RU2143950C1

RU2143950C1 - Worn-out tire crushing device

Info

Publication number: RU2143950C1
Application number: RU98108896A
Authority: RU
Inventors: Е.Л. Блинков; С.Г. Гончаров; А.Г. Ляпин; С.Н. Остапенко; В.М. Чепрасов
Original assignee: Блинков Евгений Леонидович; Гончаров Сергей Георгиевич; Ляпин Андрей Григорьевич; Остапенко Сергей Николаевич; Чепрасов Владимир Маркович
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2000-01-10

Abstract

FIELD: recovery of worn-out tires. SUBSTANCE: device has current pulse generator and cryostat filled with cryogenic liquid which accommodates perforated magazine that follows tire surface and incorporates set of needle electrodes and internal electrode. The latter is connected to perforated magazine and each of needle electrodes is electrically insulated and connected to pulse generator through coaxial cable whose length is found from equation L ≥ 0,5(t_v+Δt_v)•V_c, where t_v is maximum time of tire rupture, s; Δt_v is maximum time interval between voltage application and initial rupture of tire, s; V_c is speed of voltage wave propagation through cable, m/s. EFFECT: improved efficiency of tire rupture at reduced power requirement. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для измельчения твердых материалов и может быть использовано для переработки изношенных и бракованных автопокрышек, армированных металлическим и синтетическим кордом любых типов и размеров. The invention relates to devices for grinding solid materials and can be used for processing worn and defective tires, reinforced with metal and synthetic cords of any type and size.

Известно устройство для переработки изношенных покрышек, содержащее криостат и средство для дробления охлажденных автопокрышек, выполненное в виде матрицы и пуансона с разрушающими элементами (а.с. СССР N 1675109, кл. B 28 B 17/02, 1991 г.). A device for processing worn tires containing a cryostat and a means for crushing chilled tires, made in the form of a matrix and a punch with destructive elements (AS USSR N 1675109, class B 28 B 17/02, 1991).

Недостатками известного устройства является то, что механическое дробление очень энергоемко и требует значительных затрат на разрушение изношенных покрышек. Механическое воздействие приводит к изменению химических и физических свойств получаемых гранул. Кроме того, необходимо предварительное удаление обода покрышки. The disadvantages of the known device is that mechanical crushing is very energy intensive and requires significant costs for the destruction of worn tires. Mechanical action leads to a change in the chemical and physical properties of the resulting granules. In addition, preliminary removal of the tire rim is necessary.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измельчения использованных автопокрышек, содержащее криостат, заполненный криожидкостью, и средство для дробления охлажденных автопокрышек, расположенное внутри криостата и выполненное в виде двух внешнего перфорированного и внутреннего электродов, принимающих форму поверхности автопокрышки и снабженных на своей рабочей поверхности системой игл и ножей, плотно прилегающих к поверхности автопокрышки. Внешний перфорированный электрод заземлен и за ним расположены аэродинамические экраны. Внутренний электрод через управляемые разрядники соединен с импульсными высоковольтными источниками тока и напряжения (патент РФ N 2072263, B 02 C 23/00, опубл. 27.01.97 г.). The closest technical solution is a device for grinding used tires containing a cryostat filled with cryo-fluid and a means for crushing cooled tires located inside a cryostat and made in the form of two external perforated and internal electrodes that take the form of a tire surface and are equipped with a needle system on their working surface and knives that fit snugly against the tire surface. The external perforated electrode is grounded and aerodynamic screens are located behind it. The internal electrode is connected through pulsed high-voltage current and voltage sources via controlled arrester (RF patent N 2072263, B 02 C 23/00, publ. 01.27.97).

Недостатком известного устройства является наличие двух высоковольтных источников питания и двух управляемых разрядников, что усложняет конструкцию. Кроме того, при параллельном соединении через корпус перфорированного электрода игл, последние имеют малую взаимную электрическую развязку, в результате чего при подаче импульсов напряжения число начальных пробиваемых каналов уменьшается, а при подаче импульсов тока - развитие этих каналов происходит неравномерно, что в итоге снижает эффективность работы устройства. A disadvantage of the known device is the presence of two high-voltage power sources and two controllable arresters, which complicates the design. In addition, when the needles are connected in parallel through the housing of the perforated electrode, the latter have a small mutual electrical isolation, as a result of which, when voltage pulses are applied, the number of initial punched channels decreases, and when current pulses are fed, the development of these channels occurs unevenly, which ultimately reduces the efficiency of work devices.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения многоканального пробоя и равномерного развития каналов в теле автопокрышки, что в итоге повышает эффективность ее разрушения с максимальным выходом резинового порошка, пригодного для повторного использования. The objective of the invention is to increase the efficiency of the device by ensuring multi-channel breakdown and uniform development of channels in the body of a tire, which ultimately increases the efficiency of its destruction with a maximum yield of rubber powder suitable for reuse.

Для достижения поставленной задачи устройство содержит генератор импульсного тока, криостат, заполненный криожидкостью, расположенные внутри криостата и принимающие форму поверхности автопокрышки перфорированная кассета с системой игольчатых электродов и внутренний электрод, причем внутренний электрод соединен с перфорированной кассетой, а каждый игольчатый электрод электрически изолирован и подключен к генератору импульсного тока коаксиальным кабелем, имеющим длину, определяемую из соотношения:
L ≥ 0,5(t_пр+Δt_пр)•V_к,
где t_пр - максимальное время пробоя материала автопокрышки, с;
Δt_пр - максимальное время от приложения напряжения до начала пробоя материала автопокрышки, с;
V_к - скорость движения волны напряжения по кабелю, м/с.To achieve the task, the device contains a pulse current generator, a cryostat filled with a cryostat, a perforated cartridge with a needle electrode system and an internal electrode located inside the cryostat and taking the shape of the tire surface, the inner electrode being connected to the perforated cartridge and each needle electrode being electrically isolated and connected to a pulse current generator with a coaxial cable having a length determined from the relation:
L ≥ 0,5 (t + Δt _pr _pr) • V _k,
where t _CR - the maximum breakdown time of tire material, s;
Δt _etc. - the maximum time from the start of voltage application to the breakdown of the tire material with;
V _to - the speed of the voltage wave along the cable, m / s.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства. На фиг. 2 - принципиальная схема устройства измельчения использованных автопокрышек. In FIG. 1 shows a circuit diagram of a device. In FIG. 2 is a schematic diagram of a device for grinding used tires.

Устройство содержит генератор импульсного тока, состоящий из источника питания 1, импульсных конденсаторов 2 и управляемого коммутирующего разрядника 3, и криостат 4, заполненный криожидкостью (жидкий азот). Внутри криостата 4 расположены перфорированная кассета 5 с системой игольчатых электродов 6, внутренний электрод 7 и автопокрышка 8. Перфорированная кассета 5 и внутренний электрод 7 принимают форму поверхности автопокрышки 8. Внутренний электрод 7 соединен с перфорированной кассетой 5 посредством подпружиненной штанги 9 с перемычкой 10. Каждый игольчатый электрод системы 6 электрически изолирован и коаксиальным кабелем 11 подключен к генератору импульсного тока через управляемый разрядник 3. The device comprises a pulse current generator, consisting of a power source 1, pulse capacitors 2 and a controlled switching arrester 3, and a cryostat 4 filled with cryo-fluid (liquid nitrogen). Inside the cryostat 4 there is a perforated cartridge 5 with a system of needle electrodes 6, an inner electrode 7 and a tire 8. The perforated cartridge 5 and an inner electrode 7 take the form of a tire surface 8. The inner electrode 7 is connected to the perforated cartridge 5 by a spring rod 9 with a jumper 10. Each the needle electrode of the system 6 is electrically isolated and a coaxial cable 11 is connected to a pulse current generator through a controlled spark gap 3.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Очищенную от грязи автопокрышку 8 устанавливают между внутренним электродом 7 и перфорированной кассетой 5. Обе части стягивают и производят регулировку системы игольчатых электродов 6, которые расположены в шахматном порядке на поверхности автопокрышки 8. Электроды погружают на 1-2 мм в тело автопокрышки и с помощью изоляторов фиксируют. Далее автопокрышку 8 с электродами размещают в криостате 4, заполняют криожидкостью, например жидким азотом, и выдерживают до хрупкого состояния резины за время до 3 мин. Затем включают источник питания 1 и происходит заряд импульсных конденсаторов 2 до рабочего напряжения. После срабатывания коммутирующего разрядника 3 по коаксиальным кабелям 11 начинает распространятся волна напряжения. Дойдя до электродной системы 6, она, не меняя знака, отражается и напряжение на электродах удваивается. Под воздействием этого напряжения в местах наложения электродов происходит пробой автопокрышки. От места пробоя по каждому кабелю 11 распространяется отраженная волна напряжения. После пробоя начинают развиваться независимые каналы. Импульсные волны напряжения и тока, осуществив двойной независимый пробег по кабелям 11, постепенно затухают, а через автопокрышку 8 продолжается многоканальный разряд, идущий от импульсных конденсаторов 2. Для обеспечения пробоя на всех игольчатых электродах 6 длина каждого из кабелей 11 должна быть такой, чтобы время двойного пробега волны напряжения по ним было равным или большим, чем сумма максимального времени пробоя материала автопокрышки и максимального времени от наложения напряжения до начала пробоя. В противном случае волны пониженного напряжения после пробоя приводят к тому, что разряд в других промежутках автопокрышки не образуется. Энергия от импульсных конденсаторов 2 распределяется по каналам равномерно, что повышает эффективность разрушения автопокрышки. В результате отделяют корд, а образующиеся измельченные резиновые фракции проходят через перфорацию в кассетах 5 и оседают на дно криостата 4. После окончания процесса измельчения гранулы резины и корд извлекают для последующего использования. A tire 8 cleaned from dirt is installed between the inner electrode 7 and the perforated cartridge 5. Both parts are pulled together and the needle electrode system 6 is adjusted, which are staggered on the surface of the tire 8. The electrodes are immersed 1-2 mm into the tire body and using insulators fix. Next, a tire 8 with electrodes is placed in a cryostat 4, filled with cryo-fluid, for example, liquid nitrogen, and kept to a brittle state of rubber for up to 3 minutes. Then turn on the power source 1 and the charge of the pulse capacitors 2 to the operating voltage. After the switching arrester 3 is triggered, a voltage wave begins to propagate along the coaxial cables 11. Having reached the electrode system 6, it, without changing its sign, is reflected and the voltage at the electrodes doubles. Under the influence of this voltage, in the places of application of electrodes, a breakdown of the tire occurs. From the place of breakdown, a reflected voltage wave propagates through each cable 11. After the breakdown, independent channels begin to develop. The pulsed voltage and current waves, having made a double independent run through the cables 11, gradually die out, and through the tire 8 a multichannel discharge proceeds from the pulse capacitors 2. To ensure breakdown on all needle electrodes 6, the length of each cable 11 should be such that the time the double run of the voltage wave along them was equal to or greater than the sum of the maximum breakdown time of the tire material and the maximum time from applying voltage to the start of breakdown. Otherwise, the waves of low voltage after the breakdown lead to the fact that the discharge in other intervals of the tire is not formed. The energy from the pulse capacitors 2 is distributed evenly across the channels, which increases the destruction efficiency of the tire. As a result, the cord is separated, and the resulting crushed rubber fractions pass through the perforation in the cassettes 5 and settle to the bottom of the cryostat 4. After the grinding process is completed, the rubber granules and cord are removed for subsequent use.

Таким образом предложенное устройство обеспечивает более эффективное разрушение автопокрышки с меньшими энергозатратами. Thus, the proposed device provides a more efficient destruction of tires with less energy.

Claims

A device for grinding used tires with a metal or combination cord containing a pulse current generator, a cryostat filled with a cryostat, located inside the cryostat and taking the shape of the surface of a tire, a perforated cartridge with a needle electrode system and an internal electrode, characterized in that the inner electrode is connected to a perforated cartridge, and each needle electrode is electrically isolated and connected to a pulse current generator with a coaxial cable, having m length determined from the relationship
L≥0,5 (t + Δt _pr _pr) • V _k,
where t _CR - the maximum breakdown time of tire material, s;
Δt _etc. - the maximum time from the start of voltage application to the breakdown of the tire material with;
V _to - the speed of the voltage wave along the cable, m / s.