废旧轮胎老化切条系统及老化切条方法与流程

本发明涉及废旧橡胶回收利用技术领域。

背景技术：

橡胶制品的种类很多，其中橡胶轮胎占橡胶制品总量的多数。据估计，约70%的天然和合成橡胶消耗在生产各种车辆的轮胎上。随着中国汽车工业的高速发展，废旧轮胎所带来的环保压力也越来越大。

处理和利用废旧轮胎主要有两个途径：一是轮胎翻新；二是轮胎的综合利用，包括生产胶粉、再生胶等。生产胶粉或再生胶，就需要将废旧轮胎切条后粉碎。轮胎具有很高的强度和耐磨性，因此在将废旧轮胎切条时，切条效率不高且刀具的磨损很大，需要经常更换刀具，使用成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种废旧轮胎老化切条系统，橡胶老化速度快，刀具的磨损较小，切条效率较高。

为实现上述目的，本发明的废旧轮胎老化切条系统包括橡胶老化机、冲压机构、皮带输送装置和橡胶切条机；

橡胶老化机包括臭氧发生器、臭氧箱、气泵、老化箱、空心设置的底座、环形槽以及紫外灯，环形槽设置在底座上表面，环形槽内设有若干滚珠，滚珠向上支撑所述老化箱；老化箱包括老化箱体和玻璃顶盖，玻璃顶盖一端与老化箱体铰接且另一端与老化箱体扣合连接，玻璃顶盖与老化箱体之间压设有密封圈；

玻璃顶盖正上方设有紫外灯；

老化箱体下部设有隔板，隔板上均匀分布有多个上下通透的网孔，隔板将老化箱体分为位于隔板上方的老化腔和位于隔板下方的热水腔；热水腔底部一侧设有潜水泵，潜水泵的出水管向上穿过隔板上的网孔并沿老化箱体的侧壁伸入老化腔；老化腔顶部侧壁上设有环形的喷水管，潜水泵的出水管顶端与喷水管相连通；喷水管下部均匀设有多个雾化喷嘴，雾化喷嘴的喷水方向倾斜向下并朝向老化腔水平截面的中心；热水腔底部设有电加热器，老化腔侧壁顶部设有注气口；

臭氧发生器连接所述臭氧箱，臭氧箱连接所述气泵的进气口，气泵的出气口通过注气软管与注气口相连接，注气口上设有截止阀；底座内设有减速电机，减速电机的输出轴向上伸出底座并连接有传动板，传动板与老化箱底壁固定连接；

冲压机构包括冲切底板和位于冲切底板上方的冲压机，冲压机的冲头朝下设置并连接有若干切刀，切刀的刀刃朝下设置；冲切底板上平行并排设有若干冲切通孔，冲切通孔与切刀一一对应设置；

橡胶切条机包括机架，机架底部设有电动机，电动机的输出轴上设有主动皮带轮；机架顶部设有减速器，减速器的输入轴上设有从动皮带轮，主动皮带轮和从动皮带轮之间绕设有传动皮带；减速器的输出轴上设有刀盘架，刀盘架的外端面伸出机架并固定连接有圆形的刀盘，刀盘的周向外缘处设有刃口；

所述刀盘下方的机架上固定连接有连接柱，连接柱上间隔固定连接有挡环和轴承，挡环和轴承之间的连接柱上套设有用于分隔挡环和轴承的定距环，挡环的外径与轴承的外径相同并大于定距环的外径，挡环、轴承和定距环围成切槽，切槽的位置与刀盘相对应，刀盘下端部伸入切槽并与挡环和轴承间隙配合；刀盘插入切槽处的一侧形成橡胶切条机的入料口且另一侧形成橡胶切条机的出料口；

皮带输送装置的上料端邻近冲压机构且其下料端邻近橡胶切条机，皮带输送装置的下料端下方设有倾斜设置的导料板，导料板的另一端向下延伸至橡胶切条机的入料口处；橡胶切条机出料口下方设有接料箱。

所述紫外灯外罩设有抛物面反光镜，抛物面反光镜的开口朝向玻璃顶盖，紫外灯位于抛物面反光镜的焦点处。

所述老化箱体上沿上下方向设有长条形观察窗。

所述老化腔侧壁向外连接有安全阀、温度表、压力表和卸压阀。

所述传动皮带为v型传动带。

所述橡胶老化机设有多个。

导料板的下端部呈弧顶向下的圆弧状。

本发明的目的还在于提供一种使用上述老化切条系统的老化切条方法，该方法依次按以下步骤进行：

第一步骤是老化投料步骤，打开玻璃顶盖，将废旧轮胎投入老化腔中，隔板支撑其上方的废旧轮胎，然后将玻璃顶盖与老化箱体扣合连接在一起；

在进行第一步骤的同时，打开臭氧发生器，使臭氧发生器向臭氧箱中充入含有臭氧的气体；臭氧发生器产生的气体中，臭氧的体积浓度大于等于10%；

第二步骤是打开紫外灯，向老化箱中发射强紫外线；紫外灯保持开启状态直到第六步骤；

第三步骤是加压步骤，将注气软管与注气口相连接，打开注气口上的截止阀，启动气泵，向老化箱中注入含有臭氧的气体，并使老化箱中的压力达到1mpa，然后关闭气泵和截止阀，将注气软管与注气口相分离；

第四步骤是升温打湿步骤，启动电加热器，将热水温度加热至150±5℃，然后启动潜水泵，使环形的喷水管所连接的多个雾化喷嘴倾斜向下喷出水雾，加热废旧轮胎并打湿废旧轮胎，直到老化腔内的气温高于140℃时，关闭潜水泵，停止本步骤；

第五步骤是启动减速电机，减速电机通过传动板带动老化箱旋转，旋转过程中轮胎上的水沿径向甩出，老化箱中的气体被扰动后增加与废旧轮胎的接触强度，在接触增加以及高温高压条件下加速废旧轮胎的氧化和老化过程；第五步骤持续的时间为第四步骤持续时间的5倍，然后关闭减速电机；

循环进行第四步骤和第五步骤共计2－6小时，然后进行第六步骤；

第六步骤是冲压切割步骤，关闭紫外灯，打开卸压阀卸压，然后打开玻璃顶盖，将老化后的废旧轮胎取出并放置在冲压底板上，关闭卸压阀并打开冲压机，使冲头带动各切刀向下冲切废旧轮胎，各切刀分别向下穿过废旧轮胎并插入一个冲切通孔内，此时废旧轮胎被冲切分割；然后冲压机的冲头带动各切刀向上复位；

第七步骤是移料步骤，关闭紫外灯，启动皮带输送装置和橡胶切条机，将废旧轮胎经冲切分割后形成的较粗物料移至皮带输送装置的上料端；较粗物料由皮带输送装置的下料端落下，并沿导料板向下进入橡胶切条机的入料口；

第八步骤是切条步骤，电动机32通过主动皮带轮带动从动皮带轮旋转，进而通过减速器带动刀盘旋转，刀盘在旋转中入料口处的较粗物料带入切槽中切成较细的条状物料，条状物料经出料口落入接料箱；当一个接料箱装满物料时，工作人员将接满物料的接料箱运走并更换一个新的空的接料箱。

臭氧发生器产生的气体中，臭氧的体积浓度为12%。

本发明具有如下的优点：

本发明的废旧轮胎老化切条系统结构简单，老化切条方法步骤简便，效率较高，能够充分利用高温、高压、臭氧氧化、光照、干湿交替等多种作用使废旧轮胎迅速老化，降低废旧轮胎的强度，为此后的冲压、切条乃至后续的粉碎等操作创造良好的条件，使切刀和刀盘的刀刃（刃口）能够较为轻松的切割废旧轮胎，减小了切割时需要的力量从而使切刀和刀盘的刀刃（刃口）不会迅速被磨损，大大延长了切刀和刀盘的使用寿命，降低了频繁更换刀具的高昂成本并提高了切割效率。

第四步骤和第五步骤中，废旧轮胎在打湿、甩干两种状态之间进行切换，干湿交替，进一步加速了废旧橡胶的老化过程。

紫外灯位于抛物面反光镜的焦点处，这样可以使紫外灯发射出的绝大部分紫外线通过玻璃顶盖照射进老化箱中，大大提高紫外线利用率。

本发明中的冲压机构结构非常简单，便于安装且工作稳定可靠。

本发明中的橡胶切条机相比现有的用于切割废旧轮胎的切条机，结构非常简单，成本较低。工作中电动机通过主动皮带轮带动从动皮带轮旋转，进而通过减速器带动刀盘旋转，刀盘在旋转中入料口处的较粗物料带入切槽中切成较细的条状物料，条状物料经出料口落入接料箱；当一个接料箱装满物料时，工作人员将接满物料的接料箱运走并更换一个新的空的接料箱，工作过程简单方便，能够可靠、连续地分切废旧轮胎料。

定距环可靠地保证了挡环与轴承之间的距离，防止安装偏差导致刀盘不能插入切槽或者刀盘与切槽的槽壁之间具有摩擦的情形，保证了切条作业的正常进行。

长条形观察窗便于工作人员随时观察老化箱内的情况。传动皮带为v型传动带，摩擦力大，工作过程中不会打滑。

所述橡胶老化机设有多个，从而使废旧轮胎的老化处理速度与冲压机构的冲压速度以及橡胶切条机的切条速度相适配。

导料板的下端部呈弧顶向下的圆弧状。这样可以增大导料板与刀盘之间的距离，方便物料由导料板进入入料口，防止物料被挤压在刀盘与导料板之间无法下落并进入入料口。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是加气时橡胶老化机的结构示意图；

图3是隔板的俯视示意图；

图4是喷水管的仰视示意图；

图5是冲切底板的俯视示意图；

图6是图1中橡胶切条机与导料板配合处的放大图；

图7是橡胶切条机的结构示意图；

图8是图7的右视示意图；

图9是图7中c处的放大图。

具体实施方式

如图1至图9所示，本发明的废旧轮胎老化切条系统包括橡胶老化机91、冲压机构、皮带输送装置44和橡胶切条机；

橡胶老化机91包括臭氧发生器1、臭氧箱2、气泵3、老化箱、空心设置的底座5、环形槽6以及紫外灯7，环形槽6设置在底座5上表面，环形槽6内设有若干滚珠8，滚珠8向上支撑所述老化箱；老化箱包括老化箱体4和玻璃顶盖9，玻璃顶盖9一端与老化箱体4铰接且另一端与老化箱体4扣合连接，玻璃顶盖9与老化箱体4之间压设有密封圈从而防止老化箱体4内的高压向外泄漏。密封圈为常规技术，图未示。

玻璃顶盖9正上方设有紫外灯7；

老化箱体4下部设有隔板10，隔板10上均匀分布有多个上下通透的网孔11，隔板10将老化箱体4分为位于隔板10上方的老化腔12和位于隔板10下方的热水腔13；热水腔13底部一侧设有潜水泵14，潜水泵14的出水管15向上穿过隔板10上的网孔11并沿老化箱体4的侧壁伸入老化腔12；老化腔12顶部侧壁上设有环形的喷水管16，潜水泵14的出水管15顶端与喷水管16相连通；喷水管16下部均匀设有多个雾化喷嘴17，雾化喷嘴17的喷水方向倾斜向下并朝向老化腔12水平截面的中心，这样可以使老化腔12内的轮胎得到均匀的喷水；热水腔13底部设有电加热器18，老化腔12侧壁顶部设有注气口19；

臭氧发生器1连接所述臭氧箱2，臭氧箱2连接所述气泵3的进气口，气泵3的出气口通过注气软管20与注气口19相连接，注气口19上设有截止阀21；底座5内设有减速电机22，减速电机22的输出轴向上伸出底座5并连接有传动板23，传动板23与老化箱底壁固定连接；

冲压机构包括冲切底板24和位于冲切底板24上方的冲压机25，冲压机25的冲头26朝下设置并连接有若干切刀27，切刀27的刀刃朝下设置；冲切底板24上平行并排设有若干冲切通孔28，冲切通孔28与切刀27一一对应设置；

橡胶切条机包括机架31，机架31底部设有电动机32，电动机32的输出轴上设有主动皮带轮33；机架31顶部设有减速器34，减速器34的输入轴上设有从动皮带轮35，主动皮带轮33和从动皮带轮35之间绕设有传动皮带36；减速器34的输出轴上设有刀盘架37，刀盘架37的外端面伸出机架31并固定连接有圆形的刀盘38，刀盘38的周向外缘处设有刃口；

所述刀盘38下方的机架31上固定连接有连接柱39，连接柱39上间隔固定连接有挡环40和轴承41，挡环40和轴承41之间的连接柱39上套设有用于分隔挡环40和轴承41的定距环42，挡环40的外径与轴承41的外径相同并大于定距环42的外径，挡环40、轴承41和定距环42围成切槽43，切槽43的位置与刀盘38相对应，刀盘38下端部伸入切槽43并与挡环40和轴承41间隙配合；刀盘38插入切槽43处的一侧形成橡胶切条机的入料口且另一侧形成橡胶切条机的出料口。

皮带输送装置44的上料端邻近冲压机构且其下料端邻近橡胶切条机，皮带输送装置44的下料端下方设有倾斜设置的导料板45，导料板45的另一端向下延伸至橡胶切条机的入料口处；橡胶切条机出料口下方设有接料箱46。导料板45由支架47支撑。

所述紫外灯7外罩设有抛物面反光镜51，抛物面反光镜51的开口朝向玻璃顶盖9，紫外灯7位于抛物面反光镜51的焦点处，这样可以使紫外灯7发射出的绝大部分紫外线通过玻璃顶盖9照射进老化箱中，大大提高光线利用率。

所述老化箱体4上沿上下方向设有长条形观察窗52，便于工作人员随时观察老化箱内的情况。

其中，玻璃顶盖9和观察窗52均由耐压玻璃制成。

所述老化腔12侧壁向外连接有安全阀53、温度表54、压力表55和卸压阀56，便于工作人员监视老化腔12内的温度和压力，在压力过高时，安全阀53能够自动开启并卸压，防止压力过高带来危害。工作人员可以主动打开卸压阀56来释放老化腔12内的压力。

所述传动皮带36为v型传动带，摩擦力大，工作过程中不会打滑。

所述橡胶老化机91设有多个，是指1个冲压机25（1个橡胶切条机）对应若干个橡胶老化机91，从而使废旧轮胎的老化处理速度与冲压机构的冲压速度以及橡胶切条机的切条速度相适配。

导料板45的下端部呈弧顶向下的圆弧状。这样可以增大导料板45与刀盘38之间的距离，方便物料由导料板45进入入料口，防止物料被挤压在刀盘38与导料板45之间无法下落并进入入料口。

本发明还公开了使用上述废旧轮胎老化切条系统的老化切条方法，依次按以下步骤进行：

第一步骤是老化投料步骤，打开玻璃顶盖9，将废旧轮胎投入老化腔12中，隔板10支撑其上方的废旧轮胎，然后将玻璃顶盖9与老化箱体4扣合连接在一起；

在进行第一步骤的同时，打开臭氧发生器1，使臭氧发生器1向臭氧箱2中充入含有臭氧的气体；臭氧发生器1产生的气体中，臭氧的体积浓度大于等于10%；

第二步骤是打开紫外灯7，向老化箱中发射强紫外线；紫外灯7保持开启状态直到第六步骤；

第三步骤是加压步骤，将注气软管20与注气口19相连接，打开注气口19上的截止阀21，启动气泵3，向老化箱中注入含有臭氧的气体，并使老化箱中的压力达到1mpa，然后关闭气泵3和截止阀21，将注气软管20与注气口19相分离；

第四步骤是升温打湿步骤，启动电加热器18，将热水温度加热至150±5℃（1mpa下水的沸点约为183℃），然后启动潜水泵14，使环形的喷水管16所连接的多个雾化喷嘴17倾斜向下喷出水雾，加热废旧轮胎并打湿废旧轮胎，直到老化腔12内的气温高于140℃时，关闭潜水泵14，停止本步骤；

第五步骤是启动减速电机22，减速电机22通过传动板23带动老化箱旋转，旋转过程中轮胎上的水沿径向甩出，老化箱中的气体被扰动后增加与废旧轮胎的接触强度，在接触增加以及高温高压条件下加速废旧轮胎的氧化和老化过程；第五步骤持续的时间为第四步骤持续时间的5倍，然后关闭减速电机22；

循环进行第四步骤和第五步骤共计2－6小时，然后进行第六步骤；

第六步骤是冲压切割步骤，关闭紫外灯，打开卸压阀卸压，然后打开玻璃顶盖9，将老化后的废旧轮胎取出并放置在冲压底板上，关闭卸压阀并打开冲压机25，使冲头26带动各切刀27向下冲切废旧轮胎，各切刀27分别向下穿过废旧轮胎并插入一个冲切通孔28内，此时废旧轮胎被冲切分割；然后冲压机25的冲头26带动各切刀27向上复位；

第七步骤是移料步骤，关闭紫外灯7，启动皮带输送装置44和橡胶切条机，将废旧轮胎经冲切分割后形成的较粗物料移至皮带输送装置44的上料端；较粗物料由皮带输送装置44的下料端落下，并沿导料板45向下进入橡胶切条机的入料口；

第八步骤是切条步骤，电动机32通过主动皮带轮33带动从动皮带轮35旋转，进而通过减速器34带动刀盘38旋转，刀盘38在旋转中入料口处的较粗物料带入切槽43中切成较细的条状物料，条状物料经出料口落入接料箱46；当一个接料箱46装满物料时，工作人员将接满物料的接料箱46运走并更换一个新的空的接料箱46。

第七步骤和第八步骤中的“较粗物料”和“较细的条状物料”是相对而言的，第七步骤中的“较粗物料”未经橡胶切条机分切，因而其相较第八步骤中经橡胶切条机分切后的物料来说较粗，为“较粗物料”。第八步骤中经橡胶切条机分切后的物料相对于第七步骤中的“较粗物料”来说，经过了进一步的分切，显然形成了“较细”的物料。

臭氧发生器1产生的气体中，臭氧的体积浓度（优选）为12%。

本发明的废旧轮胎老化切条系统结构简单，老化切条方法步骤简便，效率较高，能够充分利用高温、高压、臭氧氧化、光照、干湿交替等多种作用使废旧轮胎迅速老化，降低废旧轮胎的强度，为此后的冲压、切条乃至后续的粉碎等操作创造良好的条件，使切刀27和刀盘38的刀刃（刃口）能够较为轻松的切割废旧轮胎，减小了切割时需要的力量从而使切刀27和刀盘38的刀刃（刃口）不会迅速被磨损，大大延长了切刀27和刀盘38的使用寿命，降低了频繁更换刀具的高昂成本并提高了切割效率。

第四步骤和第五步骤中，废旧轮胎在打湿、甩干两种状态之间进行切换，干湿交替，进一步加速了废旧橡胶的老化过程。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。