UA47425C2 - Спосіб переробки гумотехнічних виробів - Google Patents

Abstract

Цілями винаходу є: зниження енерговитрат на переробку гумовмісних виробів, полегшення сепарації негумових матеріалів і поліпшення якості переробки і якості одержуваної вторинної сировини, зменшення зносу устаткування та експлуатаційних витрат. Для досягнення цього гумовотехнічні вироби піддають одночасному впливу механічних навантажень і впливу озоновмісного газу, що приводить до розтріскування гуми, порушення цілісності виробів і уможливлює відділення від них армуючих елементів без механічного розрізування або дроблення. При деформуванні фрагментів гуми, що утворюються, в озоновмісному середовищі, вони можуть бути подрібнені до необхідних розмірів (0,01-5) мм. Основою способу є фізико-хімічний процес руйнування гуми під дією озону. Напружений стан матеріалу істотно збільшує швидкість розтріскування.

Description

Опис винаходу

МИзобретение относится к методам переработки и утилизации отходов резинотехнических изделий, 2 например, изношенньхх автомобильньхх покрьішек и транспортерньх лент, отходов производства резиновьх шлангов, приводньх ремней и т.п.

Значительную долю продуктов человеческой деятельности, загрязняющих окружающую среду, составляют отработавшие свой ресурс резинотехнические изделия, являющиеся источником длительного и устойчивого загрязнения окружающей средь! вследствие вьісокой стойкости к действию природньїх факторов. 10 Известно, что особенно острой является проблема утилизации изношенньїх автопокрьішек, накопление которьїх стало глобальной зкологической проблемой. Лишь небольшая часть изношенньїх покрьішек подвергается вторичной переработке, в результате чего огромное их количество накапливается на свалках, например, только на территорий США по данньм Ш5 Епміготепіа| Ргоїесіоп Адепсу захоронено около З миллиардов шин (1). Особенно острой является проблема утилизаций автопокрьшек с металокордом и 72 крупногабаритньїх покрьішек, которьє практически не перерабатьваются на имеющемся технологическом оборудовании.

Резинотехнические изделия являются источником длительного и устойчивого загрязнения окружающей средь! вследствие вьісокой стойкости к действию природньїх факторов. Возникающие на свалках шин пожарь чрезвьмчайно сложно ликвидировать, они приводят к сильному загрязнению окружающей средь, а при 20 возгораний крупньіхх подземньйх захоронений могут принимать характер регионального зкологического бедствия.

Серьезньм обстоятельством является и то, что шиннье свалки представляют собой рассадники многих разносчиков болезней, которне вьізьівают зпидемий в прилегающих районах.

Проблема утилизации отходов резинотехнических изделий имеет две сторонь!: задачу зкологически чистого уничтожения зтих изделий и задачу максимально зффективного использования ценного сьірья, из которого зти с 22 изделия изготовленьі: Утилизация вторичного сьірья являєтся важньм ресурсосберегающим направлением в Го) условиях нарастающего дефицита природньїх ресурсов, а значительньім источником такого сьірья являются отходь! изделий из резинь, в том числе изношеннье автопокрьішки, составляющие около 9095 от всего обьема образования зтого вида вторичного сьрья.

Зкономическая целесообразность переработки зтого вида сьірья обусловлена тем, что оно за срок службь о 30 де утрачиваєт своих свойств и может бьіть использовано для производства новьіїх материалов строительного и с технического назначения. Таким образом, утилизация отходов резинотехнических изделий не только уменьшает загрязнениг окружающей средь), но и позволяет вернуть в производство ценнье материаль. В частности, М резиновая крошка, которая может бьть получена в результате переработки отходов резинотехнических ї- изделий, зффективно используется в шинной промьішленности, при производстве других резиновьїх изделий, с 35 успехом заменяя дорогоє первичноє сьірьє, в дорожном строительстве, при производстве различньх М конструктивньхх, теплоизоляционньїх и антикоррозионньїх материалов.

Таким образом, разработка методов переработки и утилизации отходов резинотехнических изделий является чрезвьічайно актуальной. «

Простейшим методом утилизации отходов резинотехнических изделий является сжигание, широко З 40 йспользуемоє в настоящеє время применительно к изношенньм автопокрьшкам. Отметим, что покрьішки с обьічно перед сжиганием механически измельчают, а для более полного и зффективного сгорания применяется з» смешение размолотьїх шин с горючими отходами (21. Невосполнимость природньїх ресурсов заставляет искать пути более зффективного использования ценного сьірья, чем его сжигание.

Одним из широко используемьх промьішленньх методов переработки резиновьїх отходов является регенерация резиньії, представляющая собой процесс изготовления пластичного продукта девулканизации е измельченньх и освобожденньїх от армирующих злементов кусков резинотехнических изделий. Для ее -і применения, таким образом, необходимо первоначальное разрушение изделий и сепарация резинь! от нерезиновьїх включений. Отметим, что процесс регенерации сопровождаєтся значительньм количеством е вредньїх вьібросов. ка 20 Одним из методов переработки является пиролиз, позволяющий получать из шинной резинь! сажу, а также ряд жидких и сгазообразньїх органических веществ, которье могут бьть использованьй в химической сл промьшленности и знергетике. Пиролиз проводят, как правило, после предварительного разрушения и измельчения изделий |З). Недостатком пиролиза является в первую очередь то обстоятельство, что его применение не позволяет решить проблему переработки значительной доли всего обьема отработанньх изделий, в частности, автопокрьішек, поскольку обьем потребления продуктов пиролиза ограничен на

ГФ) существенно меньшем уровне. Необходимо отметить, конечно и большую знергоемкость процесса, связанную с необходимостью нагрева перерабатьшаемьх изделий до вьісоких температур и составляющую более о 1кВт.час/кг.

Зкономически зффективньїм направлением утилизации является извлечение из отходов резинотехнических 60 изделий их резиновьїх фрагментов и дисперсньїх материалов (резиновой крошки), а также металлических и текстильньїх армирующих злементов. Осуществление такой переработки и качественного разделения материалов является сложной технической задачей, зкономически удовлетворительного решения, которой до сих пор не бьіло найдено. По зтой причине уровень такой переработки резинотехнических изделий - отходов производства или изношенньїх в процессе зксплуатации - крайне недостаточен. бо Переработка резинотехнических изделий и получение из них резиновой крошки известньми методами включает в себя, как правило, следующие основнье операции: резку изделий на куски, измельчение, отделение армирующих металлических и текстильних злементов от резиньї, дальнейшее измельчение резиновой крошки и ее сепарацию от мелких остатков, армирующих злементов. " Для осуществления такой последовательности действий применяют резательное оборудование, валковьіе машинь, роторно-ножевье дробилки, мельниць.

Для отделения металлокорда от резиньії применяют, как правило, магнитнье сепараторьі, а для отделения измельченного текстильного материала - воздушнье сепараторь!.

В |4) описан метод получения резиновой крошки путем перетирания с использованием вальцов с сильно структурированной поверхностью. В комплексном методе переработки автопокрьішек |5| они вначале рубятся 7/0 ножами на куски размером 150-300мм, которье затем в несколько стадий перетираются на валках с последовательньім отделением металлокорда и другой арматурні.

В подобньїх методах переработки происходит механическое разрушение резиньі. Их недостатком является то, что значительнье многократнье деформации истираемого зластичного материала, увеличение его температурь! и повьішение сопротивления сдвигу приводит к возрастанию знергопотребления и интенсивному 7/5 износу оборудования, а таюкже к низкому вьїходу товарной продукции. С уменьшением размеров получаемой резиновой, крошки знергозатрать на ее производство возрастают примерно пропорционально суммарной площади ее поверхности. Известно, например, что при перетирании резиньі на валках до размеров крошки около 0.5мм знергозатрать! составляют более 1кВт.час/кг.

Серьезньіїм недостатком таких способов кроме их значительной знергоемкости является также и то, что они 2о не позволяют зффективно перерабатьвать резинотехнические изделия, армированнье металлом. Применение такого оборудования при переработке, например, шин с металлокордом приводит к существенному возрастанию знергоемкости, интенсивному износу оборудования и к большим затратам на замену бьістроизнашивающегося режущего инструмента.

Для использования резиновой крошки в ответственньїх резинотехнических изделиях, например, в с об протекторной части автопокрьишек, необходимо вьіполнение определенньх технических требований к ее качеству, включающих в себя, в частности, ограничение на содержание в материале кордного волокна и і) металла. Для зтого необходимо обеспечить разделение резиньі и металлических и текстильньїх фрагментов армирующего каркаса. Хорошая адгезия материала к фрагментам зтих злементов, образующихся в процессе разрушения изделий, затрудняет сепарацию материалов, приводит к необходимости использования ю зо Многоступенчатьх схем переработки, увеличивает затрать! на его проведение и усложняет перерабатьвающееє оборудование. с

Мспользование криогенной техники для перевода резиньі в хрупкое состояние путем охлаждения до «Е температурь! стеклования позволяет снизить затрать! знергии на размол и отделить армирующие злементь! от изделия до механической переработки резинь. -

Наийболее близким к заявленному способу является способ изготовления резиновой композиции из «г отработанньїх производственньїх резиновьїх изделий (см. патент Великобританий Мо1334718, МКИ В29Н 19/00, 1973), (7), которьій включает в себя охлаждение изделий или их кусков до температур охрупчивания резиновой компонентьї, последующее разрушение резиньії путем механического сгибания, давления или дробления и удаление, по крайней мере части армирующих злементов из перерабатьмшваемой массь. Таким образом, « Кключевьм злементом способа является использование возможности отделения армирующих злементов путем в с предварительного изменения физико-механических свойств материала, позволяющего разрушить изделие путем воздействие на него механическими нагрузками без применения режущего инструмента. Изменение ;» физико-механических свойств резиновой компоненть! изделия осуществляют путем его глубокого охлаждения до температур охрупчивания резинь! в инертной криогенной среде, например, в жидком азоте.

У заявляемого обьекта и прототипа совпадают следующие существеннье признаки: способьї включают ї5» воздействие на изделия механическими нагрузками до разрушения их резиновой основи.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленньх его признаками, показьівает, что получению ш- ожидаемого технического результата при использованийи прототипа препятствуют следующие причинь. ї5» Необходимость получения достаточного количества жидкого газа, а также необходимость достижения и поддержания низких температур в рабочей камере, в том числе, и во время механического дробления изделий о на фрагментьї, связано с большими знергозатратами. Известно, что суммарнье затрать! на проведение такой с переработки превьішают І1кВт.час/кг. Кроме того, проведение всего процесса измельчения резиньі при низкой температуре жидкого газа требует использования уникальной техники, способной работать в таких условиях, теплоизоляции всего комплекса и изоляции охлажденной крошки от атмосферного воздуха. Кроме того, при ов Ппереработке резиновьїх изделий больших размеров малая теплопроводность резинь! приводит к большому времени ее охлаждения во всем обьеме, к переохлаждению наружньїх слоев материала изделия, что снижает (Ф, качество переработки и приводит к еде большему увеличению суммарньїх знергозатрат при одновременном ка уменьшений производительности способа.

В основу изобретения поставлена задача создать такой способ переработки резинотехнических изделий, в бо Котором усовершенствование путем введения нового действия и изменения порядка вьіполнения действий во времени позволило бьі при использований изобретения обеспечить достижение технического результата, заключающегося в снижений знергозатрат на переработку резинотехнических изделий.

На решение поставленной задачи направлено заявляемое изобретение, характеризующееся следующими существенньми признаками, которье вьіраженьї определенньми понятиями и достаточнь! для достижения 65 ожидаемого технического результата во всех случаях, на которне распространяется обьем правовой охрань!.

Заявляемьй способ переработки резинотехнических изделий согласно первому пункту формуль!

изобретения включает воздействие на изделие механическими нагрузками до разрушения их резиновой основи.

От прототипа заявляемое изобретение отличается тем, что изделия подвергают одновременному воздействию механических нагрузок и воздействию газовой средьі, содержащей более 0,0195 озона.

При использований изобретения ожидаєтся достижение технического результата, заключающегося в снижений знергозатрат на переработку резинотехнических изделий.

Между совокупностью существенньїх признаков изобретения по первому пункту формуль! изобретения и достигаемьм техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь.

Установлено, что деформация материала резинотехнического изделия под воздействием механических 7/о нагрузок в атмосфере, содержащей озон, приводит к разрушению материала изделия, а при наличии в изделий армирующих злементов и к освобождению зтих злементов из изделия. Скорость разрушения изделия возрастает с повьішением содержания озона и степени деформации изделия. В проведенньїх испьітаниях промежуток времени, необходимьій для достижения разрушения, например покрьішки легкового автомобиля, сокращался от нескольких часов до десятков минут с повьішением содержания озона от 0,295 до 295 и/или /5 увеличением степени деформации от 395 до 3090.

Коррозионньій процесс растрескивания резиньі в присутствий озона, лежащий в основе данного метода переработки резиносодержащих изделий, представляет собой физический процесс разрастания трещин в условиях химического взаймодействия молекул полимера с озоном, приводящего к их разрьіву. Известно, что для инициирования механического растрескивания резинь! требуется затратить не менее определенной 2о знергии на единицу образующейся поверхности раздира. Зта величина удельной знергий составляет около 40Дж/м2 для натурального каучука и бОДж/м2 для бутадиен-стирольньхх каучуков. Для разрастания трещинь! под действием озона требуется также значительно (более, чем в 100 раз) меньшее количество знергии (около 0.1 Дж/м2). Таким образом, механические затрать! знергии на поддержание материала в напряженном состояний при озонном разрушений резиньї будут мальії по сравнению с знергозатратами на механическое разрушение С изделий без озона. Полньюе знергозатрать! будут при зтом определяться знергозатратами на производство о необходимого для разрушения резинь! количества озона.

Растрескивание резиньй в атмосфере, содержащей озон, происходит при превьшениий пороговой деформации материала. Для не защищенньїх антиозонантами резин зта пороговая деформация находится в пределах 1-595: точное ее значение зависит от жесткости вулканизата и степени обработки его поверхности. МУ

Такие значения деформаций (2196) достигаются при величинах напряжений в резине, больших 0,5кГ/см7. сч

Образование трещин в резине под воздействием озона проийсходит в местах концентрации напряжений резиньі. При образованиий трещин неравномерное распределение напряжений и их концентрация в вершинах « макротрещин приводит к тому, что дальнейшее разрушение происходит именно в зтих вершинах и, в конечном їм счете, к катастрофическому разрушению материала. При зтом, во-первьїх, разрушение сопровождается изменением структурьіь материала только в отдельньїх местах на поверхности при сохранении практически Ж неизменньми свойств материала в обьеме и, во-вторьїх, удельньій расход озона на разрушение резинь чрезвьчайно мал.

Концентрация озона оказьвшаєт сильное влияние на способность стабилизирующих добавок повьішать « значение пороговой деформации и затруднять разрушение резиньі озоном. При превьшений некоторого кКритического уровня озона влияние антиозонантов оказьивается полностью подавлено. Как правило, зто т с критическое значение озона составляет около 0,0195. При использовании более вьісоких концентраций озона и в достаточно больших деформаций резиньй можно производить зффективную переработку даже резин, ни защищенньїх антиозонантами. Время проведения процесса сокращается с увеличением содержания озона, однако, при определений оптимального режима проведения процесса необходимо учитьівать, что при повьішениий концентрации озона обьічно растут знергозатрать! на его производство. Уменьшение содержания ве озона ниже 0,0195 нецелесообразно из-за чрезмерного увеличения! времени обработки особенно при обработке -1 резинотехнических изделий, материал которьїх стабилизирован добавками антиозонантов.

Согласно проведенньім измерениям расхода озона в камере переработки и скорости образования резиновой - крошки количество озона, достаточное для разрушения напряженной резиньі, может составлять всего около

ГФ 20 г/кг резиньі и в большинстве случаев не превьішает 4г/кг резиньї в зависимости от режима переработки (концентрация озона, уровень деформации, скорость процесса). Знергозатратьь на производство озона сл составляют 16ВтОчас на грамм озона при работе озонаторов на осушенном воздухе и 8Вт.час/г при работе на кислороде. Таким образом, переработку изделий данньім способом можно осуществлять при знергозатратах, не превьішающих 0,07кВт.час/кг, а в определенньїх условиях они могут бьіть сниженьї вплоть до 0,02кВт.час/кг. При использований кислорода в качестве рабочего газа зти знергозатрать! могут бьіть снижень! еще в два раза. о Затратьі знергий на создание механических усилий, поддерживающих изделие в деформированном состоянийи, при испьітаниях способа не превьішали 3095 от знергозатрат на производство озона, а в некоторьсх ко случаях составляли менее 1095 от зтих знергозатрат.

Испьітания способа показали, что при его использований можно производить зффективную и зкономичную 60 переработку резинотехнических изделий, в том числе армированньїх металлом. Знергозатрать! на переработку в 10-50 раз меньше затрат на переработку другими способами, сепарация армирующих злементов от резинь легко осуществляется без их разрезания или дробления.

В частньїх случаях использования заявляемое изобретение характеризуется следующими отличительньіми от прототипа признаками. 65 Образующуюся при переработке изделий измельченную резину отделяют от имеющихся в изделий посторонних материалов.

Относительную концентрацию озона в газовой смеси поддерживают в интервале от 0,195 до 1095, а уровень деформаций в резине при приложений деформирующих изделие нагрузок поддерживают в интервале от 195 до

Переработку изделия ведут при температуре от 107С до 11076.

Относительное перемещение озоносодержащей газовой смеси относительно перерабатьваемого изделия обеспечивают со скоростями более Зсм/с так, чтобьї обеспечить постоянньій доступ озоносодержащего газа к поверхности перерабатьіїваемого изделия.

Деформирующие механические нагрузки прикладьвшают поочередно в различньїх направлениях ко всем /о резиновьім фрагментам разрушающегося резиносодержащего изделия и переработку ведут до измельчения резинь до размеров от 5мм до 0,01мм.

Деформирующие нагрузки прикладьвают к изделию в виде вибраций с частотой от 1Гц до ЗкГц.

Деформирующие нагрузки прикладьвают к изделию с частотой, близкой к резонансной частоте колебаний материала изделий.

Деформирующие нагрузки прикладьвают, к изделию одновременно в виде вибраций с частотой от 1ГцЦ до 1кГц и в виде медленно меняющихся нагрузок с периодом более 10 сек.

Одновременно с обработкой изделия, содержащего металлические фрагментьі, на изделия воздействуют магнитньїм полем.

Одновременно с обработкой изделия производят удаление из зонь! переработки резиновьїх фрагментов, го отделившихся от изделия.

Озоносодержащую газовую смесь, прошедшую через камеру переработки, частично или полностью пропускают через генератор озона и повторно используют для проведения процесса переработки.

Остаточньіїй озон в потоке газа, вьіходящего из камерь! переработки, разлагают путем пропускания зтого газа через разложитель озона. с

Перерабатьвваемье изделия перед проведением процесса переработки, подвергают осушке.

Перерабатьвваемье изделия загружают в камеру, в которой обеспечивают циркуляцию озоносодержащего і) газа до получения требуемой степени переработки, после чего продукть! переработки извлекают из камерь!.

В процессе переработки изделия подают в рабочую камеру, а продукть! переработки вниігружают из рабочей камерьї! через шлюзовье камерь! для обеспечения непрерьівности процесса переработки. ю зо Перерабатьвшаемье изделия одновременно деформируют и перемещают через последовательно расположеннье средства деформации. с

Деформирующие нагрузки прикладьшвают к перерабатьвшаемьм изделиям путем вращения ротора, «Е расположенного на оси камерь! переработки.

Переработку резинотехнических изделий осуществляют путем вращения камерь! с содержащимися в ней -

Зз5 изделиями. «г

Перерабатьваемьсе изделия подвергают деформации сжатия и сдвига между двумя и более рабочими органами типа жерновов.

Данное изобретение обеспечивает также достижение других технических результатов, заключающихся в повьішений производительности, улучшения качества переработки, упрощениий используемой техники и « снижений зксплуатационньх расходов. в с При растрескиваний резиньі в атмосфере, содержащей озон, число растущих трещин и скорость их разрастания зависят от напряжения в материале, причем с ростом напряжения увеличивается и скорость роста ;» и число трещин. Обеспечение циркуляции озоносодержащего газа вблизи поверхности позволит интенсифицировать конвективньійй массообмен и обеспечить проведение реакции растрескивания в бьістром

Кинетическом режиме. Для обеспечения достаточно вьісокой скорости растрескивания необходимо, чтобь ї5» температура резиньії бьла существенно вьіше температурьй ее стеклования. Таким образом, процесс переработки может достаточно зффективно идти уже при комнатной температуре, а повьішение температурь! - от 10 до 1107С позволяет повьісить скорость переработки для некоторьїх видов изделий в десятки раз. Зтот ї5» зффект зависит от вида резиньі, и температурньй режим переработки должен устанавливаться для каждого вида изделий. Меняя при зтом величину и характер напряжений в материале при его озонной переработке о можно регулировать как скорость протекания процесса, обеспечивая вьісокую производительность, так и с определяющийся характерньм расстоянием между трещинами размер образующейся крошки, характеризующий качество переработки.

Наличие армирующих резину злементов не затрудняет растрескивание резиньії в озоносодержащей ов атмосфере, а их материал (металл, стекловолокно, ткань) не оказьівает существенного влияния на процесс переработки. Армирующие злементь! при данном способе переработки полностью отделяются от резинь, не (Ф, загрязняя ее своими фрагментами. Зто повьішает вьіход готового продукта и уменьшает количество отходов ка производства.

Для реализации данного способа переработки не требуется использование уникальной техники, способной бо работать в условиях низких температур при теплоизоляции всего комплекса. Получение крошки вьсокого качества обеспечиваєется без сложньїх многоступенчатьїх устройств для отделения резинь от "мелких фрагментов армирующих злементов и оборудования для удаления остатков резиньі! с металлической проволоки корда и нитей. Нагрузки, прикладьшвшаемье к перерабатьшваемьм изделиям, значительно меньше нагрузок, необходимьїх для разрушения резиньі в отсутствие озона, и при переработке не осуществляется резание, 65 разрьв или бьістрое истирание резиньі. Благодаря зтому оборудование для проведения переработки данньім способом изнашивается значительно меньше, чем традиционное оборудование для механической переработки.

МИспользование озонного метода переработки резиносодержащих изделий позволяет создать зкологически чистую технологию.

На Фиг.1-7 приведеньй различнье вариантьь реализации предложенного способа переработки резиносодержащих изделий. Некоторне злементь! изображенньїх устройств, общие для различньїх вариантов реализации данного способа переработки, изображеньій лишь на одной или двух приведенньїх схемах и отсутствуют на остальньїх; необходимье пояснения будут сделань! при детальном описаний зтих вариантов, приведенном ниже.

На Фиг.1. приведена схема устройства периодического действия. Устройство включаеєт в себя камеру (1), в 7/0 Которой происходит переработка изделий (2), снабженную люком (3) для загрузки изделий и вьігрузки продуктов переработки и оснащенную средствами (4) создания в обрабатьваемом изделий деформирующих нагрузок, приводимьїми в действие соединенньім с ними силовьм устройством (5). Газовая система устройства включает в себя генератор озоносодержащего газа (6) (озонатор), газораспределительное устройство (7), разложитель озона (8), устройство газоподготовки (9) и компрессор (10). Светльми стрелками показано направление потоков /5 газа в такой системе замкнутого цикла с частичньімм обновлением рабочего газа. В камере (1) расположень средства циркуляции газа (11) (например, вентиляторьї).

На Фиг.2. приведена схема устройства непрерьшвного действия, реализующего "последовательньй" конвейерньій вариант данного способа переработки. Общие с Фиг.1. злементь! обозначеньі теми же цифрами, что и на Фиг.1. Камера переработки (1), содержащая средства деформации (12) и средства транспортировки 13) изделий (2), соединена со входньім шлюзом (14) для загрузки изделий (2) и вьіХОДНЬІМ шШлюзом (15) для вьгрузки продуктов переработки. Продуктьі переработки (16), включающие в себя куски резиньі различньх размеров, которье условно обозначеньій на схеме в виде кружков, и различнье армирующие злементь, обозначеннье в виде отрезков и крестов, через вьїходной птоз (15) поступают в систему сепарации, включающую в себя средства (17) вьіделения ткани, стеклопластика и других крупньїх фрагментов арматурь, с об сепаратор (18) металлических злементов и классификатор (19) различньйх фракций резиновой крошки.

Светльми стрелками показано направление потоков газа в газовой системе открьтого цикла, составленной из і) тех же злементов, что и на Фиг.1., а темньіми стрелками движение материалов с помощью транспортеров (20).

На Фиг.3. приведена схема устройства, в котором перерабатьшваемье изделия (2) продавливаются с помощью пресса (21) между сужающимися конусообразньіми или щелевидньми направляющими елементами ю зо (22). Газовая система на Фиг.3-7 не показана так же, как и система загрузки и вьігрузки изделий и сепарации продуктов переработки. с

На Фиг.4. приведена схема переработки изделий (2) данньім способом с помощью устройства типа конусной «г мельницьї, в котором изделия (2) и их фрагменть! (23), образующиеся в результате разрушения изделий, деформируются в зазоре, образованном стенками камерь (1) и приводимь!м в движение с помощью двигателя - (5) рабочим конусообразньм органом (24). Камера переработки сопряжена с устройством (25) отделения «Е металлической арматурь! из перерабатьвваемой массьї изделий.

На Фиг.5. приведена схема другого близкого к Фиг.4. варианта реализации данного способа переработки, в котором деформация изделий (2) и их фрагментов (23) осуществляется во всем обьеме камерь (1) между злементами (26) вращающегося ротора (27) и закрепленньїми на камере (1) злементами (28). «

На Фиг.6. приведена схема переработки изделий (2) данньмм способом с помощью устройства типа шаровой пт») с мельниць, в котором камера (1) вращается относительно оси (29) и содержит наряду с перерабатьвваемьми изделиями (2) грузь (30). ;» На Фиг.7. приведена схема переработки изделий (2) данньм способом с помощью устройства типа жерновов. Изделия (2) и их фрагменть (23) и отделенная от армирующих злементов резиновая крошка (31) перетираются между двумя злементами (32), образующими сужающийся щелевидньй зазор. ї5» Коррозионньій процесс растрескивания резиньії в присутствий озона, лежащий в основе данного метода переработки резиносодержащих изделий, представляет собой физический процесс разрастания трещин в ш- условиях химического взаймодействия молекул полимера с озоном, приводящего к их разрьіву. Известно, что ї5» для инициирования механического растрескивания резинь! требуется затратить не менее определенной знергии на единицу образующейся поверхности раздира. Зта величина удельной знергии составляет около ді 40Дж/м2 для натурального каучука и бОДж/м2 для бутадиен-стирольньхх каучуков. Для разрастания трещинь! под с действием озона требуется также значительно (более, чем в 100 раз) меньшее количество знергии (около 0.1Дж/м2) |8ВЇ. Таким образом, механические затратьь знергии на поддержание материала в напряженном состоянии при озонном разрушениий резиньії будут мальй по сравнению с знергозатратами на механическое разрушение изделий без озона. Полнье знергозатрат будут при зтом определяться знергозатратами на производство необходимого для разрушения резинь! количества озона. о Озонное растрескивание резиньї происходит при превьішений пороговой деформации материала. Для не іме) защищенньх антиозонантами резин зта пороговая деформация находится в пределах 1-595; точное ее значение зависит от жесткости вулканизата и степени обработки его поверхности (9). Такие значения деформаций (21905) 60 достигаются при величинах напряжений в резине, больших 0.5кКГ/см7.

Добавление зффективньїх химических антиозонантов способно существенно повьішать величину пороговой деформации вплоть для значений свьіше 10095 для М, М-диакил-п-фенилендиаминов (9). Однако после контакта с озоном (особенно при достаточно больших концентрациях последнего М » 0.0190) резина с добавками антиозонантов в значительной мере теряет свою озоностойкость. 65 Концентрация озона М оказьівает сильное влияние на способность стабилизирующих добавок повьішать значение пороговой деформации и затруднять разрушение резиньі озоном. При превьшений некоторого критического уровня М влияние антиозонантов оказьівается полностью подавлено. Как правило, зто критическое значение М составляет около 0.019565. При исключительно вьісоких значениях дозировки найболее зффективньх антиозонантов М,М'-диоктил-п-фенилендиаминов в количестве 15 частей на 100 частей каучука резина озоно, стойка вплоть до концентрации озона, равной 0.195 (10). При достижениий достаточно больших концентраций озона и деформаций резиньї можно производить зффективную переработку даже резин, защищенньх антиозонантами.

При озонном растрескиваний резиньії число растущих трещин и скорость их разрастания зависят от напряжения в материале, причем с ростом напряжения увеличивается и скорость роста и число трещин. Таким 7/0 образом, меняя величину и характер напряжений в материале при его озонной переработке можно регулировать как скорость протекания процесса, так и размер образующейся крошки, определяющийся характерньмм расстоянием между трещинами.

Образование трещин в резине под воздействием озона проийсходит в местах концентрации напряжений резиньі. При образованиий трещин неравномерное распределение напряжений и их концентрация в вершинах /5 макротрещин приводит к тому, что дальнейшее разрушение происходит именно в зтих вершинах и в конечном счете к катастрофическому разрушению материала. При зтом, во-первьїх, разрушение сопровождается изменением структурьі материала только в отдельньїх местах на поверхности при сохранении практически неизменньми свойств материала в обьеме и, во-вторьїх, удельньій расход озона на разрушение резинь чрезвьчайно мал.

При достаточно вьісокой скорости процесса растрескивания она может лимитироваться диффузионньм поступлением озона на поверхность резиньі из обьема газа. В зтом случаеє целесообразно обеспечить циркуляцию газа вблизи поверхности, что позволит интенсифицировать конвективньій массообмен и обеспечить проведение реакции растрескивания в бьістром кинетическом режиме. В условиях циклического приложения напряжения к изделию диффузионнье механизмь! также будут играть меньшую роль. с

Для разрушения материала резиньї необходимо создать наряду с напряжениями и озоносодержащей атмосферой и условия для концентрации напряжений в материале. Зтому способствует достаточная і) подвижность разорванньїх макромолекул. Если их перемещение затруднено, например, за счет понижения температурьі, растрескивание либо ослабляется, либо вообще не происходит. Для обеспечения достаточно вьісокой скорости растрескивания необходимо, чтобьі температура резиньй бьла существенно вьіше ю зо температурь ее стеклования. Таким образом, процесс переработки может достаточно зффективно идти уже при комнатной температуре, а повьішение температурьі может ускорять его проведениє. Для определениям с оптимального температурного режима при озонном разрушений резин следует кроме температурной «г зависимости скорости растрескивания материала учитьшвать и сильное ускорение термического разложения озона с ростом температурь! вьіше 10070. ї-

Скорость растрескивания резинь! под действием озона уменьшается в присутствии в атмосфере влаги за «г счет того, что поверхностньій слой резиньі набухает, уменьшаются растягивающие напряжения, и их распределение становится более равномерньім. Позтому для ускорения процесса переработки целесообразно проводить его в сухом воздухе и с вьісушенньми резиносодержащими изделиями.

Растрескивание резиньії происходит и при циклическом нагружении материала и может усиливаться при « совмещений статических и вибрационньх нагрузок. в с МИспьітания способа переработки проводились при варьированиим содержания озона от 0.019565 до 20960, температурь! от 10 до 1107С, степени растяжения резинь от 1 до 200905, скорости газового потока относительно ;» поверхности обрабатьіваемого материала от 0 до 1Ом/с на различньїх образцах резиновьїх изделий, в том числе чисто резиновьїх изделий, армированньїх текстильньм и металлическим кордом автопокрьішек, резиновьмх шлангов вьісокого давления с многослойной металлической арматурой и др. Испьітания проводились как в ї5» обогащенном озоном воздухе, так и в различньїх кислородосодержащих смесях, включая чистьій кислород, содержавший до 2095 озона. Испьитания проводились как при статических, так и при динамических нагрузках ш- резиньї, включая режим возбуждения в ее обьеме звуковьїх колебаний. ї5» В результате испьітаний бьіла установлена возможность проведения зффективного процесса переработки резиносодержащих изделий при механическом воздействий на них в озоносодержащей атмосфере и о определеньі оптимальнье режимь! проведения такой переработки при различньїх характеристиках изделий. с Деформация материала резинотехнического изделия в атмосфере, содержащей озон, приводит к разрушению материала изделия, а при наличий в изделий армирующих злементов и к освобождению зтих злементов из изделия. Скорость разрушения изделия возрастает с повьішением содержания озона и степени деформации изделия. В проведенньх испьтаниях промежуток времени, необходимьй для достижения разрушения, например, покришки легкого автомобиля, сокращался от нескольких часов до десятков минут с

Ф) повьішением содержания озона от 0.295 до 295 и/или увеличением степени деформации от 395 до 30905. ка Согласно проведенньім измерениям расхода озона в камере переработки и скорости образования резиновой крошки количество озона, достаточное для разрушения напряженной резиньі, может составлять всего около бо г/кг резиньї и в большинстве случаєв не превьішаєт 4г/кг резиньі в зависимости от режима переработки (концентрация озона, уровень деформации, скорость процесса).

Знергозатратьь на производство озона составляют 16Вт.час на грамм озона при работе озонаторов на осушенном воздухе и 8Вт.час/г при работе на кислороде |11). Таким образом, переработку, изделий данньм способом можно осуществлять при знергозатратах, не превьішающих 0.07кВт.час/кг, а в определенньх 65 условиях они могут бьіть снижень! вплоть до 0.02кВт.час/кг. При использований кислорода в качестве рабочего газа зти знергозатрать! могут бьіть сниженьї еще вдвое.

Затратьі знергий на создание механических усилий, поддерживающих изделие в деформированном состоянийи, при испьітаниях способа не превьішали 3095 от знергозатрат на производство озона, а в некоторьсх случаях составляли) менее 1095 от зтих знергозатрат.

Наличие армирующих резину злементов не затрудняет растрескивание резиньії в озоносодержащей атмосфере, а их материал (металл, стекловолокно, ткань) не оказьівает существенного влияния на процесс переработки. Армирующие злементь! при данном способе переработки полностью отделяются от резинь, не загрязняя ее своими фрагментами. Зто является важньім достоинством данного способа переработки, так как позволяет получать крошку вьісокого качества без сложньїх многоступенчатьхх схем отделения резинь! от /о мелких фрагментов армирующих злементов и оборудования для удаления остатков резинь! с металлической проволоки корда и нитей.

Время проведения процесса сокращаєтся с увеличением содержания озона, однако при определений оптимального режима проведения процесса необходимо учитьшвать, что при повьішении М обьічно растут знергозатрать! на производство озона (11). Уменьшение содержания озона ниже 0.019565 нецелесообразно из-за 7/5 Чрезмерного увеличения времени обработки особенно при обработке резинотехнических изделий, материал которьїх стабилизирован добавками антиозонантов. МИсходя из зтих соображений можно заключить, что найболее приемлемьй диапазон содержаний озона для проведения процесса переработки - от 0,195 до 1095, а при использований воздуха в качестве рабочего газа в генераторе озона от 0.295 до 290.

Установлено, что для проведения переработки необходимо одновременно с содержанием изделия в 2о озоносодержащей атмосфере поддерживать его в напряженном состояний таким образом, чтобь! величинь относительньїх деформаций бьіли больше порога озонного растрескивания, составляющего около 1 - 595. Как правило, для зтого достаточно поддержания напряжений в материале на уровне 0.5кГ/см 7.

Для обеспечения разрушения всего изделия необходимо изменять направление прилагаемьїх к нему усилий таким образом, чтобь! все части изделия в течение переработки подвергались деформации и, следовательно, су разрушению. Для получения в результате переработки мелкой резиновой крошки, которая может бьть зффективно использована как вторичное сьірье, необходимо прилагать усилия к отделяющимися от изделия і) крупньім резиновьім фрагментам вплоть до достижения необходимой степени измельчения резиньі. Изменение величиньії напряжений также позволяет регулировать и скорость переработки и размер резиновой крошки.

Установлено, что повьішение температурь! от 10 до 1107 может позволить повьісить скорость переработки (й для некоторьїх видов изделий в десятки раз. Зтот зффект зависит от вида резиньі, и температурньій режим переработки должен устанавливаться для каждого вида изделий. с

Для ускорения процесса переработки целесообразно обеспечивать циркуляцию газа вблизи «Її обрабатьшваемого изделия; при достижениий достаточной степени газообмена дальнейшая интенсификация зтого процесса практически не ускоряет больше процесс разрушения изделия. -

Таким образом, испьітания способа показали, что при его использований можно производить зффективную и /«ф зкономичную переработку резинотехнических изделий, в том числе армированньїх металлом. Знергозатрать! на переработку значительно, в 10-50 раз меньше затрат на переработку другими способами, сепарация армирующих злементов от резиньі лего осуществляется без их разрезания или дробления, отсутствие « режущих или перетирающих злементов обуславливает уменьшение износа перерабатьвающего оборудования.

Таким образом, при обработке изделий в напряженном состояниий в озоносодержащей среде достигаєтся цель ей) с изобретения. й Данньій способ переработки резинотехнических изделий может бьіть реализован в различньїх вариантах, "» зависящих от обьекта, задач переработки и условий проведения процесса. Приведем зти варианть! реализации способа на примере устройств, схемь! которьїх приведеньі на Фиг.1-7. Отличительньми признаками зтих устройств является то, что средства для создания деформированного состояния изделий находятся внутри «» камерь! переработки, которая соединена с источником озоносодержащего газа, позволяющим подавать зтот газ в камеру во время деформации изделий. і На Фиг.1. приведена схема устройства для проведения процесса переработки в периодическом режиме. «г» Изделия (2) загружаются в камеру (1) через люк (3). Поскольку озон является токсичнь!м газом, то камера (1) должна бьїть герметична для исключения возможности утечек озоносодержащего газа. Герметичность люка (3) о обеспечиваєтся применением известньїх технических способов. Внутренняя поверхность камерь! (1) должка с бьіть изготовлена из озоностойких материалов, не корродирующих под действием озона, таких, как, например, нержавеющая сталь, алюминий, фторопласт, полизтилен и др.

Изделия (2) подвергаются деформации с помощью расположенньїх в камере механических злементов (4). В Качестве них могут бьіть использованьї, например, профилированнье диски, позволяющие при вращений соединенной с ними резьбовьмм соединением оси обеспечивать различнье видь деформаций изделий, о например, сгиб, растяжение сжатие, скручивание или их сочетания. Усилия на злементь (4) передаются через ко уплотненньй ввод от силового механизма (5), в качестве которого может использоваться, например, злектродвигатель с редуктором, гидроцилиндрь! или пневмоцилиндрь. во Прикладьіваемье к изделию механические нагрузки могут бьіть как статическими, так и динамическими. В первом случае простейшим вариантом реализации способа является осуществление деформации изделий под весом помещенного на них груза. Динамические нагрузки могут бить медленноменяющимися с периодом в десятки и сотни секунд или передаваться на перерабатьваемое изделие путем вибраций злементов (4) с частотами от 1Гц до нескольких кГц. При вьісоких частотах вибраций целесообразно использовать зффект 65 резонансного усиления колебаний резиньі при близости частотьі вибраций и собственной частоть! колебаний материала.

Кислородосодержащий газ, нагнетаемьй компрессором (10) подается через устройство газоподготовки (9), осуществляющее осушку газа и очистку от пьіли и масла, в генератор озона (6). Озоносодержащий газ из озонатора (6) направляется в камеру (1).

Вьїходящий из камерь! переработки (1) газ, содержащий остаточную концентрацию озона и кислорода, может бьїть, по крайней мере частично повторно использован для генерации озона и переработки изделий. Для зтого используется газораспределительное устройство (7), состоящее из управляемьх клапанов. Для исключения вьібросов остаточного озона в атмосферу вьіпуск газа осуществляется Через аппарат для разложения озона (8), в котором озон конвертируется в кислород при нагреве и/или в присутствий катализатора 7/0. 11). Газораспределительное устройство (7) позволяет регулировать соотношение расходов газа сквозь разложитель озона (8) и озонатор (6), обеспечивая заданньй уровень обновления газовой смеси в контуре.

Таким образом, устройство переработки резинотехнических изделий может работать в режиме замкнутого газового цикла с частичньм обновлением. Зто относится и ко всем остальньм вариантам устройств переработки по данному способу.

Для обеспечения циркуляции газа в камере (1) расположеньі средства прокачки газа (11), например, вентиляторьі. При осуществлений вьітяжки газа из камерь! (1) с помощью вентилятора (И) можно обеспечить поддержание в камере слабого разрежения газа для исключения утечек озоносодержащего газа из камерь!.

На Фиг.2. приведена схема устройства для проведения процесса переработки в непрерьівном режиме, на которой общие с уже описанньмм устройством злементь! обозначеньі теми же цифрами. Камера (1) переработки изделий соединена со входньім шлюзом (14) для загрузки изделий и вьіїходньім шлюзом (15) для вьігрузки продуктов переработки. Герметичность шлюзов обеспечиваєется применением известньїх технических способов.

Резинотехнические изделия (2), которне могут содержать внутренниг армирующие злементьі, подаются во входной шлюз (14) с помощью транспортера (20) и оттуда поступают в камеру (1). Продукть! переработки (16), включающие в себя резиновую крошку различньїх размеров, условно обозначенную на схеме в виде кружков с ов разпличного диаметра, металлические злементь! корда, обозначеннье в виде коротких отрезков, и другие злементь! арматурь! (крестьї), удаляются из камерь! (1) через вьїходной шлюз (15) и поступают в систему і) сепарации и классификации продуктов, включающую в себя средства (17) отделения резинь! от ткани, в качестве которьіх может например, использоваться крупноячеистая сетка, магнитньій сепаратор (18) для отделения злементов металлокорда и классификатор фракций резиновой крошки (19), в качестве которого ю зо Могут использоваться вибрационньсе сита различньїх калибров. Транспортерь (20) удаляют резиновую крошку для использования или дальнейшей переработки и армирующие злементь!, которье могут в дальнейшем с пакетироваться и использоваться как вторичное сьірье. «Е

Газовая система устройства состоит из тех же злементов, что и изображенная на Фиг.1. В данном случае показана работа газовой системь! в открьтом режиме с однократньмм использованием озоносодержащего газа. - з5 Часть не содержащего озон газа из газораспределительного устройства (7) используется для продувки шлюзов «г (14, 153. Озоносодержащий газ может подаваться в камеру переработки (1) через газораспределительное устройство (на схеме не показано), позволяющее обеспечить поступление газа непосредственно к поверхности обрабатьшвшаемого изделия (2). В качество такого устройства могут бьть использованьі), например, перфорированнье трубки из нержавеющей стали или озоностойких полимерньїх материалов. Целесообразно « обеспечивать поступление газа из озонатора непосредственно в зону расположения механических средств в с деформации (12, 13) перерабатьіваемьх изделий (2). Для контроля за ходом переработки и установления необходимого режима можно использовать измерители содержания озона (на схеме не показань) в различньх ;» точках технологического процесса, прежде всего на вьіходе озонатора и вьіходе газа из камерь! (1).

На данной схеме показан вариант реализации данного способа переработки в виде конвейера, в котором средства механической деформации (13), которьіе могут, например, бьіть вьіполненьі в виде вращающихся ї5» валков, осуществляют одновременно с деформацией изделий (2) их перемещение в направлений сужения рабочего зазора между деформирующими злементами (13) и (12). В качестве средств деформации (12) могут ш- бьїть использовань! такие же валки или, например, закрепленнье на упругой подвеске массивнье злементь, ї5» которне имеют профилированную поверхность, например, оснащень зубьями, для создания локальньх деформаций перерабатьваемьх материалов. В зтом, как и в последующих вариантах реализации данного - ю способа переработки, в качестве силовьїх механизмов (5), приводящих в движение злементь (12, 13), могут с использоваться, например, злектродвигатели, гидроцилиндрьі или пневмоцилиндрь, а при созданий автономньїх установок переработки резиновьїх отходов и двигатели внутреннего сгорания. Для ускорения процесса переработки силовье механизмь! могут обеспечивать создание вибраций, например, злемента. (12). 5Б Описанньй вариант устройства на основе данного способа переработки безусловно не является единственньім. Другие варианть! реализации данного способа будут приведень! фрагментарно с обсуждением (Ф, лишь ключевьїх злементов реализации способа и без описания всей переработки в целом. ка На Фиг.3. приведен вариант реализации способа переработки, при котором перерабатьіваемьсе изделия (2) продавливаются с помощью опресса (21) между сужающимися конусообразньми или щелевидньми бо направляющими злементами (22). Зти злементь (22) могут бьїть вьіполненьі в виде конуса или плоскостей, а также сетки или ребер, расположенньїх по образующим таких или подобньїх фигур. Перемещение изделий (2) к узкому концу конуса приводит к их деформации как в осевом, так и в радиальном направлении, величина и распределение которой вдоль конуса зависят от приложенной прессом (21) нагрузки и угла схождения конуса.

При достаточно большом обьеме загрузки изделий и вертикальном расположении камерь возможно 65 Ддостижение деформаций под действием собственного веса изделий, расположенньх в верхней части камернь, и проведение непрерьівного процесса переработки при постоянной загрузке изделий сверху без дополнительньх силовьїх злементов.

Злементь! (22) могут бьїть изогнутьь или наклоненьї по отношению к оси конуса таким образом, чтобь обеспечить наличие тангенциальньїх нагрузок на изделия (2) и их скручивание. Отделяющиеся фрагменть перерабатьіваемьх изделий (2) могут удаляться из области, занятой изделиями, сквозь сетку или между ребер, образующих злементь! (22). В данном варианте реализации способа переработки продавливание изделий может бьіть заменено их протягиванием между злементами (21), при котором изделия тянутся, например, зацепами, проходящими в щели злементов (22) и соединенньми цепной или гусеничной передачей. В том случаеє, когда один из злементов (22) полностью или частично заменяется такой, например, гусеничной 7/0 передачей с зацепами, реализация способа переработки становится близкой по существу к реализации, описанной вьіше и изображенной на Фиг.2.

На Фиг.4, 5 приведеньі вариантьї реализации данного способа переработки, в которьіх деформирующий изделия (2) и их фрагменть! (23) злемент ((24) Фиг.4 и (27) Фиг.5) вьполнен в виде ротора. В варианте, изображенном на Фиг.4., зто конус или пирамида, образующая вдоль своей поверхности сужающийся кольцевой /5 зазор, в котором изделия подвергаются в первую очередь деформациям сдвига. При устройстве либо на поверхности конуса (24), либо на внутренней поверхности камерні (1), либо на обеих поверхностях образующих типа шнека, расположенньїх под углом к оси вращения ротора, появляются силь), направленньюе на перемещение изделий в направлений сужения щелевого зазора и приводящие к появлению деформаций сжатия, сгиба и растяжения. Ротор (24, 27) может бьть установлен зксцентрично оси вращения для 2о обеспечения периодического сжатия перерабатьшваемьх изделий и их фрагментов и в радиальном направлений.

В варианте, изображенном на Фиг.5., вдоль оси ротора (27) закреплень! злементь (26), которье могут бьїть, вьіполненьї, например, в виде дисков, лопастей или спиц. Перерабатьшваемье изделия (2) подвергаются деформации сдвига между зтими злементами (26) и неподвижньіми злементами (28), скрепленньіми с камерой сч

Й). По мере разрушения изделий (2) их фрагменть (23) перемещаются вниз, где зазорьї между злементами (26) и (28) уменьшаются так, чтобьї между ними могли деформироваться куски изделий уменьшающихся размеров. і)

При переработке армированньїх резинотехнических изделий, особенно армированньїх металлом, для ускорения процесса о переработки и облегчения последующей сепарации продуктов переработки целесообразньм является воздействие магнитного поля на перерабатьшваєемье изделия с целью создания ю зо напряжений в резине за счет притяжения металлических злементов и отделение металлических злементов арматурь! от перерабатьвваемьх изделий непосредственно в процессе переработки. Для зтого устройство такой с сепарации (25), в качестве которого может, например, бьть использован вращающийся магнит или «Е злектромагнит, должно бьїть сопряжено с камерой переработки (1) таким образом, чтобь! стало возможньм вьтягиваниег металлических злементов из разрушающейся массьй изделий. Металлические злементь -

Зз5 бснимаются с магнита (25) соприкасающимся с его поверхностью ножевьм злементом (на схемах не показан) «г или путем периодического отключения питания злектромагнита, как зтого обьічно делается в известньїх схемах магнитной сепарации.

Поскольку в данньх вариантах реализации озонного способа переработки необходимо обеспечить относительное движение ротора (24, 27) и камернь (1), то очевидно, что оно может бьіть реализовано непутем « вращения камерь (1) при закрепленном роторе. Силовне устройства (5) должнь! при зтом бьїть связань с з с камерой (1).

На Фиг.б изображен вариант реализации данного способа переработки в котором перерабатьіваемье ;» изделия (2) помещаются в камеру (1), вращающуюся относительно оси (29), которая может бьіть расположена как по оси камерь (1), так и зксцентрично. Деформации изделий в камере создаются под действием расположенньїх там грузов (30), которне могут свободно перемещаться внутри камерь! при ее вращений под ї5» действием силь! тяжести, либо бьіть закрепленьї на шарнирной подвеске.

На Фиг.7 изображен вариант реализации данного способа переработки, в котором перерабатьваемье

Ш- изделия (2), их фрагменть (23) и резиновая крошка (32) подвергаются деформации сдвига между злементами ї5» (31) типа жерновов, которье вращаются или возвратно-поступательно перемещаются друг относительно друга.

Зто движение осуществляется с помощью силовьх устройств (5), которье могут обеспечивать и сжатие ю перерабатьіваемьїх изделий (2, 23, 32) между жерновами (31). с Описаннье варианть! реализации данного способа переработки не являются альтернативньми, но могут дополнять друг друга, злементьі зтих устройств могут использоваться в различньїх сочетаниях, например, магнитная сепарация злементов арматурьї изделий одновременно с их разрушением так же, как и вибрация деформирующих резину злементов может использоваться во всех описанньїх устройствах. Любой вариант реализации газовой схемь! (Фиг.1,2), включая средства циркуляции газа в камере (1), может бьіть использован и (Ф, в устройствах, основной модуль переработки изделий которьїх изображен на Фиг.3-7. Также в зтих случаях ка может бьть применена и дискретная (Фиг.1.) и непрерьівная (Фиг.2.) схема переработки материала и использована система сепарации и классификации продуктов переработки (Фиг.2). во При всех вариантах переработки, деформирующие резиновье изделия злементь! (4, 12, 13, 21, 22, 26, 28,

ЗО, 31) могут бьїть снабженьії ребрами, зубцами, шипами, насечкой для обеспечения создания больших локальньїх деформаций и ускорения разрушения.

Для ускорения процесса переработки целесообразно удалять образующуюся мелкую резиновую крошку из зоньІ-обработки изделий. Для зтого деформирующие злементьі, например, направляющие (22, Фиг.3), конус 65 (24) Фиг.4), жернова (31, Фиг.7) должнь! иметь отверстия заданного калибра, через которне крошка удаляется из зоньї деформаций изделия и вьіводится из камерь! переработки (1).

С зтой же целью стенки камерь! переработки (1) в устройствах, изображенньмх, например, на Фиг.1, 5, 6 могут также бьіть перфорированньїми. Для обеспечения і герметичности зонь! переработки она в зтих случаях должна бьіть закрьта дополнительньм несиловьім кожухом.

В ряде случаев, особенно при переработке сложньїх по форме и составу резинотехнических изделий, таких, как автопокрьішки с металлокордом, может бьіть целесообразно, проводить их переработку с использованием данного способа в две или более стадий с предварительньм разрушением изделий на первой стадий и окончательньмм получением продуктов переработки на последующих стадиях. В озтих случаях могут использоваться сочетания описанньїх вариантов реализации способа, например, схема, приведенная на Фиг.3., уо чна первой стадии и жернова (Фиг.7) на второй стации или схема, приведенная на Фиг.5. на первой стадий и конусная мельница (Фиг.4) - на второй. Оптимальньій вариант проведения процесса по данному способу определяется применительно к конкретному виду и количеству перерабатьіваемьх изделий.

Исходя из того, что влага может затруднять и замедлять процесс озонного растрескивания, можно отметать, что обрабатьваемье изделия целесообразно перед переработкой подвергать сушке. Отметим, что для зтой /5 цели можно использовать отработанньй газ до или после разложителя озона, поскольку он прошел осушку в устройстве газоподготовки (9) перед озонатором (6) и может бьїть подогрет в озонаторе (6) и разложителе озона (8).

Оптимальная температура изделий для ускорения процесса переработки и/или получения необходимого качества переработки должна определяться для конкретного вида перерабатьіваемого материала и находиться для большинства резиносодержащих материалов в диапазоне от 10 до 11070. В устройстве, реализующем данньйй способ, может дополнительно использоваться система подогрева изделий до требуемой температурь или система теплоотвода из зоньі переработки в зависимости от того, какая температура изделий устанавливаєтся под действием озоносодержащего газа, нагревающегося в генераторе озона, и при деформации зтих изделий. с

Данньій способ переработки может бьїть применен в промьішленности и не требует создания каких-либо уникальньїхх устройств, которье не могут бьіть изготовленьії при существующем уровне развития техники. і)

Применение данного способа переработки может позволит успешно решить проблему утилизации изношенньїх резинотехнических изделий и дает возможность создания зффективного, зкономичного оборудования для зкологически чистого производства ценного вторичного сьрья. ю зо Для обеспечения зкологической чистотьі озонного метода переработки резинотехнических изделий необходимо вьіполнение трех требований к создаваемому оборудованию: герметичности камерь! переработки с изделий, разложения озона в потоке вьіходящего из системь! переработки газа и фильтрации отходящих газов «Е для улавливания примесей газов, загрязняющих окружающую среду.

Как уже указьівалось, решение технической задачи обеспечения герметичности оборудования может бьть - з5 облегчено путем создания разрежения в обьеме камерь! переработки и шлюзовьїхх камер, при зтом имеющиеся «г дефектьі в системе уплотнений будут приводить лишь к незначительному разбавлению рабочей средь атмосферньм воздухом. Необходимо отметить, что озон является нестабильньм соединениям и самопроизвольно переходит в естественньїх условиях в кислород в воздухе и на поверхности помещений и оборудования. Деструкция остаточного озона перед вьібросом газа в атмосферу легко осуществляется с « помощью разложителей озона, в которьїх осуществляется конверсия озона в кислород. в с Проблема фильтрации отходящих газов и улавливания загрязняющих окружающую среду компонент должна решаться при любом способе переработки резинотехнических изделий, так как такие примеси могут ;» образоваться при любом разрушений резин. При озонном методе переработки решение зтой проблемь облегчено, во-первьїх, тем, что озон, являясь сильньім окислителем, способен дожигать органические примеси в отходяЩщИиХх газах и, во-вторьїх, уже имеющейся закрьтостью системь! переработки. Таким образом, данньй ї5» способ переработки может бьіть полностью зкологически чистьм.

Отметим, что поскольку данньій способ позволяет с мальми знергозатратами осуществлять разрушение ш- любьїх резиносодержащих изделий, он может бьїть использован и в качестве первой стадии утилизации в ї5» сочетаний с такими методами, как сжигание, регенерация, пиролиз или криогенная переработка, где необходимо предварительное измельчение перерабатьіваємьх изделий. о С другой стороньії, поскольку основнье затратьі знергии и износ оборудования при механической с переработке происходят на стадии получения резиновой крошки, а разрезание изделий на куски может осуществляться с мальми затратами, то такое механическое разрезание изделий может в ряде случаев. при сложной форме изделий облегчить применение данного способа переработки. В таких случаях данньій способ ов Ппереработки может применяться в сочетаний с механической переработкой в качестве способа получения конечньїх продуктов переработки: резиновой крошки и армирующих злементов, если таковье присутствуют в (Ф, перерабатьвваемом изделии. ка Использованная литература 1. Тіге Кеміему, 1991, м.91, п.4, р.35. во 2. доппвоп А.О., Ноїїтап МУ.Е., Виспапап 5.0. Аррагайв5 Тог Напаїйїпуд уавіе іпсішдіпуд гобрег (іге5. Раїепі

ИЗА, Мо4142688, 1979.

З. Аріїе! Р. Кесомегу ргосевзв. Раїепі БА, Мо4839151, 1989. 4. Вагсіау К.Г. Кирбег сгить гесомегу їгот мепісіе (ігез. Раїепі ОБА, Мо4840318, 1989. 5. МІШег О. Меїноа ої гезошгсе гесомегу їтот изеад і(іге5. Раїепі ОБА, Мо4726580, 1988. 65 6. Патент Великобритании Мо1438278, Кл. В2А, 1973. -Д 7. Патент Великобританий Мо1334718. МКИ 829

НІТ9/00, Кл. СЗЕ, 1973.

8. Г.М. Бартенев, Ю.С. Зуев. "Прочность и разрушение вьісокозластических материалов", Москва, Химия. 9. О.І огепі7, С.К.Рагкв. Меспапізт ої апіогопапі асіоп. - Киррег Спет. Тесппоіоду., 1963, моі!.36, р.201. 10. М. Вгадеп, А.М. Сепі. Те айаск ої о2опе оп зігеспей тррег миКапігаїез Асіоп ої апіогопапів.-

У9оцт.Аррі.Роїут.Зсі., 1962, мої.6, р.449. 11. "Технические записки по проблемам водь" (Метепіо (есппідце де Іеви. Оедгетоп.), Пер.с англ., Москва,

Стройиздат, 1983.

Claims (20)

Формула винаходу

1. Способ переработки резинотехнических изделий, включающий воздействие на изделия механическими нагрузками до разрушения их резиновой основьії, отличающийся тем, что изделия подвергают одновременному воздействию механических нагрузок и воздействию газовой средьі, содержащей более 0,0195 озона.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образующуюся при переработке изделий измельченную резину отделяют от имеющихся в изделий посторонних материалов.

З. Способ по п. 1 или п. 2, отличающийся тем, что относительную концентрацию озона в газовой смеси поддерживают в интервале от 0,195 до 1095, а уровень деформаций в резине при приложений деформирующих изделие нагрузок поддерживают в интервале от 195 до 500905.

4. Способ по любому из пп. 1 - 3, отгличающийся тем, что переработку изделия ведут при температуре от 10" С до 1107 С.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что обеспечивают относительное перемещение озоносодержащей газовой смеси относительно перерабатьмваемого изделия со скоростями более З см/с так, сч чтобьї обеспечить постоянньій доступ озоносодержащего газа к поверхности перерабатьіваемого изделия.

б. Способ по любому из пп. 1 - 5, отличающийся тем, что деформирующие механические нагрузки (о) прикладьшают поочередно в различньх направлениях ко всем резиновьм фрагментам разрушающегося резиносодержащего изделия и переработку ведут до измельчения резинь! до размеров от 5 мм до 0,01 мм.

7. Способ по любому из пп.1 - б, отличающийся тем, что деформирующие нагрузки прикладьвают к изделию ю зо в виде вибраций с частотой от 1 Гц до З кГц.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что деформирующие нагрузки прикладьвают к изделию с частотой, ЄМ близкой к резонансной частоте колебаний материала изделий. «

9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что деформирующие нагрузки прикладьвают к изделию одновременно в виде вибраций с частотой от 1 Гц до 1 кГц и в виде медленно меняющихся нагрузокспериодом Ге более 10 сек. «

10. Способ по любому из пп. 1 - 9, отличающийся тем, что одновременно с обработкой изделия, содержащего металлические фрагменть, на изделия воздействуют магнитньім полем.

11. Способ по пп.1 - 10, отличающийся тем, что одновременно с обработкой изделия производят удаление из зоньї переработки резиновьїх фрагментов, отделившихся от изделия. « 20

12. Способ по пп.1 - 11, отличающийся тем, что озоносодержащую газовую смесь, 5 прошедшую через з с камеру переработки, частично или полностью пропускают через генератор озона и повторно используют для проведения процесса переработки. :з»

13. Способ по пп.1 - 12, отличающийся тем, что остаточньій озон в потоке газа, вьиіходящего из камерь! переработки, разлагают путем пропускания зтого газа через разложитель озона.

14. Способ по пп.1 - 13, отличающийся тем, что перерабатьвваемье изделия, перед проведением процесса їз переработки, подвергают осушке.

15. Способ по пп.1 - 14, отличающийся тем, что перерабатьіваемье изделия загружают в камеру, в которой і обеспечивают циркуляцию озоносодержащего газа до получения требуемой степени переработки, после чего їз продукть! переработки извлекают из камерь!.

16. Способ по пп.1 - 14, отличающийся тем, что в процессе переработки изделия подают в рабочую камеру, ко а продуктьі переработки вьгружают из рабочей камерьі через шлюзовье камерь для обеспечения с непрерьівности процесса переработки.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что перерабатьваемье изделия одновременно деформируют и перемещают через последовательно расположеннье средства деформации.

18. Способ по пп.15 - 16, отличающийся тем, что деформирующие нагрузки прикладьвают к перерабатьвваемьм изделиям путем вращения ротора, расположенного на оси камерь! переработки. (Ф)

19. Способ по пп.15 - 16, отличающийся тем, что переработку осуществляют путем вращения камерь! с ГІ содержащимися в ней изделиями.

20. Способ по пп.15 - 16, отличающийся тем, что перерабатьіваемье изделия подвергают деформации бо сжатия и сдвига между двумя или более рабочими органами типа жерновов. б5