Линия переработки отходов полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК С 290 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ а опатками по е о поверхности, размерифмической спирали ными лог шага, и распыпитети, смонтированс увеличение лей подачи ж сти емкости и ых в среднеи ч равленных в ст участка устройс 5, Линия по щ а я с я тем олнен в виде р асти цилиндрич атки с криволиагрузочно ор тв а промывки.пп, 1-4, о т л и ч ачто накопитель выазмещенной в нижней еской емкости крыльнейными лопастями, риводом вращения, и в центральной части емкости направляюоединенной с установленного цилиндрической щего конуса ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковское специальное конструкторское технологическое бюро(54)(57) 1. ЛИНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащаясоединенные между собой устройствадробления со средством подачи материала и транспортом выгрузки, промывки, удаления примесей, сушки, накопитель и устройство агломерации,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения производительностилинии и качества агломерата путемповышения эффективности процессовдробления и промывки материала, устройство дробления отделено от устройства промывки и размещено в индивидуальном корпусе, а устройствоудаления примесей смонтировано между устройством дробления и устройством промывки, причем устройстводробления сблокировано при помощидатчика наличия материала с приводомсредства подачи материала, выполненного в виде горизонтально-наклонного транспортера, и кинематическисвязано с транспортером выгрузки.2. Линия по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что устройство дробления снабжено вертикально располоЯО 1109313 женными в корпусе боковыми подающими транспортерами и выполнено ввиде двух смонтированных с возможностью противоположного вращения барабанов с зубьями, размещенными повинтовой линии по их поверхностям,неподвижных контрзубьев и смонтированных над ними в корпусе подпружиненных плоских толкателей.3. Линия по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что устройствоудаления примесей выполнено в видераспылителей, размещенных над поверхностью жидкости в емкости с постепенным уменьшением угла их наклонаот 90 до 15 и снабжено скребковымнаклонно расположенным транспортером подачи материала в устройствопромывки,4. Линия по пп, 1-3 о т л и чю щ а я с я тем, что устройствопромывки выполнено в виде соединенного с приводом вращения и вертикально расположенного в цилиндри.ческой емкости барабана с наклоннымиППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн Заказ 5988/12 ТиражВНИИПИ Госупо делам и113035, Москва,640 Подписноерственного комитета СССРбретений и открытий110931Изобретение относится к переработке полимерных материалов и можетбыть использовано на предприятияххимической промышленности, производящих переработку бывших в употреблении полимерных пленок, мешков,кульков и т.п.Известна линия для переработкиотходов термопластов, содержащаяустройство для промывки и дробления, Оцентрифугу для сушки измельченногоматериала и устройство для агломерации Г 11.Однако в данной линии перерабатываемый материал в устройство для промывки и дробления подается вручную,производительность установки низкаяи, кроме того, не обеспечиваетсяполное удаление инородных тяжелыхвключений (камни, гвозди, т.п.), 20что приводит к низкому качеству получаемого агломерата,Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результату к изобретению является линия пере работки отходов полимерных материалов, содержащая соединенные между собой устройства дробления со средством подачи материала и транспортером выгрузки промывки, удаления приме- ЗО сей, сушки, накопитель и устройство агломерации.В указанной линии устройства дробления совмещено с устройством промывки и вклкчает резервуар для приема материа;а с быстровращающимися 1000 об/ми ножами в его нижней части и присп,соблением для подвода промывной во),ы в его верхней части. Для стока грязной воды у основания 4 О предусмотрено сливное перфорираванное отверстие через которое асуФществляется выгрузка материала. Устройство для удаления приме сей состоит из резервуара для жидкости с отсасывающим насосом, впускное отверстие которого находится на уровне жидкости, а напорный трубопровод ведет к транспортеру, водосборник которого через обратный трубопровод соединяется с нижней частью резервуара для жидкости.Устройство для сушки состоит из расположенных в перфорированном корпусе двух вертикальных центробежных вентиляторов, которые направляют материал в накопитель. Устройство для агломерации состоит иэ резервуара с вращающимися ножами ц узла выгрузки материала.Линия работаег следующим образом. Материал, поступающий в виде тока в совмещенное устройство для промывки и дробления, с примесями и различными включениями (металл, камешки и т.д,) поступает в ега верхнюю часть, а процесс промывки и дробления происходит в нижней части.После поступления тока в верхнюю часть устройства для дробления и промывки он своим весом прижимает подобный тюк, находящийся в нижней части устройства, до тех пор, пока нижний тюк не измельчится до определенной фракции, не выжимается за счет центробежных сил через перфорированную решетку, после чего верхний тюк перемещается в нижнюю часть устройства, а его место занимает следующий тюк. Процесс повторяется. Процесс измельчения происходит в нижней части совмещенного устройства дробления и промывки и происходит эа счет ударной силы нагрузки, образованной при соприкосновении быстровращающегося ножа с массой материала, скопившейся в нижней части емкости.Тюк измельчается до тех пор, пока не получаются куски материала, фракция которых не проходит через перфорацию в выгруэочной решетке.Для того чтобы материал определенной фракции прошел через перфорацию выгрузочной решетки, требуется также создание необходимой центробежной силы для выброса материала на периферию емкости. Для того, чтобы свободно плавающий нож вырезал кусок материала иэ тюка, ему необходимо, как минимум, два раза соприкоснуться с одним и тем же материалом, а при его затуплении вероятность числа соприкновений возрастает.Таким образом материал находится в резервуаре до тех пор, пока его фракция не будет соответствовать размерам проходной перфорированной решетки в сливном отверстии и до тех пор, пока не накопится определенное количество обрезков пленки, как следствие, материал "Условно отмытый" соприкасается непосредственно с вновь загружаемым, т,е. с грязным материалом, а с другой стороны - сножами и боковой поверхностью резервуара и в конечном итоге уходит из110933 1 О эоны дробления и промывки через решетку с грязной водой и включениями. Далее материал подают в устройство для удаления примесей, где примеси оседают на дно, а обрезки пленки транспортируются через отверстие отсасывающего насоса в устройство для сушки. После выхода из сушки материал попадает в устройство для агломерации, уплотняется, агломерируется и используется как сырье для производства изделий методом экструзии, литья под давлением и др. 2 3.Известная линия обеспечивает удаление посторонних тяжелых вклю-.15 чений, однако ее промывочные и транспортирующие устройства не гарантируют полной отмывки отходов от загрязнений, так как она происходит при перемещении пленки вместе с грязной водой. На линии не решены вопросы механизированной загрузки полотнищ пленки в устройство дробления и выгрузки, что может привести к пульсации работы устройства и всей линии.Дробление в устройстве производится быстровращающимися ножамитолько за счет одностороннего резания свободно "плавающей" пленки.При таком малоэффективном методе дробления грязные полотнища пленки после загрузки длительное время находятся внутри устройства, Поэтому при непрерывной работе устройства 35 режущие ножи практически постоянновращаются в загрязненной массе, что приводит к быстрому их износу и частой замене один раз в смену).Поскольку цикл промывки в уст ройстве непрерывный и в верхней части резервуара постоянно находится грязный материал, а промывная вода поступает с верхней части черезгрязный материал в его нижнюю часть 45 качество отмытого материала очень низкое. По данным обследованиям зольность агломерата при исходной загрязненности сырья, равной 233, составляет 1,67.Энергетические затраты на производство материала не оправданы (мощность привода устройства промывки 132 кВт), т.е. Удельрая затрата электроэнергии на выработку 1 кг материала велика и составляет 2,8 кВт. Все эти факторы приводят к сни 1 жению как производительности линии, так и качества производимого продукта.Цель изобретения - повышение производительности линии и качества агломерата путем повышения эффективности процессов дробления и промывки материала.Укаэанная цель достигается тем, что в линии переработки отходов полимерных материалов, содержащей соединенные между собой устройства дробления со средством подачи материала и транспортером выгрузки, промывки, удаления примесей, сушки, накопитель и устройство агломерации, устройство дробления отделено от устройства промывки и размещено в индивидуальном корпусе, а устройство удаления примесей смонтировано между устройством дробления и устройством промывки, причем устройство дробления сблокировано при помощи датчика наличия материала с приводом средства подачи материала. выполненного в виде горизонтально-наклонного транспортера, и кинематически связано с транспортером выгрузки.Кроме того, устройство дробления снабжено вертикально расположенными в корпусе боковыми подающими транспортерами и выполнено в виде двух смонтированных с возможностью противоположного вращения барабана с зубьями, размещенными по винтовой линии по их поверхностям, неподвижных контрэубьев и смонтированных над ними в корпусе подпружиненных плоских толкателей.Устройство удаления примесей выполнено в виде распылителей, размещенных над поверхностью жидкости в емкости с постепенным уменьшением угла их наклона от 90 до 15 и снабжено скребковым наклонно расположенным транспортером подачи материала в устройство промывки. Устройство промывки выполнено в виде соединенного с приводом вращения и вертикально расположенного в цилиндрической емкости барабана с наклонными лопатками по его поверхности, размещенными по логарифмической спирали с увеличением их шага, и распылителей подачи жидкости, смонтированных в средней части емкости и направленных в сторону загрузочного участка устройства промывки.Накопитель выполнен в виде размещенной в нижней части цилиндрической емкости крыльчатки с криволинейными лопастями, соединенной сприводом вращения, и установлейногов центральной части цилиндрическойемкости направляющего конуса.В предлагаемой линии использование устройства для дробления пленки,в котором дробление производится за 10счет промывки при прохождении зубьев, размещенных на вращающихся барабанах, через неподвижные контр. зубья, обеспечивает высокую производительность и увеличивает износостойкость режущих элементов путемуменьшения их контакта с материалом(комплект зубьев заменяется одинраэ в месяц вместо ежесменной замены режущих ножей в известной линии РОПринудительное утапливание и перемещение грязной пленки в устройстве для удаления примесей позволяет отделить значительно больший процент загрязнений, чем в известномустройстве, где пленка вместе сжидкостью свободно перемещается вемкости.Устройство для промывки обеспечивает более качественную окончательную отмывку за счет направленного потока отмывочной жидкости против непрерывно движущейся пленки иобеспечивает также полную последующую сушку потоком горячего Воздуха.Причем наличие на вращающемся барабане наклонных лопаток, размещенныхпо винтовой линии на периферии с постепенно увеличивающимся шагом,обеспечивает распушивание пленки по 4 Омере ее перемещения, что также способствует более качественной ее промывке и сушке. Совмещение промывкии сушки в одном устройстве позволяет упростить конструкцию линии в,целом,1Использование в накопителе крыльчатки с криволинейными лопастямиобеспечивает гарантированную выгруз:ку и более точную его дозировку, аналичие направляющего конуса в цент,ральной части исключает зависаниематериала.На фиг. 1 схематично изображеналиния переработки отходов полимерных материалов, общий вид; на фиг.2устройство для дробления пленки(схематично) на фиг. 3 - вид А на фиг. 2, на фиг. 4 - устройство для удаления примесей (схематично); на фиг. 5 - устройство совмещенной промывки и сушки (схематично), на фиг, 6 - разрез Б-Б нп фиг. 5; на фиг, 7 - виц В на фиг. 1, на фиг,8 разрез Г-Г на фиг. 1.Линия переработки отходов полимерных материалов содержит средстводля подачи материала, выполненноев вице горизонтально-наклонноготранспортера 1, устройство 2 дробления пленки, устройство 3 удаленияпримесей, устройство 4 промывки,пневмотранспортер 5, накопитель 6,устройство 7 агломерации.Горизонтально-наклонный транспортер 1 состоит из сварного каркаса 8,в котором размещены две замкнутыетранспортные ленты с поперечныминакладками, горизонтальной 9 дляразвязки на ней тюков пленки и наклонной 10 для подачи их в устройство 2 дробления пленки. Привод транспортных лент 9 и 10 осуществляетсяот электродвигателя через червячныйредуктор и цепные передачи, смонтированные внутри сварного каркаса 8(не показаны),Устройство 2 дробления пленки (фиг. 2 и 3) состоит из сварной станины 11 и корпуса 12, в котором размещены два смонтированных с возможностью противоположного вращения барабана 13, с рядами зубьев 14, расположенных по винтовой линии по их периферии, и неподвижные фигурные контрзубья 15. В нижней части станины 11 под барабанами 13 установлен ленточный транспортер 16 выгрузки с поперечными накладками для передачи измельченной пленки в устройство 3 удаления примесей, Привод транспортера 16 выгрузки осуществляется от общего привода при помощи соединения с барабаном 13 кинематической связью в виде цепной передачи 17, На корпусе 12 установлен бункер 18 с двумя боковыми вертикально расположенными ленточными подающими транспортерами 19 с накладками 20 для принудительной подачи тюков пленки к барабанам 13 с зубьями 14, привод которых также осуществляется от общего привода посредством цепных передач (не показано). В зонах дробления с в пазах боковых стенок бункера 18 размеще13 40 7 11093ны над контрзубьями 15 плоские выталкиватели 21, установленные наосях 22 для предотвращения накопления пленки, снижающего производительность устройства. Усилие давления -выталкивателей 21 на пленку обеспечивается пружинами 23 и регулируется винтами 24. Между подающимитранспортерами 19 размещен датчик 25наличия материала с подпружиненным Ощупом 26 для контроля наличия материала в бункере 18 и управления работой горизонтально-наклонного транспортера 1 в автоматическом режиме.Привод устройства осуществляется 15от электродвигателя через клиноременную передачу и двухступенчатыйредуктор (не показана),Устройство 3 удаления примесей(фиг. 4) состоит иэ основной сварной емкости 27, которая установленана сварной станине 28. На входепленки ниже уровня жидкости установлен распылитель 29 для создания потока. Над емкостью 27 размещен ряд 25распылителей 30 с постепенно уменьшающимися углами наклона к поверхности жидкости в емкости 27 от 90до 15 от входа в емкость к выходуиз нее для гарантированного погру- ЗОжения пленки после загрузки и подачи ее под скребковый транспортер 31для передачи пленки в устройство 4промывки, совмещенное с сушкой.Внутри емкости 27 размещена горизонтальная перфорированная сетка 32,плавно изогнутая нЪ выходе иэ емкости 27 и подведенная непосредственно под транспортер 31 для предотвращения оседания пленки на дно.Нижняя часть емкости 27 выполнена ввиде горловины 33 с герметичнойкрышкой 34 для выгрузки отделившихся загрязнений. Под транспортером31 также установлена перфорированная сетка 35 для отделения излишковжидкости и подачи ее в буферную емкость 36, в которой установлен насос 37 перекачивания жидкости обратно в емкость 27 через распылители 29 и 30.Устройство промывки, совмещенноес сушкой (фиг. 5 и 6), состоит изсварной станины 38, на которой установлены вертикально расположеннаяцилиндрическая емкость 39 и шнековыйпитатель 40. В верхней части емкости 39 равномерно по окружности размещены окна с установленными на них сетками 41 и установлен кольцевой лоток 42 для отделения излишков воды от отмытой пленки, В средней части установлен круговой коллектор 43 с распылителями 44, направленными в сторону загрузочного участка ко дну емкости 39 под углом к вертикальной оси для подачи промывочной воды в зону промывки. Внутри емкости 39 на подшипниковых опорах установлен вращающийся барабан 45 с размещенными на его периферии наклонными лопатками 46 по логарифмической спирали с постепенно возрастающим шагом, обеспечивающие непрерывное перемещение и распушивание пленки для ее последовательной промывки и сушки в одном аппарате. В верхней части барабана 45 размещена внутренняя круговая камера О с отверстиями по окружности, а верхний вал 47 выполнен пустотелым и входит в воздуховод 48 подачи в зону сушки горячего воздуха. Над барабаном 45 установлен вентилятор 49 для подачи отмытой и высушенной пленки в пневмотранспортер 45. Шнековый питатель 40 для принудительной подачи пленки в емкость 39 состоит из корпуса 50 с прямоугольными пазами по внутренней поверхности и перфорированным дном и питающего шнека 51, Привод вращения барабана 45 осуществляется электродвигателем, установленным на станине 38 через клиноременную передачу (не показана), размещенную внутри станины 38. Привод шнекового питателя 40 производится электродвигателем через червячный редуктор и цепную передачу размещенные также внутри станины 38 (не показаны).Пневмотранспортер 5 (фиг. 1 и 7) состоит из установленного на основании 52 вентилятора 53, воэдуховодов 54 от вентилятора 53,. эжекционного переходника 55 и общего воздуховода 56 к накопителю 6. Эжекционный переходник 55 состоит иэ конусообразного корпуса 57, двух боковых входных патрубков 58 и внутреннего удлиненного патрубка 59 от устройства 4 промывки, совмещенное с сушкой и обеспечивает суммирование потоков воздуха с пленкой от установки 4 промывки, совмещенное с сушкой, и воздуха от основного вентилятора 53 и дальнейшее равномерное распределение потока по сечению общего воздуховода 56.9 11Накопитель 6 (фиг. 1 и 8) состоит из вертикально расположенной цилиндрической емкости 60 с выполненным по касательной выгрузочным окном в виде патрубка 61 с заслонкой 62 и вращающейся крыльчатки 63 с криволинейными лопастями 64. Такое исполнение патрубка 61 и лопастей 64 обеспечивает оптимальные условия для выгрузки материала и стабильность дозировки. В центре крыльчатки 63 установлен направляющий конус 65 для направления материала на лопасти 64 и исключения его зависания.Устройство 7 агломерации состоит из цилиндрического корпуса 66 и вращающегося внутри ротора 67 с режущими элементами 68,Линия переработки отходов полимерных материалов работает следующим образом.Исходный материал в виде указанных тюков подается (например,. с помощью подвижного тельфера) на горизонтальную ленту 9 транспортера 1, на которой тюки развязываются и последовательно передаются на наклонную ленту 10, После полного заполнения транспортера 1 тюками линия включается н автоматический режим работы. При поступлении первого тюка в бункер 18 устройства 2 дробления пленки срабатывает датчик 25 наличия материала и останавливает транспортер 1, а при выработке материала автоматически включается транспортер 1, который подает очередной тюк в устройство 2 дробления и т.дОператор, обслуживающий линию, периодически заполняет тюками горизонтальную ленту 9. В случае полного израсходования тюков подается звуковой сигнал. В бункере 18 устройства 2 дробления поданный тюк подающими транспортерами 19 принудительно подается к вращающимся барабанам 13 с зубьями 14, которые периодически захватывают пленку из тюка и при прохождении через неподвижные фигурные контрзубья 15 отрывают от нее куски. Плоские выталкиватели 21 при этом отжимаются от , барабанов 13 захваченной зубьями пленкой, а после порывки. вместе с оставшейся пленкой возвращаются в исходное положение, выталкивая ее под следующий ряд зубьев 14 на барабане 13. Измельченная пленка поступает на транспортер 16 и переда 10 09313 5 10 15 20 25 30 35 40 ется н устройство 3 удаления примесей. В устройстве 3 удаления примесей пленка перемещается потокомжидкости, созданаемым распылителем29, н одновременно утаплинаетсяструями жидкости из распылителей 30.При этом распылители 30 установленыс постепенно уменьшающимися от 90до 15 углами наклона к поверхностижидкости н емкости 27, поэтому первые утапливают пленку, а последующиеспособствуют гарантированной подачеее под лопатки транспортера 31. Приперемещении от пленки отделяются тяжелые включения н загрязнения и оседают на дно емкости 27. На выходеиз емкости 2 пленка захватываетсялопатками скребкового транспортера31 и подается н шнековый питатель40 устройства 4 промывки, совмещенное с сушкой, который принудительноподает пленку в нижнюю часть емкости 39. Далее пленка подхватываетсянаклонными лопатками 46 быстровращающегося барабана 45 и непрерывнотранспортируется вверх. При этомпленка постепенно распушинается засчет размещения лопаток 46 на периферии барабана 45 по винтовой линии с плавно увеличивающимся шагом.Навстречу движущейся пленке черезраспылители 44 подается промывочнаяжидкость и производится окончательная промывка пленки. Выше кругового коллектора 43 в зоне размещенияокон с установленными на них сетками 41 происходит отделение остатковпромывочной жидкости и сушка распущенной пленки при помощи горячеговоздуха, поступающего иэ круговойкамеры о", в которую он подается через пустотелый вал 47 из ноэдуховода 48,Отмытая и высушенная пленка подхватывается вентилятором 49 и подается в пненмотранспортер 5, которым с помощью дополнительного вентилятора 53, подсоединенного к эжекционному переходнику 55, обеспечивающему суммирование потоков, по общему ноздухоноду 56 подается в накопитель 6Из накопителя 6 пленка периодически порционно загружается по команде оператора в устройство 7 агломерации. В устройстве 7 агломерации пленка в соответствии с известным технологическим режимом перерабатывается в агломерат.1109313 Линия Показатели Известная Предла- гаемая 0,08 0,09 0,07 64 26 38 ного откоса В таблице приведена сравнительная производительность известной и предлагаемой линий в целом и по отдельным стадиям, а также сравнительное качество получаемого продукта. Производительность, кг/ч 200/120 600На отдельныхстадиях:Измельчение 200/120 600УдалениепримесейСушкаАгломерирование 360 600В целом по линии 180-100 500Зольность агломерата при исходной загрязненности сырья:57 0,4127 0,9232 1,6Гранулометрический составСодержание частицразмеро 2-8 мм,7. 88Размер частиц,составляющих наибольшую часть,3,5 1,6Угол естественф В числителе указана производительность через час после смены измельчающих рабочих элементов, в знаменателе - через 12 ч. Из таблицы видно, что использование позволяет повысить производительность всех стадий переработки и линии в целом в 2-2,5 5 раза. Использование предлагаемой линиии наличие устройства совмещенной 1 Опромывки и сушки с непрерывным перемещением материала против отмывочной жидкости и последующей подачей горячего воздуха позволяет в5-10 раз повысить степень очисткиматериала.15 Удельные затраты электроэнергиина выработку 1 кг материала составляют 0,4 кВт, что в 7 раз меньше, чем у известной линии за счет того, что мощность устройства для дробления и промывки составляет 45 кВт в противовес 132 кВт аналогично совмещенного известного устройст ва. Износ ножей в устройстве дробления незначителен, переточка ножапроизводится 1 раз в месяц, что в ЗО 60 раз сокращает время на переустановку ножей при 2-сменной работелинии,Качество очистки конечного про дукта в 10-20 раз лучше, чем у известной линии.Энергоемкость линии снижена с450 кВт до 200 кВт.Внедрение предлагаемой линии на 40 предприятиях, перерабатывающих вторичные полимерные пленочные материалы, позволит получить экономическийэффект примерно 9-10 млн. рублей.