Colegiul Tehnic "Mircea cel Batran"

DISPOZITIV PENTRU MARUNTIREA SI COMPACTAREA

AMBALAJELOR DIN STICLA PET

1. INTRODUCERE

Reciclarea ambalajelor din plastic reprezinta o mare provocare atat din punct de vedere economic cat si din punct de vedere al protectiei mediului deoarece

ambalajele din plastic au la baza o resursa neregenerabila -  petrolul - si nu sunt biodegradabile.

Ajunse in ocean, aceste deseuri determina moartea animalelor marine care se incurca in ele sau le inghit; cerneala folosita pentru imprimarea ambalajelor contine cadmiu, metal foarte toxic, eliberat in aer odata cu arderea; recicland o sticla de plastic este economisita energie suficienta pentru functionarea unui bec de 60 w timp de 6 ore; o treime din gunoiul adunat anual si mai mult de jumatate din plasticul aruncat anual este reprezentat de ambalaje; aproximativ 30 % din plasticul produs este folosit pentru ambalare.

Sticlele PET ( poliethylene terephtalate) sunt utilizate in foarte multe tari ca recipent pentru diferse tipuri de bauturi. Cresterea continua a productiei de ambalaje din mase plastice si in special din polietilentereftalat determina implicit si cresterea cantitatii de deseuri nebiodegradabile. Cea mai mare cantitate din  aceste deseuri provine de la populatie.

Este de dorit ca acestea sa fie colectate direct de la sursa deoarece costurile de reciclare cresc in situatia in care ambalajele ajung in gunoiul menajer. Costul de colectare a materialelor in cantitati mici de la o multitudine de surse este principalul obstacol in dinamizarea procesului de reciclare a maselor plastice.

Deoarece raportul volum/greutate este foarte mare pentru aceste ambalaje, este necesara maruntirea si compactarea acestora, urmate de transportul, valorificarea si prelucrarea finala a materiei rezultate.

Dispozitivul prezentat are rolul de a realiza operatiile de maruntire si compactare a unor cantitati mici de ambalaje de sticla din mase plastice.

2. DESCRIEREA FUNCTIONARII DISPOZITIVULUI SI A ELEMENTELOR COMPONENTE

Schema de principiu a dispozitivului este reprezentata in figura 1.

Fig. 1 Schema de principiu a dispozitivului

2.1. ELEMENTELE COMPONENTE

1 - palnie, 2 - dispozitiv de taiere si presare; 3 - zona de taiere si comprimare; 4 - sac pentru ambalajele presate; 5 - sertar inferior; 6 - arcuri de compresiune; 7 - opritor; 8 - sertar superior; C1, C2 - cilindri pneumatici

2.2. DESCRIEREA FUNCTIONARII

Sticlele sunt introduse in palnia 1 si, prin forta dezvoltata la tija cilindrului C1, dispozitivul de taiere si compactare, care se deplaseaza cu viteza mica, marunteste si preseaza sticlele, volumul lor reducandu-se considerabil. Pe toata cursa activa, C1 se deplaseaza cu viteza mica.

Cand cilindrul C1 ajunge la capatul cursei, un limitator de cursa comanda actiunea cilindrului C2, care are rolul de a opri deplasarea sertarului 5 sub actiunea arcurilor 6 precum si de a impiedica alimentarea cu alte ambalaje. Cand C2 ajunge la capat de cursa, un alt limitator comanda retragerea cilindrului C1 si, in acelasi timp, a dispozitivului 2. Sertarul inferior este in continuare deschis, permitand evacuarea balotilor de sticla. Cand tija cilindrului C1 s-a retras, primeste comanda de retragere si cilindrul C2.

Ciclul se reia dupa ce este actionat din nou butonul de pornire.

2.3. FAZELE DE FUNCTIONARE

Echipamentul are urmatoarele faze de functionare:

1. Alimentarea cu ambalaje din plastic.

Ambalajele introduse prin palnia 1 patrund in zona de comprimare si taiere 3. Sertarul inferior 5 este mentinut in pozitia inchisa de arcul 6 acoperind sacul de ambalaje comprimate 4. Sertarul superior 8 are initial pozitia deschis permitand accesul ambalajelor in zona de comprimare.

Fig. 2 Alimentarea cu ambalaje din plastic

2. Taierea si comprimarea ambalajelor.

Prin actionarea cilindrului cu dublu efect C1, dispozitivul 2 de taiere si comprimare, care este solidar cu tija cilindrului, avanseaza in interiorul camerei de comprimare 3, producand taierea si presarea ambalajelor cu cutitele de pe suprafata acestuia.

Fig 3. Comprimarea si taierea ambalajelor

Dispozitivul de taiere si comprimare (figura 4) prezinta pe suprafata activa o serie de cutite 1 pentru taierea ambalajelor. Pentru a evita ca resturile de ambalaje sa ramana in interstitiul dintre cutite dupa comprimare, dispozitivul este prevazut cu o placa 2, care culiseaza spre stanga atunci cand se realizeaza taierea si comprimarea si revine la pozitia initiala sub actiunea arcurilor 3, atunci cand intregul dispozitiv se retrage spre pozitia initiala.

Fig. 4 Dispozitivul de taiere

3. Inchiderea sertarului superior si fixarea sertarului inferior in pozitia deschisa

Prin actionarea cilindrului cu dublu efect C2, sertarul superior 8, care este solidar cu tija cilindrului, avanseaza printr-un ghidaj de pe peretii palniei nereprezentat, separand astfel ambalajele din palnie necomprimate de cele din camera de comprimare 3. In acelasi timp varful opritorului 7 se va pozitiona in fata sertarului inferior 5, impiedicand inchiderea acestuia atata timp cat cilindrul C2 nu va primi comanda de retragere.

Fig. 5 Inchiderea sertarului superior si fixarea sertarului inferior in pozitia deschisa

4. Retragere dispozitivului de comprimare si taiere si golirea ambalajelor din zona de comprimare in sacul de ambalaje comprimate

Cilindrului C1 revine la pozitia initiala, dispozitivul de comprimare si taiere 2 eliberand zona 3. Ambalajele comprimate din aceasta zona vor cadea in sacul 4.

Fig. 6. Retragere dispozitivului de comprimare si taiere si golirea ambalajelor din zona de comprimare in sacul de ambalaje comprimate

5. Inchiderea sertarului inferior si apoi deschiderea sertarului superior revenindu-se la faza initiala.

Cilindrului C2 revine la pozitia initiala. In prima parte a cursei de retragere a tijei cilindrului, opritorul 7 elibereaza sertarul inferior 5, care, sub actiunea arcului 6, revine rapid la pozitia inchisa, inainte ca sertarul superior sa se deschida. Apoi sertarul superior 8 se deschide permitand ambalajelor din palnie sa patrunda in zona de comprimare 3 revenindu-se la faza initiala de functionare.

3. SCHEMA PNEUMATICA A DISPOZITIVULUI

3. 1. SCHEMA FLUIDSIM

3.2. LISTA COMPONENTELOR UTILIZATE

• 2 cilindrii dublu efect
• 2 distribuitoare 5/2, bistabil, cu comanda pneumatica
• 1 distribuitor 3/2, monostabil, cu comanda manuala
• 3 limitatori de cursa
• 1 supapa de descarcare rapida
• 3 drosele de cale
• 1 compresor
• 1 grup de pregatire a aerului

3.3. ROLUL FUNCTIONAL AL ECHIPAMENTELOR PNEUMATICE UTILIZATE

Distribuitorul 3/2, monostabil, cu comanda manuala, actioneaza distribuitorul 5/2, bistabil, cu comanda pneumatica, care comanda cursa deplasarea subansamblului mobil al cilindrului C1. Viteza de deplasare a acestuia este controlata prin intermediul debitului evacuat prin droselul de cale. La capatul cursei, limitatorul S2 comanda distribuitorul 5/2, bistabil, cu comanda pneumatica, care comanda deplasarea subansamblului mobil al cilindrului C2 (tija cilindrului C1 sta pe loc). La capatul cursei acestuia, senzorul S1 comanda revenirea tijei cilindrului C1. Pentru o deplasare rapida a acesteia, se utilizeaza supapa cu descarcare rapida. La capatul cursei de retragere, senzorul S3 comanda retragerea tijei cilindrului C2. Viteza de deplasare a tijei este controlata prin intermediul debitului evacuat, cu ajutorul droselelor de cale.

4. CONCLUZII

Dispozitivul pentru taierea si compactarea ambalajelor de sticla imbina actionarea pneumatica cu solutii mecanice simple, putand fi usor realizat si utilizat cu costuri minime.

Simularea functionarii acestuia a fost realizata atat in FLUIDSIM cat si pe stand, in laboratorul de informatica al scolii.

Sistemul de actionare este pneumatic iar echipamentele utilizate se incadreaza in lista disponibila de dotari.

5. REZUMATUL LUCRARII

Reciclarea deseurilor din materiale care nu sunt biodegradabile reprezinta o activitate necesara atat din punct de vedere economic cat si din cel al protectiei mediului.

Consumul de bauturi ambalate in sticle din polietilentereftalat a crescut simtitor in ultimii ani,

proportional marindu-se si cantitatea de ambalaje de acest tip.

Pentru dinamizarea procesului de reciclare, este necesara preluarea deseurilor direct de la consumatori. Dispozitivul propune o solutie simpla de taiere si compactare a ambalajelor PET, aceste operatii fiind urmate de transportul balotilor la unitatile de profil.

Elementele componente ale dispozitivului sunt: palnie, dispozitiv de taiere si presare, zona de taiere si comprimare, sac pentru ambalajele presate, sertar inferior, arcuri de compresiune, opritor; sertar superior.

Actionarea dispozitivului este realizata de doi cilindrii pneumatici.

Fazele de lucru sunt:

1. Alimentarea cu ambalaje din plastic;

2. Taierea si comprimarea ambalajelor;

3. Inchiderea sertarului superior si fixarea sertarului inferior in pozitia deschisa;

4. Retragere dispozitivului de comprimare si taiere si golirea ambalajelor din zona de comprimare in sacul de ambalaje comprimate;

5. Inchiderea sertarului inferior si apoi deschiderea sertarului superior revenindu-se la faza initiala.

Pentru a realiza aceste operatii in succesiunea data, s-au utilizat urmatoarele urmatoarele componente:

• 2 cilindrii dublu efect
• 2 distribuitoare 5/2, bistabil, cu comanda pneumatica
• 1 distribuitor 3/2, monostabil, cu comanda manuala
• 3 limitatori de cursa
• 1 supapa de descarcare rapida
• 3 drosele de cale

6. BIBLIOGRAFIE

1. Avram Mihai: Actionari hidraulice si pneumatice, Echipamente si sisteme clasice si mecatronice, Ed. Universitara, Bucuresti, 2005

2. Dick Doina, s.a. : Mecatronica, Manual pentru clasa a XI-a, Ed. Delta Publishing House, Bucuresti, 2004

3. Dick Doina, s.a. : Mecatronica, Indrumar pentru laborator clasa a XI-a,Ed. Delta Publishing House, Bucuresti, 2005

4. Colectia revistelor "FIS", Festo AG & Co, Esslingen

5. www.ecologic.rec.ro

6. www.mase-plastice.ro

7. www.deseuri.ro