专利名称：从汽车轮胎回收胎冠橡胶的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及从轮胎的胎冠部分回收橡胶的工艺。
汽车轮胎一般是以由浸渍并包覆有橡胶混合物的片状或带状增强材料制成的轮胎胎体(carcass)的形式构造的，这种固定加强环的轮胎胎体构成轮胎的两个轮胎边并构成支承轮胎胎冠的两个侧壁。由较高品质的橡胶混合物制成的胎冠围绕轮胎胎体并且含有一个通常称作“垫层(breaker strip)”的金属丝加强带。由于轮胎的胎冠橡胶的混合物具有较高的回收再卖价值，因此，最理想的是以分开的方式进行轮胎材料的回收，以便实现较高品质的胎冠橡胶与轮胎的胎体的剩余部分的分离，特别是，与处在胎冠橡胶和垫层下面的那部分轮胎体上的橡胶的分离。
还希望能够有效地和独立地把在垫层下面的、构成轮胎的胎冠部分的内壁的那部分轮胎胎体上的橡胶及纤维加强物分离下来，尽管这部分橡胶的市场价值实际上低于胎冠橡胶的市场价值。
在本说明书中，术语“胎冠部分(tread portion)”是指轮胎的胎冠、垫层和与垫层一体的并紧挨垫层下方的那部分轮胎胎体。
因此，本发明的主要目的是提供一种以一有效的和经济的方式分别独立地回收汽车轮胎的胎冠部分的胎冠橡胶和胎体橡胶的方法和设备。
根据此目的，提供一种当轮胎的胎冠部分呈一与轮胎侧壁分离开的条状时，从该胎冠部分取下橡胶的方法，该方法包括下列步骤使得胎冠部分的条经过两个独立的处理区;在两个处理区之间翻转上述的条;以及，在各自的处理区分别从轮胎的垫层的相反两面除下橡胶。
更具体地说，本方法包括以下步骤使得胎冠部分经过第一处理区，在这一处理区，将垫层的一面的橡胶除下;之后，把胎冠部分的剩余部分翻转并使之经过第二处理区，以便除掉在垫层的另一面上的橡胶。理想的是，在第一处理区取下高品质的胎冠橡胶，在第二处理区取下轮胎胎体橡胶。
简便地，随着轮胎的胎冠部分离开第一处理区，可使得该胎冠部分沿一个螺旋形路径移动，以便使胎冠部分围绕它的长度方向旋转180°，从而把胎冠部分的待处理的另一面放在第二处理区。
另一种方案是，让胎冠部分沿着一个支撑在其一面的路径移动，而对其另一面进行处理，以便从该面取下橡胶，然后，使得胎冠部分沿着支撑在所说的另一面的一个第二路径移动，而从所说的“一面”分离橡胶。
理想的是，所述的“一面”支撑在一个基本上平的表面上，而所述的“另一面”支撑在一个拱形的或弧形的表面上。
理想的是，在每个处理区，要使轮胎的胎冠部分经受超高压(UHP)液体喷射处理，这种处理应把橡胶以及其内的任何纤维加强物打碎成颗粒。颗粒的大小由UHP液体喷射设备的性能和轮胎的胎冠部分通过各个处理区的移动速度来决定。最好是，胎冠部分输进一个处理区或者每个处理区的速率或多或少地低于从同一处理区排出的速率，这样，胎冠部分的受到液体喷射处理的那个区域保持一种张紧状态，这种张紧状态有助于UHP设备的有效工作。
本发明还提供一种用以当轮胎的胎冠部分呈一与轮胎的侧壁相分离的条状时从该胎冠部分分割下来橡胶的设备，该设备包括第一和第二处理装置，把胎冠部分从第一处理装置向第二处理装置传送并且适合于在传送的过程中翻转胎冠部分的装置，于是，把胎冠部分的相反两面分别引导给各自的处理装置，以便处理。
简便地说，每个处理装置包括一个在胎冠部分上作业的超高压液体喷射装置，以便把垫层的朝向UHP喷嘴的那一面上的橡胶击碎并颗粒化。简便地说，传送装置布置成在第一和第二处理装置之间沿着一个螺旋路径移动胎冠部分，因此，在胎冠部分从一个处理装置向另一处理装置移动的过程中，它翻转180°。
理想的是，把胎冠部分传送装置布置成当胎冠部分的条经过第一处理装置时，在一面对其予以支承，而当它经过第二处理装置时，在其反面对其予以支承。
上述的用以从轮胎的胎冠部分分离橡胶的方法和设备，能够使在处理时从轮胎冠部分分离下来的高价值的胎冠橡胶与从轮胎的胎冠部分的另一侧面分离下来的胎体橡胶分开，因此，能够在从汽车轮胎回收橡胶的处理当中获得较高的全面的价值回报。
通过下面对本发明设备的、附图所示的一实际方案的描述，将更容易理解本发明。
其中
图1是轮胎胎冠部分处理机的侧视图;
图2是通过其中的一个UHP处理装置的剖视图;
图3是图1和图2所示的处理机的处理区的放大了的详细视图;
图4是第二处理区的一种改进形式的视图;这种改进的形式可以结合进图2所示的处理机;
图5是一常规的汽车轮胎的横截面示意图。
首先参见图5，汽车轮胎26具有一胎冠部分21、两个侧壁27和两个轮胎边28。简单地说，轮胎边28包括一由若干圈钢丝制成的刚性环。胎冠部分21包括一通常由金属丝组成的垫层22和一比较厚的高品质胎冠橡胶外层29。侧壁27和胎冠部分的内部分27a是由其内具有纤维加强物的较低品质的橡胶制成的。这就是能够用本发明的方法处理的一般的汽车轮胎的结构。
现在参见图1，用以从汽车轮胎的胎冠部分回收橡胶的处理机由两个UHP处理装置1和2以及一个在两处理装置之间延伸的、用以在两个处理装置之间传送轮胎胎冠部分的翻转传送装置3组成。各个处理装置的结构是相同的，下面将参照图2描述其中的一个处理装置。
如图2所示，在处理装置中设有一个输入传送装置5和一个输出传送装置6，这两个传送装置分别位于处理区7的两侧。
输入传送装置5包括两个环状带8和9，环状带8和9具有各自的、基本平行的直线形条板部分10和12，它们之间界定了一个直线型的通路，轮胎的胎冠部分夹在条板部分10和12之间沿所说的线性通路传送。条板部分10和12间隔一选定的距离，因此，由喂入辊13输送进来的轮胎胎冠部分被有效地夹在直线型部分10和12之间并由它们保持平的状态，以便传送到处理区7。
输出传送装置6具有与上述的输入传送装置5相同的基本结构，由于轮胎的胎冠部分经过处理区7时因分离下来一部分橡胶而减小了厚度，因此，传送装置6的平行的直线型条板10和12a的间距要比条板10和12小一些。传送装置5和6就用一个马达(未示出)驱动，而且，对各个传送装置的驱动要安排成能够使条板10a和12a的线速度稍稍大于条板10和12的线速度，最好是有大约1%的速度差。这一速度差保证胎冠部分在经过处理区7的时候保持一种张紧状态，以助于胎冠橡胶碎裂成和分裂成希望的颗粒形式。
输出传送装置6把部分处理后的胎冠部分21传送给翻转传送器3，翻转传送器3按一种螺旋的方式布置，这样，从处理装置1出来的轮胎胎冠部分在传送给处理装置2之前先被翻转。翻转传送器3实质上是呈刚性的带的形式，该刚性带扭曲成希望的螺旋形态，而且，若干个辊子15沿传送器3横向延伸并彼此间留有一定的间隔，这些辊子以一致的速度驱动，以便实现胎冠部分从处理装置1向处理装置2的传送。
在内部，处理装置2实质上相同于处理装置1，也具有同前述那样的相同配置的独立的输入环状传送装置、输出环状传送装置以及处理区。每个处理装置1和2上装有各自的UHP液体供应装置19和20，装置19和20安装在处理装置的机架上，由它们把高压液体供应到处理区7，以便把在垫层22的、面向UHP切割装置24的喷嘴的那一面上的胎冠部分的橡胶粉碎成颗粒形态。如图3所示，在处理区7内，设置了一个UHP切割装置24，该切割装置24最好是澳大利亚专利申请NO.PM7506中详细描述的那种结构，而且，有关叙述本文引作参考。正如该在先专利申请所描述的那样，每个UHP切割装置包括两个携带有多个喷嘴的头部17，工作时，该头部17最好被以摆动或转动运动的形式驱动，这样有助于橡胶的粉碎。
当胎冠部分正被UHP切割装置处理的时候，它被支承在一个固定的平面24上，由切割头17所产生的橡胶颗粒被液体通过通道18而带走，以便接下来与液体分离并在储藏之前干燥。由于处理装置1分离胎冠橡胶，而处理装置2分离胎体橡胶，因此，不同品质的橡胶分别分离和收集，只剩下金属丝垫层22从处理装置2中排出，然后，可把金属丝垫层熔化掉或者再重复使用。
图4示出了轮胎胎冠处理设备的一种变换的结构，这种结构具有降低复杂程度并因而降低成本以及改善可靠性、节省占地面积等优点。为了方便和清楚起见，在图4中只示出了输出传送装置6，而且，为清楚起见，只图示了一种稍稍减化了的形式。然而，应明白，这一个处理装置与图1和图2所示的结构相同，而且起相同的作用。
图4中部分示出的另外一种结构包括一个处理装置，该处理装置和图2所示的第一处理装置1具有相同的一般结构，而翻转传送器3和第二处理装置2则被磁鼓处理装置30代替。
转鼓31安装在第一处理装置1的输出传送装置6的出口端的上方，因此，转鼓31的旋转平面垂直地处于输出传送装置6的下条板的上方，而且，转鼓离下条板的间隔距离基本上等于从输出传送装置6出来的轮胎胎冠部分的厚度。在此位置上的胎冠部分包括金属垫层22和胎冠部分的内面或称胎体部分。
转鼓31的外周表面32是钢或其它合适的磁性材料，在转鼓之内安装的是一个静止的永磁体35，该永磁体沿着转鼓的整个弧面延伸约220°。永磁体35这样布置-即它的邻近输出传送装置6的那个下侧至少从某一位置延伸到转鼓31的中垂线的左侧，而其上端至少延伸到转鼓31上部的中垂线，或者超过该中垂线约15°。
最好是，至少转鼓31的水平中心线以下的那部分磁体35的磁强度基本上是均匀的。另外，最上边的45°左右的一段弧内的磁强度最好是逐步降低的。这种磁场强度分布方面的变化目的在于，在紧邻输出传送装置6的输出部分的上方有一高强度区，这样，当转鼓31旋转经过输出传送装置6的端头时，垫层22的金属网被吸附到转鼓31上并与转鼓31牢固地接触。结果是，随着转鼓的旋转，胎冠部分的剩余部分被转换成由转鼓磁性地支承，并从传送装置中解脱出来。转鼓31的圆周的上部分的磁体强度的降低，减小了把垫层保持在转鼓外周表面上的磁力，从而允许并帮助金属垫层从转鼓表面分离。然后，金属垫层22从转鼓31的圆周表面上排放进溜槽34，以便以后熔化成原材料。
与转鼓31的水平轴线基本处于同一线上的是一个携带有多个喷嘴的UHP液体喷头36，这些喷嘴最好与前面引用的参考文献澳大利亚专利申请NO.PM7506所描述的喷嘴的基本结构相同。这些个喷嘴把高压液体直接喷射到垫层22的下面的胎体材料上，以便以细的颗粒的形式把这种橡胶材料从轮胎胎冠部分的垫层的金属丝上除掉。这种分离下来的橡胶材料与所用的高压液体一起在重力的作用下被收集进料仓37，然后，在一合适的分离机中进行处理，以便收集橡胶颗粒并排出水，以使水在高压喷射系统中循环使用。
图4所示的结构所实现的成本节约基本上是第二处理装置2由比较简单的转鼓和磁结构替代之缘故。
权利要求
1.一种当汽车轮胎的胎冠部分呈一与轮胎的侧壁分离开的条状时从该胎冠部分分离橡胶的方法，该方法包括的步骤是，使得胎冠部分的条经过两个独立的处理区；在各自的处理区分别从轮胎的垫层的相反两面分离橡胶；以及分别收集在各个处理区分离下来的橡胶。
2.一种当汽车轮胎的胎冠部分呈一与轮胎的侧壁分离开的条状时从该胎冠部分分离橡胶的方法，该方法包括，使得胎冠部分经过第一处理区，在该处理区，把在胎冠部分的垫层的一面的橡胶分离下来，之后，改变胎冠部分的剩余部分的取向，并使胎冠部分经过第二处理区，在该处理区，把垫层的另一面的橡胶从垫层上分离下来，并且，分别收集在每个处理区分离下来的橡胶。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，在离开第一处理区和进入第二处理区之间把胎冠部分的条翻转。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，当胎冠部分的条经过第一处理区时，它沿着一基本上为直线形的路径移动，而当它进入第二处理区时，它沿着一弧形路径移动。
5.如在前任意一项权利要求所述的方法，其特征是，至少在第一处理区使得胎冠部分遭受超高压液体切割喷射处理，以便把胎冠橡胶切成颗粒并把胎冠橡胶从垫层上分离下来。
6.如权利要求5所述的方法，其特征是，在第一和第二处理区都使得胎冠部分遭受超高压液体切割喷射处理。
7.如权利要求4所述的方法，其特征是，第二处理区包括一圆形表面，从第一处理区出来的胎冠部分外部附着到该圆形表面上，并因此而带着它进入第二处理区。
8.如权利要求7所述的方法，其特征是，胎冠部分磁性地附着到所说的圆形面上。
9.一种当汽车轮的胎冠部分呈一与轮胎的侧壁分离开的条状时从该胎冠部分分离橡胶的设备，该设备包括第一和第二处理装置以及把胎冠部分从第一处理装置传送到第二处理装置且适合于在传送期间改变胎冠部分的定向的装置，借此，把胎冠部分的相反两面分别引导给各自的处理装置。
10.如权利要求9所述的设备，其特征是，每个处理装置包括作用于胎冠部分上的、用以把垫层的正待处理的那一面上的橡胶粉碎和颗粒化的超高压液体喷射设置，比如UHP喷嘴。
11.如权利要求9所述的设备，其特征是，当胎冠部分的条经过第一处理装置时，它被支承于一面，而当它经过第二处理装置时，它被支承于另一面。
12.如权利要求10所述的设备，其特征是，第二处理装置包括一可转动的圆形表面，以及在胎冠部分离开第一处理装置之后把胎冠部分附着到该圆形表面上的装置。
13.如权利要求11所述的设备，其特征是，设置磁性装置，借助于磁力把胎冠部分吸附到圆形表面上。
14.如权利要求9-13中任意一项所述的设备，其特征是，至少一个处理装置包括有准备喷射液体流的超高压喷射装置，以便在工作时实现胎冠橡胶从垫层上的分离。
全文摘要
一种当轮胎的胎冠部分呈一与轮胎的侧壁分离开的条状时从该胎冠部分分离橡胶的方法，该方法包括下列步骤，使胎冠部分经过两独立的处理区，并在这两个处理区分别分离轮胎的垫层两面的橡胶。当胎冠部分经过第一处理区时，把胎冠部分的垫层的一面的橡胶分离下来，之后，让胎冠部分进入第二处理区，以便把垫层的另一面的橡胶分离下来。高品质的胎冠橡胶最好在第一处理区分离，而胎体橡胶则在第二处理区分离。
文档编号B29B17/02GK1112480SQ94118698
公开日1995年11月29日 申请日期1994年10月20日 优先权日1993年10月20日
发明者乔治·维尔斯 申请人:Cmht澳大利亚技术有限公司