Способ измельчения холодильных аппаратов - RU2554445C2
Код документа: RU2554445C2
Описание
Изобретение относится к способу измельчения холодильных аппаратов.
Технологические газы, высвобождающиеся при измельчении холодильных аппаратов, например холодильных шкафов, ларей и т.п., представляют собой важное краевое условие способа измельчения.
Прежде для вспенивания изолирующих пеноматериалов в стенках корпусов холодильных аппаратов применялся фторхлоруглеводород (FCKW), который, как известно, разрушает озоновый слой. Поэтому высвобождения FCKW при измельчении холодильных аппаратов нельзя допускать. Вследствие этого холодильные аппараты должны измельчаться в закрытых устройствах. Позднее FCKW был заменен безвредными углеводородами, например циклопентаном, изобутаном и т.п. Для упрощения терминологии изобретение поясняется ниже на примере циклопентана, кратко называемого пентаном.
Однако эти углеводороды имеют в большинстве случаев тот недостаток, что выше заданной концентрации в воздухе они взрывоопасны. Так, пентан взрывоопасен при концентрации более 40 г на 1 м3 воздуха. Поскольку как холодильные аппараты более старых моделей с FCKW, так и более новых моделей с пентаном по экономическим причинам приходится измельчать в одном и том же устройстве, опасность взрыва, сопутствующая концентрации пентана в замкнутом объеме, представляет проблему.
Способ измельчения холодильных аппаратов в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы известен из DE 3911596 А1.
В другом известном способе применяется периодический процесс. Заданное число холодильных аппаратов загружается в измельчительную камеру. Затем она закрывается, чтобы предотвратить выход высвобождающегося при измельчении холодильных аппаратов более старых моделей технологического газа FCKW. Далее измельчительная камера продувается азотом, чтобы устранить опасность взрыва технологического газа пентан, высвобождающегося при измельчении холодильных аппаратов более новых моделей. После этого измельчитель включается на заданную продолжительность времени для измельчения холодильных аппаратов в нужной степени. Наконец, измельченная масса холодильных аппаратов выгружается из измельчительной камеры, и процесс может снова начинаться с новой партией холодильных аппаратов.
Недостаток этого периодического способа измельчения с инертизацией азотом в том, что он требует высоких производственных издержек. Причинами этого являются, во-первых, периодический режим работы, а, во-вторых, расходы на подготовку необходимого для инертизации азота.
Из DE 10228471 А1 известен измельчитель периодического действия, причем условия течения и давления в измельчительной камере установлены таким образом, что это предотвращает всасывание воздуха в нее.
В DE 10105995 А1 раскрыт способ непрерывного измельчения холодильных аппаратов, при котором содержащийся внутри измельчителя вспенивающий газ может всасываться по воздухопроводу в пылесборник.
В ЕР 0442113 А2 раскрыты способ и устройство для измельчения холодильных аппаратов, причем измельчительная камера измельчителя не продувается отдельно воздухом, а измельчитель расположен в герметично закрытом цеху.
В DE 3915400 А1 раскрыты способ и устройство для утилизации загрязненных FCKW пеноматериалов, причем измельчитель герметично закрыт посредством двух шлюзов, благодаря чему не может происходить непрерывных подвода и отвода воздуха.
Задачей изобретения является создание рентабельного и экологичного способа измельчения холодильных аппаратов.
Эта задача решается согласно изобретению посредством способа измельчения холодильных аппаратов, при котором они загружаются в измельчительную камеру через загрузочное отверстие в ней, непрерывно измельчаются в измельчительной камере, и измельченный материал холодильных аппаратов выгружается из измельчительной камеры через ее разгрузочное отверстие, измельчительная камера продувается воздухом за счет того, что из имеющегося в ней, загрязненного возникающими при измельчении холодильных аппаратов технологическими газами воздуха в единицу времени по находящемуся в газонаправляющем соединении с разгрузочным отверстием и газообрабатывающим устройством газонаправляющему трубопроводу в газообрабатывающее устройство подается заданный объем, а через загрузочное отверстие в измельчительную камеру подается объем воздуха, соответствующий этому заданному объему, причем способ отличается тем, что соответствующий заданному объему объем воздуха непрерывно подается в измельчительную камеру через загрузочное отверстие, заданный объем воздуха устанавливается так, что, несмотря на непрерывную подачу воздуха через загрузочное отверстие, господствующее в измельчительной камере и соединенных с ней газонаправляющих трубопроводах давление поддерживается на значении, которое ниже значения окружающего давления.
За счет того, что господствующее в измельчительной камере и соединенных с ней газонаправляющих трубопроводах давление поддерживается на значении, которое ниже значения окружающего давления, можно дополнительно уменьшить риск неконтролируемого выхода из измельчительной камеры и соединенных с ней газонаправляющих трубопроводов возникающих при измельчении холодильных аппаратов технологических газов, в частности FKCW и пентана. Далее за счет этой меры через возможные имеющиеся неплотности из измельчительной камеры и газонаправляющих трубопроводов не может выходить загрязненный технологическими газами воздух. Напротив, через эти неплотности воздух может всасываться из внешнего окружающего пространства в измельчительную камеру. Это относится также к обусловленным системой неплотностям, например к примыкающему к разгрузочному отверстию выпуску измельченного материала холодильных аппаратов. Здесь, правда, используются шлюзовые системы, например шлюзовой затвор барабанного типа, однако они никогда не бывают полностью герметичными, а всегда приводят к проникновению воздуха, которое нельзя предотвратить. Однако проникающим за счет этого в единицу времени объемом воздуха по сравнению с объемом, проникающим через загрузочное отверстие для продувки измельчительной камеры, можно пренебречь и в связи с пояснением основного принципа изобретения этот объем можно рассматривать как утечку.
В этой связи следует указать на то, что условия давления в измельчительной камере и соединенных с ней газонаправляющих трубопроводах из-за процесса измельчения не являются однородными. Поэтому упомянутое выше условие разрежения относится и к усредненному по объему измельчительной камеры значению давления.
Существенное преимущество предложенного способа в том, что во избежание исходящей от технологического газа пентан опасности взрыва необязательно инертизировать господствующую в измельчительной камере атмосферу, а можно также продувать измельчительную камеру обычным воздухом. Поскольку необходимое для этого количество воздуха простым образом может всасываться через загрузочное отверстие измельчительной камеры, способ также не требуется осуществлять в периодическом режиме, а он может осуществляться непрерывно. Во-первых, отсутствие требования подготовки специального инертизирующего газа, например азота, и, во-вторых, осуществление способа в непрерывном режиме повышают его эффективность и, тем самым, рентабельность.
В усовершенствование изобретения предложено, что из всего выходящего из разгрузочного отверстия объема воздуха в газообрабатывающее устройство подается лишь его заданная доля, в то время как остальной воздух, выходящий через разгрузочное отверстие из измельчительной камеры и загрязненный возникающими при измельчении холодильных аппаратов технологическими газами, возвращается в измельчительную камеру по дополнительному газонаправляющему трубопроводу, находящемуся в газонаправляющем соединении с разгрузочным и загрузочным отверстиями.
Этот возврат воздуха имеет следующее преимущество. Существуют измельчители, например роторные шредеры фирмы BHS, действующие за счет своей конструкции в качестве воздуходувки, которая всасывает воздух через загрузочное отверстие и снова вытесняет его через разгрузочное отверстие. Конструкция и функционирование роторного шредера фирмы BHS описаны, например, в WO 2004/024331 А1. Как будет показано на поясняемом ниже примере, вызванный этим эффектом воздуходувки расход воздуха выше, чем объем воздуха, который приходится подавать в единицу времени в газообрабатывающее устройство, чтобы концентрация пентана в измельчительной камере не превышала критического для взрыва значения. Поэтому наличие возвратного трубопровода имеет то преимущество, что для избыточного объема воздуха можно создать контролируемый режим потока.
Чтобы можно было удалить пыль из выгружаемого из измельчительной камеры, измельченного материала холодильных аппаратов и/или, по меньшей мере, уменьшить опасность возможного взрыва пыли в измельчительной камере, предложено подавать, по меньшей мере, часть выходящего из разгрузочного отверстия объема воздуха, преимущественно всего выходящего из разгрузочного отверстия объема воздуха, к пылеулавливающему фильтру.
Далее в газонаправляющем трубопроводе, который, по меньшей мере, частично направляет выходящий из разгрузочного отверстия объем воздуха, может быть установлена воздуходувка. Посредством такой воздуходувки можно компенсировать, например, возникающее над пылеулавливающим фильтром падение давления. Однако можно также использовать воздуходувку только для регулирования возвращаемого количества воздуха. Воздуходувка и/или пылеулавливающий фильтр могут быть установлены, например, в возвратном трубопроводе.
Для дальнейшего повышения эксплуатационной надежности предложено контролировать концентрацию технологических газов в измельчительной камере. При этом тогда, когда концентрации технологических газов в измельчительной камере превышает заданное предельное значение, можно уменьшить число холодильных аппаратов, загружаемых в нее в единицу времени.
В принципе, возможно, чтобы для продувки измельчительной камеры всасывался исключительно свежий воздух из окружающего пространства. Однако поскольку в установке для измельчения холодильных аппаратов обычно есть и другие места, в которых необходимо предотвратить высвобождение технологического газа в окружающий воздух, в усовершенствование изобретения предложено, что подаваемое в измельчительную камеру для продувки количество воздуха всасывается, по меньшей мере, частично в этих местах и подается в измельчительную камеру.
Как уже упоминалось выше, для непрерывного измельчения холодильных аппаратов можно использовать, например, роторный шредер фирмы BHS. В общем и целом, для непрерывного измельчения холодильных аппаратов особенно хорошо подходят ударные измельчители. Они эксплуатируются обычно с высокой частотой вращения, чтобы ее измельчающие элементы при контакте с холодильным шкафом или его фрагментом имели достаточный размах для его измельчения. За счет высокой частоты вращения эти ударные измельчители создают большой расход воздуха от загрузочного отверстия к разгрузочному. У роторного шредера фирмы BHS этот расход воздуха возникает, например, из-за того, что воздух под действием центробежной силы вместе с измельченной массой холодильных аппаратов вытесняется радиально наружу через расположенную на периферийной стенке измельчительной камеры решетку и течет оттуда вниз к разгрузочному отверстию.
Как это общепринято, также в предложенном способе можно удалять заданные компоненты из холодильных аппаратов, прежде чем последние будут загружены через загрузочное отверстие в измельчительную камеру. Заданные компоненты могут представлять собой, например, стекла, ртутные выключатели, конденсаторы, кабели, хладагент и масло, компрессоры и уплотнители дверей.
Следует еще добавить, что газообрабатывающим устройством может быть, например, сжигательная установка, причем высвобождающаяся при сжигании термическая энергия может быть использована, например, для вырабатывания тока, тепла для систем централизованного теплоснабжения и т.п. Однако в качестве альтернативы можно также химически разложить технологические газы в газообрабатывающем устройстве.
Изобретение более подробно поясняется ниже на примере его осуществления со ссылкой на единственную фиг.1, на которой грубо-схематично изображена конструкция устройства для измельчения холодильных аппаратов.
Устройство для непрерывного измельчения холодильных аппаратов 12 обозначено поз. 10. На станции предварительного демонтажа (не показана) холодильные аппараты освобождаются от заданных компонентов, например стекол, ртутных выключателей, конденсаторов, кабелей, хладагента и масла, компрессоров и уплотнителей дверей, прежде чем они через загрузочное отверстие 14 будут загружены в измельчительную камеру 16 измельчителя 18.
Измельчителем 18 может быть ударный измельчитель, например роторный шредер фирмы BHS, описанный в WO 2004/024331 А1. Этот шредер 18 содержит вертикальный, приводимый во вращение вал 18а, с которым со всех сторон подвижно соединены несколько измельчающих элементов 18b. Периферийная стенка измельчительной камеры 16, по меньшей мере, частично выполнена в виде решетки 20. В измельчительной камере 16 измельчающие элементы 18b воздействуют на холодильные аппараты 12 или их фрагменты 22 до тех пор, пока их измельченный материал 24 не достигнет такого размера, при котором он пройдет через решетку 20 и попадет к разгрузочному отверстию 26.
При измельчении холодильных аппаратов 12, в частности изолирующих пеноматериалов их боковых стенок, неизбежно высвобождаются технологические газы. При этом особое значение имеют применяемые в холодильных аппаратах более старых моделей фторхлоруглеводороды (FKCW) и применяемый в холодильных аппаратах более новых моделей в качестве замены пентан. Из-за своей неэкологичности FKCW не должен бесконтрольно попадать в окружающую среду. Кроме того, следует позаботиться о том, чтобы концентрация пентана в измельчительной камере 16 не возрастала настолько сильно, что смогли бы возникнуть взрывы. Опасность взрыва пентано-воздушной смеси возникает, начиная с концентраций 40 г пентана на 1 м3 воздуха.
Чтобы предотвратить неконтролируемый выход FKCW, измельчитель 10 закрыт со стороны выхода. В частности, выпуск 28, через который измельченный материал 24 покидает измельчитель 10, выполнен со шлюзовым устройством 30, например шлюзовым затвором барабанного типа. Чтобы предотвратить слишком сильное скопление пентана в измельчительной камере 16, через соединенный с разгрузочным отверстием 26 газонаправляющий трубопровод 32 из измельчительной камеры 16 к газообрабатывающему устройству 34 (не показано) в единицу времени подается заданный объем загрязненного технологическим газом воздуха. Расход L1 воздуха через трубопровод 32 может составлять, например, 5000 м3/ч, т.е. заметно больше 1 м3/с. Значение расхода L1 воздуха можно регулировать, например посредством воздуходувки или, как это схематично показано, посредством ограничителя 36 течения.
В данном примере, в котором измельчительная камера имеет объем около 20 м3, значение концентрации пентана в пентано-воздушной смеси в ней может поддерживаться за счет отсоса количества L1 воздуха ниже заданного предельного значения, например ниже 10 г/м3, т.е. примерно 25% критического для взрыва значения.
Названное предельное значение соблюдается даже в том случае, если исходить из того, что измельчительная камера 16 загружается исключительно холодильными аппаратами 12 с пентаном, т.е. в измельчительную камеру 16 в минуту загружается один холодильный аппарат с количеством пентана 250 г, которое полностью высвобождается в ней, и это в течение первых 10-15 секунд измельчения. Если представить себе, что значительная доля пентана остается связанной в изолирующем материале и удаляется из него только на дальнейших этапах, если также учесть, что не каждый загружаемый в измельчительную камеру 16 холодильный аппарат 12 содержит пентан, то легко увидеть, что в минуту можно измельчить также больше одного холодильного аппарата 12.
На практике, например, зарегистрированное датчиком 38 значение концентрации пентана может подаваться к блоку управления (не показан), который управляет скоростью движения транспортера для загрузки холодильных аппаратов 12 в измельчительную камеру 16. Если значение концентрации пентана возрастает, то блок управления может уменьшить скорость движения и, тем самым, число загружаемых в единицу времени холодильных аппаратов. Если же значение концентрации пентана уменьшается, то блок управления может увеличить скорость движения и, тем самым, число загружаемых в единицу времени холодильных аппаратов.
Как уже упомянуто, шредер 18 действует в качестве воздуходувки, которая всасывает воздух через загрузочное отверстие 14 и снова вытесняет его через разгрузочное отверстие 26. В данном примере расход L2 воздуха может составить около 24000 м3/ч, т.е. примерно 5-кратное значение расхода воздуха, который должен отсасываться из измельчительной камеры 16, чтобы поддерживать концентрацию пентана в пентано-воздушной смеси в ней на безопасном значении.
Чтобы обеспечить упорядоченное воздушное течение в измельчителе 10, можно в отношении разных значений расходов L1, L2 воздуха предусмотреть преимущественно возвратный трубопровод 40, который возвращает вытесненный из разгрузочного отверстия 26 избыточный воздух L3 снова к загрузочному отверстию 14.
Как уже упомянуто, выход воздуха из измельчителя 10 по трубопроводу 32 может составить, например, 5000 м3/ч. Это количество воздуха, за исключением утечек, может всасываться исключительно через загрузочное отверстие 14 (L4=L1). В частности, количество L5 воздуха, которое может проникать в измельчитель 10 через шлюзовое устройство 30, намного меньше этого значения и в рамках пояснения изобретения может рассматриваться как утечка.
В отношении того факта, что всасываемый воздушный поток L4 составляет около 5000 м3/ч, легко видеть, что со стороны загрузки не требуется никакого шлюзового устройства, а достаточно выбрать как можно меньшим сечение входного отверстия 46 с учетом габаритов наибольших измельчаемых холодильных аппаратов 12. К тому же, по меньшей мере, часть всасываемого воздушного потока L4 может подаваться из мест (не показаны) всей установки, где также существует риск высвобождения технологического газа, например из устройства, в котором измельченные изолирующие пеноматериалы сжимаются с еще содержащимся в них вспенивающим газом для получения окатышей, причем вспенивающий газ вытесняется из пор пеноматериалов.
Чтобы можно было удалить пыль из выгруженного из измельчительной камеры 16 материала холодильных аппаратов и/или уменьшить концентрацию пыли в циркулирующем в возвратном трубопроводе 40 воздухе и, тем самым, уменьшить риск взрыва пыли, в возвратном трубопроводе 40, преимущественно еще перед ответвлением ведущего к газообрабатывающему устройству 34 трубопровода 32, может быть расположен пылеулавливающий фильтр 42. Если падение давления над ним слишком велико, то в возвратном трубопроводе 40 может быть дополнительно предусмотрена воздуходувка 44.
Следует еще добавить, что в измельчительной камере 16 может быть расположен датчик давления 50, чтобы за счет подходящего управления, например посредством воздуходувки 44 и/или ограничителя 36 течения, можно было гарантировать, что господствующее в измельчительной камере давление будет ниже давления в окружающем измельчитель 10 пространстве.
В заключение следует отметить, что предложенная концепция не привязана к использованию быстродействующих измельчителей, например ударных, а может применяться также в сочетании с медленно действующими измельчителями, например режущими.
Реферат
Изобретение относится к способу измельчения холодильных аппаратов. Холодильные аппараты (12) загружают в измельчительную камеру (16) через загрузочное отверстие (14) и непрерывно измельчают. Измельченный материал (24) выгружают через разгрузочное отверстие (26). При измельчении возникают технологические газы и загрязняют воздух камеры. Измельчительную камеру продувают имеющимся в ней воздухом. Для этого в измельчительную камеру подают заданный объем (L1) воздуха в единицу времени по газонаправляющему трубопроводу (32) в газообрабатывающее устройство (34). Через загрузочное отверстие (14) в измельчительную камеру (16) непрерывно подают объем (L4) воздуха, соответствующий объему (L1). Газонаправляющий трубопровод (32) находится в газонаправляющем соединении с разгрузочным отверстием (26) и газообрабатывающим устройством (34). Давление заданного объема (L1) воздуха в измельчительной камере (16) и соединенных с ней газонаправляющих трубопроводах (32, 40) поддерживают на значении ниже значения окружающего давления. Изобретение обеспечивает экологичный способ измельчения холодильных аппаратов. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
