一种新能源汽车废弃轮胎回收装置及回收方法与流程

本发明涉及废弃轮胎回收领域，具体的说是一种新能源汽车废弃轮胎回收装置及回收方法。

背景技术：

随着世界各国对环境保护越来越重视，新能源汽车越来越被消费者接受。而随着新能源汽车的普及，由其带来的废弃轮胎也越来越多。据统计，我国每年产生的废弃轮胎以8％至10％的速度递增。2018年，中国废弃轮胎产生量约达3.5亿条，回收利用率仅为50％左右，不到西方发达国家的50％，造成巨大的资源浪费，但是目前的废弃轮胎处理技术中仍存在人工成本高、劳动强度大、工作效率低、处理不彻底等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新能源汽车废弃轮胎回收装置及回收方法，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车废弃轮胎回收装置，包括轮胎切割装置、冷却装置、碎粒装置、收集装置、传送装置以及控制装置；其中，轮胎切割装置、冷却装置、碎粒装置、收集装置、传送装置分别与控制装置电连接。

所述轮胎切割装置包括支架、横切装置和纵切装置，支架为圆柱形，所述支架包括上底板、下底板和圆柱侧板，圆柱侧板上开有投放口和出料口，投放口用于将轮胎放置到待切位置，出料口用于将切割完成后的轮胎输送至下一工序；所述横切装置包括横切支架、u型支架、旋转电机、旋转轴、切割头；所述支架的下底板的下部位于轮胎的中心轴线上设置有旋转电机，旋转电机的一端连接有旋转轴，竖直设置的u型支架一端固定连接在旋转轴上并随旋转轴作旋转运动，u型支架包括上连杆、下连杆、中间连杆和伸缩电机；u型支架的上连杆一端连接有切割头；中间连杆竖直设置并能够上下伸缩，实现切割头上下运动调节，旋转电机驱动旋转轴旋转，与旋转轴固定连接的u型支架随之一起旋转，同时中间连杆在伸缩电机的带动下匀速运动实现中间连杆的匀速伸长，切割刀沿旋转轴做圆周向上运动实现轮胎外表面的螺旋切割；当切割完毕后，将伸缩电机反向运动，使得切割刀下降到原始位置。

所述纵切装置包括纵切支架、第一液压杆、压板、导杆、切割器、第二液压杆和底板；所述支架的上底板的下表面固定安装有四个第一液压杆、一个第二液压杆和四个导杆；所述第二液压杆设置在上底板的中心轴线上，四个第一液压杆对称设置并周向均匀地分布在上底板上；第一液压杆的端部连接在切割器上并驱动切割器上下运动；切割器呈圆筒状并套设有第二液压杆；切割器沿着第二液压杆上下移动，第二液压杆穿过切割器并连接有压板；切割器沿中心轴线周向均匀地分布有四个圆孔，四个导杆与切割器上的四个圆孔配合导向；所述切割器底部均匀设有多块刀片；刀片的厚度大于轮胎的厚度；所述压板为圆形锯齿结构，压板的外周锯齿的结构与刀片形状相匹配，使得圆筒状切割器上的切割刀能够穿过压板并向下压，在压板压住轮胎后，切割器对处于压板与下底板之间的轮胎进行切割。所述下底板设置有与刀片形状相匹配的通孔，为了实现刀片可穿过下底板，以防止轮胎虚切；

切割时，将废旧轮胎从圆柱侧板的投放口放入待切位置，启动旋转电机驱动旋转轴旋转，旋转轴带动u型支架随之一起旋转，同时，伸缩电机带动中间连杆匀速伸长，使得切割刀沿旋转轴做圆周向上运动实现在轮胎外表面的螺旋切割；横向切割完成后将信号传送至控制装置，控制装置控制第二液压杆带动压板下压，当下压至预设位置时，使横向切割后的轮胎更加紧凑，控制装置控制四个第一液压杆带动切割器下压，切割器穿过压板和下底板，对处于压板与下底板之间的轮胎进行纵向切割。

所述传送装置包括第一传送装置和第二传送装置；其中，所述第一传送装置包括竖直设置的支撑架，支撑架的顶部焊接有倾斜底板，倾斜底板的两端通过传动轴连接有传动辊，传动辊上套接有传送带，其中低端的传动辊通过皮带与传动电机传动连接，传送带的上表面固定设置有多个相互平行的v型向上的刀板凸起，传送带的两侧设置有挡板，挡板的底部焊接在连接底板的上表面；所述倾斜底板与水平面的倾斜角为30度-35度，刀板凸起高度为1-3cm。

经过纵向切割和横向切割后的轮胎碎屑经所述第一传送装置传送至冷却装置。

所述冷却装置包括冷却箱、液氮罐、输送管、输出管和喷头，液氮罐设置在冷却箱的顶部，液氮罐连通输送管，输送管穿入冷却箱内，输送管的另一端连接输出管，输出管横向排列在冷却箱的顶部，在输出管的底部均匀设置有若干个喷头。当轮胎碎屑通过第一传送装置传送至冷却装置内，控制装置控制液氮罐工作，液氮通过输送管传入输出管内，然后液氮通过设置在输出管上的喷头喷出，从而对冷却装置内的轮胎碎屑进行迅速冷却，冷却后的轮胎碎屑通过所述第二传送装置送至碎粒装置。

所述碎粒装置包括有机壳、粗碎装置、研磨装置、料筒、连杆一、连杆二，其中粗碎装置、料筒、研磨装置依次从上到下设置，所述粗碎装置和所述研磨装置之间通过所述料筒连通，所述料筒的两侧分别通过所述连杆一、所述连杆二固定在所述机壳的内壁上。所述粗碎装置包括气缸、活塞杆、转轴一、转轴二、固定切割器和移动切割器。移动切割器的上端通过转轴二与气缸转动连接，移动切割器的下端通过转轴一与机壳连接。所述固定切割器包括固定板、固定刀座、固定刀片，固定板固定在外壳上，固定刀座可拆卸地设置在固定板上，多个固定刀片通过螺栓连接的方式设置在固定刀座上，所述固定刀片的上侧具有倾斜向下的曲线形倾斜表面，以便于切碎的轮胎碎屑能够自然地下落。所述移动切割器包括活动板、活动刀座、活动刀片，所述活动板的下端通过转轴一可枢转地设置在机壳上，活动板上可拆卸地设置有活动刀座，活动刀座上通过螺栓连接的方式设置有多个活动刀片，所述活动刀片的上侧具有倾斜向下的曲线形倾斜表面，所述活动刀片和所述固定刀片交错设置。

所述研磨装置包括电机、减速器、主轴、外筒、螺旋推进器、外磨体、内磨体、圆筒筛、内筛架、外筛架、螺形钉、筛盖、研磨出口、胶粉出口、杂物出口。所述电机设置在机壳的左侧，电机的输出轴通过减速器与主轴连接，主轴穿过机壳设置在外筒内部，主轴的中部设置有螺旋推进器，且螺旋推进器位于料筒出口的正下方，主轴的右部设置有外磨体，螺旋推进器的右侧与外磨体的左侧通过螺栓固定连接，以方便维修更换。所述外筒内壁上设置有内磨体，且内磨体和外磨体相对设置，以便于进行研磨。所述圆筒筛分别通过内筛架、外筛架与主轴连接，所述主轴的最右端通过螺形钉固定在外筛架的外侧壁上，这样在主轴转动的时候，圆筒筛也随着主轴一起转动，使研磨和筛分共有一个驱动装置，不但便于两者同步运行，而且节省了动力成本。在内筛架和外磨体之间设置有研磨出口，研磨出口位于圆筒筛的内部，内磨体和外磨体之间研磨后的轮胎粉粒从研磨出口流入到圆筒筛内，轮胎粉粒随着圆筒筛一起转动从而进行筛分。在所述圆筒筛的外侧设置有筛盖，筛盖正对圆筒筛的部分设置有毛刷，以便于将黏在筛网上的颗粒清除，提高筛分效率。在所述筛盖的右下侧设置有杂物出口，圆筒筛内不能筛出的杂物都从这一出口筛出；在所述筛盖的正下方设置有胶粉出口，经过圆筒筛筛分后的轮胎细粉从胶粉出口排出进入收集装置。

该废弃轮胎回收装置的工作原理：工作时，将废旧轮胎从圆柱侧板的投放口放入待切位置，启动旋转电机驱动旋转轴旋转带动u型支架随之旋转，同时，伸缩电机带动中间连杆匀速伸长，使得切割刀沿旋转轴做圆周向上运动实现在轮胎外表面螺旋切割；横向切割完成后将信号传送至控制系统，控制系统控制第二液压杆带动压板下压，当下压至预设位置，横向切割后的轮胎更加紧凑，控制系统控制四个第一液压杆带动切割器下压，切割器通过压板和下底板，实现对处于压板与下底板之间的轮胎的纵向切割。经过纵向切割和横向切割的轮胎碎屑经传送装置传送至冷却装置。

当轮胎碎屑通过传送装置传送至冷却装置内，控制装置控制液氮罐工作，液氮通过输送管传入输出管内，然后液氮通过喷头喷出，从而对冷却装置内的轮胎碎屑进行迅速冷却，冷却后的轮胎碎屑通过传送装置送至碎粒装置。

气缸驱动移动切割器来回运动，利用活动刀片和固定刀片将轮胎碎屑切割成细小的轮胎颗粒，切割后的轮胎颗粒沿着料筒落入研磨装置内，启动电机，电机带动主轴转轴，主轴带动螺旋推进器、内磨体和圆筒筛转动，落入研磨装置的轮胎颗粒在螺旋推进器的作用下向右推入内磨体和外磨体之间，在内磨体和外磨体之间进行研磨，研磨后的轮胎粉粒从研磨出口流入到圆筒筛内，在圆筒筛的转动下进行筛分，经过圆筒筛筛分后的轮胎细粉从胶粉出口排出，最后进入收集装置进行收集。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1)研磨和筛分采用同一驱动装置进行驱动，是两者工作更加协调，而且节省了动力成本；

2)在圆筛筒外侧设置毛刷将黏在筛网上的颗粒清除，提高筛分效率；

3)本发明的轮胎切割装置通过采用横向的螺旋切割以及纵向切割，使得切割后的轮胎碎屑大小均匀；

4)本发明通过切割、液氮冷却、粗碎、研磨和筛分，使回收后胶粉颗粒更精细、纯度更高。

附图说明

图1是本发明一种新能源汽车废弃轮胎回收装置的结构示意图；

图2是本发明轮胎切割装置的结构示意图；

图3是本发明切割器结构示意图；

图4是本发明压板结构示意图；

图5是本发明碎粒装置的结构示意图。

附图标记如下：

圆柱侧板1、横切装置2、纵切装置3、上底板4、下底板5、第一液压杆6、压板7、导杆8、第二液压杆9、切割器10；

机壳11、料筒12、连杆一13、连杆二14、气缸15、转轴一15、转轴二17、固定板18、固定刀座19、固定刀片20、活动板21、活动刀座22、活动刀片23；

电机24、减速器25、主轴26、外筒27、螺旋推进器28、外磨体29、内磨体30、圆筒筛31、内筛架32、外筛架33、螺形钉34、筛盖35、研磨出口36、胶粉出口37、杂物出口38.

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参照附图1-5，一种新能源汽车废弃轮胎回收装置，包括轮胎切割装置、冷却装置、碎粒装置、收集装置、传送装置以及控制装置；其中，轮胎切割装置、冷却装置、碎粒装置、收集装置、传送装置分别与控制装置电连接。

所述轮胎切割装置包括支架、横切装置2和纵切装置3，支架为圆柱形，所述支架包括上底板4、下底板5和圆柱侧板1，圆柱侧板1上开有投放口和出料口，投放口用于将轮胎放置到待切位置，出料口用于将切割完成后的轮胎输送至下一工序；所述横切装置2包括横切支架、u型支架、旋转电机、旋转轴、切割头；所述支架的下底板5的下部位于轮胎的中心轴线上设置有旋转电机，旋转电机的一端连接有旋转轴，竖直设置的u型支架一端固定连接在旋转轴上并随旋转轴作旋转运动，u型支架包括上连杆、下连杆、中间连杆和伸缩电机24；u型支架的上连杆一13端连接有切割头；中间连杆竖直设置并能够上下伸缩，实现切割头上下运动调节，旋转电机驱动旋转轴旋转，与旋转轴固定连接的u型支架随之一起旋转，同时中间连杆在伸缩电机24的带动下匀速运动实现中间连杆的匀速伸长，切割刀沿旋转轴做圆周向上运动实现轮胎外表面的螺旋切割；当切割完毕后，将伸缩电机24反向运动，使得切割刀下降到原始位置。

所述纵切装置3包括纵切支架、第一液压杆6、压板7、导杆8、切割器10、第二液压杆9和底板；所述支架的上底板4的下表面固定安装有四个第一液压杆6、一个第二液压杆9和四个导杆8；所述第二液压杆9设置在上底板4的中心轴线上，四个第一液压杆6对称设置并周向均匀地分布在上底板4上；第一液压杆6的端部连接在切割器10上并驱动切割器10上下运动；切割器10呈圆筒状并套设有第二液压杆9；切割器10沿着第二液压杆9上下移动，第二液压杆9穿过切割器10并连接有压板7；切割器10沿中心轴线周向均匀地分布有四个圆孔，四个导杆8与切割器10上的四个圆孔配合导向；所述切割器10底部均匀设有多块刀片；刀片的厚度大于轮胎的厚度；所述压板7为圆形锯齿结构，压板7的外周锯齿的结构与刀片形状相匹配，使得圆筒状切割器10上的切割刀能够穿过压板7并向下压，在压板7压住轮胎后，切割器10对处于压板7与下底板5之间的轮胎进行切割。所述下底板5设置有与刀片形状相匹配的通孔，为了实现刀片可穿过下底板5，以防止轮胎虚切；

切割时，将废旧轮胎从圆柱侧板1的投放口放入待切位置，启动旋转电机驱动旋转轴旋转，旋转轴带动u型支架随之一起旋转，同时，伸缩电机24带动中间连杆匀速伸长，使得切割刀沿旋转轴做圆周向上运动实现在轮胎外表面的螺旋切割；横向切割完成后将信号传送至控制装置，控制装置控制第二液压杆9带动压板7下压，当下压至预设位置时，使横向切割后的轮胎更加紧凑，控制装置控制四个第一液压杆6带动切割器10下压，切割器10穿过压板7和下底板5，对处于压板7与下底板5之间的轮胎进行纵向切割。

所述传送装置包括第一传送装置和第二传送装置；其中，所述第一传送装置包括竖直设置的支撑架，支撑架的顶部焊接有倾斜底板，倾斜底板的两端通过传动轴连接有传动辊，传动辊上套接有传送带，其中低端的传动辊通过皮带与传动电机24传动连接，传送带的上表面固定设置有多个相互平行的v型向上的刀板凸起，传送带的两侧设置有挡板，挡板的底部焊接在连接底板的上表面；所述倾斜底板与水平面的倾斜角为30度-35度，刀板凸起高度为1-3cm。

经过纵向切割和横向切割后的轮胎碎屑经所述第一传送装置传送至冷却装置。

所述冷却装置包括冷却箱、液氮罐、输送管、输出管和喷头，液氮罐设置在冷却箱的顶部，液氮罐连通输送管，输送管穿入冷却箱内，输送管的另一端连接输出管，输出管横向排列在冷却箱的顶部，在输出管的底部均匀设置有若干个喷头。当轮胎碎屑通过第一传送装置传送至冷却装置内，控制装置控制液氮罐工作，液氮通过输送管传入输出管内，然后液氮通过设置在输出管上的喷头喷出，从而对冷却装置内的轮胎碎屑进行迅速冷却，冷却后的轮胎碎屑通过所述第二传送装置送至碎粒装置。

所述碎粒装置包括有机壳11、粗碎装置、研磨装置、料筒12、连杆一13、连杆二14，其中粗碎装置、料筒12、研磨装置依次从上到下设置，所述粗碎装置和所述研磨装置之间通过所述料筒12连通，所述料筒12的两侧分别通过所述连杆一13、所述连杆二14固定在所述机壳11的内壁上。所述粗碎装置包括气缸15、活塞杆、转轴一16、转轴二17、固定切割器10和移动切割器10。移动切割器10的上端通过转轴二17与气缸15转动连接，移动切割器10的下端通过转轴一16与机壳11连接。所述固定切割器10包括固定板18、固定刀座19、固定刀片20，固定板18固定在外壳上，固定刀座19可拆卸地设置在固定板18上，多个固定刀片20通过螺栓连接的方式设置在固定刀座19上，所述固定刀片20的上侧具有倾斜向下的曲线形倾斜表面，以便于切碎的轮胎碎屑能够自然地下落。所述移动切割器10包括活动板21、活动刀座22、活动刀片23，所述活动板21的下端通过转轴一16可枢转地设置在机壳11上，活动板21上可拆卸地设置有活动刀座22，活动刀座22上通过螺栓连接的方式设置有多个活动刀片23，所述活动刀片23的上侧具有倾斜向下的曲线形倾斜表面，所述活动刀片23和所述固定刀片20交错设置。

所述研磨装置包括电机24、减速器25、主轴26、外筒27、螺旋推进器28、外磨体29、内磨体30、圆筒筛31、内筛架32、外筛架33、螺形钉34、筛盖35、研磨出口36、胶粉出口37、杂物出口38。所述电机24设置在机壳11的左侧，电机24的输出轴通过减速器25与主轴26连接，主轴26穿过机壳11设置在外筒27内部，主轴26的中部设置有螺旋推进器28，且螺旋推进器28位于料筒12出口的正下方，主轴26的右部设置有外磨体29，螺旋推进器28的右侧与外磨体29的左侧通过螺栓固定连接，以方便维修更换。所述外筒27内壁上设置有内磨体30，且内磨体30和外磨体29相对设置，以便于进行研磨。所述圆筒筛31分别通过内筛架32、外筛架33与主轴26连接，所述主轴26的最右端通过螺形钉34固定在外筛架33的外侧壁上，这样在主轴26转动的时候，圆筒筛31也随着主轴26一起转动，使研磨和筛分共有一个驱动装置，不但便于两者同步运行，而且节省了动力成本。在内筛架32和外磨体29之间设置有研磨出口36，研磨出口36位于圆筒筛31的内部，内磨体30和外磨体29之间研磨后的轮胎粉粒从研磨出口36流入到圆筒筛31内，轮胎粉粒随着圆筒筛31一起转动从而进行筛分。在所述圆筒筛31的外侧设置有筛盖35，筛盖35正对圆筒筛31的部分设置有毛刷，以便于将黏在筛网上的颗粒清除，提高筛分效率。在所述筛盖35的右下侧设置有杂物出口38，圆筒筛31内不能筛出的杂物都从这一出口筛出；在所述筛盖35的正下方设置有胶粉出口37，经过圆筒筛31筛分后的轮胎细粉从胶粉出口37排出进入收集装置。

该废弃轮胎回收装置的工作原理：工作时，将废旧轮胎从圆柱侧板的投放口放入待切位置，启动旋转电机驱动旋转轴旋转带动u型支架随之旋转，同时，伸缩电机带动中间连杆匀速伸长，使得切割刀沿旋转轴做圆周向上运动实现在轮胎外表面螺旋切割；横向切割完成后将信号传送至控制系统，控制系统控制第二液压杆带动压板下压，当下压至预设位置，横向切割后的轮胎更加紧凑，控制系统控制四个第一液压杆带动切割器下压，切割器通过压板和下底板，实现对处于压板与下底板之间的轮胎的纵向切割。经过纵向切割和横向切割的轮胎碎屑经传送装置传送至冷却装置。

当轮胎碎屑通过传送装置传送至冷却装置内，控制装置控制液氮罐工作，液氮通过输送管传入输出管内，然后液氮通过喷头喷出，从而对冷却装置内的轮胎碎屑进行迅速冷却，冷却后的轮胎碎屑通过传送装置送至碎粒装置。

气缸驱动移动切割器来回运动，利用活动刀片和固定刀片将轮胎碎屑切割成细小的轮胎颗粒，切割后的轮胎颗粒沿着料筒落入研磨装置内，启动电机，电机带动主轴转轴，主轴带动螺旋推进器、内磨体和圆筒筛转动，落入研磨装置的轮胎颗粒在螺旋推进器的作用下向右推入内磨体和外磨体之间，在内磨体和外磨体之间进行研磨，研磨后的轮胎粉粒从研磨出口流入到圆筒筛内，在圆筒筛的转动下进行筛分，经过圆筒筛筛分后的轮胎细粉从胶粉出口排出，最后进入收集装置进行收集。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。