GB 2257239 przedstawione jest urządzenie pracujące z ciągłym zasypem materiału, posiadające obrotowy korpus rurowy o stałym kącie pochylenia. W osi korpusu rurowego, od strony osłony załadowczej wprowadzony jest kanał gorących gazów spalinowych gazu ziemnego, otwarty na końcu usytuowanym w pobliżu osłony rozładowczej. Gorące gazy przepływają zwrotnie pierścieniową przestrzenią w przeciwprądzie z ruchem materiału, do kanału odprowadzania gazów w osłonie załadowczej. Rozwiązanie według polskiego opisu patentowego PL166183 wykorzystuje jako źródło ciepła gazy palne powstałe z pirolizy substancji organicznych zawartych w złomie lub dodatkowo wprowadzonych, przykładowo od padów gumowych i substancji żywicznych.

W dotychczasowo znanych urządzeniach przepływ wzdłużny złomu przez korpus rurowy zależy tylko od kąta pochylenia i szybkości obrotowej, co nie stwarza warunków równomiernego doprowadzania energii cieplnej do całej objętości złomu. Im większe różnice temperatury w materiale, tym trudniejsza jest kontrola jakości procesu i składu produktów reakcji. Omawiane rozwiązania techniczne sterują procesem poprzez ilość dostarczonej energii cieplnej o określonej temperaturze wejściowej i wynikowej temperaturze poprocesowej. Przy sterowaniu wentylatorowym, ilość energii w procesie jest różna a przy zastosowaniu palników stała - co nie pozwala na świadome sterowanie i właściwą interpretacje procesu, wpływa ujemnie na sprawność i jakość procesu.

Istota rozwiązania według niniejszego wynalazku polega na tym, że w przestrzeni wewnętrznej obrotowego korpusu rurowego ma strefę środkową wydzieloną dwoma, poprzecznie zabudowanymi mieszadłami strefowymi. Każde z mieszadeł strefowych posiada co najmniej dwa elementy mieszające, usytuowane promieniowo w symetrycznym rozstawieniu kątowym oraz zamocowane między ścianą korpusu rurowego i współosiową z nim tuleją środkową. Ponad to każde z mieszadeł strefowych ma tuleję ustalającą koncentrycznie obejmującą tuleję środkową, w której wykonane są otwory rozstawione symetrycznie w podziałce kątowej między elementami mieszającymi. Współosiowo z tymi otworami w ścianie korpusu rurowego wykonane są gniazda prętowe przesłonięte zaślepkami.

Osprzęt urządzenia stanowią pręty oporowe, które po usunięciu zaślepek wsuwane są w gniazda prętowe, a dolnym końcem przewleczone są przez otwory w tulejach ustalających aż do oparcia się o tuleje środkowe. Górne końce prętów oporowych utwierdzone są w kierunku promieniowym zamkami w gniazdach prętowych.

W strefie ś rodkowej zabudowane są ł opatki przerzucają ce, usytuowane w pł aszczyź nie przechodzącej przez oś korpusu rurowego. Wydzielenie strefy środkowej o zmiennym - zależnym od ilości osadzonych prętów oporowych - stopniu dławienia przepływu wzdłużnego umożliwia osiągnięcie kaskadowego napełnienia wszystkich stref, zgodnie z regułą im większa objętość strefowa i masa tym wyższa temperatura. Mieszadła strefowe powodują rozbicie strumienia gazów grzewczych i optymalizują szybkość przejmowania ciepła.

W strefie zał adowczej mię dzy osł oną zał adowczą i przednim mieszadł em strefowym urzą dzenie ma łopatki transportowe, które dla założonego kierunku obrotów korpusu rurowego pochylone są w kierunku oddziaływania przesuwającego złom w stronę strefy środkowej.

W strefie wyjściowej między tylnym mieszadłem strefowym i osłoną rozładowczą urządzenie ma co najmniej jedno mieszadło spulchniające, natomiast na końcu rurowego korpusu ma wstęgowy śliPL 204 601 B1 mak zwrotny. Korzystnym jest również, gdy rurowy korpus na końcu przy osłonie rozładowczej ma przewężenie stożkowe.

Urządzenie posiada zespół podnoszenia złożony z siłownika liniowego zamocowanego do podstawy oraz połączonego przez symetryczny, dwudźwigniowy mechanizm rozwierający z ramą nośną. W strefie środkowej w ścianie korpusu rurowego wykonany jest właz załadowczo-rozładowczy.

Rozwiązanie pozwala na utrzymanie stałych warunków temperaturowych złomu poprzez stabilny i zbilansowany przepływ strumienia wsadu i duże wypełnienie objętości korpusu rurowego.

Urządzenie pracować może w trybie ciągłym jak i w trybie okresowym. Dla pracy w trybie okresowym wykorzystuje się wykonany w ścianie korpusu rurowego, w strefie środkowej, właz załadowczo-rozładowczy.

Wynalazek przybliżony jest opisem przykładowego wykonania urządzenia do ciągłego lub okresowego usuwania lakierów i pokryć ze złomu aluminiowego. Figura 1 rysunku przedstawia urządzenie w osiowym przekroju wzdłużnym, fig. 2 i 3 przekroje poprzeczne według linii A-A i B-B przedstawiające przednie i tylne mieszadło strefowe przy pracy ciągłej urządzenia, natomiast fig. 4 przekrój poprzeczny według linii A-A pokazujący mieszadła strefowe przygotowane dla pracy okresowej.

Urządzenie posiada korpus rurowy 1 z wewnętrznym wyłożeniem ceramicznym, posadowiony obrotowo na rolkach podporowych 2, zamocowanych do ramy nośnej 3. W ruch obrotowy według zasadniczo poziomej osi wprowadzany jest przez zespół napędu 10 z przekładnią palczastą. Rama nośna 3 na jednym końcu połączona jest z konstrukcją podstawy 4 przez oś wychylania 5, a na drugim przez zespół podnoszenia złożony z hydraulicznego siłownika liniowego 6 i dwudźwigniowego mechanizmu rozwierającego 7. Układ kinematyczny zespołu podnoszenia umożliwia regulację pochylenia osi korpusu rurowego 1 w obu kierunkach, dodatnim i ujemnym względem położenia poziomego.

Korpus rurowy 1 na obu końcach objęty jest przez osłonę załadowczą 8 i rozładowczą 9 złomu. W osł onę zał adowczą 8 wbudowana jest rynna zał adowcza 11 i kanał odcią gu spalin 15, natomiast osłona rozładowcza 9 ma rynnę rozładowczą 12 oraz wbudowany jest w nią kanał doprowadzenia spalin 13 o wysokiej temperaturze. Zakończenie kanału doprowadzenia spalin 13 stanowi dyfuzor 14, współosiowy z korpusem rurowym 1. W przestrzeni wewnętrznej korpusu rurowego 1 wydzielona jest strefa środkowa II, między poprzecznie zabudowanymi mieszadłami strefowymi: przednim 17 i tylnym 18. Każde z mieszadeł 17 i 18 posiada trzy elementy mieszające, usytuowane promieniowo w symetrycznym rozstawieniu kątowym α. Elementy mieszające zamocowane są między ścianą korpusu rurowego 1 i współosiową tuleją środkową 19. Koncentrycznie wokół tulei środkowej 19 zamocowana jest tuleja ustalająca 20, w której wykonane są otwory 21 rozstawione symetrycznie miedzy elementami mieszającymi w podziałce kątowej β. Współosiowo z otworami 21 w ścianie korpusu rurowego 1 wykonane są gniazda prętowe 22, przesłonięte zaślepkami 23. Urządzenie wyposażone jest w pręty oporowe 24, które po usunięciu zaślepek 23 wsuwane są w gniazda prętowe 22, a dolnym końcem przewlekane przez otwory 21 w tulejach ustalających 20 aż do oparcia się o tuleję środkową 19. Górne końce prętów oporowych 22 unieruchomione są zamkami 25 w kierunku promieniowym. W strefie środkowej II urządzenie ma łopatki przerzucające 26, usytuowane w płaszczyźnie przechodzącej przez oś korpusu rurowego 1, natomiast w strefie załadowczej I między osłoną załadowczą 8 i przednim mieszadłem strefowym 17 wykonane łopatki transportowe 16, które dla założonego kierunku obrotów korpusu rurowego 1 pochylone są w kierunku oddziaływania przesuwającego złom w stronę strefy środkowej II. W strefie wyjściowej III między tylnym mieszadłem strefowym 18 i osłoną rozładowczą 9 zabudowane są trzy mieszadła spulchniające 27, a na końcu rurowego korpusu 1 przy osłonie rozładowczej 9 wstęgowy ślimak zwrotny 28. Rurowy korpus 1 na końcu przy osłonie rozładowczej 9 ma przewężenie stożkowe 29. W ścianie korpusu rurowego 1 w strefie środkowej II wykonany jest właz załadowczo-rozładowczy 30.

W trybie pracy ciągłej rozdrobniony złom aluminiowy wprowadzany jest grawitacyjnie, lub przy pomocy podajnika, przez rynnę załadowczą 11 do strefy załadowczej I korpusu rurowego 1. Wypełnienie strefy załadowczej, zależy od kinematyki urządzenia i oporu przepływu przez przednie mieszadło strefowe 17. Opór mieszadła strefowego 17 regulowany ilością zabudowanych prętów oporowych 24 dobierany jest tak, by uzyskać maksymalne wypełnienie strefy załadowczej I bez zatorów na odbiorze. Na fig. 2 pokazane jest przednie mieszadło strefowe 17 bez wbudowanych prętów oporowych 24, gdy o oporze przepływu stanowią wyłącznie trzy elementy mieszające. W strefie środkowej ll, w wyniku oporowego oddziaływania tylnego mieszadła strefowego 18 - w które po usunięciu zaślepek 23 wbudowane zostały trzy pręty oporowe 24 - następuje dodatkowe spiętrzenie wsadu złomu. Opór tylnego mieszadła strefowego 18 winien zapewniać wypełnienie strefy środkowej II złomem w co naj4

PL 204 601 B1 mniej 30% jej geometrycznej objętości. W strefie wyjściowej III występuje kolejny opór dla przepływu wzdłużnego złomu spowodowany pracą trzech mieszadeł spulchniających 27, ślimaka zwrotnego 28 i przewężenia stożkowego 29. Wypełnienie strefy wyjściowej III złomem powinno przekraczać 50% geometrycznej objętości strefy. W sytuacji prowadzenia procesu przy niższym wypełnieniu należy stosować przemienne w obie strony przechylanie siłownikiem liniowym 6 korpusu rurowego 1, co powoduje wydłużenie czasu przebywania złomu w urządzeniu oraz pełne zgazowanie zanieczyszczeń.

Tryb pracy okresowej realizowany jest przy poziomym usytuowaniu korpusu rurowego 1, oraz zabudowie maksymalnej ilości prętów oporowych 24 w przednim 17 i tylnym mieszadle strefowym 18 co pokazano na fig. 4 rysunku. Wsad kawałkowały i paczki o małym zagęszczeniu złomu aluminiowego ładowane są przez właz załadowczo-wyładowczy 30 po obrocie korpusu rurowego 1 w pozycję, gdy właz osiągnie górne położenie. Wypełnienie strefy powinno przekraczać 50% objętości strefy.

Claims (9)

1. Urządzenie do termicznego oczyszczania złomu metalowego, zwłaszcza złomu aluminium, posiadające korpus rurowy (1) łożyskowany na ramie nośnej (3) według zasadniczo poziomej osi obrotu, wyposażony na wewnętrznej powierzchni w łopatki (16, 26) a na obu końcach objęty przez osłonę załadowczą (8) i rozładowczą (9) złomu, ponad to którego rama nośna (3) wychylana jest względem podstawy (4) przez zespół podnoszenia (6, 7) a przestrzeń wewnętrzna korpusu rurowego (1) włączona jest w instalację gazu grzewczego przez połączony z osłoną rozładowczą (9) dyfuzor (14), współosiowy z korpusem rurowym (1), oraz przez kanał odciągu spalin (15) w osłonie załadowczej (8), znamienne tym, że w przestrzeni wewnętrznej korpusu rurowego (1) ma strefę środkową (II) wydzieloną dwoma, poprzecznie zabudowanymi mieszadłami strefowymi (17, 18), z których każde posiada co najmniej dwa elementy mieszające, usytuowane promieniowo w symetrycznym rozstawieniu kątowym (α) oraz zamocowane między ścianą korpusu rurowe go (1) i współosiową z nim tuleją środkową (19), przy czym każde z mieszadeł strefowych (17, 18) ma ponadto tuleję ustalającą (20), koncentrycznie obejmującą tuleję środkową (19), w której wykonane są otwory (21) rozstawione symetrycznie w podziałce kątowej ( β) między elementami mieszającymi, a współosiowo z tymi otworami (21) w ścianie korpusu rurowego (1) wykonane są gniazda prętowe (22) przesłonięte zaślepkami (23).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że posiada pręty oporowe (24), które dolnymi końcami przewleczone są przez otwory (21) w tulejach ustalających (20) i opierają się o tuleje środkowe (19), natomiast ich górne końce utwierdzone są w kierunku promieniowym zamkami (25) w gniazdach prę towych (22).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w strefie środkowej (II) ma łopatki przerzucające (26), usytuowane w płaszczyźnie przechodzącej przez oś korpusu rurowego (1).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w strefie załadowczej (I) między osłoną załadowczą (8) i przednim mieszadłem strefowym (17) ma łopatki transportowe (16), które dla założonego kierunku obrotów korpusu rurowego (1) pochylone są w kierunku oddziaływania przesuwającego złom w stronę strefy środkowej (II).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w strefie wyjściowej (III) między tylnym mieszadłem strefowym (18) i osłoną rozładowczą (9) ma co najmniej jedno mieszadło spulchniające (27).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na końcu rurowego korpusu (1) przy osłonie rozładowczej (9) ma wstęgowy ślimak zwrotny (28).

7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 6, znamienne tym, że rurowy korpus (1) na końcu przy osłonie rozładowczej (9) ma przewężenie stożkowe (29).

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół podnoszenia posiada siłownik liniowy (6) zamocowany do podstawy (4) oraz połączony przez symetryczny, dwudźwigniowy mechanizm rozwierający (7) z ramą nośną (1).

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w strefie środkowej (II) w ścianie korpusu rurowego (1) wykonany jest właz załadowczo-rozładowczy (30).