PL231017B1 - Sposób predykcji optymalnego momentu wymiany noży w maszynie do rozdrabniania zużytych opon - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób predykcji momentu wymiany noży w maszynie do rozdrabniania zużytych opon.

Problem recyklingu opon ma istotne znaczenie dla wielu gospodarek na świecie, głównie ze względów ekologicznych i rosnących składowisk zużytych opon zaśmiecających środowisko. Zgodnie z dyrektywą Unii Europejskiej z 2006 roku, w Europie zakazuje się składowania zużytych opon i wymaga ich przetwarzania i recyklingu. Oznacza to co najmniej 460.000 ton gumy ze zużytych opon do przetworzenia każdego roku. W Wielkiej Brytanii wszystkie opony samochodowe i ciężarowe muszą ulegać recyklingowi i ponownemu użyciu materiałów odzyskiwanych z opon. W skali świata ponad 3 mld opon rocznie oddawane jest do recyklingu lub do składowania.

Dotychczas stosowane maszyny do mechanicznego rozdrabniania opon produkowane są przez kilka firm w Europie np.: Eldan Recycling A/S w Danii, Protechnika Sp. z o.o. w Polsce, Komei Macchine S.R.L. we Włoszech, Andritz MeWa GmbH w Niemczech, Lindner-Recyclingtech GmbH w Austrii.

Dostarczane przez te firmy maszyny do rozdrabniania opon wyposażone są w noże stałe mocowane do obudowy maszyny rozdrabniającej oraz noże obrotowe mocowane do wirnika. Uzyskiwane produkty to granulat gumy (tzw. chips) oraz druty stalowe (tzw. kord stalowy) usuwane z gumy w trakcie procesu rozdrabniania.

Drut stalowy usuwany jest za pomocą przenośnika taśmowego wyposażonego w separator magnetyczny, a pozostały granulat gumowy przekazywany jest do dalszych procesów przetwarzania.

Końcowym etapem recyklingu mechanicznego opony są granulaty gumowe, kord tekstylny i kord stalowy. Granulaty gumowe stosuje się do wytwarzania nawierzchni boisk i placów zabaw, tartanów na stadiony lekkoatletyczne, materiałów dźwiękochłonnych, regeneratów i dodatków do świeżej gumy i nowych wyrobów gumowych. Kord tekstylny najczęściej wykorzystuje się jako paliwo alternatywne. Kord stalowy najczęściej staje się materiałem wsadowym w odlewniach żeliwa i hutach.

Jak ujawnia to polski patent PL218906 (B1), stosowane dotychczas urządzenia do cięcia i rozdrabniania opon charakteryzują się stosunkowo niską wydajnością. Istotnym problemem jest zużycie elementów tnących. Praktyka pokazuje, że z powodu braku miarodajnej informacji o stopniu zużycia noży w maszynie do rozdrabniania opon, przeglądy techniczne realizowane są co 24 godziny lub częściej w celu przeprowadzenia inspekcji ustawienia noży i ewentualnej wymiany stępionych noży.

Zbyt częste przeglądy techniczne i związane z nimi przerwy w produkcji powodują miarodajne straty w wydajności produkcji i wartości sprzedaży przedsiębiorstwa.

Zbyt rzadkie przeglądy techniczne powodują pojawienie się istotnego ryzyka przeciążenia silników napędzających wał maszyny do rozdrabniania opon oraz pojawienia się pożarów obejmujących przestrzeń, w której rozdrabniane są opony oraz przestrzeń leja zasypowego maszyny do rozdrabniania opon. Nadmierne obciążenia oraz przegrzanie materiału wsadowego (zużytych opon) powodowane jest przez stępione noże, ale te same efekty przeciążeń silników obserwowane mogą być w przypadku załadowania do rozdrobnienia opon wykonanych z twardszego materiału, zanieczyszczeń mineralnych lub dostania się wody z układu schładzania i zapobiegania pożarom. Jednocześnie, z powodu braku wiedzy o stopniu zużycia noży praca maszyny do rozdrabniania opon jest kontynuowana w warunkach nieoptymalnych zwiększonego zużycia energii elektrycznej co wpływa na zwiększenie kosztów operacyjnych przedsiębiorstwa.

Poszukuje się rozwiązania problemu wyznaczenia w sposób miarodajny właściwego momentu do wykonania przestoju technologicznego, przeglądu i wymiany noży.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że stopień stępienia noży pozostaje w korelacji z dystrybucją rozmiarów ziaren granulatu gumowego pozostałego po oddzieleniu kordu stalowego.

Zauważono, że ostre noże zastosowane w maszynie do rozdrabniania gwarantują produkcję tzw. frakcji głównej o rozmiarach ziaren w granicach 12 mm do 25 mm z udziałem tzw. frakcji podziarnowej o rozmiarach ziaren poniżej 12 mm, podczas gdy w miarę stępiania się noży, udział frakcji podziarnowej rośnie od poziomu około 40% do poziomu około 48% wagowo, w momencie gdy noże nadają się do wymiany.

Sposób predykcji optymalnego momentu wymiany noży w maszynie do rozdrabniania zużytych opon, według wynalazku polega na tym, że dokonuje się pomiaru ogólnej wydajność produkcji, określonej jako masa granulatu gumowego pozostałego po oddzieleniu kordu stalowego, zawierającego frakcję główną o rozmiarach ziaren w granicach od 12 mm do 25 mm oraz frakcję podziarnową o rozmiarach

PL 231 017 B1 ziaren poniżej 12 mm, wytwarzanego w jednostce czasu, oraz pomiaru udziału wagowego frakcji podziarnowej w granulacie gumowym pozostałym po oddzieleniu kordu stalowego i wyznacza się optymalny moment wymiany noży w chwili gdy jednocześnie zostaną spełnione dwa warunki:

udział wagowy frakcji podziarnowej osiągnie poziom co najmniej 48%, ogólna wydajność produkcji spadnie o co najmniej 22% w stosunku do wydajności w momencie rozpoczęcia pracy z ostrymi nożami.

Pomiaru dokonuje się korzystnie w sposób ciągły, podczas pracy maszyny.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób predykcji optymalnego momentu wymiany noży w maszynie do rozdrabniania zużytych opon, znamienny tym, że dokonuje się pomiaru ogólnej wydajności produkcji, określonej jako masa granulatu gumowego pozostałego po oddzieleniu kordu stalowego, zawierającego frakcję główną o rozmiarach ziaren w granicach od 12 mm do 25 mm oraz frakcję podziarnową o rozmiarach ziaren poniżej 12 mm, wytwarzanego w jednostce czasu, oraz pomiaru udziału wagowego frakcji podziarnowej w granulacie gumowym pozostałym po oddzieleniu kordu stalowego i wyznacza się optymalny moment wymiany noży w chwili gdy jednocześnie zostaną spełnione dwa warunki:

   udział wagowy frakcji podziarnowej osiągnie poziom co najmniej 48%, ogólna wydajność produkcji spadnie o co najmniej 22% w stosunku do wydajności w momencie rozpoczęcia pracy z ostrymi nożami.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiaru ogólnej wydajności oraz pomiaru udziału wagowego frakcji podziarnowej w granulacie gumowym pozostałym po oddzieleniu kordu stalowego dokonuje się w sposób ciągły podczas pracy maszyny.