CN102285018B - 用于不同熔点塑料分离的螺杆及包括其的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于不同熔点塑料分离的螺杆，该螺杆包括一加料段和一熔融段，且该螺杆上设置有一主螺纹和一分离螺纹；该主螺纹环绕整个该螺杆，该分离螺纹的起始端连接于该加料段末端的该主螺纹后缘，使得该分离螺纹位于该主螺纹后，并沿与该主螺纹相同的环绕方向环绕整个该熔融段，直至该螺杆的末端；该主螺纹的每两个相邻螺纹之间的螺槽由该分离螺纹分隔成一液相螺槽和一固相螺槽，该液相螺槽在该螺杆末端封闭；该熔融段内开有一空心内腔，该液相螺槽末端的上表面设有至少一个径向流道，使得该液相螺槽和该空心内腔连通。本发明对不同熔点塑料进行分离，并以固、液两种不同的形态分别排出，从而实现废旧塑料的连续、高效分离，且降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于聚合物加工的螺杆结构，特别是涉及一种用于不同熔点塑料分离的螺杆及包括其的装置。
背景技术
在聚合物加工领域，由于不同极性的塑料不相容，其混合后的制品容易出现分层，从而导致聚合物的性能低劣。这是由于不同种类的塑料熔点或软化点相差较大，难以在同一加工温度下加工成型，所以废旧塑料的分离是其回收再利用的重要环节。
目前，使用的塑料分离方法主要有人工分离法、风力分离法、静电分离法、浮选分离法和低温分离法。
一、人工分离法只能识别表面性状相差较大的塑料，效率低、劳动强度大。
二、风力分离法是依据塑料的相对密度不同、相近体积的塑料随风漂移的距离不同来分离的。但由于塑料中不同含量的填料引起其密度的改变，对分离效果造成很大的影响。
三、静电分离法根据高分子材料在静电感应后所具有的不同带电特性将其分离。这种分离方法要求材料要经过干燥，并严格控制温度，成本较高。
四、浮选分离法是利用塑料表面的化学性质不同，有选择的加以处理使其具有疏水性或亲水性，然后进行分离的方法。该方法需要表面活性剂，较复杂，效率低。
五、低温分离法即是利用各种塑料的脆化温度不同，分阶段改变其温度，有选择的进行粉碎，达到分离的目的，此法要创造低温环境，成本较高。
如上所述，现有的各种分离法都有着各自明显的缺点，在不同熔点塑料的分离方面均不太合适。因此，一种利用不同塑料之间熔点的不同对其进行连续、高效的分离的机械装置具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术对不同熔点塑料的分离效率低、操作复杂及成本高的缺陷，提供一种用于不同熔点塑料分离的螺杆及包括其的装置，其能够达到高效连续地分离效果。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于不同熔点塑料分离的螺杆，其特点在于，所述螺杆包括一加料段和一熔融段，且所述螺杆上设置有一主螺纹和一分离螺纹；
所述主螺纹环绕整个所述螺杆，所述分离螺纹的起始端连接于所述加料段末端的所述主螺纹后缘，使得所述分离螺纹位于所述主螺纹后，并沿与所述主螺纹相同的环绕方向环绕整个所述熔融段，直至所述螺杆的末端；
所述主螺纹的每两个相邻螺纹之间的螺槽由所述分离螺纹分隔成一液相螺槽和一固相螺槽，所述液相螺槽在所述螺杆末端封闭；
所述熔融段内开有一空心内腔，所述液相螺槽末端的上表面设有至少一个径向流道，使得所述液相螺槽和所述空心内腔连通。
其中，由所述分离螺纹和所述主螺纹分隔出来的所述液相螺槽和所述固相螺槽的主要作用在于：通过所述螺杆的旋转将液相和固相物料分开，操作简单方便，使用过程中运行连续高效。
所述空心内腔是用于储存流至所述螺杆末端处的液相物料，这样进一步地分离液相和固相物料，使得分离效果更佳。
较佳地，所述分离螺纹的外径小于所述主螺纹的外径，所述分离螺纹的螺距大于所述主螺纹的螺距。其主要作用在于：有效防止固体物料进入液相螺槽中，提高液相和固相物料的分离效果。
较佳地，所述液相螺槽沿所述熔融段由窄变宽，所述固相螺槽沿所述熔断段由宽变窄，到达所述螺杆末端时所述液相螺槽的宽度与所述固相螺槽的宽度相等。其作用在于：由于随着所述熔融段不断的加热，熔化为液相的物料量相应增大，因此所述液相螺槽宽度的不断增大可以有效地保证全部液相物料流入液相螺槽中，从而提高液相和固相物料的分离效果。
较佳地，所述径向流道的横截面形状为圆形或矩形，且所述径向流道沿所述液相螺槽方向排列。所述径向流道的作用在于使得液相物料顺利流入所述空心内腔中。所述径向流道的排列方式及个数根据实际情况设定。
较佳地，所述螺杆的末端设有一阻尼环，使得所述空心内腔与所述固相螺槽相互隔开。
较佳地，所述阻尼环为圆环状，且所述阻尼环的高度与所述主螺纹的高度相同，所述阻尼环的宽度大于所述主螺纹的宽度。
其中，所述阻尼环的设定起到了分离所述空心内腔内排出的液相物料与所述螺杆末端固相螺槽中固体物料的作用，有效实现不同熔点塑料的分离。
较佳地，所述加料段的直径和长度的比值范围为1∶3至1∶5。
较佳地，所述螺杆的直径和长度的比值范围为1∶8至1∶30。
所述加料段和所述螺杆的直径和长度的比值是根据实际运用情况设定，上述比值范围为较佳的比值，可以保证较好的分离效果。
本发明还提供了一种用于不同熔点塑料分离的装置，其特点在于，所述装置如上所述的用于不同熔点塑料分离的螺杆，所述装置还包括一中空的机筒、一机头、一加料斗和一加热系统；
所述螺杆套设于所述机筒内，所述机头固设有一内螺杆，且所述内螺杆套设于所述螺杆的所述空心内腔内；所述机头上还设有至少两个分别位于所述内螺杆上下位置的机头流道；所述机筒下端靠近所述螺杆末端处设有一机筒开口；所述加料斗设置于所述加料段对应的所述机筒上方；
所述加热系统设置于所述机筒上，用于加热所述熔融段。
其中，所述机筒设置为中空状，可以有效地包裹住整个所述螺杆，保证整个螺杆转动的稳定性。所述内螺杆起到了对所述空心内腔内的液相物料的引流作用，使得液相物料伴随着所述内螺杆的转动流出所述空心内腔，并沿所述机头流道流出所述装置，从而完成液相物料与固相物料的分离。
较佳地，所述内螺杆与所述机头为螺纹连接。
较佳地，所述内螺杆的螺纹方向与所述螺杆的螺纹方向相反。其作用在于有效保证了所述内螺纹与所述螺杆同时旋转时，能带动液相物料流出。
较佳地，所述加热系统包括至少一加热套及与所述加热套对应的风机，所述风机设置于对应的所述加热套下方。
较佳地，所述加热套环设于所述熔融段对应的所述机筒外表面。
其中，所述加热套的环设更有利于对混合物料的加热，使得混合物料受热更加均匀，防止不同熔点的塑料混合物料熔化不充分。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：本发明能够利用不同塑料之间熔点的不同对其进行分离，并最终使其以固、液两种不同的形态分别排出，从而实现废旧塑料的连续、高效分离，并降低成本。
附图说明
图1为本发明用于不同熔点塑料分离的螺杆的较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明用于不同熔点塑料分离的装置的较佳实施例的结构示意图。
图3为图2中C部分的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明用于不同熔点塑料分离的螺杆1包括一加料段A和一熔融段B，且螺杆1上设置有一主螺纹11和一分离螺纹12。主螺纹11环绕整个螺杆1，分离螺纹12的起始端连接于加料段A末端的主螺纹11的后缘，使得分离螺纹12位于主螺纹11后。而且，分离螺纹12沿着与主螺纹11相同的环绕方向环绕整个熔融段B，直至螺杆1的末端。
主螺纹11的每两个相邻螺纹之间的螺槽由分离螺纹12分隔成一液相螺槽13和一固相螺槽14，液相螺槽13在螺杆1末端封闭。这样使得螺杆1末端处液相物料不会混入固相物料中。
熔融段B内开有一空心内腔17(见图3)，液相螺槽13的末端的上表面设有至少一个径向流道15，使得液相螺槽13和空心内腔17连通。特别地，空心内腔17开设在螺杆1的四分之三至末端处，这样可以有效储存液相物料。实际空心内腔17的大小、深度可以根据实际运用中液相物料的流量来确定。
进一步，将径向流道15的横截面形状设为圆形或矩形，且径向流道15沿液相螺槽13方向排列。径向流道13的作用在于使得液相物料顺利流入17空心内腔中。径向流道15的排列方式、个数及大小根据熔体流量确定。
优选地，分离螺纹12的外径小于主螺纹11的外径，分离螺纹12的螺距大于主螺纹11的螺距。更优选地，液相螺槽13沿熔融段B由窄变宽，固相螺槽14沿熔断段B由宽变窄，到达螺杆1末端时液相螺槽13的宽度与固相螺槽14的宽度相等。其作用在于：由于随着熔融段B不断的受热，熔化为液相的物料相应增大，因此液相螺槽13的宽度的不断增大可以有效地保证全部液相物料流入液相螺槽13中，从而提高液相和固相物料的分离效果。
进一步，螺杆1的末端设有一阻尼环16，使得空心内腔17与固相螺槽14相互隔开。阻尼环16为圆环状，且其高度与主螺纹11的高度相同，阻尼环16的宽度大于主螺纹11的宽度，起到了分离空心内腔17内排出的液相物料与螺杆1末端固相螺槽14中固体物料的作用，有效实现不同熔点塑料的分离。
进一步，加料段A的直径和长度的比值范围为1∶3至1∶5。螺杆1的直径和长度的比值范围为1∶8至1∶30。
加料段A和螺杆1的直径和长度的比值是根据实际运用情况设定，上述比值范围为较佳的比值，可以保证较好的分离效果。
如图2、图3所示，本发明还提供了一种用于不同熔点塑料分离的装置，所述装置包括上述用于不同熔点塑料分离的螺杆1。此外，所述装置还包括一中空的机筒3、一机头2、一加料斗4和一加热系统；
螺杆1套设于机筒3内，机头2固设有一内螺杆21，且内螺杆21套设于螺杆1的空心内腔17(见图3)内。特别地，内螺杆21为变深变距螺杆，其具有较大的搅动作用。此时，螺杆1的空心内腔17即可充当内螺杆21的机筒壁(见图3)。
机头2上还设有至少两个分别位于内螺杆21上下位置的机头流道22。机筒3下端靠近螺杆1末端处设有一机筒开口31。加料斗4设置于加料段A(见图1)对应的机筒3的上方。其中，机筒开口31主要用于排出固相物料，机头流道22主要用于排出液相物料。
进一步，内螺杆21与机头2为螺纹连接。而且，内螺杆21的螺纹方向与螺杆1的螺纹方向相反，有效保证了内螺杆21与螺杆1同时旋转时，能带动液相物料流出。
所述加热系统设置于机筒3上，用于加热所述熔融段。
更进一步，所述加热系统包括至少一加热套5及与加热套5对应的风机6，风机6设置于对应的加热套5下方。将加热套5环设于熔融段B(见图1)对应的机筒3的外表面。其中，加热套5的环设更有利于对混合物料的加热，使得混合物料受热更加均匀，防止不同熔点的塑料混合物料熔化不充分。
此外，所述加热系统是电加热系统，通过PID(比例积分微分)控制电加热。径向流道15起到连通液相螺槽13与空心内腔17的作用。当螺杆1转动时，液相螺槽13中的液相物料经过径向流道15流入空心内腔17。空心内腔17的内壁与内螺杆21的相对运动使熔体在内螺杆21中前进，并最终经由机头流道22排出。而阻尼环16在整个装置中起到分隔内螺杆21中排出的液相物料与螺杆1末端的固相螺槽14中固体物料的作用，使液相物料从机头流道22排出，固体物料从机筒3上的机筒出口31排出，从而实现不同熔点塑料的分离。
本发明用于不同熔点塑料分离的装置的具体使用过程如下：
首先，将不同熔点的塑料混合料自加料斗4(见图2)加入。通过PID控制加热套5，从而控制加热的温度，使熔点较低的物料在加料段末端开始熔融，而熔点较高的物料则保持原状。
接着，当熔点较低的塑料熔融后，液相物料越过分离螺纹12与机筒3内壁的间隙进入液相螺槽13。由于分离螺纹12与机筒3内壁的间隙只能使液相物料通过，而固相物料无法通过。因此，未熔融的塑料颗粒仍留在固相螺槽14中。
然后，液相螺槽13中分离得到的液相物料经由液相螺槽13上的径向流道15进入螺杆1的空心内腔17(见图3)中。由于螺杆1的空心内腔17壁与内螺杆21的相对运动，其中的液相物料经由内螺杆21输送到机头2中，并由机头流道22排出。此时，固相螺槽14中的固相物料则由于阻尼螺纹的阻挡而由机筒3上的机筒开口31排出，从而实现了不同熔点塑料的连续、高效分离，并降低了分离的成本。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于不同熔点塑料分离的螺杆，其特征在于，所述螺杆包括一加料段和一熔融段，且所述螺杆上设置有一主螺纹和一分离螺纹；
所述主螺纹环绕整个所述螺杆，所述分离螺纹的起始端连接于所述加料段末端的所述主螺纹后缘，使得所述分离螺纹位于所述主螺纹后，并沿与所述主螺纹相同的环绕方向环绕整个所述熔融段，直至所述螺杆的末端；
所述主螺纹的每两个相邻螺纹之间的螺槽由所述分离螺纹分隔成一液相螺槽和一固相螺槽，所述液相螺槽在所述螺杆末端封闭；
所述熔融段内开有一空心内腔，所述液相螺槽末端的上表面设有至少一个径向流道，使得所述液相螺槽和所述空心内腔连通；
所述分离螺纹的外径小于所述主螺纹的外径，所述分离螺纹的螺距大于所述主螺纹的螺距；所述液相螺槽沿所述熔融段由窄变宽，所述固相螺槽沿所述熔断段由宽变窄，到达所述螺杆末端时所述液相螺槽的宽度与所述固相螺槽的宽度相等；所述径向流道的横截面形状为圆形或矩形，且所述径向流道沿所述液相螺槽方向排列；所述空心内腔开设在螺杆的四分之三至末端处。
2.如权利要求1所述的用于不同熔点塑料分离的螺杆，其特征在于，所述螺杆的末端设有一阻尼环，使得所述空心内腔与所述固相螺槽相互隔开。
3.如权利要求2所述的用于不同熔点塑料分离的螺杆，其特征在于，所述阻尼环为圆环状，且所述阻尼环的高度与所述主螺纹的高度相同，所述阻尼环的宽度大于所述主螺纹的宽度。
4.如权利要求3所述的用于不同熔点塑料分离的螺杆，其特征在于，所述加料段的直径和长度的比值范围为1:3至1:5。
5.如权利要求4所述的用于不同熔点塑料分离的螺杆，其特征在于，所述螺杆的直径和长度的比值范围为1:8至1:30。
6.一种用于不同熔点塑料分离的装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1-5任意一项所述的用于不同熔点塑料分离的螺杆，所述装置还包括一中空的机筒、一机头、一加料斗和一加热系统；
所述螺杆套设于所述机筒内，所述机头固设有一内螺杆，且所述内螺杆套设于所述螺杆的所述空心内腔内；所述机头上还设有至少两个分别位于所述内螺杆上下位置的机头流道；所述机筒下端靠近所述螺杆末端处设有一机筒开口；所述加料斗设置于所述加料段对应的所述机筒上方；
所述加热系统设置于所述机筒上，用于加热所述熔融段。
7.如权利要求6所述的用于不同熔点塑料分离的装置，其特征在于，所述内螺杆与所述机头为螺纹连接。
8.如权利要求7所述的用于不同熔点塑料分离的装置，其特征在于，所述内螺杆的螺纹方向与所述螺杆的螺纹方向相反。
9.如权利要求8所述的用于不同熔点塑料分离的装置，其特征在于，所述加热系统包括至少一加热套及与所述加热套对应的风机，所述风机设置于对应的所述加热套下方。
10.如权利要求9所述的用于不同熔点塑料分离的装置，其特征在于，所述加热套环设于所述熔融段对应的所述机筒外表面。
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| 一种利用挤出法分离废旧PP/PE混杂塑料的方法;吴长琪等;《高分子材料科学与工程》;20121231;第28卷(第12期);97-101 * |
| 吴长琪等.一种利用挤出法分离废旧PP/PE混杂塑料的方法.《高分子材料科学与工程》.2012,第28卷(第12期),97-101. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102285018A (zh) | 2011-12-21 |
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