Разработка конструкции универсального измельчителя эластомеров и полимеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО Оренбургский государственный университет

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ЭЛАСТОМЕРОВ И ПОЛИМЕРОВ

Антимонов С.В., к.т.н., доцент,

Ганин Е.В., к.т.н., доцент,

Соловых С.Ю., к.т.н., доцент,

Кузьмин А.Ю.

Проблема полной и рациональной переработки отходов промышленности и народного хозяйства как в России так в мире стоит достаточно остро.

Необходимо отметить, что вопрос связан не только с наиболее полной переработкой исходного сырья в производство, но влияние отходов полученных в результате промышленной деятельности на экологию.

Статистика достаточно убедительно показывает, что в автопроме проблема использования изношенных шин так и не решена (из общего числа всех шин в мире перерабатывается лишь около 30%), хотя способы утилизации шин сегодня существуют. На данный момент количество выброшенных изношенных автомобильных шин достигает 10 млн.тонн в год. Из них только 25% находят свое применение.

Не смотря, на многообразие различных способов переработки отходов в различных отраслях промышленности, механическое воздействие является наиболее традиционным и экологически безопасным, чем скажем пиролиз или сжигание.

Так, например, для утилизации отработанных автопокрышек используются следующие типа механического воздействия.

Например, в основу одной из технологии переработки заложено механическое измельчение шин до небольших кусков с последующим механическим отделением металлического и текстильного корда, основанном на принципе «повышения хрупкости» резины при высоких скоростях соударений, и получение тонкодисперсных резиновых порошков размером до 0,2 мм путем экструзионного измельчения полученной резиновой крошки.

По механическому воздействию: ударом, истиранием, сжатием, сжатием со сдвигом, резанием.

То есть одни и те же способы, которые реализуются и при измельчении зерна и продуктов его переработки, таким образом, использование одного типа измельчителя в различных областях промышленности и народного хозяйства достаточно закономерно.

Вопрос возникает в конструктивных особенностях и технологических приемах.

Среда, в которой осуществляется измельчение отходов автопрома, а именно, более конкретно автомобильных покрышек может проходить при следующих условиях.

Так по температуре измельчения: при положительных температурах, при отрицательных температурах.

То есть устройства и среда, в которой происходит процесс измельчения аутентичны, что ставит вопрос о создании универсального измельчителя достаточно закономерным и реализуемым.

В настоящее время для переработки зерна и продуктов его переработки нашли широкое применение различные типы измельчителей и среди них особое, прямо скажем, приоритетное место занимают роторные и молотковые дробилки. При переработке и последующей утилизации отходов автопрома также нашли место измельчители этого типа и это не случайно.

Данные устройства обладают рядом преимуществ перед другими измельчающими машинами: простота конструкции, надежность в работе и эффективность использования. Однако существует ряд недостатков, которые сказываются на эффективности процесса измельчения: энергоемкость процесса, неоднородность получаемого продукта. К этим недостаткам можно отнести также достаточно сложную процедуру балансировки ротора, износ молотков и ситовой поверхности.

Специфика производства накладывает определенные особенности на конструкцию и эксплуатацию молотковой или роторной дробилки и чаще всего когда производитель в техническом паспорте указывает, что дробилку можно использовать на различных видах сырья далеко не на каждом из них она показывает достаточно удовлетворительные результаты. Необходимо отметить, что зачастую такая универсальность заключается в замене диаметра ячеек сита или их вида.

Проблему можно решить, например, приложением технологического регламента на подготовку сырья, определенного вида перед измельчением и конструкции более совершенного устройства.

Таким образом, создание универсальной измельчающей машины, как для измельчения эластомеров, так и полимеров растительного или искусственного происхождения без значительных конструктивных изменений, а только перенастройки основных параметров в ходе технологического процесса позволит значительно сэкономить средства на конструкторские разработки и производство.

С этой целью надо выделить основные направления, по которым необходимо вести конструкторские изыскания.

Необходимо выделить: конструктивные параметры измельчающей машины, по которым можно провести унификацию устройства;

режимы проведения процесса;

сырье, его физико-механические и химические свойства.

Остановимся более подробно, какие конструкторские решения и технологические приемы можно предложить для реализации данного универсального устройства.

Одним из основных факторов, влияющих на эффективность процесса измельчения - это частота вращения рабочего органа и скорость воздействия на материал. Другим фактором который оказывает влияние процесс измельчения это конструкция молотка или била при помощи которого происходит процесс разрушения материала. Причем необходимо отметить, что значительным фактором, который влияет на процесс измельчения как на его качество, так и экономическую составляющую - это материал из которого изготовлен молоток или било измельчителя. Естественно чем дольше проработает молоток или било без замены, тем дешевле обойдется обслуживание и ремонт измельчителя. Таким образом встает вопрос о подборе универсального материала для изготовления молотка или била, который показал себя достаточно хорошо как для измельчения зерна, так и резины. измельчающий машина отходы переработка

Следующим элементом и как следствием фактором, влияющим на процесс измельчения, является ситовая обечайка, которую можно подобрать также с учетом универсальности конструкции.

Отдельно стоящим способом, который позволит создать универсальную конструкцию - это подготовка сырья с изменением его физико-механических и химических свойств. Следует особое внимание обратить на прочностные свойства, как зерна, так и резины и предложить единый подход к его обработке. В результате проведённых исследований, было предложены следующие способы обработки сырья - заморозка сырья перед измельчением, обработка химическими реагентами.

Например, криогенный процесс позволяет разделять композит покрышки на составные компоненты - резину, металл и текстиль. Однако, для охлаждения резины требуется либо дорогостоящий азот, либо достаточно дорогая и энергоемкая система получения и очистки холодного воздуха, специальная холодильная камера для заморозки кусков покрышки, что существенно повышает стоимость установки, эксплуатационные издержки и, естественно, себестоимость получаемой крошки, однако переработка целых шин при положительных температурах требует применения оборудования с износостойкими режущими элементами и многостадийной очистки резиновой крошки от металла и текстильного корда.

Таким образом, создание универсального измельчителя используемого как при переработки зерна и его продуктов, так при утилизации отходов автопрома является достаточно перспективным и сулит экономическую выгоду при его внедрении в существующих и будущих технологиях в данных отраслях промышленности.

Список литературы

1. Энергоресурсосберегающие технологии в линии по производству кормов и кормовых добавок / Е.В. Ганин, С.В. Антимонов, С.Ю. Соловых, С.В. Кишкилев // В сборнике: Наука и образование в современном обществе: вектор развития Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: В 7 частях. ООО "Ар-Консалт" (Люберцы), 2014. С. 107-109.

2. Переработка отработанных резинотехнических изделий автопрома / Ганин Е. В., Антимонов С. В., Абдрахманова А. М., Иванова Ю. С. // Нефтегазовое дело, 2017. Т. 15, № 1. С. 121-131.

3. Ганин, Е.В. Технология дробления изношенных шин при низких температурах / Е.В.Ганин, С.В.Антимонов, С.Ю.Соловых, А.Ю.Кузьмин // В сборнике: Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры материалы Всероссийской научно-методической конференции. 2018. С. 1964-1966.

4. Ганин, Е.В. Переработка изношенных автомобильных покрышек с использованием криогенных технологий / Е.В.Ганин, Ю.С.Иванова В сборнике: Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры Материалы Всероссийской научно-методической конференции. 2016. С. 1091-1094.

5. Пальгунов, П.П., Утилизация промышленных отходов / П.П.Пальгунов, М.В.Сумароков // М.: Стройиздат, 1990. 352 с.

Размещено на Allbest.ru