RU2176952C1

RU2176952C1 - Method for preparation of wheel tire to salvaging

Info

Publication number: RU2176952C1
Application number: RU2000116090A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Вьюнов
Original assignee: Вьюнов Николай Иванович
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2001-12-20

Abstract

FIELD: salvaging of used wheel tires, for example, automobile ones, applicable for extraction of metal rings from the tire beads. SUBSTANCE: the bead metal rings are subjected to electric heating up to the destruction of the ring fasteners to the tire bead. Then the rings are removed mechanically. Electric heating may be accomplished by the induction method, and the rings may be removed by pressing-out. Prior to pressing-out, the tire bead is notched in the circumference of the metal ring on the side to which the ring is pressed out. Electric heating of the ring may be combined with notching of the bead. As a result, it becomes possible to obtain a vulcanized mass not containing metal and metal waste, not containing rubber admixtures that are fit for further salvaging. EFFECT: facilitated procedure. 7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к утилизации отработавших колесных шин, например автомобильных, и может быть использовано для извлечения металлических колец из бортов шины. The invention relates to the disposal of used wheel tires, for example automobile tires, and can be used to extract metal rings from the tire beads.

Уровень техники
Одной из основных проблем утилизации отработавших колесных шин, является отделение резины от металла, содержащегося в бортах шины, для дальнейшей раздельной переработки резины и металла.State of the art
One of the main problems in the disposal of used tire tires is the separation of rubber from the metal contained in the beads for further separate processing of rubber and metal.

Борта шины представляют собой жесткие части покрышки или бескамерной шины, служащие для крепления шины на ободе колеса. Жесткость борта обеспечивается металлическим кольцом, выполненным из стальной проволоки, которое фиксируются в круговом канале внутри борта с помощью элементов крепления: наполнительного шнура, текстильной обертки и усилительных ленточек. Для этого металлическое кольцо совместно с наполнительным шнуром, выполняемым из твердой профилированной резины, обматывают тонкой текстильной прорезиненной оберткой и усилительными ленточками [1]. Tire flanges are hard parts of a tire or tubeless tire, used to fasten the tire to the wheel rim. The rigidity of the bead is provided by a metal ring made of steel wire, which is fixed in a circular channel inside the bead using fastening elements: a filler cord, textile wrapper and reinforcing ribbons. For this, a metal ring together with a filler cord made of solid shaped rubber is wrapped with a thin textile rubberized wrapper and reinforcing ribbons [1].

Известен способ подготовки к утилизации отработанных колесных шин, по которому перед переработкой шин от них отрезают борта, содержащие металлические кольца [2]. A known method of preparation for disposal of used tire tires, which before processing tires from them cut off the sides containing metal rings [2].

Недостаток этого способа - неполнота утилизации, т.к. металл и резина бортов остаются неутилизированными. The disadvantage of this method is the incompleteness of disposal, because the metal and rubber of the sides remain unused.

Известен способ подготовки к утилизации отработанных колесных шин, по которому содержащиеся в бортах металлические кольца, захватывают и механически вырывают из бортов для дальнейшей утилизации металла [3]. There is a method of preparing for disposal of used tire, according to which the metal rings contained in the sides, capture and mechanically tear from the sides for further disposal of metal [3].

Недостаток способа [3] - при выдергивании из бортов металлические кольца рвутся и их части остаются в бортах, а в тех случаях, когда кольца удается вырвать целиком, они часто вырываются вместе с кусками бортового материала. The disadvantage of the method [3] - when pulling from the sides, the metal rings break and their parts remain on the sides, and in cases where the rings can be torn out entirely, they often break out together with pieces of airborne material.

Известен выбранный в качестве прототипа способ подготовки колесной шины к утилизации, включающий электрический нагрев и удаление бортовых металлических колец [4, пп. 4-6]. Согласно прототипу шину помещают в защитную камеру и удаляют из шины все металлические элементы (металлокорд и бортовые металлические кольца) путем их быстрого электрического нагрева. В результате быстрого нагрева металлических элементов протекающим по ним током происходит взрыв металла с разрушением шины и образованием металлического порошка. Металлический порошок с примесями резиновой крошки оседает в защитной камере. Known selected as a prototype method of preparing a tire for disposal, including electrical heating and removal of the side metal rings [4, paragraphs. 4-6]. According to the prototype, the tire is placed in a protective chamber and all metal elements (metal cord and side metal rings) are removed from the tire by quickly heating them electrically. As a result of the rapid heating of metal elements by the current flowing through them, a metal explosion occurs with the destruction of the tire and the formation of metal powder. Metal powder with impurities of crumb rubber settles in a protective chamber.

Недостаток прототипа - большие энергетические затраты и трудность дальнейшей утилизации получаемых металлосодержащих отходов. The disadvantage of the prototype is the high energy costs and the difficulty of further disposal of the resulting metal-containing waste.

Большие энергетические затраты при подготовке шины к утилизации по способу-прототипу связаны с тем, что согласно [4] для эффективного дробления металлокорда необходим ток, плотность которого превышает 10000 А/мм², а для взрывного разрушения прочной монолитной стальной проволоки бортовых колец требуемая плотность тока еще выше. Поэтому в [4] предусматривается в качестве основного варианта реализации изобретения вариант с предварительной обрезкой бортов шины от утилизируемой шины (т.е. ее частичная утилизация).The high energy costs in preparing the tire for disposal by the prototype method are due to the fact that, according to [4], for efficient crushing of the metal cord, a current density of more than 10,000 A / mm ^{2 is} required, and for the explosive destruction of a solid monolithic steel wire of the side rings, the required current density more higher. Therefore, in [4], a variant with preliminary trimming of the tire beads from the utilized tire (ie, its partial disposal) is provided as the main embodiment of the invention.

Трудность дальнейшей утилизации металлосодержащих отходов, получаемых при практической реализации способа [4], связана, с тем, что по мере разрушения металлического кольца выделяемая в нем мощность электрического нагрева уменьшается и неравномерно распределяется между продуктами разрушения, а в случае нагревания металлического кольца протекающим по нему током нагрев прекращается одновременно с разрывом кольца в каком-либо одном месте. В результате часть металла превращается в практически непригодную для утилизации пыль, смешанную с резиновой крошкой, а другая часть - в относительно крупные частицы проволоки, покрытые спекшейся с ними трудноотделимой от металла резиной. The difficulty of further utilization of metal-containing waste obtained by the practical implementation of the method [4] is associated with the fact that as the metal ring breaks, the electric heating power released in it decreases and is unevenly distributed between the destruction products, and if the metal ring is heated by the current flowing through it heating stops at the same time as the ring ruptures in any one place. As a result, part of the metal turns into dust unsuitable for utilization mixed with crumb rubber, and the other part becomes relatively large particles of wire coated with rubber sintered with them that are difficult to separate from the metal.

Задача изобретения - создание способа подготовки колесной шины к утилизации, обеспечивающего при умеренных энергетических затратах надежное разделение резины и металла. The objective of the invention is the creation of a method for preparing a tire for recycling, which ensures moderate separation of rubber and metal at moderate energy costs.

Сущность изобретения
Предметом изобретения является способ подготовки колесной шины к утилизации, включающий электрический нагрев и удаление бортовых металлических колец, отличающийся, согласно изобретению, тем, что электрический нагрев производят до разрушения элементов крепления колец в борту шины, а удаление колец осуществляют механическим путем.SUMMARY OF THE INVENTION
The subject of the invention is a method for preparing a tire for recycling, comprising electric heating and removal of the side metal rings, characterized in that according to the invention, that the electric heating is carried out until the fastening elements of the rings in the tire face are destroyed, and the rings are removed mechanically.

Это позволяет при умеренных энергетических затратах получить пригодные для дальнейшей утилизации вулканизированную массу (резину), не содержащую металла, и металлические отходы, не содержащие примесей резины. This allows, at moderate energy costs, to obtain a vulcanized mass (rubber), not containing metal, and metal wastes, not containing rubber impurities, suitable for further utilization.

Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что электрический нагрев бортовых металлических колец осуществляют индукторным методом. The invention has a development consisting in the fact that the electric heating of the side metal rings is carried out by the inductor method.

Это обеспечивает бесконтактный нагрев металла колец и позволяет нагревать поврежденные металлические кольца, имеющие разрывы. This provides non-contact heating of the metal rings and allows you to heat damaged metal rings with gaps.

Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что бортовые металлические кольца удаляют выдавливанием. The invention has a development consisting in the fact that the side metal rings are removed by extrusion.

Это позволяет избежать разрывов кольца в процессе его извлечения. This avoids ring breaks during extraction.

Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что перед выдавливанием надрезают борт шины по окружности металлического кольца с той стороны, в которую кольцо выдавливают. The invention has a development consisting in the fact that before extrusion, a tire bead is cut along the circumference of the metal ring on the side into which the ring is extruded.

Это позволяет уменьшить усилие выдавливания и улучшить разделяемость металла и резины. This reduces the extrusion force and improves the separability of metal and rubber.

Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что перед удалением бортовых металлических колец отрезают борта от остальной части шины. The invention has the development, consisting in the fact that before removing the side metal rings cut the bead from the rest of the tire.

Это позволяет упростить выполнение последующих операций по извлечению бортового металлического кольца. This allows you to simplify the execution of subsequent operations to remove the side metal ring.

Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что борта отрезают перед электрическим нагревом колец. The invention has a development consisting in the fact that the sides are cut off before electrically heating the rings.

Это позволяет упростить выполнение последующих операций по нагреву и извлечению бортового металлического кольца. This allows you to simplify the execution of subsequent operations on heating and removing the onboard metal ring.

Изобретение имеет развитие, состоящие в том, что электрический нагрев бортового металлического кольца совмещают с надрезкой борта. The invention has a development consisting in the fact that the electric heating of the side metal ring is combined with a notch on the side.

Это позволяет сократить число технологических операций и упростить оснастку. This reduces the number of technological operations and simplifies tooling.

Перечень и краткое описание фигур
Фиг. 1 иллюстрирует осуществление индукторного нагрева металла бортового кольца.List and brief description of figures
FIG. 1 illustrates the implementation of induction heating of a side ring metal.

Фиг. 2 иллюстрирует осуществление резистивного нагрева металла с контактным подводом тока к бортовым кольцам. FIG. 2 illustrates the implementation of resistive heating of metal with a contact current supply to the side rings.

Фиг. 3, 4 и 5 иллюстрируют процесс механического удаления кольца из борта путем выдавливания с помощью предназначенного для этой цели специализированного устройства: фиг. 3 - выполнение надреза перед выдавливанием, фиг. 4 - выдавливание бортового кольца, фиг. 5 - освобождение борта после выдавливания кольца. FIG. 3, 4 and 5 illustrate the process of mechanical removal of the ring from the side by extrusion using a specialized device intended for this purpose: FIG. 3 - making an incision before extrusion, FIG. 4 - extrusion of the side ring, FIG. 5 - side release after extrusion of the ring.

На фигурах представлены:
1 - утилизируемая шина (или покрышка);
2 - борта шины;
3 - бортовые металлические кольца;
4 - наполнительный резиновый шнур;
5 - текстильная обертка;
6 - индуктор (с водоохлаждаемым рабочим витком);
7 - токоподводящие контакты (щупы);
8 - рабочий стол (на станине);
9 - план-шайба;
10 - выталкиватели;
11 - прижимы;
12 - муфта;
13 - рама;
14 - ножи.The figures show:
1 - utilized tire (or tire);
2 - tire bead;
3 - side metal rings;
4 - filling rubber cord;
5 - textile wrapper;
6 - inductor (with water-cooled working coil);
7 - current-carrying contacts (probes);
8 - desktop (on the bed);
9 - a plan washer;
10 - ejectors;
11 - clamps;
12 - coupling;
13 - frame;
14 - knives.

Осуществление изобретения с учетом его развитий. The implementation of the invention, taking into account its developments.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

Подготавливаемая к утилизации шина 1 имеет борта 2, в которых находятся бортовые металлические кольца 3, фиксированные с помощью наполнительного резинового шнура 4, обертки 5 и усилительных ленточек (на фигурах не видны). The tire 1 being prepared for recycling has beads 2, in which there are side metal rings 3 fixed with a rubber filling cord 4, wrappers 5 and reinforcing ribbons (not visible in the figures).

Возможны две разновидности процесса: с предварительным отрезанием бортов 2 от шины 1 или с нагреванием колец 3 в составе шины 1. Two varieties of the process are possible: with preliminary cutting of the sides 2 from the tire 1 or with heating of the rings 3 in the composition of the tire 1.

В обоих случаях бортовые металлические кольца 3 нагревают электрическим током до разрушения элементов крепления кольца, к которым относятся шнур 4, обертка 5 и усилительные ленточки, не показанные на чертежах. In both cases, the onboard metal rings 3 are heated by electric current until the ring fastening elements, which include the cord 4, the wrapper 5, and the reinforcing bands not shown in the drawings, are destroyed.

Как показано на фиг. 1 для электрического индуктивного нагрева колец 3 в металле колец наводят вихревые токи с помощью индуктора 6, который питается током высокой частоты. Вращая шину 1 (или отрезанный от нее борт 2) или перемещая индуктор 6 по окружности борта 2 с кольцом 3, обеспечивают последовательный прогрев всего кольца 3. Индуктор 6 для нагрева колец 3 может быть выполнен, например, как описано в [5]. As shown in FIG. 1 for electric inductive heating of rings 3 in the metal of the rings induce eddy currents using an inductor 6, which is powered by a high-frequency current. Rotating the tire 1 (or board 2 cut off from it) or moving the inductor 6 around the circumference of the bead 2 with the ring 3, provide a sequential heating of the entire ring 3. The inductor 6 for heating the rings 3 can be performed, for example, as described in [5].

Для электрического резистивного нагрева металла колец 3 к ним подводят ток через контакты 7, которыми протыкают борта 2, как показано на фиг. 2. В этом случае металл кольца нагревается протекающим током за счет джоулевого тепла. For electric resistive heating of the metal of the rings 3, a current is supplied to them through the contacts 7, which pierce the sides 2, as shown in FIG. 2. In this case, the metal of the ring is heated by the flowing current due to the Joule heat.

При нагревании металла бортового кольцу до температуры 200-350^oС (в зависимости от типа или разновидности шины) обгорают и разрушаются примыкающие к нагретой части кольца элементы его крепления: тонкая текстильная прорезиненная обертка 4, усилительные ленточки и, частично, наполнительный резиновый шнур 5. Поскольку температура разрушения (деструкции) металлического кольца 3 существенно превышает температуру разрушения фиксирующих элементов, кольцо 3 после операции нагрева освобождается от жесткой связи с бортами 2, но сохраняется целым и в дальнейшем легко извлекается из борта механическим путем.When the metal of the bead ring is heated to a temperature of 200-350 ^o С (depending on the type or type of tire), its fastening elements adjacent to the heated part of the ring burn and break down: a thin textile rubberized wrapper 4, reinforcing ribbons and, partially, a filling rubber cord 5. Since the temperature of the destruction (degradation) of the metal ring 3 significantly exceeds the temperature of the destruction of the fixing elements, the ring 3 after the heating operation is freed from a rigid connection with the sides 2, but remains intact in further easily removed from the board mechanically.

Утилизируемая шина или отделенный от нее борт 2, содержащий металлическое кольцо 3, освобожденное в результате описанной выше операции нагрева, укладывают на стол 8 и фиксируют прижимами 11 и муфтой 12. The tire to be disposed of or the bead 2 separated from it, containing a metal ring 3 freed as a result of the heating operation described above, is laid on a table 8 and fixed by clamps 11 and a sleeve 12.

Перед выдавливанием может выполняться надрез борта 2 по окружности металлического кольца 3 с той стороны, в которую кольцо 3 выдавливают. Надрезание борта 2 осуществляется (см. фиг. 3) закрепленными на раме 13 ножами 14. Для выполнения надреза рама 13 одновременно совершает вращение вокруг муфты 12 и перемещение вниз до касания ножами 14 кольца 3 в борту 2. После этого рама 13 возвращается в верхнее положение (см. фиг. 4). Before extrusion, an incision of the bead 2 can be made around the circumference of the metal ring 3 from the side into which the ring 3 is extruded. The bead 2 is notched (see Fig. 3) by knives 14 mounted on the frame 13. To perform the notch, the frame 13 simultaneously rotates around the sleeve 12 and moves downward until the knives 14 touch ring 3 in board 2. After that, the frame 13 returns to its upper position (see Fig. 4).

Электрический нагрев кольца 3 и надрезка борта 2 могут быть совмещены, например, путем подвода электрического тока к ножам 14, которые в этом случае должны быть электрически изолированы. The electric heating of the ring 3 and the notch of the bead 2 can be combined, for example, by supplying electric current to the knives 14, which in this case must be electrically isolated.

Выдавливание осуществляется следующим образом. План-шайба 9 с установленными на ней выталкивателями 10 поднимается вверх по станине стола 8 и выталкивает из борта 2 кольцо 3 вверх в свободное пространство между прижимами 11 и муфтой 12. Выталкиватели 10 расположены по окружности кольца 3, как показано на фиг. 4. Extrusion is as follows. The washer 9 with the pushers 10 installed on it rises up the bed of the table 8 and pushes the ring 3 from the side 2 into the free space between the clamps 11 and the sleeve 12. The pushers 10 are located around the circumference of the ring 3, as shown in FIG. 4.

Кольцо 3, вытолкнутое из борта 2, оказывается на его поверхности (см. фиг. 5). После поднятия прижимов 11 и муфты 12 металлическое кольцо 3 свободно удаляется и может утилизироваться в качестве обычного металлолома. Шина или ее борт 2, освобожденные от металла, также снимаются со стола 8 и направляются на дальнейшую переработку. Ring 3, pushed out of side 2, is on its surface (see Fig. 5). After raising the clamps 11 and the sleeve 12, the metal ring 3 is freely removed and can be disposed of as ordinary scrap metal. The tire or its board 2, freed from metal, is also removed from the table 8 and sent for further processing.

Источники информации
1. В. И. Кноров, Е.В. Кленников. Шины и колеса. М., "Машиностроение", 1975, стр. 7 и 21.Sources of information
1. V.I. Knorov, E.V. Klennikov. Tires and wheels. M., "Engineering", 1975, pp. 7 and 21.

2. Патент Германии N 2548491, МПК 6 B 29 H 19/02, 1979 г. 2. German patent N 2548491, IPC 6 B 29 H 19/02, 1979

3. Патент Германии N 2348097, МПК 6 B 29 H 19/02, 1976 г. 3. German patent N 2348097, IPC 6 B 29 H 19/02, 1976

4. Патент РФ N 2050287, МПК 6 B 26 F 3/06, 1995 г. 4. RF patent N 2050287, IPC 6 B 26 F 3/06, 1995

5. Патент РФ N 2080745, МПК 6 H 05 B 6/40, 1995 г. 5. RF patent N 2080745, IPC 6 H 05 B 6/40, 1995.

Claims

1. A method of preparing a tire for recycling, including electrical heating and removal of the side metal rings, characterized in that the electric heating is carried out before the destruction of the fastening elements of the rings in the tire, and the rings are removed mechanically.

2. The method according to claim 1, characterized in that the electric heating of the side metal rings is carried out by the inductor method.

3. The method according to claim 1, characterized in that the side metal rings are removed by extrusion.

4. The method according to claim 3, characterized in that before extrusion, a tire bead is cut along the circumference of the metal ring from the side into which the ring is extruded.

5. The method according to claim 1, characterized in that before removing the side metal rings, the beads are cut from the rest of the tire.

6. The method according to claim 5, characterized in that the sides are cut off before electric heating of the rings.

7. The method according to claim 4, characterized in that the electric heating of the onboard metal ring is combined with a notch on the side.