CN103112100A - 一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备及分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备及分离方法，其中成套设备包括多套浮选设备，每套浮选设备包括浮选槽以及设在浮选槽末端的两个分别用于上浮料脱水的上浮料脱水机和用于沉水料脱水的沉水料脱水机，浮选槽的末端的底部还连接有将沉水料输送到沉水料脱水机上的排料装置；所述多套浮选设备并列在一起组成多级浮选设备，其中，上一级浮选设备的沉水料脱水机的出料口对着下一级浮选设备的浮选槽的进水端；所述各级浮选设备的浮选槽内的流体介质的密度逐级增大。本发明的成套设备可自动地将废塑料碎片中不同密度的塑料碎片自动分离，自动化程度高，大大提高生产效率。

Description

一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备及分离方法
技术领域
本发明涉及废弃塑料回收领域中的装置，具体涉及一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备及分离方法。
背景技术
在废塑料回收领域中，不同种类的塑料密度常有不同；如不加以区分，影响废塑料的循环利用、甚至没法再用。现有技术中通常通过浮选的方式实现不同密度塑料分选。浮选的基本原理是：塑料碎片放置于一定密度的流体介质中，密度较流体介质小的塑料碎片浮在流体介质表面；密度较流体介质大的塑料碎片沉于流体介质的底部；分别收集流体介质表面和底部的塑料碎片即可实现分离。实际生产中，待回收塑料中通常包含多种不同密度的塑料，现有技术中一般通过多次浮选将该多种塑料分离出来，每次浮选工艺中选择不同密度的流体介质，将塑料碎片按小密度到大密度的顺序依次浮选分离出来；每完成一个浮选工艺时，将未分离的塑料碎片通过人工方式转移到下一工序的浮选设备中。该方法虽然可以实现不同密度塑料碎片的分离，但是自动化程度低，生产效率不高；并且从上一级工序排出塑料碎片上附着有该级工序中的流体介质，投放到下一工序时会影响下一工序的流体介质的密度，影响浮选效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，该设备可自动地将废弃塑料碎片中不同密度的塑料碎片自动分离，自动化程度高，大大减少劳动强度和改善工作环境，提高生产效率。
本发明的另一个目的在于提供一种应用上述自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备实现的不同密度的塑料碎片的自动分离方法。
本发明实现上述目的的技术方案为：
一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，包括多套浮选设备，每套浮选设备包括浮选槽以及设在浮选槽末端的两个分别用于上浮料脱水的上浮料脱水机和用于沉水料脱水的沉水料脱水机，浮选槽的末端的底部连接有将沉水料输送到沉水料脱水机上的排料装置；所述多套浮选设备并列在一起组成多级浮选设备，其中，上一级浮选设备的沉水料脱水机的出料口对着下一级浮选设备的浮选槽的进水端；所述各级浮选设备的浮选槽内的流体介质的密度逐级增大。
本发明的一个优选方案，其中，每套浮选设备上还设有密度调节系统，该密度调节系统包括流体介质密度在线检测仪、介质添加装置以及控制单元，其中，介质添加装置包括一个自动控制阀门。该密度调节系统的工作原理是：当密度在线检测仪检测到流体介质的密度少于设定值时，将该信号反馈给控制单元，控制单元输出信号开启介质添加装置的阀门，向浮选槽内添加流体介质，提高流体介质的密度至设定值；当密度在线检测仪检测到流体介质的密度达到设定值时，将该信号反馈给控制单元，控制单元输出信号关闭介质添加装置输出信号关闭添加介质的阀门，从而达到控制流体介质的密度的目的。采用该技术方案的目的在于，多级浮选槽在工作过程中，由上一级的浮选槽运送过来的塑料碎片上含有该级浮选槽内的流体介质，从而会减小本级浮选槽的流体介质的密度，流体介质密度的减少，会导致误选，即本该是本级浮选槽浮选的塑料碎片会进入下级浮选槽，从而影响分离后的塑料的纯净性。通过设置该密度调节系统，可实时调节各个浮选槽的液体介质密度，使之保持恒定，从而不会造成误选。
本发明的一个优选方案，其中，所述浮选槽的末端设有排料口，形成溢流堰；所述上浮料脱水机的进料斗连接在该溢流堰上。浮选出来的上浮料通过溢流堰自动流入上浮料脱水机中进行脱水。
本发明的一个优选方案，其中，所述的排料装置由排料管、设在排料管内的排料螺杆以及与排料螺杆连接的电机构成，其中，排料管的下端连接在浮选槽的末端的底部，排料管的上端设有出料口，该出料口对着沉水料脱水机的进料斗。该排料装置的工作原理是，通过排料螺杆的转动，将浮选槽末端的底部汇集的沉水料从下向上沿着排料管提升，最终从出料口中排出进入沉水料脱水机。
本发明的一个优选方案，其中，每一套浮选设备中，位于浮选槽末端的上浮料脱水机与浮选槽的进水端之间设有流体介质的循环装置，该循环装置由收集隔渣池、泵和管道系统组成，其中，收集隔渣池设在上浮料脱水机的底部。上浮料脱水机脱出的流体介质通过收集回到该级浮选槽循环使用，达到减少流体介质和浮选介质的使用和损耗。
本发明的一个优选方案，其中，每一级的浮选槽上设有助推整流装置，该助推整流装置包括整流滚筒、径向导流片和轴向导流片，径向导流片和轴向导流片交叉分布于整流滚筒的外圆柱面上。该助推整流装置可将浮选槽内处于紊流状态的流体转换成推流状态，避免物料随着流体窜跑，有利于物料的上浮和下沉，起到整流的作用；同时，整流滚筒转动时，会将流体下压至一定的水位，减少上浮料的浮升距离和沉水料的沉降距离，起到缩短沉浮距离的作用。
本发明的一个优选方案，其中，在每一浮选槽中流体的流动方向上，浮选槽的槽底从后到前向下倾斜，形成前倾斜面；在浮选槽的宽度方向上，所述前倾斜面的下端的一头与一水平面连接，另一头与一侧向倾斜面连接，所述侧向倾斜面从槽体的侧壁朝所述水平面倾斜并与该水平面连接；所述前倾斜面、侧向倾斜面以及水平面构成汇集沉淀到槽底的沉水料的凹窝。通过该结构将沉淀的沉水料汇集在一起，便于排出。
本发明的一个优选方案，其中，上一级的浮选槽的末端与下一级的浮选槽的进水端对应，且上一级的浮选槽的进水端与下一级的浮选槽的末端对应。亦即，相邻两级的浮选槽的始端和末端反向布置，这样使得多台浮选设备基本可以一字型排开，从而使得整体结构紧凑，节省空间。
一种应用上述自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备实现的不同密度的塑料碎片的自动分离方法，包括以下步骤：
(1)多种不同密度的塑料碎片的混合物投放到第一级浮选设备的浮选槽的进水端，在该浮选槽中，密度小于流体介质的塑料碎片被浮选出来形成上浮料进入上浮料脱水机中进行脱水，其余密度大于流体介质的塑料碎片沉淀到浮选槽末端的底部形成沉水料；
(2)第一级浮选设备的排料装置将槽底末端聚集的沉水料排出，并投放到沉水料脱水机中进行脱水，脱水后的塑料碎片被投放到下一级浮选设备的浮选槽的进水端；
(3)接下来各级浮选设备也按照步骤(1)和步骤(2)的浮选过程进行，直至最后一级浮选设备将密度最大的塑料碎片浮选出来，实现将密度从小到大的塑料碎片逐级进行浮选。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
1、本发明中，多级浮选设备之间通过排料装置和沉水料脱水机连成一体，多级浮选设备协同工作，自动地将多种不同密度的塑料碎片分离，无需人工转移物料，自动化程度高，极大地提高了生产效率。
(2)由于在相邻两级的浮选槽之间设置了沉水料脱水机，因此从上一级的浮选槽排出的塑料碎片在进入下一级的浮选槽之前，去除了其上附着在塑料碎片上的流体介质，因此减少对下一级的浮选槽内流体介质的密度的影响；并且，在本发明的改进方案中，设置了密度调节系统，即使各级的浮选槽内的流体介质的密度有微小的变化，该密度调节系统也能将各级的浮选槽内的流体介质的密度维持恒定，从而确保浮选的效果。
(3)本发明的多台浮选设备可紧密排列在一起，结构紧凑，节省空间。
附图说明
图1和图2为本发明的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备的一个具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为立体图。
图3和图4为图1和图2所示实施方式中一套浮选设备的结构示意图，其中，图3为主视图，图4为俯视图。
图5为图1和图2所示实施方式中密度调节系统的电原理框图。
具体实施方式
参见图1～图4，本发明的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备包括四套浮选设备，分别为第一级浮选设备1、第二级浮选设备2、第三级浮选设备3以及第四级浮选设备4。
参见图1～图4，每套浮选设备主要由浮选槽5、设在浮选槽5末端的两个分别用于上浮料脱水的上浮料脱水机6和用于沉水料脱水的沉水料脱水机10、排料装置9、密度调节系统以及流体介质的循环装置。其中：
在浮选槽5中流体的流动方向上，浮选槽5的槽底从后到前向下倾斜，形成前倾斜面5-1，在浮选槽5的宽度方向上，所述前倾斜面5-1的下端的一头与一水平面5-3连接，另一头与一侧向倾斜面5-2连接，所述侧向倾斜面5-2从槽体的侧壁朝所述水平面5-3倾斜并与该水平面5-3连接，所述前倾斜面5-1、侧向倾斜面5-2以及水平面5-3构成汇集沉淀到槽底的沉水料的凹窝；塑料碎片在浮选过程中，密度大的塑料碎片逐渐沉淀到槽底，在重力作用下，沿着前倾斜面5-1和侧向倾斜面5-2向水平面5-3汇集。所述浮选槽5的末端设有排料口，形成溢流堰14，所述上浮料脱水机6的进料斗连接在该溢流堰14上，漂浮在流体介质上的上浮料通过该溢流堰14进入浮料脱水机6中。所述浮选槽5上还设有助推整流装置，该助推整流装置包括整流滚筒7、径向导流片7-1和轴向导流片7-2，径向导流片7-1和轴向导流片7-2交叉分布于整流滚筒7的外圆柱面上；所述整流滚筒7为密闭的中空圆筒结构，整流滚筒7中部设置旋转轴，旋转轴通过皮带传动机构与驱动电机8连接。
参见图1～图5，所述的排料装置9由排料管9-1、设在排料管9-1内的排料螺杆以及与排料螺杆连接的电机9-2构成，其中，排料管9-1倾斜设置在浮选槽5的末端的侧壁上，其下端连接在浮选槽5的槽底的水平面5-3的底部，该水平面5-3上设有排料口，排料管9-1的下端密封连接在该排料口上；排料管9-1的上端形成出料口，该出料口位于所述沉水料脱水机10的进料斗的上方。参见图5，所述密度调节系统主要由流体介质密度在线检测仪11、介质添加装置以及控制单元组成，其中，介质添加装置包括一个自动控制阀门，该阀门设置于一个用于盛装浮选介质的料斗上；通过该密度调节系统调节浮选槽5内流体介质的密度，确保流体介质的密度维持在设定的范围内。所述的流体介质的循环装置设置在浮选槽5末端的上浮料脱水机6与浮选槽5的进水端之间，该循环装置由收集隔渣池13、泵和管道系统12组成，其中，收集隔渣池13设置在上浮料脱水机6的底部，用于收集上浮料脱水机6脱水后排出的流体介质，并由泵和管道系统12输送回到浮选槽5的进水端，重复利用。
参见图1和图2，所述四套浮选设备并列在一起组成多级浮选设备，其中，上一级浮选设备的沉水料脱水机10的出料口对着下一级浮选设备的浮选槽5的进水端，所述各级浮选设备的浮选槽5内的流体介质的密度逐级增大。在所述的多级浮选设备的浮选槽5中，上一级的浮选槽5的末端与下一级的浮选槽5的进水端在同一侧，且上一级的浮选槽5的进水端与下一级的浮选槽5的末端在同侧，亦即，相邻两级的浮选槽5的进水端和末端反向布置，这样使得多台浮选设备基本可以一字型排开，从而使得整体结构紧凑，节省空间。
本实施方式中，第一级浮选设备1、第二级浮选设备2、第三级浮选设备3以及第四级浮选设备4中的流体介质分别是清水、盐度为6°的无机盐水溶液、盐度为9°的无机盐水溶液以及盐度为12°的无机盐水溶液，分别用于浮选出塑料碎片：PE(或PP)、PS、ABS和PET，上述用于增加密度的浮选介质-无机盐可以是NaCl、CaCl2等。
参见图1～图4，本发明的应用上述自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备实现不同密度的塑料碎片的自动分离的方法，包括以下步骤：
(1)材质为PE、PP、PS、ABS和PET等的塑料碎片的混合物投放到第一级浮选设备1的浮选槽5的进水端，在该浮选槽5中，密度最小的PE和PP塑料碎片被浮选出来形成上浮料进入浮选槽5末端的上浮料脱水机6中进行脱水，其余密度的塑料碎片沉淀到浮选槽5的底部并汇集到末端的水平面5-3处形成沉水料。
(2)第一级浮选设备1上的排料装置9将槽底末端聚集的沉水料排出，并投放到沉水料脱水机10中进行脱水，脱水后的塑料碎片被投放到第二级浮选设备2的浮选槽5的进水端；在第二级浮选设备2的浮选槽5中，被投入的塑料碎片中PS塑料碎片被浮选出来进入浮选槽5末端的上浮料脱水机6中进行脱水，其余密度的塑料碎片沉淀到浮选槽5的底部并汇集到末端的水平面5-3处形成沉水料。
(3)依次地，按照步骤(2)的过程分别在第三级浮选设备3和第四级浮选设备4中浮选出ABS塑料碎片和PET塑料碎片，随后剩余的其他密度的塑料碎片由第四级浮选设备4的排料装置9排出并进入沉水料脱水机10中脱水收集。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，包括多套浮选设备，每套浮选设备包括浮选槽以及设在浮选槽末端的两个分别用于上浮料脱水的上浮料脱水机和用于沉水料脱水的沉水料脱水机，浮选槽的末端的底部连接有将沉水料输送到沉水料脱水机上的排料装置；所述多套浮选设备并列在一起组成多级浮选设备，其中，上一级浮选设备的沉水料脱水机的出料口对着下一级浮选设备的浮选槽的进水端；所述各级浮选设备的浮选槽内的流体介质的密度逐级增大。
2.根据权利要求1所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，每套浮选设备上还设有密度调节系统，该密度调节系统包括流体介质密度在线检测仪、介质添加装置以及控制单元，其中，介质添加装置包括一个自动控制阀门。
3.根据权利要求1或2所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，所述浮选槽的末端设有排料口，形成溢流堰；所述上浮料脱水机的进料斗连接在该溢流堰上。
4.根据权利要求3所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，所述的排料装置由排料管、设在排料管内的排料螺杆以及与排料螺杆连接的电机构成，其中，排料管的下端连接在浮选槽的末端的底部，排料管的上端设有出料口，该出料口对着沉水料脱水机的进料斗。
5.根据权利要求1所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，每一套浮选设备中，位于浮选槽末端的上浮料脱水机与浮选槽的进水端之间设有流体介质的循环装置，该循环装置由收集隔渣池、泵和管道系统组成，其中，收集隔渣池设在上浮料脱水机的底部。
6.根据权利要求1所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，每一级的浮选槽上设有助推整流装置，该助推整流装置包括整流滚筒、径向导流片和轴向导流片，径向导流片和轴向导流片交叉分布于整流滚筒的外圆柱面上。
7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，在每一浮选槽中流体的流动方向上，浮选槽的槽底从后到前向下倾斜，形成前倾斜面；在浮选槽的宽度方向上，所述前倾斜面的下端的一头与一水平面连接，另一头与一侧向倾斜面连接，所述侧向倾斜面从槽体的侧壁朝所述水平面倾斜并与该水平面连接；所述前倾斜面、侧向倾斜面以及水平面构成汇集沉淀到槽底的沉水料的凹窝。
8.根据权利要求1所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备，其特征在于，上一级的浮选槽的末端与下一级的浮选槽的进水端对应，且上一级的浮选槽的进水端与下一级的浮选槽的末端对应。
9.一种应用权利要求1所述的自动分离不同密度的塑料碎片的成套设备实现的不同密度的塑料碎片的自动分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)多种不同密度的塑料碎片的混合物投放到第一级浮选设备的浮选槽的进水端，在该浮选槽中，密度小于流体介质的塑料碎片被浮选出来形成上浮料进入上浮料脱水机中进行脱水，其余密度大于流体介质的塑料碎片沉淀到浮选槽末端的底部形成沉水料；
(2)第一级浮选设备的排料装置将槽底末端聚集的沉水料排出，并投放到沉水料脱水机中进行脱水，脱水后的塑料碎片被投放到下一级浮选设备的浮选槽的进水端；
(3)接下来各级浮选设备也按照步骤(1)和步骤(2)的浮选过程进行，直至最后一级浮选设备将密度最大的塑料碎片浮选出来，实现将密度从小到大的塑料碎片逐级进行浮选。
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