CZ306505B6 - Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Recyklační jednotka je kontinuálně řízený proces recyklace a sušení vytříděného abraziva, kdy dochází k regulaci dávkování abraziva na základě teploty v sušicí peci. Řídicí systém kontinuálně vyhodnocuje aktuální teplotu a na základě tohoto údaje rozhoduje o zapnutí či vypnutí topných spirál a zapnutí či vypnutí dávkování abraziva, což je řízeno na základě hystereze teploty a změně intenzity dávkování abraziva, která je podmíněna spínáním spirál a spínáním dávkování.

Description

Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Zařízení určené pro recyklaci abraziva přímo u uživatele vodního paprsku.

Dosavadní stav techniky

Nekonvenční technologie vysokotlakého vodního paprsku se již několik desítek let neustále vyvíjí, zlepšuje, zdokonaluje a dostává na vysokou úroveň. Dalo by se říci, že se proměňuje na zcela běžnou a ve velké míře využívanou technologii v různých odvětvích průmyslu. Technologie řezaní vysokotlakým vodním paprskem na CNC strojích vyžadují vysoké množství abraziva, které je poměrně nákladné a dováží se do České republiky ze zahraničí. Převážně z Austrálie a Indie. Pořizovací náklady na abrazivum tvoří až 50 % nákladů na provoz CNC stroje.

Abrazivní materiál se používá při řezání abrazivním vodním paprskem. Tyto malé částečky jsou přiváděny do řezací hlavice, kde jsou ve směšovací komoře strhávány proudem vody. Tato směs vody a brusivá pak dopadá na materiál a řeže ho. Voda dodává abrazivu část své kinetické energie a zvyšuje tak účinnosti celého procesu. Proto se AWJ využívá především při dělení tvrdých materiálů. Abrazivo má vliv na výkon řezání a jakost obrobené plochy. To je určené velikostí a tvarem zrna, chemickým složení a hmotnostním tokem. Výběr abraziva je určen též tvrdostí řezaného materiálu. Je však ovlivněn také velmi významným činitelem a tím je cena. Výběr brusného materiálu má velký vliv na životní prostředí a s tím spojený následný proces recyklace. Bylo publikováno, že brusivá granátová a křemičité písky pro proces recyklace nejsou vhodné (KRAJNÝ, Zdenko. Vodný lúč v praxi - WJM. Bratislava: 1998. ISBN 80-8057-091-4.).

Při dělení zůstává použité abrazivo společně se zakalenou vodou a odpadem materiálu v pracovním stole. Nastává otázka, co s použitým abrazivem, které ve svém stavu bylo již dále nepoužitelné. Muselo se tedy likvidovat jako odpad.

Firma AQUAdem vyvinula zařízení AQUArec PRO, jež bylo schopno recyklovat abrazivo. Proto se mohlo použité brusivo, které prošlo celým procesem řezání, opět po použití vrátit zpětně do procesu. Bylo zjištěno, že brusivo procházející recyklací, neztrácí svoje schopnosti, tedy neotupuje se. Znečištěná voda a brusivo jsou z řezacího stolu odsávané pneumatickým čerpadlem, přiváděna do rotačního separátoru, kde dochází k odlučování vody a abraziva. Zakalená voda se vrací zpět do řezacího stolu, kde rozvodňuje usazené abrazivo, aby bylo lépe odsávatelné. Odloučené abrazivo padá do pece, kde je vysokou teplotou naprosto vysušeno. Separátorem se pak brusivo vytřídí a v čistém stavu poté padá zpět do zásobníku.

Dosud užívaný způsob není řízen, celý proces probíhá nahodile, v jehož důsledku je velmi nízká produktivita recyklačního procesu a z toho plynoucí vysoká energetická náročnost na jednotku hmotnosti. Dané zařízení popisuje např. užitný vzor CZ 21487.

Jiným zařízením, které recykluje abrazivum, vyrábí firma PTV spol. s r. o. recyklace použitého abraziva z procesu hydroabrazivního dělení materiálů je také prováděna vlastním zdrojem tepla elektrickým ohřevem.

Zásobování směsí určenou k recyklaci probíhá z externího zdroje (uskladněno například ve velkoobjemových vacích) nebo z řezacího stolu pomocí odsávací hlavy.

Zařízení je opatřeno samostatným zdrojem tepla, nezávislým na okolních zařízeních, kterým jsou elektrické topné spirály umístěné v sušicí peci. V procesu sušení je recyklát nadnášen v sušicí

- 1 CZ 306505 B6 peci pomocí proudu vzduchu ze sušicího dmychadla. Vzduch vstupující do dmychadla je předehříván na vyšší teplotu průchodem prostorem mezi plášti sušicí pece - tímto se využívá i část odpadního tepla z pece. Mokré třídění probíhá na vstupu do sušicí pece (hlavní vibrační třídič odstranění jemného odpadu). Suché třídění probíhá na výstupu ze sušicí pece (výstupní vibrační třídič - hrubý odpad) suchý přetříděný recyklát je poté sypán do nádoby nebo do vaku.

Zařízení má poměrně vysoký výkon: 50 až 80 kg recyklátu za hodinu. Avšak značnou nevýhodou je, že zařízení vyžaduje kontinuální obsluhu. Zařízení nemá optimalizovaný systém dávkování abraziva, přísun abraziva se dle vizuální kontroly, ale už s dopravním zpožděním přerušuje ručně, aby nedocházelo k přeplnění pece mokrým abrazivem. Abrazivo je nutné ručně (mechanicky) rozhrabovat, aby nedocházelo ke spékání ve větší kusy, které se pak zformuje do jednoho velkého kusu a vytvoří korpus, který je nutno mechanicky rozbít. Také dochází vlivem vysoké teploty ke spékání abraziva na spirálách, které se ihned přepálí a jsou tak trvale znehodnoceny, jelikož použité abrazivo vždy obsahuje vysoký podíl zbytků řezaných materiálů, jako jsou např. plasty. Ke spálení spirál dochází průměrně každou druhou pracovní směnu. Běžnou praxí je, že toto zařízení kontinuálně obsluhují až dvě osoby.

Důsledkem nutnosti vyhřívání pomocí topných spirál má recyklační jednotka vysoký příkon el. energie 19 kW. Spotřeba se při maximálním výkonu blíží instalovanému příkonu.

Zařízení má spotřebu tlakového vzduchu 2500 až 3500 litrů za hodinu při tlaku 6 bar, spotřebu čisté vody 250 až 350 litrů za hodinu. Vstupní směs je uložena do zásobníku šnekového dopravníku a tímto pak průběžně dopravována na kruhový třídič, kde je pomocí oplachové vody ze směsi odstraňována podsítná frakce (velmi jemný materiál). Z kruhového třídiče je již prosátý recyklát dopraven do sušicí pece, kde probíhá jeho sušení pomocí elektrických topných spirál za souběžného provzdušňování tlakovým vzduchem ze sušicího dmychadla. Rychlost dopravování mokrého abraziva nelze včasně korigovat a má značné zpoždění, což způsobuje, že v peci se nahromadí mnohem větší množství abraziva, než je možné sušit a abrazivo je nutné promíchávat ručně.

Výkon je 50 až 75 kg suchého recyklátu za hodinu v závislosti na kvalitě vstupní směsi (obsahu použitelných abrazivních částic ve směsi).

Zařízení má vysokou spotřebu el. energie: 23,14 kW na vyhřívání topných spirál. 3x400V/50Hz, spotřeba čisté vody je 10 až 50 1/h.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky procesu sušení/recyklace lze překonat pomocí nového systému recyklace a sušení abraziva.

Byl vyvinut především nový způsob sušení recyklovaného abraziva, které je možné recyklovat odděleně nebo jako součást celého recyklačního systému. Recyklační systém může obsahovat systém odkalování s třídičem, kde suspenze abrazivního písku, kalu a vody je z řezacího stolu odsávána pomocí odkalovacího zařízení a materiál je vytříděn od velkých částic například pomocí odkalovacího systému. Na odkalovacím zařízení je doinstalován vibrační třídič, který zajišťuje třídění suspenze na dvě frakce: podsítný odpad (menší než 0,1 mm) a nadsítný materiál (větší než 0,1 mm) určený k dalšímu využití - recyklát. Odpad je společně s vodou jímán do velkoobjemového vaku, kde dochází k oddělení vody. Tato voda se vrací zpět do řezacího stolu a jemný odpad - kal zůstává ve vaku a je určen k likvidaci.

Výkon zařízení je přímo závislý na vlhkosti sušeného recyklátu a teplotě vstupního vzduchu. Proto je doporučeno mokrý recyklát po vytřídění a prosátí uložit do velkoobjemových vaků a tyto

-2CZ 306505 B6 nechat odstát minimálně po dobu 3 až 5ti dnů při teplotě vyšší jak 5 °C v suchém prostředí, aby došlo k vytlačení přebytečné vody. Toto může probíhat například pod venkovním přístřeškem.

Po procesu řezání materiálů vysokotlakým abrazivním paprskem se použité abrazivo společně s mikroskopickými částicemi a většími odřezanými kusy řezaného materiálu nazývána jako “řezací kal”, usadí v lapači řezacího stolu, na kterém je řezaný materiál umístěn.

Recyklační cyklus je rozdělen na dva, časově na sobě nezávislé procesy. Proces vytřídění řezacího kalu (IV. a V.) a proces usušení použitelného abraziva (I. až III.).

Proces vytřídění řezacího kalu (nákresy IV a V) probíhá následovně:

Z lapače řezacího stoluje řezací kal pomocí čerpací jednotky v odkalování nebo jiného mechanického způsobu zabezpečujícího dopravu směsi, například šnekový, ocelový pásový dopravník apod. dopravován do třídicí jednotky, kterou tvoří vibrační třídič s ocelovými síty, či síty z jiného materiálu o vhodné velikosti ok v návaznosti na požadavek, jakou velikostní frakci abraziva máme v úmyslu z řezacího kalu získat. Třídicí jednotka rozdělí řezací kal na následující skupiny:

a) dále použitelné abrazivo určené pro proces řezání

b) mechanické částice větší než velikost dále použitelného abraziva

c) mechanické částice menší než velikost dále použitelného abraziva

d) znečištěnou vodu.

Tento proces je energeticky nenáročný a převážně probíhá kontinuálně s procesem vlastního řezání vysokotlakým paprskem. Frakce dále použitelného abraziva je z třídicí jednotky dopravena do vodopropustného obalu s výhodou textilního vaku tzv. big bagu. Tento obal naplněný mokrým abrazivem je pověšen, s výhodou na vzduchu po dobu 1 až 5 dní, pro vytlačení resp. vykapání přebytečné vody.

Po získání dostatečného množství, s výhodou 1 tunu, frakce dále použitelného mokrého abraziva z třídicí jednotky, je možné zahájit proces sušení této frakce.

Vytříděný a prosátý recyklát se uloží do zásobníku mokrého abraziva, šnekovým dopravníkem je průběžně dopravován do sušicí pece. Šnekovým dopravníkem se ze zásobníku řízené dávkuje recyklované mokrého abraziva dle kapacity sušicí pece a vlhkosti abraziva tak, aby teplota v peci byla udržována přibližně v rozmezí teplot 130 až 180 °C.

Sušicí linka obsahuje zásobník mokrého abraziva, který je šnekovým dopravníkem propojen se sušicí pecí, dmychadlo, odsavač jemného prachu, třídič a zásobník suchého vytříděného recyklátu a zásobník suchého hrubého odpadu.

Sušicí pec obsahuje topné spirály, přívod vzduchu z dmychadla, tlakový senzor, teplotní čidla, výstup suchého recyklátu a výstup do odsavače jemného prachu, ve kterém dochází k odlučování suchého jemného prachu a čistého vzduchu.

Sušicí pec se provzdušňuje předehřátým vzduchem, který se přivádí z dmychadla a udržuje abrazivo ve vznosu a tím urychluje proces sušení. Stejný proud vzduchu vysušená zrna abraziva dopravuje výstupem suchého recyklátu ze sušicí pece na výstupní třídič, ze kterého sítem propadá vysušené abrazivo do zásobníku a případná větší zrna vzniklá v sušicí peci vlivem vysoké teploty, která může způsobit “zpečení” několika zrn sušeného materiálu, které neprojdou sítem, se dopraví do malého zásobníku určeného pro odpad. Na sušicí pec může být s výhodou také napojen odsavač jemného prachu, který odsává zbytkovou prachovou složku obsaženou ve vytříděném abrazivu a tím zabezpečuje bezprašný provoz sušicí jednotky. Zásobník mokrého vytříděného recyklátu je opatřen rozrušovačem klenby a odvodněními, pro odtok vytlačované odpadní vody.

-3 CZ 306505 B6

Primárním principem řízení sušicí linky je regulace dávkování abraziva na základě teploty v sušicí peci, která se udržuje s výhodou v rozmezí teplot 130 až 180 °C. Teplota v peci se snižuje přidáním mokrého abraziva a zvyšuje zapínáním topných spirál, přičemž rychlost dávkování abraziva se upravuje dle poklesu či nárůstu teploty v peci. Je-li teplota v peci vysoká, dávkování se zvýší a naopak, je-li teplota v peci nízká, dávkování se sníží a počká se, dokud se abrazivo v peci nedosuší.

Při zahájení procesu sušení se po prvním vypnutí topných spirál spustí systém ladění, který zaznamenává aktuální teplotu v peci naměřenou teplotním čidlem a dle ní upravuje otáčky šnekového dopravníku a tím intenzitu dávkování. Pokud teplota v peci přesáhla stanovenou mez, dojde k vypnutí topných spirál a zvýší se intenzita dávkování o stanovený krok. Pokud teplota v peci klesne pod stanovenou mez, dojde k vypnutí dávkování a sníží se intenzita dávkování o stanovený krok z aktuálního dávkovaného množství, po opětovném nárůstu teploty nad požadovanou hodnotu se opět dávkování zapne.

Tím, že systém zahájí ladění až po prvním vypnutí spirál, je odstraněn přechodový jev, kdy teplota v peci vystoupá na vysokou teplotu i při dávkování velmi mokrého materiálu (kvůli přítomnosti starého vysušeného abraziva). Bez tohoto kroku by systém příliš brzo zvýšil intenzitu dávkování.

3. Při další události vypnutí spirál či vypnutí dávkování upraví systém intenzitu dávkování následovně na základě poslední provedené změny:

Úprava dávkování	Aktuální U(	álost
Poslední událost	Vypnutí spirál	Vypnutí dávkování
Vypnutí spirál	+ stanovený krok	- poslední změna / 2
Vypnutí dávkování	+ poslední změna / 2	- stanovený krok

Např.

3.1. Dojde-li v kroku a) k vypnutí spirál nárůstem teploty, zvýší se dávkování o stanovený % krok, v kroku b) k dalšímu vypnutí spirál nárůstem teploty, zvýší se dávkování o stanovený % krok posledního dávkování.

3.2. Dojde-li v kroku a) k vypnutí spirál nárůstem teploty, zvýší se dávkování o stanovený % krok posledního dávkování, avšak v kroku b) k vypnutí dávkování poklesem teploty, sníží se dávkování o polovinu stanoveného % kroku dávkování v a).

Bylo zjištěno, že s výhodou činil stanovený krok 5 %.

4. Protože při opakovaném dělení velikosti změny postupně tato hodnota klesá k nule, je stanoven limit, pod který je změna bezvýznamná. Pokud systém dojde do situace, že má upravit intenzitu dávkování o tuto bezvýznamnou změnu, provede restartování celého procesu ladění změnou o celý stanovený krok a přechodem do kroku 3.

-4CZ 306505 B6

Primárním principem řízení sušicí linky je regulace dávkování abraziva na základě teploty v sušicí peci. Řídicí systém kontinuálně vyhodnocuje aktuální teplotu a na základě tohoto údaje rozhoduje o:

· zapnutí či vypnutí topných spirál - řízeny na základě hystereze teploty • zapnutí či vypnutí dávkování abraziva - řízeno na základě hystereze teploty • změně intenzity dávkování abraziva - je podmíněna spínáním spirál a dávkování.

Zařízení je řízeno programovatelným automatem, který zajišťuje kontinuální provoz a minimali10 zuje potřebu obsluhy za provozu.

Dle dosud dosažených výsledků testů ladění řídícího procesu sušení bylo dosaženo průměrného výkonu 101,4 kg/h. Přičemž na začátku procesu sušení abrazivo v zásobníku obsahuje větší podíl vody než na konci sušení, jelikož i samotný zásobník má odvodňovací systém a voda je ze stojí15 čího abraziva vytlačována.

Sušička abraziva je bezobsluhová a jejím výstupem je vysušené abrazivo vhodné pro okamžité použití pro abrazivní řezání vodním paprskem či uskladnění k použití pozdějšímu.

Podmínky pro skladování recyklovaného abraziva jsou stejné jako u nového, nepoužitého abraziva.

Samotný proces sušení probíhá v sušicí peci, která může fungovat samostatně nebo jako součást sušicí jednotky, resp. celé sušičky recyklátu.

Obsluha sušičky recyklátu je nárazová - zahájit sušení má smysl, jestliže je v zásobníku šnekového dopravníku dostatečná zásoba mokrého recyklátu. Z toho vyplývá, že je možné sloučit obsluhu tohoto zařízení s obsluhou řezacího stolu, protože sušička nepotřebuje trvalý dohled, a to i v případě, že je zásobník plněn mokrým přetříděným recyklátem z externího zdroje. Celé řízení 30 zařízení je plánováno v automatickém režimu se signalizací provozních, limitních a poruchových stavů.

Obsluha tedy provádí pouze odebrání velkoobjemového vaku se suchým recyklátem a nasazení nového, prázdného vaku pod výstupní třídič. V případě zásobování recyklátem z externího zdroje 35 obsluha souběžně s výměnou velkoobjemových vaků provádí naplnění zásobníku šnekového dopravníku mokrým recyklátem. V závislosti na místních podmínkách by celý tento úkon neměl trvat déle jak 5 až 15 minut.

Proces řízení je použit jednak u pracovního cyklu IV a V - vytřídění řezacích kalů, kde je přesně 40 dávkováno množství těchto kalů do vibračního třídiče, tak i u následného procesu sušení III, kdy je abrazivo přesně dávkováno do sušicí pece tak, aby byla dosažena maximální efektivita sušení, tj. minimalizována spotřeba energie na jednotku hmotnosti abraziva.

Touto metodou je zvýšena produktivita uvedeného typu recyklační jednotky a jsou výrazně sníže45 ny náklady na jednotku hmotnosti recyklovaného abraziva. Toto umožní použití recyklační jednotky i u spotřebitelů, kteří mají relativně nízkou roční spotřebu abraziva. A zcela vyvrátí dlouhodobě zavedený názor, že recyklace abraziva je ekonomicky nevýhodná. V konečném důsledku dojde k výraznému snížení tvorby odpadu tvořeném stroji pracujícími s vysokotlakým vodním paprskem.

Proces řízení umožňuje výrazně zrychlit proces recyklace a extrémně snížit energetické nároky na jednotku hmotnosti, a to až o 300 až 400 % oproti stávajícímu stavu. Dosud bylo dosaženo sušicího výkonu již o 0,4 až 3,5 kg abraziva za minutu.

-5CZ 306505 B6

Objasnění výkresů

Obr. 1: Vizualizace sušicí linky, pohled z boku, v řezu

Obr.2: Vizualizace sušicí linky, pohled zepředu, v řezu

Obr.3: Schématický nákres sušicí linky

Obr.4: Schématický nákres odkalovacího systému

Obr.5: Schématický nákres třídění

Obr.6: Tabulka výkonu sušicí linky

Obr.7: Graf výkonu sušicí linky

Obr.8: Graf průběhu teploty v sušicí peci v závislosti na čase provozu

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Proces vytřídění řezacího kalu (nákresy IV a V) probíhá následovně:

Z lapače řezacího stolu 13 je řezací kal H pomocí čerpací jednotky v odkalovacím systému 14 řezacího stolu dopravován do třídicí jednotky 15, kterou tvoří vibrační třídič 16 s ocelovými síty, či síty z jiného materiálu o vhodné velikosti ok v návaznosti na požadavek, jakou velikostní frakci abraziva máme v úmyslu z řezacího kalu získat. Třídicí jednotka 15 rozdělí řezací kal H na následující skupiny:

a) dále použitelné abrazivo určené pro proces řezání

b) mechanické částice větší než velikost dále použitelného abraziva

c) mechanické částice menší než velikost dále použitelného abraziva

d) znečištěnou vodu.

Tento proces je energeticky nenáročný a převážně probíhá kontinuálně s procesem vlastního řezání vysokotlakým paprskem. Frakce dále použitelného abraziva A je z třídicí jednotky 15 dopravena do vhodného zásobníku, například textilního big-bagu, ostatní frakce jsou dopravovány do jiných zásobníků podle záměru jejich dalšího zpracování (například menší frakce je využitelná i pro jiné účely nežje pro řezání vodním paprskem) či určených pouze jako odpad.

Po získání dostatečného množství, s výhodou 1 tunu, frakce dále použitelného mokrého abraziva A z třídicí jednotky 15, je možné zahájit proces sušení této frakce.

Příklad 2

Sušička recyklátu ve statickém stavu

Sušička recyklátu obsahovala zásobník 1 mokrého abraziva, který byl šnekovým dopravníkem 3 propojen se sušicí pecí 4, dmychadlo 7, odsavač jemného prachu 13, třídič 8 a zásobník 9 suchého vytříděného recyklátu C a zásobník 10 suchého hrubého odpadu D.

Do sušicí pece 4 ústil šnekový dopravník T obsahovala topné spirály 6, přívod vzduchu z dmychadla 7, tlakový senzor 11, teplotní čidla 5, výstup suchého recyklátu a výstup do odsavače 13

-6CZ 306505 B6 jemného prachu, ve kterém docházelo k odlučování suchého jemného prachu G a čistého vzduchu E.

Sušicí pec 4 byla provzdušňována předehřátým vzduchem E, který byl přiváděn z dmychadla 7, udržoval abrazivo A ve vznosu a tím urychloval proces sušení. Stejný proud vzduchu E vysušená zrna abraziva C dopravoval výstupem B suchého recyklátu ze sušicí pece 4 na výstupní třídič 8, ze kterého sítem propadalo vysušené abrazivo do zásobníku 9, kterým byl 1000 kg big-bag, případná větší zrna D vzniklá v sušicí peci 4 vlivem vysoké teploty, která může způsobit “zpečení” několika zrn sušeného materiálu, se dopravily do malého zásobníku 10 určeného pro odpad. Na sušicí pec 4 byl také napojen odsavač jemného prachu 13, který odsával zbytkovou prachovou složku G obsaženou ve vytříděném abrazivu a tím zabezpečoval bezprašný provoz sušicí jednotky. Zásobník 1 byl opatřen rozrušovačem klenby 2, odvodněními 12, pro odtok vytlačované odpadní vody F.

Příklad 3

Proces sušení v sušičce recyklátu

Zásobník mokrého abraziva 1 byl naplněn recyklátem abraziva almandinový granát australského původu o hmotnosti 1000 kg, velikosti zrna 150 až 300 pm, 80 MESH.

1. Byla spuštěna linka a to: dmychadlo 7 pece 4, dopravní dmychadlo, výstupní vibrátor 8 a topné spirály 5. Systém čekal na dosažení startovní provozní teploty, jejíž hodnota byla nastavena na 150 °C. Po jejím dosažení zahájil dávkování abraziva minimální stanovenou intenzitou, která činila 0,4 kg za minutu. Po dosažení teploty 160 °C se vypnuly topné spirály. Zavedením prvních dávek abraziva se teplota v peci snižovala, při poklesu na teplotu 155 °C se znovu zapnuly topné spirály a při dalším poklesu na 140 °C se zastavilo dávkování abraziva. Teplota klesla na 138 °C. Jak bylo abrazivo provzdušňováno a ohříváno, postupně se vysušovalo a teplota v peci začala stoupat během dalších 5 minut opět k 170 °C. Jakmile byla dosažena teplota 150 °C, bylo opět spuštěno dávkování abraziva. Po dosažení 160 °C byly opět vypnuty spirály.

2. Po prvním vypnutí spirál RS zahájí fázi ladění, při které upravuje otáčky šnekového dopravníku 3 a tím intenzitu dávkování. Pokud teplota v peci přesáhla stanovenou mez 160 °C, došlo k vypnutí topných spirál a zvýšila se intenzita dávkování o stanovený krok 5 %. Jakmile teplota v peci klesla pod stanovenou mez 140 °C, došlo k vypnutí dávkování a snížila se intenzita dávkování o stanovených 5 % z aktuálního dávkovaného množství, po nárůstu teploty na 150 °C se opět dávkování zapnulo.

Tím, že systém zahájil ladění až po prvním vypnutí spirál, byl odstraněn přechodový jev, kdy teplota v peci vystoupá nad 160 °C i při dávkování velmi mokrého materiálu kvůli přítomnosti starého vysušeného abraziva. Bez tohoto kroku by systém příliš brzo zvýšil intenzitu dávkování.

3. Při další události vypnutí spirál či vypnutí dávkování upravil systém intenzitu dávkování následovně na základě poslední provedené změny:

Úprava dávkování	Aktuální uc	álost
Poslední událost	Vypnutí spirál	Vypnutí dávkování
Vypnutí spirál	+ stanovený krok	- poslední změna / 2
Vypnutí dávkování	+ poslední změna / 2	- stanovený krok

Konkrétně došlo:

v kroku a) k vypnutí spirál nárůstem teploty nad 160 °C, zvýší se dávkování o 5 % na 30,6 kg/h,

-7 CZ 306505 B6 a v kroku b) k dalšímu vypnutí spirál nárůstem teploty nad 160 °C, zvýší se dávkování o 5 % hodnoty kroku a) na 31,9 kg/h, v kroku c) k vypnutí dávkování poklesem teploty, sníží se poslední zvýšení v kroku b) o polovinu na 31,1 kg/h, v kroku d) k dalšímu vypnutí dávkování poklesem teploty, snížilo se dávkování o 5 % posledního dávkování na 29,6 kg/h.

Obecně byl systém nastaven takto:

Dojde-li k vypnutí spirál nárůstem teploty, zvýší se dávkování o 5 %, v dalším kroku dojde k dalšímu vypnutí spirál, zvýší se dávkování o 5 % hodnoty kroku a).

Nebo dojde-li k vypnutí spirál nárůstem teploty, zvýší se dávkování o 5 % poslední hodnoty, v dalším kroku dojde k vypnutí dávkování poklesem teploty, sníží se dávkování o polovinu 5 % hodnoty předchozího kroku.

4. Protože při opakovaném dělení velikosti změny postupně tato hodnota klesala k nule, byl stanoven limit (0, 5 %), pod který byla změna bezvýznamná. Ve chvíli kdy systém dospěl do situace, že měl upravit intenzitu dávkování o tuto bezvýznamnou změnu, proved restartování celého procesu ladění změnou o celý stanovený krok 5 %.

Popis řízení sušicí linky

Primárním principem řízení sušicí linky je regulace dávkování abraziva na základě teploty v sušicí peci. Řídicí systém kontinuálně vyhodnocuje aktuální teplotu a na základě tohoto údaje rozhoduje o:

• zapnutí či vypnutí topných spirál - řízeny na základě hystereze teploty • zapnutí či vypnutí dávkování abraziva - řízeno na základě hystereze teploty • změně intenzity dávkování abraziva - je podmíněna spínáním spirál a dávkování.

Příklad 4

Z řezacího stolu 20 byl řezací kal H přečerpán na rovný vibrační třídič 16, který separoval mokré abrazivo 80 MESH od menších a větších částic. Toto mokré abrazivo A z třídiče 16 padalo do textilního pytle 17 tzv. big bagu. Pytel 17 naplněný mokrým abrazivem A byl pověšen na vzduchu po dobu 3 dní, pro vykapání přebytečné vody. Obsah pytle byl po té vsypán do zásobníku 1 mokrého abraziva A sušičky recyklátu.

Příklad 5

Z řezacího stolu 20 byl řezací kal H přemístěn do zásobníku 18 řezacího kalu. Po naplnění zásobníku 18 řezacího kalu byl řezací kal H dopravován šnekovým dopravníkem na rovný vibrační třídič 16, který separoval mokré abrazivo 50 MESH na podsítnou frakci, která obsahovala vodu I s jemným odpadem a nadsítnou frakci, která obsahovala mokré vytříděné abrazivo A. Mokré vy

-8CZ 306505 B6 tříděné abrazivo A bylo dopravováno do zásobníku 17 a voda I s jemným odpadem do zásobníku 22. Obsah zásobníku 17, kterým bylo mokré vytříděné abrazivo A, byl po té vsypán do zásobníku 1 mokrého abraziva A sušičky recyklátu.

Příklad 6

Sušička recyklátu obsahovala zásobník 1 mokrého abraziva A, který byl šnekovým dopravníkem 3 propojen se sušicí pecí 4, dmychadlo 7, odsavač jemného prachu 13, třídič 8 a zásobník 9 suchého vytříděného recyklátu C a zásobník 10 suchého hrubého odpadu D.

Do sušicí pece 4 ústil šnekový dopravník 3, obsahovala topné spirály 6, přívod vzduchu z dmychadla 7, tlakový senzor 11, teplotní čidla 5, výstup suchého recyklátu a výstup do odsavače 13 jemného prachu, ve kterém docházelo k odlučování suchého jemného prachu G a čistého vzduchu E.

Sušička byla spuštěna a to: dmychadlo 7 sušicí pece 4, dopravní dmychadlo, výstupní vibrátor 8 a topné spirály 5. Systém čekal na dosažení startovní provozní teploty, jejíž hodnota byla nastavena na 150 °C. Po jejím dosažení zahájil dávkování abraziva A do sušicí pece 4 šnekovým dopravníkem 1 minimální stanovenou intenzitou, která činila 0,4 kg za minutu. Po dosažení teploty 160 °C se vypnuly topné spirály. Zavedením prvních dávek abraziva se teplota v peci snižovala, při poklesu na teplotu 155 °C se znovu zapnuly topné spirály a při dalším poklesu na 140 °C se zastavilo dávkování abraziva. Teplota klesla na 138 °C. Jak bylo abrazivo provzdušňováno a ohříváno, postupně se vysušovalo a teplota v peci začala stoupat během dalších 5 minut opět k 170 °C. Jakmile byla dosažena teplota 150 °C, bylo opět spuštěno dávkování abraziva. Po dosažení 160 °C byly opět vypnuty spirály. Sušicí pec byla provzdušňována předehřátým vzduchem E, který byl přiváděn z dmychadla 7, udržoval abrazivo A ve vznosu a tím urychloval proces sušení.

Po prvním vypnutí spirál ŘS zahájil fázi ladění, při které upravoval otáčky šnekového dopravníku 3 a tím intenzitu dávkování. Pokud teplota v peci přesáhla stanovenou mez 160 °C, došlo k vypnutí topných spirál a zvýšila se intenzita dávkování o stanovený krok 5 %. Jakmile teplota v peci klesla pod stanovenou mez 140 °C, došlo k vypnutí dávkování a snížila se intenzita dávkování o stanovených 5 % z aktuálního dávkovaného množství, po nárůstu teploty na 150 °C se opět dávkování zapnulo.

Tím, že systém zahájil ladění až po prvním vypnutí spirál, byl odstraněn přechodový jev, kdy teplota v peci vystoupá nad 160 °C i při dávkování velmi mokrého materiálu kvůli přítomnosti starého vysušeného abraziva. Bez tohoto kroku by systém příliš brzo zvýšil intenzitu dávkování.

Při další události vypnutí spirál či vypnutí dávkování upravil systém intenzitu dávkování následovně na základě poslední provedené změny:

Úprava dávkování	Aktuální uc	lálost
Poslední událost	Vypnutí spirál	Vypnutí dávkování
Vypnutí spirál	+ stanovený krok	- poslední změna / 2
Vypnutí dávkování	+ poslední změna / 2	- stanovený krok

Proud vzduchu E vysušená zrna abraziva C dopravoval výstupem B suchého recyklátu ze sušicí pece 4 na výstupní třídič 8, ze kterého sítem propadalo vysušené abrazivo do zásobníku 9, kterým byl 1000 kg big-bag, případná větší zrna D vzniklá v sušicí peci 4 vlivem vysoké teploty, která může způsobit “zpečení” několika zrn sušeného materiálu, se dopravily do malého zásobníku 10 určeného pro odpad. Na sušicí pec 4 byl také napojen odsavač jemného prachu E3, který odsával zbytkovou prachovou složku G obsaženou ve vytříděném abrazivu a tím zabezpečoval bezprašný

-9CZ 306505 Β6 provoz sušicí jednotky. Zásobník 1 byl opatřen rozrušovačem klenby 2, odvodněními 12, pro odtok vytlačované odpadní vody F.

Průmyslová využitelnost

Řezání vysokotlakým vodním paprskem, příslušenství k CNC strojům pro řezání vysokotlakým vodním paprskem. Recyklace abrazivních materiálů používaných pro řezání vysokotlakým vodním paprskem.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu, vyznačující se tím, že řezací kal se dopravuje na vibrační třídič (16), ve kterém se abrazivo separuje od menších a větších částic, ukládá do vodopropustného obalu (17), po vykapání přebytečné vody se mokrý vytříděný recyklát (A) převádí do zásobníku (1) mokrého vytříděného recyklátu, šnekovým dopravníkem (3) se dopravuje do sušicí pece (4) vyhřívané topnými spirálami (6) a provzdušňované vyhřátým vzduchem (E), přičemž teplota v peci se reguluje vypínáním a zapínáním spirál a rychlostí dávkování mokrého vytříděného recyklátu (A) šnekovým dopravníkem (3), vysušená zrna abraziva (C) se dopravují výstupem (B) suchého recyklátu ze sušicí pece (4) na výstupní třídič (8), ze kterého se sítem propadlé vysušené abrazivo (C) dopravuje do zásobníku (9) pro suchý vytříděný recyklát (C).
2. 2. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplota v peci (4) se reguluje v rozmezí mezi 130 až 170 °C.
3. 3. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že spirály se vypínají, překročí-li teplota v peci (4) 160 °C a zároveň se zvýší výkon dávkování mokrého vytříděného recyklátu (A) o stanovený krok.
4. 4. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 3, vyznačující se tím, že spirály se zapínají, klesne-li teplota v sušicí peci (4) pod 140 °C a zároveň se sníží výkon dávkování mokrého vytříděného recyklátu (A) o stanovený krok.
5. 5. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 3, vyznačující se tím, že stanovený krok činí 5 % aktuálního dávkovacího výkonu.
6. 6. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že na sušicí pec (4) se napojí odsavač jemného prachu (13), který odsává zbytkovou prachovou složku (G).
7. 7. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že ze zásobníku (1) se odvodněními (12) odvádí odpadní voda F.

   -10CZ 306505 B6
8. 8. Způsob recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozrušovačem klenby (2), se mokrý vytříděný recyklát v zásobníku (1) mechanicky rozhrabává.
9. 9. Sušička recyklátu k provádění způsobu recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zásobník (1) mokrého abraziva (A), který je šnekovým dopravníkem (3) propojen se sušicí pecí (4), která obsahuje alespoň jednu topnou spirálu (6), tlakový senzor (11), alespoň jedno teplotní čidlo (5), je opatřena přívodem vzduchu (E) z dmychadla (7), výstupem (B) suchého recyklátu (C), který ústí na třídič (8) a prostor pod sítem třídiče (8) ústí do zásobníku (9) suchého vytříděného recyklátu (C).
10. 10. Sušička recyklátu k recyklaci abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 9, vyznačující se tím, že sušicí pec (4) je napojena na odsavač jemného prachu (13) k odlučování suchého jemného prachu (G) a čistého vzduchu (E).
11. 11. Sušička recyklátu podle nároku 9, vyznačující se tím, že zásobník (1) je opatřen rozrušovačem klenby (2) pro odtok vytlačované odpadní vody (F).
12. 12. Sušička recyklátu podle nároku 9, vyznačující se tím, že zásobník (1) je opatřen odvodněním (12).
13. 13. Sušička recyklátu podle nároku 9, vyznačující se tím, že prostor nad sítem třídiče (8) ústí do zásobníku (10) suchého hrubého odpadu (D).
14. 14. Recyklační jednotka k provádění způsobu recyklace abraziva z řezání vysokotlakým vodním paprskem z řezacího kalu podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje rovinný třídič (16), který obsahuje síto o velikosti ok 3 až 4 mm a síto o velikosti ok 0,5 až 1 mm a přívod řezacího kalu (H), přičemž prostor nad sítem s velikostí ok 0,5 až 1 mm rovinného třídiče (16) ústí do zásobníku (17) pro mokrý vytříděný recyklát (A) a prostorem pod sítem s velikostí ok 0,5 až 1 mm rovinného třídiče (16) odchází voda (I) s jemným odpadem.