专利名称：轮胎回收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎回收设备，更具体地但不限于用于废旧轮胎的回收利用，如权利要求1的前序中所界定的。
背景技术：
现代社会的经济和发展主要立足于公路运输。因此，货品和服务的发送、工业生产过程的实施、以及个人或游戏活动都依赖于对汽车、卡车、摩托车、拖拉机等的使用，而这些汽车、卡车、摩托车、拖拉机每天都需要使用轮胎。众所周知轮胎具有有限的使用寿命，且当其失效时不得不进行更换。无法使用的轮胎，如过度磨损或损坏的轮胎，被称为废旧轮胎。本文中所使用的术语“损坏的轮胎”用于表明一种被刺穿、被切害I]、爆胎的轮胎，或胎面松掉的轮胎(即从胎肩分离)。废旧轮胎是一种污染品，一个轮胎，如汽车轮胎，需要花费100年才能得到完全分解。考虑到每年等待处理的废旧轮胎可以以成千上万吨计算，这些废旧轮胎显然构成了一个重大的环境问题。废旧轮胎的回收利用需要将废旧轮胎拆分成其主要部件，如纺织部件、金属(通常是钢)部件和橡胶部件。已经为此提出了各种各样的解决方案，但是迄今为止没有哪种对废旧轮胎回收利用的尝试已经达到环保和/或经济的成效。本领域技术人员熟知的一些机械的废旧轮胎回收设备可以回收或多或少的橡胶主体部分，但回收其它部件的问题只能得到部分解决。近来，已经有用于废旧轮胎回收的设备投入使用，其包括能产生流体射流的喷水装置，如高压水枪，从而能够将橡胶从其它部件分离，但这些设备并没有解决纺织部件和金属部件的回收问题。尤其应当指出的是，轮胎的水射流解体是采用高压射流来实现的，该高压射流是由根据特定程序沿预定路径移动的喷嘴所射出。该喷嘴与例如笛卡尔(Cartesian)机械臂相连。流体的增压可以通过使用增压3000巴以上的增压泵来实现。
发明内容
鉴于上述现有技术，本发明的目的是提供一种废旧轮胎回收设备，其具有满足上述需求的结构和功能特点，同时消除上述现有技术的缺陷。这些问题可以通过权利要求1所定义的废旧轮胎回收设备得到解决。本发明提供了一种废旧轮胎回收设备，允许同时解体多个轮胎，从而确保了吞吐量的显著增加，并因此在成本效益上具有相当的优势。
最后，本发明提供了一种废旧轮胎回收设备，可以从轮胎解体中获得下列残余物质-橡胶碎屑或颗粒，可以被切割成各种不同的形式来销售；-钢铁；以及-尼龙纤维。优选地，上述设备可以在没有与构成轮胎金属结构的钢铁相接触的情况下形成上述橡胶颗粒、碎屑或胶粉，从而确保与现有运行的设备相比，物料的回收得到改善。
通过对一个具体实施例的详细描述，本发明的特点和优势将变得明显。该具体实施例由附图所示但不限于此，附图中图1示出了根据本发明的轮胎回收设备的基本方案，特别是利用水射流技术回收废旧轮胎；图2为根据本发明图1的设备在执行轮胎解体步骤期间其工作站的剖视图；图3为根据本发明图2的工作站在执行轮胎解体步骤期间的另一剖视图；图4为根据本发明图2的工作站在执行收集残留物步骤期间的另一剖视图，该残留物由图2和图3所示的轮胎解体步骤所产生。
具体实施例方式虽然以下所提及的是废旧轮胎，但是通过采用水射流技术，本文所公开的辅助装置、工作站和设备显然能够处理完全可用的轮胎，而不必限定为废旧轮胎。记住这一点来参阅附图，数字1通常指利用水射流技术的废旧轮胎回收设备。设备1包括多个工作站2、3、4、5、6和7，这些工作站被设计为通过适当的可编程控制和操作装置(未示出)来进行控制和操作。例如，可编程控制和操作装置包括可编程控制器(Programmable logic Controller, PLC)。因此，PLC可以监督和调整由每个工作站2、3、4、5、6和7完成的操作，以及他们的互操作性，以确保回收设备1完成正常运作。设备1的第一工作站2可以为“智能化”工作站，在此对一个或多个废旧轮胎进行筛选并将其载入第二工作站3。尤其是，第一工作站2可以根据胎面的尺寸、重量和厚度来选取合适的筛选装置对废旧轮胎8进行筛选。一旦分选出废旧轮胎8，具有大致相同的直径、重量和厚度的废旧轮胎8被送入到适当的装载装置9中。这些装载装置将相似的废旧轮胎8运送至第二工作站3。应当指出，一旦同类废旧轮胎8已被送入装载装置9中，在筛选期间收集到的数据将被传送至第二工作站3，以便更好地执行废旧轮胎的解体。第二工作站3是在其中解体废旧轮胎8的工作站，且包括-辅助装置10和
-水射流装置11，用于解体构成废旧轮胎8的橡胶和织物。更具体地，该辅助装置10包括在第一预设方向X-X上延伸的用于支撑至少一个轮胎8的支架12，以及可能存在的阻挡装置13，该阻挡装置13在与所述第一预设方向X-X垂直的第二预设方向Y-Y上延伸。具体地，该阻挡装置13与支架12共同作用，以便界定出针对至少一个废旧轮胎8 的壳体。应当指出的是，阻挡装置13包括多个部件14，其在与第二方向Y-Y平行的方向上延伸，这些部件14被设置用于圈定位于支架12之上的废旧轮胎8。此外，应当指出的是，辅助装置10包括驱动装置15，驱动装置15可与多个部件14 关联，以便使得所述多个部件14可以朝向或远离支架12的中部进行双向移动，从而在第一运行状态Cl和第二运行状态C2之间移动。这导致了阻挡装置13的多个部件14的相应扩张/收缩，从而允许支承不同直径的废旧轮胎。换言之，当一个或多个废旧轮胎8位于支架12之上，所述多个部件14由控制和操作装置所控制，以便呈现出介于第一运行状态Cl和第二运行状态C2之间的状态，该状态取决于位于支架上的废旧轮胎8的本身的径向尺寸。优选地，上述特征允许支承具有不同径向尺寸的轮胎，例如位于600mm至1500mm 的范围内，而不需要执行任何更换阻挡装置13的操作，在每单位时间内为设备1提供更高
的吞吐量。对于所述多个部件14中的每一个部件而言，驱动装置15具有至少一个促动器20， 该促动器20机械连接至其各自相对应的部件14，因此促动器的任何移动都使得所述多个部件14在第一运行状态Cl和第二运行状态C2之间产生移位。此外，驱动装置15的每个促动器通过适合的机构机械连接至部件14和支架12。根据优选的方面，所述多个部件14垂直于第一预设方向X-X延伸，以便形成阻挡栅栏或围栏。优选地，该阻挡栅栏高至能够在其延伸的方向上阻挡最多6个同轴的轮胎。应当指出的是，辅助装置10的部件14由穿孔金属板制成，其孔的大小允许解体轮胎8所得的残留物(如橡胶碎屑、织物颗粒和流体)通过。具体地，这些孔的大小可位于3mm至IOmm的范围内。根据本发明的优选方面，提供的支架12采用一整块适当大小的栅栏(例如，具有 100x50mm的网眼大小)制成的支撑板来实现，以便允许解体轮胎8所得的残留物(如橡胶碎屑、织物颗粒和流体)通过。应当指出的是，辅助装置10还包括多个定心元件16，其在第二方向Y-Y上相互平行地延伸，以保持废旧轮胎8处于预设的位置。特别是，这些定心元件16在合适的驱动装置17的作用下可以朝向或远离支架12 的中心进行双向移动，以便在第三运行状态C3和第四运行状态C4之间移动。该定心元件16确保一个部件14和轮胎8的胎面之间始终保持预设的距离，无论该位于支架12上的轮胎8为何种类型。换言之，控制和操作装置根据待处理的废旧轮胎8的直径控制定心元件16处于预设位置。对于每个定心元件16，驱动装置17具有至少一个促动器，该促动器机械连接至其各自的定心元件16，因此促动器20的任何移动都导致第三运行状态C3和第四运行状态C4 之间的移位。此外，每一个促动器通过合适的机构机械连接至定心元件16和支架12。在优选实施例中，定心元件16以设计形状为圆柱状或平行六面体状的杆的形式提供，并使这些杆垂直于支架12。辅助装置5还包括马达装置18，用于与支架12连接，以转动该支架。可以理解地是，马达装置18受到外壳19的保护，从而确保在废旧轮胎8的解体期间，能够抵抗水射流装置11传输的液体的渗漏。因此，在马达装置18运行的时候，其上的支架12和废旧轮胎8被旋转。仍然参照图2，第二工作站3包括水射流装置11，该水射流装置11具有-摆动装置19，与其关联有至少一个喷嘴(或水头)。所述至少一个喷嘴20能够发射诸如水的高压液体流，以撞击废旧轮胎8的至少一部分。仍然参考图2，根据本发明的一个方面，传送的液体流具有大致平行于支架12延伸方向X-X的传送分量。换言之，使喷嘴20垂直于废旧轮胎8的胎面和侧表面设置。优选地，与摆动装置19关联的喷嘴20的数量与位于支架12之上的废旧轮胎8的
数量一样多。例如，在图2所示的设置中提供有三个喷嘴20，因为在支架12上存在3个需要同时解体的废旧轮胎。更具体地，在优选实施例中，摆动装置19包括一对笛卡尔机械臂，其中一个在方向Y-Y上延伸(即竖直方向)，另一个在方向X-X上延伸(即水平方向)。应当指出，将喷嘴20与在方向X-X上延伸的机械臂相关联。同时还应当指出，这两个机械臂由合适的马达22控制，而该马达22由控制和操作装置所控制。具体地，这些马达22允许机械臂在第一方向X-X和第二方向Y-Y上进行平移运动，并且可以绕该第二方向Y-Y进行旋转运动。因此，一旦轮胎8 (例如最多6个轮胎)放置在辅助装置10的支架12上，带有喷嘴20的机械臂将移动到预设的操作位置，在该位置喷嘴20相对支架12处于一定的高度， 以及与部件14的壁体之间间隔一定的距离，以确保轮胎8得到最佳的解体。仍然参考图2，应该理解该第二工作站3还包括盖体25，该盖体25关联有漏斗沈， 该漏斗26能够用于容纳并收集解体的残留物，以及由水射流装置11射出的流体。一旦位于支架12之上的废旧轮胎8的胎面被解体，第二工作站3被设计用于完成该废旧轮胎8的解体过程。为此再参考图3，第二工作站3还包括-挤压装置23，用于在轴向X-X上对废旧轮胎8的胎肩彼此相向进行挤压；-附加的水射流装置对。
优选地，该挤压装置23包括推动组件25，在第一方向X-X优选在轴向上可移动。该推动组件25优选设置于旋臂沈的远端；旋臂沈的近端15优选固定于第一竖直臂27的下端。优选地，该下端在轴向方向X-X上可移动，但是旋臂沈可以相对该下端轴向固定。优选地，该挤压装置23包括多个(优选3或4个)旋臂沈，以便于对废旧轮胎8 的胎肩施加在径向上大致平衡的压力。优选地，旋臂沈的远端在径向上可移动，即在垂直于轴向的方向上可移动。利用控制和操作装置，该远端14可以实现径向移动，以使推动组件25轴向位于废旧轮胎8的胎肩观的上方。第二工作站2还包括额外的水射流装置对，用于解体位于支架12之上的废旧轮胎 8的胎肩28。该水射流装置M配备有一个或多个喷嘴20A，且该水射流装置M方便地关联至第二摆动装置四，该第二摆动装置四在优选实施例中包括第二竖直臂四。应当指出该一个或多个喷嘴20A设置在所述下端上，并在轴向Y-Y上可移动。因此，该下端19在轴向X-X上可移动，并与水射流装置M构成一体。第一竖直臂沈和第二竖直臂四优选设置于第二旋臂30上。优选地，该第二旋臂30在第一运行状态和第二运行状态之间移动，其中在第一运行状态其允许挤压装置23和水射流装置M对装在支架12上的废旧轮胎8执行操作，而在第二运行状态则不允许。优选地，第一状态和第二状态之间的运动为关于第二方向Y-Y的旋转运动，其平行于方向χ-χ，但与之间隔。优选地，提供了合适的马达装置31，以便允许臂27、四和第二旋臂30发生移位。一旦一个或多个(例如3个)废旧轮胎8与轴Y-Y同轴地被装载到支架12上，水射流装置11基本解体废旧轮胎8的整个胎面，随后挤压装置23在轴向上向下移动，并将所述一个或多个废旧轮胎8的所有胎肩挤压到一起。一经接触到胎肩，水射流装置M执行解体废旧轮胎8的胎肩观的操作。也就是说，在胎面的解体过程中，挤压装置23处于第二状态，以避免与上述操作发生任何冲突。换言之，废旧轮胎8的胎肩观被大体挤压到一起以相互接触，从而形成基本上实心的橡胶圈。然后，水射流装置M被设置在与废旧轮胎8的胎肩观的轴向上方保持合适的径向距离的位置，并通过射出流体执行解体胎肩的操作。一旦完成上述操作，挤压装置23回移至第二状态。现在，再参照图4，由阻挡装置13和支架12界定的壳体，仅容纳被解体废旧轮胎8 的金属部分32，而在第二工作站3发生的解体所获得的橡胶粉末和织物，与水射流装置11 和M使用的流体一起被收集到收集箱33中，该收集箱33为第三工作站6的一部分。应当指出，再参考图1，在设备1中为水射流装置11和M提供了储存和输送站，总的由数字1表示。储存站21具体包括用于确保将流体以合适的速率和压力传送给喷嘴20 的装置，以及确保生成马达所需的功率以便增加流体压力至最优值从而实现解体的装置。
再参考图4，为了回收被解体的废旧轮胎8的金属残留物32(即钢铁)，第二工作站3还具有摆动装置33，该摆动装置33带有与其关联的至少一个磁力抓取台34，用于磁力抓取所述金属残留物32。尤其是，在优选实施例中，摆动装置33包括一对笛卡尔机械臂，其中一个在方向 Y-Y上延伸(即竖直方向)，另一个在方向X-X上延伸(即水平方向)。应当指出，磁力抓取台34与在方向X-X上延伸的机械臂相关联。同时还应当指出，这两个机械臂由合适的马达35控制，而该马达35由控制和操作装置所控制。具体地，这些马达35为电动马达，其允许机械臂在第一方向X-X和第二方向Y-Y 上进行平移运动，以及围该第二方向Y-Y进行旋转运动。因此，支架12上的金属残留物32通过设置的磁力台34来进行回收，该磁力台34 在控制和操作装置的操控下向该金属残留物32移动靠近。一旦其移动至接近金属残留物 32，磁力台34中的磁路被激活，从而通过磁引力回收残留物，并将这些残留物送至设备1的收集点。应当指出的是，为了确保实现更佳的成本效益，用于解体废旧轮胎8的设备的第二工作站3具有多个(例如6个)辅助装置10。现在参考图1，利用合适的搅拌装置36，粉末颗粒和织物颗粒以悬浮液的形式被保留在第三工作站4的箱体33A内由水射流装置11和/或M所射出的流体中。该水-橡胶碎屑悬浮液被传送至离心机38以获得具有极低含水量的潮湿碎屑，其中离心机38作为第四工作站5的一部分。根据箱体33A中的液体水平来控制泵37。离心机38流出的流体被收集在额外的收集箱39中，其中收集箱39具有最低和最高水平控制能力，一旦流体通过合适的过滤装置41过滤到部件21的储存箱中，就可以通过控制额外的泵10来回流该流体。第五工作站6从第四工作站5接收橡胶碎屑，并进一步对这些碎屑进行干燥。具体地，第五工作站6由传送带42构成，该传送带42上设有风罩43，风罩43具有电动空气加热装置44和用于将所述热空气鼓吹到传送带42上的鼓风机45。传送带42上的橡胶碎屑通过例如通过合适的光学装置来检测。—旦橡胶碎屑被烘干，热空气通过风扇和气旋系统得到回收。一旦传送带42上的橡胶碎屑被烘干，其将被传送至筛选系统46，用于粒度分选， 该筛选系统46为设备1的第六工作站7的一部分。具体地，该筛选系统46从粗糙的橡胶碎屑中分离出精细的橡胶碎屑。精细橡胶碎屑被储存在容器47中。此外，剩下的橡胶碎屑被传输至振动台48，该振动台48同时通过振动以及在鼓风机49在此处所吹动的空气的作用下从织物颗粒中分离橡胶碎屑。因此，通过风扇和旋风系统50的吸入作用，去除织物部分，并将其排入特定的容器51中。橡胶碎屑从振动台48排入筛选器52中，以实现其粒度分选。具体地，根据橡胶碎屑的颗粒大小，将橡胶碎屑分选入不同的容器53中。
因此，该设备1提供了前所未有的物质纯度，以及单位时间内的高产量。鉴于上述描述，并考虑到轮胎可能发生的不同类型损坏，特别是胎面松掉的情况， 本领域技术人员能够很容易地理解，即使该设备用来解体轮胎的某些部分，上述设备的所有特点、特征和优点也可以维持不变。这些部分可能是，例如，从胎面松掉的轮胎或者从专门分离的废旧轮胎获得的胎肩。以上同样也适用于申请号为 MI2008A00A001559、PCT/IT2008/00056U PCT/ IT2008/000562,MI2008A001560 和 MI2008A001558 的专利申请中教导的内容。本领域技术人员显然明白在不脱离本发明权利要求所定义的范围的情况下，可对前文所述的设置进行各种变化和等同替换，以满足具体需要。
权利要求
1.一种利用水射流技术回收轮胎的设备(1)，包括第一工作站O)，用于筛选至少一个轮胎(8)并将其装入第二工作站(3)，所述第二工作站(3)用于解体其上装载的所述轮胎 ⑶；其特征在于，所述第二工作站(3)包括辅助装置(10)，具有在第一预设方向(X-X)上延伸以支撑至少一个轮胎(8)的支架(12)，以及在与所述第一预设方向(X-X)垂直的第二预设方向(Y-Y)上延伸的阻挡装置(13)；所述阻挡装置(13)与所述支架(12)共同作用以界定出用于所述至少一个轮胎(8) 的壳体，所述阻挡装置(1 包括多个部件(14)，其在与第二方向(Y-Y)平行的方向上延伸， 所述多个部件(14)被设置用于圈定所述至少一个轮胎(8)，以及第一驱动装置(15)，所述第一驱动装置(1 与所述多个部件(14)相关联以使所述多个部件可以朝向或远离支架 (12)的中部进行双向移动，从而在第一运行状态(Cl)和第二运行状态(以)之间移动；第一水射流装置(11)，用于通过发射高压流体来解体所述至少一个轮胎(8)。
2.根据权利要求1所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，所述辅助装置(10)包括多个定心元件(16)，所述多个定心元件(16)在所述第二方向(Y-Y)上彼此平行延伸，以保持所述至少一个轮胎(8)处于预设的位置；所述辅助装置(10)还包括第二驱动装置(17)， 所述第二驱动装置(17)与所述多个定心元件(16)关联以使所述多个定心元件(16)朝向或远离所述支架(1 的中部进行双向移动，以便在第三运行状态(O)和第四运行状态 (C4)之间移动。
3.根据权利要求1或2所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，所述水射流装置(11) 包括摆动装置(19)，该摆动装置(19)关联有至少一个喷嘴OO)用于发射所述高压液体流， 以撞击轮胎(8)的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，所述摆动装置(19)包括第一一对笛卡尔机械臂，所述第一一对笛卡尔机械臂能够在所述第一方向(X-X)和所述第二方向(Y-Y)上平移和/或旋转。
5.根据权利要求1所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括挤压装置(23)，用于在所述第二延伸方向(Y-Y)上对所述轮胎(8)的所述胎肩(10 彼此相向进行挤压，所述挤压装置包括在所述第二延伸方向(Y-Y)上可移动的推动组件05)。
6.根据权利要求5所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括设有第二摆动装置 (29)的第二水射流装置(M)，第二摆动装置09)带有与其关联的至少一个喷嘴O0A)，用于发射所述高压液体流以撞击所述轮胎(8)的所述胎肩08)。
7.根据权利要求6所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，所述第二摆动装置09) 包括在所述第二方向(Y-Y)上延伸并在所述第二方向(Y-Y)上可移动的臂，所述喷嘴(20A) 与该臂关联。
8.根据权利要求1所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括第三摆动装置(33)， 该第三摆动装置(3 带有与其关联的至少一个磁力抓取台(34)，用于磁力抓取所述至少一个轮胎(8)的金属残留物(32)。
9.根据权利要求8所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，所述摆动装置(3 包括第二一对笛卡尔机械臂，其中一个在第二方向(Y-Y)上延伸，另一个在第一方向(X-X)上延伸。
10.根据权利要求1或6所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括第三工作台 (6)，用于收集在所述第二解体工作站(3)中解体的橡胶和织物颗粒，以及由所述第一水射流装置(11)和/或所述第二水射流装置04)发射的流体；所述第三工作站(4)用于利用合适的搅拌装置(36)将橡胶和织物颗粒以悬浮液的形式保留在由所述第一水射流装置(11) 和/或所述第二水射流装置04)所射出的流体中。
11.根据权利要求10所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括第四工作站(5)，用于从所述第三工作站(4)接收潮湿的橡胶碎屑，并对所述潮湿的橡胶碎屑进行离心以获得含水量极低的橡胶碎屑。
12.根据权利要求11所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括第五工作站(6)，用于从所述第四工作站(5)接收橡胶碎屑，并进一步对所述橡胶碎屑进行干燥。
13.根据权利要求12所述的回收轮胎的设备(1)，其特征在于，包括第六工作站(7)， 用于从所述第五站(6)接收橡胶碎屑，并进一步根据所述橡胶碎屑的粒度分离所述橡胶碎屑。
全文摘要
本发明涉及利用水射流技术回收轮胎的设备(1)，包括第一工作站(2)，筛选至少一个轮胎(8)并将其装入第二工作站(3)，第二工作站(3)解体其上装载的轮胎(8)；第二工作站(3)包括支撑和保持轮胎的辅助装置(10)，该辅助装置(10)具有阻挡装置(13)，界定出用于至少一个轮胎(8)的壳体，阻挡装置(13)包括多个部件(14)，被设置用于限定至少一个轮胎(8)，以及第一驱动装置(15)与所述多个部件(14)关联以使其朝向或者远离支架(12)的中部双向移动从而在第一运行状态(C1)和第二运行状态(C2)之间移动；所述设备(1)还包括水射流装置(11)，通过发射高压流体解体至少一个轮胎(8)。
文档编号B29B17/02GK102202854SQ200980134677
公开日2011年9月28日 申请日期2009年8月31日 优先权日2008年8月29日
发明者罗伯托·维里 申请人:格瑞特创新股份责任有限公司