CZ218894A3 - Process and apparatus for treating products from plastics and device for selective recovery of plastics - Google Patents

Description

Oblast, techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro zpracování výrobků z plastických hmot. zejména výrobků podlouhlého tvaru, jako jsou trubky, umožňujícího redukovat tyto výrobky na zlomky malé velikosti a pak tyto zlomky roztřídit podle jejich charakteru.

Dosavadní stav techniky

Recyklace výrobků z plastických hmot představuje v dnešních dnech činnost velmi významnou pro výrobce těchto produktů. Jedním z problémů, které se při recyklaci vyskytují, je třídění různých získaných plastických hmot: možnosti jejich opětného použití totiž přímo souvisejí s jejich čistotou, která přímo závisí na kvalitě třídění.

V této perspektivě již byla navržena různá řešení. Tak v patentové přihlášce NL 9101705 se popisuje zařízení k recyklaci výrobků z plastických hmot, obsahující v podstatě drtič a síto. Drtič podrobuje zpracovávané výrobky intensivním nárazům, při nichž vznikají tím menší kousky, čím je materiál hmoty křehčí. Sítování pak umožňuje třídit zlomky podle velikosti , a tak nepřímo podle charakteru materiálu, tvořícího zpracovávaný výrobek.

Tato známá technika však má četné nevýhody. V praxi se určité plastické hmoty, jako je zejména kaučuk, polyethylen CPE) a polypropylen (PP). obtížně drtí oproti jiným, jako je například póly(vinylchlorid) (PVC). V případě výrobkŮAzxmálo v _t H-.VT křehké plastické hmoty, například v případě polyethylenových trubek, funguie tento známý způsob špatně a velmi rychle vede k-ucpání drtiče, a.nedochází k rozdrcení výrobků- Toto nebezpečí ucpání ie zvlášt velké, jsou-li zpracovávané výrobky tvořeny plastickou hmotou vyztuženou vlákny, například skleněnými vlákny. Z toho je tedy zřejmé, že tento známý proces, má-li správně fungovat, musí nutně následovat až po předchozím stupni ručního třídění, což představuje významnou nevýhodu.

Kromě toho je tento známý způsob obtížně použitelný na výrobky velkých rozměrů; není například možno do drtiče normální velikosti zavádět trubky o délce 6 m, což je však u trubek běžná délka. V tomto případě je nutný předběžný stupeň rozřezávání trubek, ledaže by se použil drtič neobvyklých rozměrů. Obě tato řešení jsou z ekonomického hlediska málo výhodná.

Další nevýhodou tohoto známého postupu je zvýšená hladina hluku, kterou vyvolává.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu tedy je nalézt způsob a zřízení pro zpracování výrobků z plastických hmot, umožňující zpracovávat zejména výrobky majoritně tvořené málo křehkou plastickou hmotou, použitelný na trubky velké délky a umožňující takto z í skané p 1 áš tické hmoty tříd i t“ pod 1 e j e jich charakteru- s _o- - ------- hledem na jejich finální zpětné využití.

Konkrétně je předmětem vynálezu způsob zpracování výrobků z plastické hmoty vedoucí k jejich třídění, při.něž se uvedenévýrobky;nejprvé.l isu jífapakrozřezáva jí .···-‘ ‘ ’ · ' ' Ϊ . -» · , ' , . t -V¹ .νξ-' i.

Výhodně se výrobky lisují příčně ke svému největšímu rozměru.

Plastickými hmotami se rozumějí všechny polymery a všechny směsi polymerů, obsahující popřípadě jednu nebo několik přísad a/nebo vyztužujících materiálů. Tyto polymery mohou být stejně dobře termosetické jako termoplastické; mezi těmito posledními lze zejména uvést polyolefiny, jako je PP a PE, a vinylově polymery, jako je PVC. Plastické hmoty zahrnují stejně samotné polymery jako polymery, obsahující přísady, jako jsou pigmenty, změkčovadla, antioxidanty. plniva atd.

Tyto polymery mohou rovněž obsahovat vyztužující materiály, například skleněná nebo uhlíková vlákna.

Jako výrobky je možno použít výrobky, vyrobené z jedné nebo několika výše uvedených plastických hmot kterýmkoli používaným postupem, například vytlačováním, kalandrováním, lamlnací atd. Typy výrobků, pro něž lze vynález použít nejvýhodněji, tvoří, aniž by se omezovaly na uvedené příklady, duté výrobky, zejména vytlačované a koextrudované trubky. Vynález je výhodně použitelný pro zpracování výrobků, které zahrnují alespoň jednu trubku.

Není na překážku, obsahují-1i takto zpracovávané výrobky několik částí. tvořených shodnými nebo odlišnými plastickými - hmotami; může se například jednat o trubky z PE nebo z PVC se spoji tvořeným elastomerera, jako je kaučuk.

Vynález se rovněž týká zařízení pro zpracování výrobků z plastické hmoty, obsahujícího lis s bočním účinkem, za nímž následují nůžky, na němž je možno provádět způsob podle vynálezu. Tento .1 is s bočním účinkem a tyto nůžky mohou? být vý4 hodně spojeny do jednoho zařízení.

= Lis. s bočním účinkem, v principu známý a popsaný například v dokumentu EP 481 537. obsahuje podélnou vanu. do níž je možno rovnoběžně s její podélnou osou uložit jeden nebo několik výrobků podlouhlého tvaru, jako jsou trubky, stejně jako jeden nebo několik bočních lisovacích prostředků, umožňujících boční lisování těchto výrobků, tj. 1 i sován í napřič----k jejich největšímu rozměru. Toto boční slisování je možno docílit aplikací sil, působících v jakémkoli směru, v podstatě kolmém k podélné ose lisu, například aplikací vodorovných nebo svislých sil. Tyto boční síly mohou být zejména vyvozeny pomocí jedné nebo několika čelistí, umístěných podél celé délky lisu rovnoběžně s jeho podélnou osou. Každá z těchto čelistí může být kloubově uložena kolem osy nebo upravena tak, že se pomocí pístu pohybuje rovnoběžně s lisem. Zvlášť kompaktní, a tedy výhodný, je lis vybavený kloubovými čelistmi. Boční síly mohou být rovněž vyvozovány vodorovným pístem, tvořícím horní stranu vany lisu ve formě víka. Tyto čelisti a/nebo písty mohou být ovládány jakýmikoli známými prostředky, jako jsou hydraulické zdviháky, motory, popřípadě kombinované s ozubenými převody atd.

Toto boční lisování má různé účinky podle charakteru výrobků: výrobky tvořené křehkými plastickými hmotami, jako je PVC, praskají (křehký lom), zatímco výrobky tvořené nekrehkými plastickými hmotami, jako je PE, jsou bočně lisovány a téměř se nelámou (plastická deformace)— Tak-se-tedy - například - - . trubky z PVC roztříští Za vzniku četných úzkých a dlouhých lamel, zatímco trubky z PE se slisují a mají pouze málo prasklin.

Tento stupeň-bočního isování ,ímá něko 1 i k výhod- jak výše

uvedeno, vede podle charakteru výrobku buď k praskání nebo ke slisování. Dále umožňuje zpracovávat výrobky o velkém příčném průřezu, například trubky, jejichž průměr je vyšší než průřez vstupu do výše uvedených nůžek. Umožňuje dále zpracovávat současně několik výrobků. Kromě toho je výhodným důsledkem tohoto stupně lisování oddělení velké části nečistot, nahromaděných na povrchu a uvnitř zpracovávaných výrobků (písek, hlína, prach, stopy zaschlých kapalin,...). Tak je velmi usnadněno následující odstranění takto oddělených nečistot, například pomocí vibračního síta.

Lis obsahuje také prostředky přemísťování výrobků, které umožňují výrobky posunovat směrem k výše uvedeným nůžkám. Tyto prostředky mohou být například tvořeny pístem, kolmým k ose lisu a mohou se pohybovat rovnoběžně s ní. Tento píst může tvořit jednu ze svislých stran vany lisu. *

Za lisem s bočním účinkem bezprostředně následují nůžky, obvykle umístěné v ose lisu. Označení nůžky se vztahuje na jeden nebo více nožů, z nichž alespoň jeden se pohybuje v rovině v podstatě kolmé k ose zařízení. Může se jednat zejména o periodický vratný posuvný pohyb, přičemž se nůž pohybuje ve své rovině a rovnoběžně s ní, nebo rotační pohyb, kdy se nůž vratně nebo nepřetržitě otáčí kolem kolmé osy..

_ Po stupni bočního lisování v lisu prostředky přemísťování výrobků posunují výrobky ve směru k noži nebo nožům, kde dochází k podélnému řezání.

Stejně jako boční lisování i toto řezání nemá stejné důsledky pro všechny plastické hmoty^: křehké plastické hmoty, jako je PVC, podléhají křehkému lomu. zatímco nekřehké plastické hmoty,: .jako je PE, jsou v podstatě řezány. .Specifické morfologie a geometrie zlomků křehké plastické hmotv, zejména PVC, je možno výhodně využít k selektivnímu získávání těchto

-hmot. , = -=-=.= ·—== _{t :}____________________ ______ _ .

Z uvedeného vyplývá, že na rozdíl od výše popsaného známého postupu, používajícího drtič, je délka zlomků, získávaných na výstupu ze zařízení podle vynálezu, striktně omezena; v praxi je přímo svázána s frekvencí činnosti nůžek a rychlosti podélného postupu výrobků. V praxi je délka zlomků běžně řádu 5 až 50 cm, přednostně 10 až 30 cm. Toto omezení délky zlomků odstraňuje veškeré nebezpečí ucpání zařízení podle vynálezu a rovněž případných dalších zařízení, umístěných za ním, například dále popsaných.

Kromě toho je provedení tohoto postupu, který používá výlučně lisovací a řezné síly, a nikoli síly nárazu, relativně nehlučné.

Předtím, než jsou výrobky lisovány napříč ke svému největšímu rozměru, je možno je lisovat rovnoběžně s tímto rozměrem. Protože prostředky přemísťování výrobků tvoří píst, umístěný proti nůžkám, může k tomuto podélnému lisování sloužit tento píst, tj. podrobovat výrobky, umístěné ve vaně lisu podélnému tlaku mezi z jedné strany pístem a z druhé strany nůžkami (uzavřenými), kteréžto dva prvky jsou umístěny na opačných koncích vany. Aby nebyly nože nůžek vystavovány přílišným bočním silám, které by je mohly poškodit, je možno na konci vany lisu těsně před nůžkám i upravi ť“ tlustou“ a posuvnou-—— svislou desku, která může během podélného 1 isování výrobků působit jako narážka. Účinkem tohoto podélného lisování výrobky, tvořené křehkou plastickou hmotou, jako je PVC, práská jí. zatímco ty, které jsou z.nekřehké plastické hmoty, jako je- PE. %se*pouze- eíaštfěky“ a/nebo-plasticky^ defonnulí.L.v «podél-μ , gáS* ném směru. Tento předstupeň podélného lisování umožňuje zmenšit práci, kterou pak museli vykonat nůžky.

Jak výše uvedeno, ie výše popsaná kombinace lisu a nůžek zvlášt výhodná v zařízení pro selektivní zpětné získávání plastických hmot, obsahujícím třídicí zařízení. Výše popsané lisování a řezání totiž produkuje zlomky plastické hmoty, které se zvlášt dobře hodí pro navazující stupně, jejíchž účelem je třídění plastických hmot podle jejich charakteru, a zejména pro selektivní získávání PVC. Příkladem takového navazujícího stupně je selektivní sxtování, které umožňuje snadno oddělovat křehké a málo křehké plastické hmoty podle rozdílu ve velikosti zlomků, získaných po lisování a řezání. Jiným příkladem takového navazujícího stupně je drcení a/nebo mikronizace. které produkují zlomky plastické hmoty malých rozměrů, typicky rádu centimetrů nebo dokonce milimetrů, kteréžto zlomky pak mohou být oddělovány fyzikálně chemickými metodami, jako je flotace nebo elektrostatická separace.

Vynález se tedy také týká zařízení pro selektivní zpětné získávání plastických hmot, obsahujícího zařízení podle vynálezu.

Takovéto zařízení podle vynálezu obsahuje obvykle za výše popsaným lisem s bočním účinkem a nůžkami jednu nebo něko- = lik dalších zpracovatelských “buněk”, přičemž zlomky plastické hmoty jsou mezi nimi dopravovány běžnými dopravními prostředky, například pásovými dopravníky.

První typ takové zpracovatelské buňky sestává z vibračního síta, umožňujícího odstraňovat malé částice, jako je prach, zemina nebo písek, které·mohly ulpět na zlomcích, zís- ,t kávaných na výstupu z nůžek. Takové vibrační síto je výhodně umístěno jako další za nůžkami. Kromě toho může být jedno nebo-někol ik. dalších, vibračních sít umístěno na dalších místech zařízení.

Druhý typ takové zpracovatelské buňky, výhodně umístěný za vibračním sítem, které je za výstupem z nůžek, je tvořen dopravním pásem, na němž jedou fragmenty a jsou visuelně kon--------trolovány, přičemž jsou z fragmentů z recyklovatelných plastických hmot odstraňována cizí tělesa. Těmito cizími tělesy jsou zejména šrouby, zálisky, spoje atd., které jsou pro svůj charakter vyloučeny z recyklace. Tato visuelní kontrola může být prováděna osobou operátora nebo automaticky, například pomocí kamery, spojené se systémem rozpoznávání obrazů a s jednou nebo několika mechanickými rukami, umožňujícími odebírání předmětů, považovaných za překážky průběhu recyklace. V případě trubek, opatřených spoji kolmými k jejich ose, je nutno poznamenat, že struktura lisu a nůžek je taková, že tyto spoje obvykle neprasknou, což usnadňuje jejich identifikaci a odebrání.

Třetí typ zpracovatelské buňky tvoří buňka zpětného získávání ferromagnetických materiálů pomocí magnetického pole. tvořeného jedním nebo několika elektromagnety.

Další typ zpracovatelské buňky tvoří drtič. Tento drtič může být jakéhokoli typu, například rotační model, kde jsou drceňe^-zlomŘy“vrhaný“vysokou”rychlostí proti jeho- stěnám.Tento drtič může být nevelkých rozměrů, protože zlomky, které do něho přicházejí, mají, jako výše uvedeno, striktně omezené rozměry nanejvýš několika desítek centimetrů. Tato situace kontrastuje s výše uvedeným známým postupem, který vyžadoval drtič ohromných.-rozměrůí; kam by mohly být přiváděny /celé zpracovávané výrobky. Zlomky produkované drtičem jsou obecně malých rozměrů, například rádu centimetrů.

Jiný typ použitelné buňky, umístěné za případným drtičem, je tvořen nožovým drtičem nebo mikronizérem, který dále drtí drcené zlomky na prášek s jemnou granulometrií, například se středním průměrem nepřekračujícím několik milimetrů.

Zařízení podle vynálezu může výhodně obsahovat kromě li su a nůžek drtič a/nebo mikronizér.

Třídění plastických hmot podle jejich charakteru může probíhat různým způsobem a v různých stupních zpracovatelské ho celku. Třídění tak může probíhat při visuelní kontrole, osobou operátor nebo automatické, na základě morfologie lomu a geometrie zlomků na výstupu z nůžek, která je zřetelně odlišná například u PVC a PE. Třídění může dále probíhat při sítování na bázi rozdílu velikostí zlomků. Může rovněž probí hat po drcení a případné mikronizaci fyzikálně chemickými pochody, jako je flotace nebo elektrostatická separace.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže osvětlen v souvislosti s připojenými výkresy, zobrazujícími neomezujícím způsobem různé varianty provedení zařízení podle vynálezu. .-,=.- =

Obr. 1 představuje v řezu konkrétní typ lisu podle vyná lezu, do něhož byly vloženy zpracovávané výrobky.

Obr. 2 představuje lis podle obr. i poté, co byly výrob ky bočně slisovány.

Obr. 3 v perspektivě a schematicky predstavuie konkrétní variantu lisu s nůžkami podle vynálezu.

Obr. 4 schematicky znázorňuje zařízení pro selektivní zpětně zisicavani plastických hmoi

Na těchto obrázcích označují vztahové značky stejné prvky. ~ ’ ----- ------------------ - - ------- ------Lis, znázorněný na obr. 1 a 2, obsahuje rám 1, uspořádaný po celé délce, k jehož stranám jsou kloubově připevněny dvě čelisti 2, 3. Na obr. 1 jsou čelisti lisu otevřeny a do vany, kterou tvoří spolu s rámem, jsou vloženy tři zpracovávané trubky 4.

Obr. 2 znázorňuje situaci po bočním lisování a otevření čelistí: čelisti 2, 3 se znovu sevřely tak, aby nabyly tvaru krajních bodů pravoúhelníka 7, znázorněného čerchovanými čarami, s důsledkem slisování trubek. Na obr. 2 lze rozlišit trubku 5, deformovanou plasticky, i zlomky 6 trubek, u nichž došlo ke křehkému lomu.

Na obr. 3 je patrný lis v kombinaci s nůžkami, tj. zařízení podle vynálezu. Lis je zde jiného typu než na obr- 1 a 2: skládá se z jednoduché podlouhlé vany 8, jejíž jeden konec je uzavřen svislým pístem 9, určeným k posunu výrobků, umístěných ve vaně 8, který se může pohybovat rovnoběžně k podélně óše vany 8 působením klasického hydraulického-zdviháku (neznázorněného), a jejíž druhý konec je uzavřen nůžkami, obsahujícími jediný svislý list 10, který se může pohybovat se svislé rovině účinkem dalších klasických hydraulických prostředků Cneznázorněných). Prostředky bočního lisování, které nejsou znázorněny,, zde tvoří vodorovný-píst se svislou

1* osou, uzavírající horní stranu vany 8, jakmile bvla naplněna zpracovávanými výrobky, a určený k vyvození svislého tlaku na tyto výrobky.

Po vložení zpracovávaných výrobků do vany 8 a uzavření víka, které tvoří vodorovný píst, ale předtím, než tento píst bočně (svisle) lisuje výrobky, uvede se do chodu svislý píst 9 tak, aby výrobky podélně stlačil, přičemž ty, které jsou z křehké plastické hmoty, popraskají.

Obr. schematicky znázorňuje konkrétní konfiguaci celkového zařízení pro recyklaci trubek z plastické hmoty; dolní část obrázku znázorňuje druhou polovinu zařízení, která je umístěna napravo od první poloviny, znázorněné v horní části obrázku. Po vyložení (nalevo v horní části obrázku 4) podstupují trubky nejprve podélné a pak boční lisování v lisu 11 podle vynálezu a pak jsou rozřezávány nůžkami 12 podle vynálezu. Takto získané zlomky plastické hmoty se zbaví většiny nečistot, jako je písek, zemina atd. vibračním sítem 13, načež přecházejí na běžící pás 14, kde jsou podrobovány visuelní kontrole k odstranění cizích těles, nevhodných pro recyklaci. Zlomky se pak vedou do drtiče 15 a takto získané drcené zlomky velikosti řádu centimetrů procházejí pod elektromagnetem 16 k odstranění případných cizích ferromagnetických těles, jako jsou zálisky. Po stupni selektivního sítování, umožňujícího u nedostatečně malých .zlomků opakovat předchozí stupně a zejména drcení, jak znázorňuje šipka 19, se ostatní drcené zlomky vedou do drtiče 17 a pak do mikron i zéru 18. Takto získané jemné částice plastické hmoty se pak třídí v elektrostatickém separátoru (neznázorněném).

Claims (11)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Způsob zpracování výrobků z plastické hmoty, vedoucí k jejich třídění, vyznačující se tím, že se výrobky lisují a pak řežou.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vý-------robky lisují napříč ke svému největšímu rozměru.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že před lisováním napříč k největšímu rozměru a řezáním se výrobky lisují rovnoběžně s tímto rozměrem.
4. 4. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že výrobky zahrnují alespoň jednu trubku.
5. 5. Zařízení pro zpracování výrobků z plastické hmoty, zahrnující lis s bočním účinkem a za ním následující nůžky.
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že lis má čelisti uspořádané podél celé délky lisu rovnoběžně k jeho podélné ose.
7. 7. Zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že lis a nůžky jsou spojeny v jeden aparát.
8. 8 Zař í zen í pod 1e’kteréhoko1 i“ z“ nároků“ 5 - až -7, - - vy značu jící se tím, že lis má ke své ose uspořádán kolmý píst, který se může pohybovat rovnoběžně s ním.
9. 9- Zařízení k selektivnímu zpětnému získávání plastických hmot,vyznačující se tím, že obsahuje zařízení, podle .i. 'iggíg

   -13 kteréhokoli z nároku 5 až 8.
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že dál za případným drtičem obsahuje nožový drtič nebo mikronizér.
11. 11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím že dále obsahuje flotační nebo elektrostatický separátor plastických hmot.