Un procedimiento de fabricación de caucho granular y en polvo mediante el enfriamiento de partículas cribadas de caucho granulado con una corriente de una pulverización líquida criogénica y una corriente de gas de enfriamiento que comprende (a) granular una carga inicial de partículas de caucho usado tras la eliminación de cualquier fragmento extraño de metal;

(b) eliminar el metal ferroso de dichas partículas de caucho granulado producidas en la etapa (a); (c) cribar y eliminar de forma concurrente la fibra de dichas partículas de caucho granulado producidas en la etapa (b); (d) enfriar dichas partículas cribadas de caucho granulado que tienen un intervalo predeterminado de tamaño de partícula producidas en la etapa (c) con la corriente de una pulverización líquida criogénica y la corriente de gas nitrógeno frío vaporizado reciclado que fluye de modo concurrente en la misma dirección que las partículas cribadas de caucho granulado estando controlada la temperatura enfriada final de las partículas y eliminándose el metal ferroso y la fibra de las partículas cribadas de caucho granulado de forma subsiguiente a la etapa (c), pero con anterioridad a la etapa (d); (e) triturar dicha corriente de partículas de caucho enfriadas variando la velocidad de la superficie de impacto, estando controlada dicha distribución del tamaño de partícula de dichas partículas de caucho triturado; y (f) cribar dichas partículas de caucho triturado a los intervalos deseados de tamaño de partícula de caucho granular y/o en polvo

ANTECEDENTES DE LA REVELACIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención está dirigida a un procedimiento y un aparato para fabricar caucho granular y en polvo a partir de fuentes de caucho reciclado. Más específicamente, la presente invención está dirigida a un procedimiento y un aparato para fabricar caucho granular y en polvo a partir de una fuente preprocesada de partículas de caucho usado que tienen un intervalo predeterminado de tamaños de partículas.

2. Antecedentes de la técnica anterior

Se conoce desde hace tiempo que la eliminación de neumáticos usados y de otros artículos de caucho representa un importante problema medioambiental, por cuanto los neumáticos usados desbordan los sitios de eliminación de residuos, y la eliminación indiscriminada de neumáticas y de otros artículos semejantes de caucho crea importantes problemas medioambientales. Por esta razón, se han desarrollado procedimientos para la eliminación de neumáticos de una manera que no solo los elimine como problema medioambiental, sino que proporcione incentivos para la práctica de esos procedimientos de eliminación de neumáticos.

En su origen, estos procedimientos se centraban en el desmenuzamiento de los neumáticos, que recuperaba el valor inherente de carburante del significativo contenido combustible de los neumáticos de vehículo. Más recientemente se han desarrollado procedimientos que recuperan el caucho constituyente de los neumáticos de vehículo para su reutilización en la fabricación de artículos que contienen caucho.

Aunque estos procedimientos fomentaban la protección medioambiental proporcionando procesos para la utilización del caucho en la fabricación ulterior de new productos de caucho, una inquietud importante asociada con estos procedimientos ha sido la incapacidad de proporcionar a los compradores de los productos de caucho producidos en estos procedimientos un material de caucho que pueda ser incorporado fácilmente en el suministro de producción del comprador. O sea, la aleatoriedad de las variables del desmenuzamiento y los tipos y la condición del suministro de neumáticos usados de vehículo han producido productos aleatorios de caucho. Probablemente, el resultado menos deseable de esta producción aleatoria haya sido la imprevisible distribución de tamaños de las partículas de los productos de caucho. O sea, aunque existe un mercado activo de caucho granular y en polvo, este mercado no se ha explotado aún plenamente debido a la incapacidad de producir caucho granular y en polvo en los intervalos de tamaños de partícula requeridos por los productores de neumáticos y de otros productos de caucho, que son los compradores previstos de los productos de caucho granular y en polvo.

La patente estadounidense nº 5.588.600 describe un procedimiento y un aparato para el desmenuzamiento de neumáticos a baja temperatura en el cual se recicla fluido criogénico, empleado en volver los neumáticos quebradizos, para que el desmenuzamiento pueda darse de forma efectiva. Este procedimiento produce caucho granular de un tamaño de partícula suficientemente pequeño deseable para los fabricantes de neumáticos y de otros productos de caucho. Sin embargo, ni siquiera el procedimiento de la patente 5.588.600 proporciona seguridad alguna de que el intervalo de tamaños del producto de partículas de caucho sea deseado por el cliente, el fabricante de nuevos neumáticos y de otra mercancía de productos de caucho.

Otras revelaciones de procedimientos y aparatos para reducir el caucho a un tamaño pequeño de partícula incluyen las patentes estadounidenses nos 5.368.240 y 4.863.106. Aunque ambas revelaciones describen procedimientos para producir caucho en tamaños pequeños utilizando fluidos criogénicos, ninguna de estas referencias da a conocer medios para un diseño a medida del intervalo del tamaño de las partículas del producto para mejorar la viabilidad comercial de tal procesamiento.

El documento DE 200 18 273 U1 da a conocer un dispositivo para enfriar partículas de caucho granulado cribado con una corriente de una pulverización líquida criogénica y una corriente de gas de enfriamiento que fluye de forma concurrente con las partículas de caucho granulado cribado, mientras que el flujo del gas es en la dirección opuesta al flujo de las partículas de caucho granulado cribado.

A raíz del documento US 5.588.600, se conoce un dispositivo para fabricar caucho granular a partir de neumáticos usados de vehículos automóviles y de camiones. Una corriente de pulverización líquida criogénica y una corriente de gas nitrógeno frío vaporizado fluyen de manera concurrente con las partículas de caucho granulado cribado. Sin embargo, el flujo del gas nitrógeno frío vaporizado está dirigido hacia el respiradero y es, así, perpendicular al de las partículas de caucho.

Las anteriores observaciones establecen la necesidad en la técnica de un nuevo aparato y un nuevo procedimiento que no solo consuman los productos de caucho usado, particularmente neumáticos, del medio ambiente, sino que, además, produzcan un producto de caucho granular y en polvo que sea muy comercializable, por cuanto se proporciones en intervalos predeterminados de tamaños de partícula y en cantidades mayores deseadas por los fabricantes de neumáticos y de otros productos de caucho.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Ahora se ha desarrollado un procedimiento y un aparato que proporciona caucho granular y en polvo en un intervalo previsible y predeterminable de tamaños de partícula en concentraciones que permiten a los productos de neumáticos y de otros productos de caucho utilizar tal caucho granular y en polvo en la producción de neumáticos y de otros productos de caucho. Además, esta procedimiento sustancialmente no proporciona ningún material foráneo, como fibra, metales y similares, que están presentes en los neumáticos usados y en otros productos usados de caucho.

Según la presente invención, se proporciona y se expone en la reivindicación 1 un procedimiento para producir caucho granular y en polvo a partir de productos usados de caucho. En este procedimiento, se enfrían partículas de caucho de un intervalo predeterminado de tamaños de partícula mediante un fluido criogénico en condiciones que permiten un minucioso control de la temperatura de salida de las partículas. Tras ello, las partículas enfriadas son trituradas en condiciones que permiten un estrecho control del intervalo reducido de tamaños de partícula del producto triturado. Las partículas reducidas de caucho triturado se criban a los intervalos de tamaño deseado de partículas de caucho granular y en polvo.

En completa conformidad con la presente invención, se proporciona y se define en la reivindicación 14 un aparato para producir caucho granular y en polvo que tiene un intervalo predeterminado de tamaño de partícula. El aparato incluye un medio de enfriamiento para enfriar una corriente preprocesada de partículas de caucho usado de un intervalo predeterminado de tamaños de partícula trituradas de neumáticos y de otros productos de caucho. El aparato incluye un medio de trituración y el desmenuzamiento de las partículas enfriadas de caucho hasta un intervalo predeterminado de tamaños de partícula. El aparato está dotado también de un medio de cribado para separar las partículas de caucho triturado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los dibujos adjuntos, de los cuales:

la Figura 1 es un diagrama esquemático de flujo del procedimiento y el aparato de la presente invención;

la Figura 2 es una representación esquemática de la cámara de congelación, que proporciona una congelación controlada de las partículas de caucho; y

la Figura 3 es un alzado esquemático de un aparato de trituración que proporciona un producto de tamaño de partícula controlado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

El procedimiento y el aparato de la presente invención se inician con la introducción de caucho usado, particularmente de neumático usado. En una realización preferente se utiliza una materia prima de caucho derivado de operadores comerciales que desmenuzan de forma aleatoria neumáticos usados de vehículo y otros productos usados de caucho. Tal material se introduce en el procedimiento y el aparato de la presente invención cargándolo en una tolva 1 de alimentación calibrada. Normalmente, este caucho se recibe en cantidades de supersacos.

En una realización... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de fabricación de caucho granular y en polvo mediante el enfriamiento de partículas cribadas de caucho granulado con una corriente de una pulverización líquida criogénica y una corriente de gas de enfriamiento que comprende

(a) granular una carga inicial de partículas de caucho usado tras la eliminación de cualquier fragmento extraño de metal;

(b) eliminar el metal ferroso de dichas partículas de caucho granulado producidas en la etapa (a);

(c) cribar y eliminar de forma concurrente la fibra de dichas partículas de caucho granulado producidas en la etapa (b);

(d) enfriar dichas partículas cribadas de caucho granulado que tienen un intervalo predeterminado de tamaño de partícula producidas en la etapa (c) con la corriente de una pulverización líquida criogénica y la corriente de gas nitrógeno frío vaporizado reciclado que fluye de modo concurrente en la misma dirección que las partículas cribadas de caucho granulado estando controlada la temperatura enfriada final de las partículas y eliminándose el metal ferroso y la fibra de las partículas cribadas de caucho granulado de forma subsiguiente a la etapa (c), pero con anterioridad a la etapa (d);

(e) triturar dicha corriente de partículas de caucho enfriadas variando la velocidad de la superficie de impacto, estando controlada dicha distribución del tamaño de partícula de dichas partículas de caucho triturado; y

(f) cribar dichas partículas de caucho triturado a los intervalos deseados de tamaño de partícula de caucho granular y/o en polvo.

2. Un procedimiento según la Reivindicación 1 en el que dichas partículas de caucho usado son partículas de neumáticos usados de vehículos.

3. Un procedimiento según la Reivindicación 1 en el que dichas etapas de eliminación de la fibra comprenden la agitación de dichas partículas de caucho y la aspiración de la fibra, de menor densidad, de las partículas de caucho, de mayor densidad.

4. Un procedimiento según la Reivindicación 1 en el que dicho control de la distribución del tamaño de las partículas en la etapa (e) incluye el control de la duración del contacto de dichas partículas de caucho con dicho fluido criogénico.

5. Un procedimiento según la Reivindicación 4 en el que dicho control de la distribución del tamaño de las partículas incluye un control del caudal volumétrico de dicho fluido criogénico que entra en contacto con dichas partículas de caucho.

6. Un procedimiento según la Reivindicación 1 en el que dicho control de la distribución del tamaño de las partículas comprende además la variación del espacio entre dicha superficie de contacto y una superficie de rebote.

7. Un procedimiento según la Reivindicación 5 en el que dicho fluido criogénico es nitrógeno líquido.

8. Un procedimiento según la Reivindicación 1 en el que dicha corriente triturada de partículas enfriadas criogénicamente de caucho después de dicha etapa (f) se seca a temperatura ambiente.

9. Un procedimiento según la Reivindicación 2 en el que dicha corriente triturada de partículas enfriadas criogénicamente de caucho después de dicha etapa (f) se seca y las fibras presente en dicha corriente triturada son extraídas.

10. Un procedimiento según la Reivindicación 9 en el que se extraen el metal ferroso y las fibras en dicha corriente secada de partículas de caucho.

11. Un procedimiento según la Reivindicación 10 en el que dicha corriente de partículas de caucho de la que se extraen el metal ferroso y la fibra se criba para eliminar las partículas de caucho cuyo tamaño de partícula supera el tamaño máximo de partícula de caucho granular y en el que se elimina más fibra.

12. Un procedimiento según la Reivindicación 11 en el que dichas partículas de las que se eliminar las partículas de tamaño excesivo se criban en tres tamaños de partículas de caucho dentro del intervalo de tamaño de las partículas de caucho granular y en polvo.

13. Un procedimiento según la Reivindicación 12 en el que dichas partículas de caucho incluyen un primer intervalo de tamaños de partícula de las partículas que pasan a través de 420 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 40), pero que no pasan a través de 177 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 80); un segundo tamaño de partícula en el intervalo de tamaños de las partículas que pasan a través de 177 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 80), pero que no pasan a través de 105 µm (tamaño de tamiz

estadounidense nº 140); y un tercer tamaño de partícula en el intervalo de tamaños de las partículas que pasan a través de 105 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 140).

14. Un aparato para fabricar caucho granular y en polvo que comprende un medio de granulación, un medio de eliminación de metales y fibras, un medio de enfriamiento, medios de trituración y un medio de cribado:

un medio (3) de granulación para granular una carga inicial de las partículas de caucho usado;

un medio (4) de eliminación de metales ferrosos dotados de medios para la eliminación de fibras, para la eliminación del metal ferroso y la fibra de dichas partículas de caucho granulado;

un medio primario (6) de cribado dotados de medios de eliminación de fibras para el cribado de dichas partículas de caucho granulado;

un medio (12) de enfriamiento para enfriar dichas partículas cribadas de caucho que tienen un intervalo predeterminado de tamaños de partícula dotados de medios para introducir dichas partículas de caucho usado, una pulverización líquida criogénica y una corriente de gas nitrógeno frío vaporizado reciclado, mediante la cual dichas partículas de caucho son enfriadas hasta una temperatura predeterminada, estando dispuestos segundos medios (30) de eliminación de metales ferrosos y segundos medios (30) de eliminación de fibras corriente arriba de dichos medios (12) de enfriamiento;

un medio (20) de trituración para triturar dichas partículas de caucho enfriadas hasta dicha temperatura predeterminada hasta un intervalo predeterminado de tamaños de partícula; y

un medio de cribado para separar dichas partículas de caucho triturado en intervalos deseados de tamaños de partícula de caucho granular y/o en polvo, caracterizado porque los medios para introducir la pulverización líquida criogénica y los medios para introducir el gas nitrógeno frío vaporizado están ubicados de tal modo que una corriente de una pulverización líquida criogénica y una corriente de gas nitrógeno frío vaporizado reciclado pueden fluir de forma concurrente y en la misma dirección.

15. Un aparato según la Reivindicación 14 en el que dicho medio (12) de enfriamiento es adecuado para enfriar partículas de neumático usado de un vehículo.

16. Un aparato según la Reivindicación 14 que comprende un medio (2) de detección de metales para eliminar fragmentos extraños de metal presentes en dicha carga inicial de partículas de caucho usado.

17. Un aparato según la Reivindicación 14 que comprende un medio secundario (7) de granulación para la granulación de partículas de caucho que no pasan a través de dicho medio primario de cribado; y una tolva (8) de partículas preprocesadas de caucho para contener dichas partículas de caucho que salen de dichos medios primario y secundario de granulación.

18. Un aparato según la Reivindicación 14 en el que dicho segundo medio (30) de eliminación de metales ferrosos y fibras para eliminar el metal ferroso y la fibra de dichas partículas preprocesadas de caucho que salen de dicha tolva (8) de partículas preprocesadas de caucho.

19. Un aparato según la Reivindicación 18 que comprende un tercer medio (32) de eliminación de fibras para eliminar la fibra de dichas partículas de caucho que salen de dicho segundo medio (30) de eliminación de metales ferrosos y de fibras.

20. Un aparato según la Reivindicación 19 que comprende un clasificador de aire seco y precipitador (9) de polvo para fibras para el almacenaje de dicha fibra extraída eliminada por todos dichos medios de eliminación de fibras.

21. Un aparato según la Reivindicación 14 que comprende una tolva (11) de alimentación preprocesada en supersacos para la introducción de partículas de caucho preprocesadas para cribar partículas mayores que los tamaños dentro del intervalo del caucho granular y en polvo y de las cuales se han eliminado el metal ferroso y la fibra; un segundo medio (30) de eliminación de metal ferroso y de fibra para la eliminación del metal ferroso y de la fibra de dichas partículas preprocesadas de caucho usado suministradas desde dicha tolva (11) de alimentación en supersacos; y un tercer medio (32) de eliminación y de fibra para la eliminación de fibras de dichas partículas que salen de dicho segundo medio de eliminación de metal ferroso y de fibra.

22. Un aparato según la Reivindicación 19 que comprende un depósito (10) de almacenaje con salida calibrada para el almacenaje de dichas partículas de caucho que salen de dicho tercer medio (32) para la eliminación de fibra adecuado para suministrar dichas partículas preprocesadas de caucho usado a dicho medio (12) de enfriamiento.

23. Un aparato según la Reivindicación 14 en el que dicho medio (12) de enfriamiento comprende una cuba (13) de forma cilíndrica dotada de un medio para la introducción controlada de un fluido criogénico y para un contacto de tiempo controlado de dicha corriente preprocesada de partículas de caucho usado con dicho fluido criogénico.

24. Un aparato según la Reivindicación 23 en el que dicho contacto de tiempo controlado es proporcionado por una hélice (15) de velocidad variable dispuesta en dicha cuba (13) de forma cilíndrica, adecuada para disponer sobre la misma dichas partículas de caucho.

25. Un aparato según la Reivindicación 14 en la que un medio (20) de trituración comprende un medio para la introducción de dicha corriente enfriada (19) de partículas preprocesadas de caucho entre una superficie (24) de impacto de velocidad controlada y una superficie exterior (22) invertida.

26. Un aparato según la Reivindicación 25 en el que dicha superficie (24) de impacto de velocidad controlada es una superficie de impacto dotada de una pluralidad de cuchillas (25) reemplazables y dicha superficie exterior

(22) en forma de cono invertido tiene una superficie interior (23), adecuada para estar en contacto con dicha corriente preprocesada de partículas (19) de caucho, que comprende una superficie dentada.

27. Un aparato según la Reivindicación 26 en el que dicha superficie exterior (22) en forma de cono invertido es amovible en una dirección vertical en el que el volumen entre dicha superficie (24) de impacto y la superficie dentada de la superficie exterior (23) del cono invertido aumenta o disminuye.

28. Un aparato según la Reivindicación 14 que incluye un medio (30) de secado para secar dicha corriente triturada de partículas enfriadas de caucho hasta la temperatura ambiente.

29. Un aparato según la Reivindicación 28 en el que dicho medio (30) de secado es un secador rotatorio dotado de una corriente que arrastra gas para separar la fibra, de densidad menor, de las partículas de caucho, de densidad más elevada.

30. Un aparato según la Reivindicación 24 en el que se proporciona un medio para suministrar nitrógeno líquido adecuado como fluido criogénico y en el dicho medio (12) de enfriamiento está dotado de un medio de un conducto para el reciclado del gas nitrógeno vaporizado resultante del enfriamiento de dichas partículas de caucho adecuado para fluir de forma concurrente a dicho medio de enfriamiento con dicha corriente de partículas preprocesadas de caucho.

31. Un aparato según la Reivindicación 27 que comprende un medio (50) de eliminación final de metales ferrosos y cuarto medio de eliminación de fibras dispuesto corriente abajo de dicho medio de secado para la eliminación de metal ferroso (35) y de fibra de dichas partículas secadas de caucho.

32. Un aparato según la Reivindicación 31 en el que dicho medio (50) de eliminación final de metales ferrosos y cuarto medio de eliminación de fibras, dispuesto corriente abajo de dicho medio de secado, comprende un separador magnético dispuesto debajo de una criba vibratoria adecuada para eliminar dicho metal ferroso por debajo de dicha criba y para eliminar dichas fibras por encima de dicha criba.

33. Un aparato según la Reivindicación 32 que comprende un quinto medio (60) de eliminación de fibras dispuesto corriente abajo de dicho medio (50) de eliminación final de metales ferrosos y cuarto medio de eliminación de fibras, para la eliminación de la fibra de dichas partículas de caucho que salen de dicho medio (50) de eliminación final de metales ferrosos y de fibras.

34. Un aparato según la Reivindicación 33 en el que dicho quinto medio (60) de eliminación de fibras comprende una criba centrífuga adecuada para eliminar la fibra ligera y enviarla a un clasificador de aire seco y precipitador (40) de polvos para fibras.

35. Un aparato según la Reivindicación 32 que comprende un medio (65) de cribado de dos superficies dispuesto corriente abajo de dicho quinto medio (60) de eliminación de fibra para la eliminación de partículas de caucho que tienen un tamaño que supera el intervalo de tamaños del caucho granular y en polvo.

36. Un aparato según la Reivindicación 35 en el que se proporciona un medio para el reciclado de dichas partículas de tamaño excesivo en un depósito (10) de almacenaje con salida calibrada, estando en comunicación dicho depósito (10) de almacenaje corriente abajo con dicho miembro (12) de enfriamiento; y en el que se proporciona un medio (70) de cribado de tres superficies al que se transportan dichas partículas que atraviesan el medio (65) de cribado de dos superficies.

37. Un aparato según la Reivindicación 36 en el que dicho medio (70) de cribado de tres superficies comprende un tamiz superior de 177 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 80) que retiene las partículas que atraviesan un tamiz de 420 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 40), reteniéndose dichas partículas en dicho tamiz superior con un medio para transferir a un depósito (75) de almacenaje de partículas de caucho granular de caucho de 420 a 177 µm (tamaños de tamiz estadounidense nº 40 a nº 80); y un tamiz inferior de 105 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 140), estando dotadas dichas partículas retenidas en dicho tamiz inferior de un medio para transferir a un depósito (78) de almacenaje de 177 a 105 µm (tamaños de tamiz estadounidense nº 80 a nº 140); estando dotadas dichas partículas que atraviesa dicho tamiz inferior de un medio para transferir a un depósito (80) de almacenaje de caucho en polvo que contiene partículas más pequeñas que 105 µm (tamaño de tamiz estadounidense nº 140).

38. Un aparato según la Reivindicación 37 en el que se proporcionan medios neumáticos adecuados para el transporte a dichos depósitos (75; 78; 80) de almacenaje.