從汽車輪胎回收胎冠橡膠的方法和設備的製作方法
2023-05-17 07:55:26 1
專利名稱：從汽車輪胎回收胎冠橡膠的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及從輪胎的胎冠部分回收橡膠的工藝。
汽車輪胎一般是以由浸漬並包覆有橡膠混合物的片狀或帶狀增強材料製成的輪胎胎體(carcass)的形式構造的，這種固定加強環的輪胎胎體構成輪胎的兩個輪胎邊並構成支承輪胎胎冠的兩個側壁。由較高品質的橡膠混合物製成的胎冠圍繞輪胎胎體並且含有一個通常稱作「墊層(breaker strip)」的金屬絲加強帶。由於輪胎的胎冠橡膠的混合物具有較高的回收再賣價值，因此，最理想的是以分開的方式進行輪胎材料的回收，以便實現較高品質的胎冠橡膠與輪胎的胎體的剩餘部分的分離，特別是，與處在胎冠橡膠和墊層下面的那部分輪胎體上的橡膠的分離。
還希望能夠有效地和獨立地把在墊層下面的、構成輪胎的胎冠部分的內壁的那部分輪胎胎體上的橡膠及纖維加強物分離下來，儘管這部分橡膠的市場價值實際上低於胎冠橡膠的市場價值。
在本說明書中，術語「胎冠部分(tread portion)」是指輪胎的胎冠、墊層和與墊層一體的並緊挨墊層下方的那部分輪胎胎體。
因此，本發明的主要目的是提供一種以一有效的和經濟的方式分別獨立地回收汽車輪胎的胎冠部分的胎冠橡膠和胎體橡膠的方法和設備。
根據此目的，提供一種當輪胎的胎冠部分呈一與輪胎側壁分離開的條狀時，從該胎冠部分取下橡膠的方法，該方法包括下列步驟使得胎冠部分的條經過兩個獨立的處理區;在兩個處理區之間翻轉上述的條;以及，在各自的處理區分別從輪胎的墊層的相反兩面除下橡膠。
更具體地說，本方法包括以下步驟使得胎冠部分經過第一處理區，在這一處理區，將墊層的一面的橡膠除下;之後，把胎冠部分的剩餘部分翻轉並使之經過第二處理區，以便除掉在墊層的另一面上的橡膠。理想的是，在第一處理區取下高品質的胎冠橡膠，在第二處理區取下輪胎胎體橡膠。
簡便地，隨著輪胎的胎冠部分離開第一處理區，可使得該胎冠部分沿一個螺旋形路徑移動，以便使胎冠部分圍繞它的長度方向旋轉180°，從而把胎冠部分的待處理的另一面放在第二處理區。
另一種方案是，讓胎冠部分沿著一個支撐在其一面的路徑移動，而對其另一面進行處理，以便從該面取下橡膠，然後，使得胎冠部分沿著支撐在所說的另一面的一個第二路徑移動，而從所說的「一面」分離橡膠。
理想的是，所述的「一面」支撐在一個基本上平的表面上，而所述的「另一面」支撐在一個拱形的或弧形的表面上。
理想的是，在每個處理區，要使輪胎的胎冠部分經受超高壓(UHP)液體噴射處理，這種處理應把橡膠以及其內的任何纖維加強物打碎成顆粒。顆粒的大小由UHP液體噴射設備的性能和輪胎的胎冠部分通過各個處理區的移動速度來決定。最好是，胎冠部分輸進一個處理區或者每個處理區的速率或多或少地低於從同一處理區排出的速率，這樣，胎冠部分的受到液體噴射處理的那個區域保持一種張緊狀態，這種張緊狀態有助於UHP設備的有效工作。
本發明還提供一種用以當輪胎的胎冠部分呈一與輪胎的側壁相分離的條狀時從該胎冠部分分割下來橡膠的設備，該設備包括第一和第二處理裝置，把胎冠部分從第一處理裝置向第二處理裝置傳送並且適合於在傳送的過程中翻轉胎冠部分的裝置，於是，把胎冠部分的相反兩面分別引導給各自的處理裝置，以便處理。
簡便地說，每個處理裝置包括一個在胎冠部分上作業的超高壓液體噴射裝置，以便把墊層的朝向UHP噴嘴的那一面上的橡膠擊碎並顆粒化。簡便地說，傳送裝置布置成在第一和第二處理裝置之間沿著一個螺旋路徑移動胎冠部分，因此，在胎冠部分從一個處理裝置向另一處理裝置移動的過程中，它翻轉180°。
理想的是，把胎冠部分傳送裝置布置成當胎冠部分的條經過第一處理裝置時，在一面對其予以支承，而當它經過第二處理裝置時，在其反面對其予以支承。
上述的用以從輪胎的胎冠部分分離橡膠的方法和設備，能夠使在處理時從輪胎冠部分分離下來的高價值的胎冠橡膠與從輪胎的胎冠部分的另一側面分離下來的胎體橡膠分開，因此，能夠在從汽車輪胎回收橡膠的處理當中獲得較高的全面的價值回報。
通過下面對本發明設備的、附圖所示的一實際方案的描述，將更容易理解本發明。
其中
圖1是輪胎胎冠部分處理機的側視圖;
圖2是通過其中的一個UHP處理裝置的剖視圖;
圖3是圖1和圖2所示的處理機的處理區的放大了的詳細視圖;
圖4是第二處理區的一種改進形式的視圖;這種改進的形式可以結合進圖2所示的處理機;
圖5是一常規的汽車輪胎的橫截面示意圖。
首先參見圖5，汽車輪胎26具有一胎冠部分21、兩個側壁27和兩個輪胎邊28。簡單地說，輪胎邊28包括一由若干圈鋼絲製成的剛性環。胎冠部分21包括一通常由金屬絲組成的墊層22和一比較厚的高品質胎冠橡膠外層29。側壁27和胎冠部分的內部分27a是由其內具有纖維加強物的較低品質的橡膠製成的。這就是能夠用本發明的方法處理的一般的汽車輪胎的結構。
現在參見圖1，用以從汽車輪胎的胎冠部分回收橡膠的處理機由兩個UHP處理裝置1和2以及一個在兩處理裝置之間延伸的、用以在兩個處理裝置之間傳送輪胎胎冠部分的翻轉傳送裝置3組成。各個處理裝置的結構是相同的，下面將參照圖2描述其中的一個處理裝置。
如圖2所示，在處理裝置中設有一個輸入傳送裝置5和一個輸出傳送裝置6，這兩個傳送裝置分別位於處理區7的兩側。
輸入傳送裝置5包括兩個環狀帶8和9，環狀帶8和9具有各自的、基本平行的直線形條板部分10和12，它們之間界定了一個直線型的通路，輪胎的胎冠部分夾在條板部分10和12之間沿所說的線性通路傳送。條板部分10和12間隔一選定的距離，因此，由餵入輥13輸送進來的輪胎胎冠部分被有效地夾在直線型部分10和12之間並由它們保持平的狀態，以便傳送到處理區7。
輸出傳送裝置6具有與上述的輸入傳送裝置5相同的基本結構，由於輪胎的胎冠部分經過處理區7時因分離下來一部分橡膠而減小了厚度，因此，傳送裝置6的平行的直線型條板10和12a的間距要比條板10和12小一些。傳送裝置5和6就用一個馬達(未示出)驅動，而且，對各個傳送裝置的驅動要安排成能夠使條板10a和12a的線速度稍稍大於條板10和12的線速度，最好是有大約1%的速度差。這一速度差保證胎冠部分在經過處理區7的時候保持一種張緊狀態，以助於胎冠橡膠碎裂成和分裂成希望的顆粒形式。
輸出傳送裝置6把部分處理後的胎冠部分21傳送給翻轉傳送器3，翻轉傳送器3按一種螺旋的方式布置，這樣，從處理裝置1出來的輪胎胎冠部分在傳送給處理裝置2之前先被翻轉。翻轉傳送器3實質上是呈剛性的帶的形式，該剛性帶扭曲成希望的螺旋形態，而且，若干個輥子15沿傳送器3橫向延伸並彼此間留有一定的間隔，這些輥子以一致的速度驅動，以便實現胎冠部分從處理裝置1向處理裝置2的傳送。
在內部，處理裝置2實質上相同於處理裝置1，也具有同前述那樣的相同配置的獨立的輸入環狀傳送裝置、輸出環狀傳送裝置以及處理區。每個處理裝置1和2上裝有各自的UHP液體供應裝置19和20，裝置19和20安裝在處理裝置的機架上，由它們把高壓液體供應到處理區7，以便把在墊層22的、面向UHP切割裝置24的噴嘴的那一面上的胎冠部分的橡膠粉碎成顆粒形態。如圖3所示，在處理區7內，設置了一個UHP切割裝置24，該切割裝置24最好是澳大利亞專利申請NO.PM7506中詳細描述的那種結構，而且，有關敘述本文引作參考。正如該在先專利申請所描述的那樣，每個UHP切割裝置包括兩個攜帶有多個噴嘴的頭部17，工作時，該頭部17最好被以擺動或轉動運動的形式驅動，這樣有助於橡膠的粉碎。
當胎冠部分正被UHP切割裝置處理的時候，它被支承在一個固定的平面24上，由切割頭17所產生的橡膠顆粒被液體通過通道18而帶走，以便接下來與液體分離並在儲藏之前乾燥。由於處理裝置1分離胎冠橡膠，而處理裝置2分離胎體橡膠，因此，不同品質的橡膠分別分離和收集，只剩下金屬絲墊層22從處理裝置2中排出，然後，可把金屬絲墊層熔化掉或者再重複使用。
圖4示出了輪胎胎冠處理設備的一種變換的結構，這種結構具有降低複雜程度並因而降低成本以及改善可靠性、節省佔地面積等優點。為了方便和清楚起見，在圖4中只示出了輸出傳送裝置6，而且，為清楚起見，只圖示了一種稍稍減化了的形式。然而，應明白，這一個處理裝置與圖1和圖2所示的結構相同，而且起相同的作用。
圖4中部分示出的另外一種結構包括一個處理裝置，該處理裝置和圖2所示的第一處理裝置1具有相同的一般結構，而翻轉傳送器3和第二處理裝置2則被磁鼓處理裝置30代替。
轉鼓31安裝在第一處理裝置1的輸出傳送裝置6的出口端的上方，因此，轉鼓31的旋轉平面垂直地處於輸出傳送裝置6的下條板的上方，而且，轉鼓離下條板的間隔距離基本上等於從輸出傳送裝置6出來的輪胎胎冠部分的厚度。在此位置上的胎冠部分包括金屬墊層22和胎冠部分的內面或稱胎體部分。
轉鼓31的外周表面32是鋼或其它合適的磁性材料，在轉鼓之內安裝的是一個靜止的永磁體35，該永磁體沿著轉鼓的整個弧面延伸約220°。永磁體35這樣布置-即它的鄰近輸出傳送裝置6的那個下側至少從某一位置延伸到轉鼓31的中垂線的左側，而其上端至少延伸到轉鼓31上部的中垂線，或者超過該中垂線約15°。
最好是，至少轉鼓31的水平中心線以下的那部分磁體35的磁強度基本上是均勻的。另外，最上邊的45°左右的一段弧內的磁強度最好是逐步降低的。這種磁場強度分布方面的變化目的在於，在緊鄰輸出傳送裝置6的輸出部分的上方有一高強度區，這樣，當轉鼓31旋轉經過輸出傳送裝置6的端頭時，墊層22的金屬網被吸附到轉鼓31上並與轉鼓31牢固地接觸。結果是，隨著轉鼓的旋轉，胎冠部分的剩餘部分被轉換成由轉鼓磁性地支承，並從傳送裝置中解脫出來。轉鼓31的圓周的上部分的磁體強度的降低，減小了把墊層保持在轉鼓外周表面上的磁力，從而允許並幫助金屬墊層從轉鼓表面分離。然後，金屬墊層22從轉鼓31的圓周表面上排放進溜槽34，以便以後熔化成原材料。
與轉鼓31的水平軸線基本處於同一線上的是一個攜帶有多個噴嘴的UHP液體噴頭36，這些噴嘴最好與前面引用的參考文獻澳大利亞專利申請NO.PM7506所描述的噴嘴的基本結構相同。這些個噴嘴把高壓液體直接噴射到墊層22的下面的胎體材料上，以便以細的顆粒的形式把這種橡膠材料從輪胎胎冠部分的墊層的金屬絲上除掉。這種分離下來的橡膠材料與所用的高壓液體一起在重力的作用下被收集進料倉37，然後，在一合適的分離機中進行處理，以便收集橡膠顆粒並排出水，以使水在高壓噴射系統中循環使用。
圖4所示的結構所實現的成本節約基本上是第二處理裝置2由比較簡單的轉鼓和磁結構替代之緣故。
權利要求
1.一種當汽車輪胎的胎冠部分呈一與輪胎的側壁分離開的條狀時從該胎冠部分分離橡膠的方法，該方法包括的步驟是，使得胎冠部分的條經過兩個獨立的處理區；在各自的處理區分別從輪胎的墊層的相反兩面分離橡膠；以及分別收集在各個處理區分離下來的橡膠。
2.一種當汽車輪胎的胎冠部分呈一與輪胎的側壁分離開的條狀時從該胎冠部分分離橡膠的方法，該方法包括，使得胎冠部分經過第一處理區，在該處理區，把在胎冠部分的墊層的一面的橡膠分離下來，之後，改變胎冠部分的剩餘部分的取向，並使胎冠部分經過第二處理區，在該處理區，把墊層的另一面的橡膠從墊層上分離下來，並且，分別收集在每個處理區分離下來的橡膠。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵是，在離開第一處理區和進入第二處理區之間把胎冠部分的條翻轉。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特徵是，當胎冠部分的條經過第一處理區時，它沿著一基本上為直線形的路徑移動，而當它進入第二處理區時，它沿著一弧形路徑移動。
5.如在前任意一項權利要求所述的方法，其特徵是，至少在第一處理區使得胎冠部分遭受超高壓液體切割噴射處理，以便把胎冠橡膠切成顆粒並把胎冠橡膠從墊層上分離下來。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵是，在第一和第二處理區都使得胎冠部分遭受超高壓液體切割噴射處理。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵是，第二處理區包括一圓形表面，從第一處理區出來的胎冠部分外部附著到該圓形表面上，並因此而帶著它進入第二處理區。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵是，胎冠部分磁性地附著到所說的圓形面上。
9.一種當汽車輪的胎冠部分呈一與輪胎的側壁分離開的條狀時從該胎冠部分分離橡膠的設備，該設備包括第一和第二處理裝置以及把胎冠部分從第一處理裝置傳送到第二處理裝置且適合於在傳送期間改變胎冠部分的定向的裝置，藉此，把胎冠部分的相反兩面分別引導給各自的處理裝置。
10.如權利要求9所述的設備，其特徵是，每個處理裝置包括作用於胎冠部分上的、用以把墊層的正待處理的那一面上的橡膠粉碎和顆粒化的超高壓液體噴射設置，比如UHP噴嘴。
11.如權利要求9所述的設備，其特徵是，當胎冠部分的條經過第一處理裝置時，它被支承於一面，而當它經過第二處理裝置時，它被支承於另一面。
12.如權利要求10所述的設備，其特徵是，第二處理裝置包括一可轉動的圓形表面，以及在胎冠部分離開第一處理裝置之後把胎冠部分附著到該圓形表面上的裝置。
13.如權利要求11所述的設備，其特徵是，設置磁性裝置，藉助於磁力把胎冠部分吸附到圓形表面上。
14.如權利要求9-13中任意一項所述的設備，其特徵是，至少一個處理裝置包括有準備噴射液體流的超高壓噴射裝置，以便在工作時實現胎冠橡膠從墊層上的分離。
全文摘要
一種當輪胎的胎冠部分呈一與輪胎的側壁分離開的條狀時從該胎冠部分分離橡膠的方法，該方法包括下列步驟，使胎冠部分經過兩獨立的處理區，並在這兩個處理區分別分離輪胎的墊層兩面的橡膠。當胎冠部分經過第一處理區時，把胎冠部分的墊層的一面的橡膠分離下來，之後，讓胎冠部分進入第二處理區，以便把墊層的另一面的橡膠分離下來。高品質的胎冠橡膠最好在第一處理區分離，而胎體橡膠則在第二處理區分離。
文檔編號B29B17/02GK1112480SQ94118698
公開日1995年11月29日 申請日期1994年10月20日 優先權日1993年10月20日
發明者喬治·維爾斯 申請人:Cmht澳大利亞技術有限公司