способ измельчения отходов резины и полимеров

Формула изобретения

Способ измельчения отходов резины и полимеров, заключающийся в продавливании отходов через фильеру, отличающийся тем, что до входа в фильеру на поверхность материала в области максимальных нормальных напряжений наносят концентраторы напряжений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки вторичного сырья и может быть использовано для измельчения отходов резины и полимеров.

Известен способ переработки отходов резины, например, автошин, основанный на предварительном захолаживании шин жидким азотом и последующем силовом воздействии на захоложенный материал. Дробление материала осуществляется под прессом [1]

Недостатком этого способа является его высокая энергоемкость и сложность технологического оборудования, предусматривающая наличие таких ненадежных элементов как гидравлические цепи криогенной техники.

Наиболее близким к изобретению является способ измельчения отходов резины, основанный на продавливании отходов через фильерную головку под давлением пресса или червяка [2] Резина, являясь вязкоупругой средой, разрушается при растяжении. При втекании резины в фильеру она растягивается тем сильнее, чем больше разница скоростей движения массы в полости фильеры и до нее.

На входе в фильеру вязкоупругие среды образуют "заходный конус", угол раствора которого зависит от реалогии транспортируемой среды. В определенных условиях продавливание вязкоупругого материала через фильеру приводит к его дроблению. На входе в фильеру наблюдаются кавитационные полости, для исключения "залечивания" которых фильеры изготавливаются в виде конфузора. Причиной разрушения резины является также и "эластическая турбулентность", возникающая в материале при малых числах Re, много меньше чисел Re, соответствующих возникновению обычной гидродинамической турбулентности.

Недостатком способа является высокая энергоемкость, зависящая как от степени подогрева материала, подающегося в фильеру, так и от необходимого энергетического воздействия для продавливания материала через фильеру.

Изобретение решает задачу снижения энергетических затрат.

Цель достигается тем, что на поверхность "заходного конуса" в зоне наибольших нормальных напряжений наносят концентраторы напряжений в виде рисок, защемлений или царапин. Наибольшие нормальные напряжения вдоль оси потока возникают внутри корпуса на расстоянии от входа в фильеру, равном



где: a расстояние от поверхности входа в фильеру до места возникновения максимальных нормальных напряжений;

l длина цилиндрической части фильеры;

d диаметр фильеры;

D диаметр корпуса до входа в фильеру.

В связи с тем, что в твердом состоянии резиновые отходы имеют вязкость более 10¹² Пас, их перемещение по каналу происходит в режиме эластичной турбулентности, при которой концентраторы напряжений (риски, царапины, надрезы) приводят к более эффективному разрушению материала при его растяжении.