CN103722634A - 一种旋转碰撞的塑料造粒设备及其造粒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转碰撞的塑料造粒设备及其造粒方法，属于塑料造粒设备技术领域。本发明包括圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统，混合有粉料的热风进入圆球形成系统，粉料在圆球形成管道内软化聚集为颗粒，颗粒在螺旋造粒杆的螺旋作用下逐渐长大为圆球；长大后的圆球进入螺旋滚动成球系统，在螺旋成球杆的螺旋作用下圆球进一步成型；成型后的圆球进入风冷冷却系统，通过冷风输入管向冷风旋转管道内吹入冷却风，在螺旋风冷杆的螺旋作用下将圆球冷却硬化得直径为4～6mm的成品圆球。本发明突破了现有技术中关于挤塑造粒的传统思维观念，从而大大提高了塑料造粒的生产效率，且能耗低，生产工艺简单，生产过程稳定。

Description

一种旋转碰撞的塑料造粒设备及其造粒方法

技术领域

本发明涉及塑料造粒设备技术领域，更具体地说，涉及一种旋转碰撞的塑料造粒设备及其造粒方法。

背景技术

塑料是由合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。塑料加工的各类机械在塑料加工工业中占有重要地位，常用的有：压塑机、注塑机、挤塑机、吹塑机、压延机、滚塑机和发泡机等。

挤塑机是在螺杆作用下将熔融塑料通过固定形状的挤出口挤出，在牵引机作用下经水冷定型后切割，主要用于各种相同截面产品的大量持续生产，也可用于塑料改性造粒。塑料造粒的挤塑机一般包括：电动机、减速箱、推力轴承、筒体和螺旋挤塑杆，螺旋挤塑杆安装在筒体内，螺旋挤塑杆包括双螺纹或单螺纹结构。螺旋挤塑杆实际上是一个斜面或者斜坡缠绕在中心层上，其目的是增加压力以便克服较大的阻力。在挤塑过程中主要有三种阻力需要克服：固体颗粒对筒壁的摩擦力、熔体在筒壁上的附着力、熔体被向前推动时其内部的物流阻力。现有技术中的挤塑机存在如下技术问题：（1）螺旋挤塑杆及筒体内壁的磨损非常严重，使用一年左右则需要更换螺旋挤塑杆及筒体，使得生产成本增大；（2）塑料配方改变时会导致塑料造粒工艺不稳定；（3）现有的挤塑机停机时的排料时间长，无功损耗大，挤塑机机头模具装拆费时费工；（4）现有挤塑机的造粒效率慢，生产效率很难得到很大的提高。

通过专利检索，中国专利申请号：201110139783.8，申请日：2011-5-27，发明创造名称为：一种尼龙聚合物喷雾冷却造粒方法及其设备，该申请案包括以下步骤：（1）在反应釜内蒸汽压力作用下，反应釜中的尼龙聚合物熔体通过保温管道输送至喷雾塔顶部的压力喷头，从压力喷头中喷出并分散为细小的雾滴，雾滴中的水分在高温下闪蒸，迅速实现干燥；（2）打开喷雾塔的气体阀门，冷却气体进入将高温雾滴冷却成型，成为均匀的尼龙固体颗粒并在塔内向下沉降；（3）打开喷雾塔的出气口，开启引风机，将喷雾塔中的混合气体从出气口引出，维持喷雾塔内压力为-100～20Pa；（4）收集落到喷雾塔底部的尼龙固体颗粒，分级后包装成成品。该申请案提出了喷雾造粒方法，但是只能制得0.5～1.5mm的颗粒，无法达到4～6mm的塑料造粒使用要求。

目前，在工业生产上尚未开发出生产效率高的塑料造粒工艺，这也是本领域内迫切需要解决的难题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中塑料造粒的生产效率低，且生产成本高的不足，提供了一种旋转碰撞的塑料造粒设备及其造粒方法，采用了本发明的技术方案，能够实现高效地进行塑料造粒，且能够有效降低生产成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，包括圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统；其中：所述的圆球形成系统包括圆球形成管道、螺旋造粒杆、第一辅助加热装置和压力表，所述的圆球形成管道的入口与高压风送料管道的末端相连通，该圆球形成管道内安装有螺旋造粒杆，所述的螺旋造粒杆为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋造粒杆的螺旋叶片外周与圆球形成管道内壁之间设有一空隙，该空隙用于输送向前运动的补充粉料，所述的圆球形成管道外壁安装有第一辅助加热装置和压力表；

所述的螺旋滚动成球系统包括滚动成球管道、螺旋成球杆、第二辅助加热装置和压力表，所述的滚动成球管道的入口与圆球形成管道的末端相连通，该滚动成球管道内安装有螺旋成球杆，所述的螺旋成球杆为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋成球杆的螺旋叶片外周与滚动成球管道内壁相接触，所述的滚动成球管道外壁安装有第二辅助加热装置和压力表；

所述的风冷冷却系统包括冷风旋转管道、螺旋风冷杆和冷风输入管，所述的冷风旋转管道的入口与滚动成球管道的末端相连通，该冷风旋转管道内安装有螺旋风冷杆，所述的螺旋风冷杆为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋风冷杆的螺旋叶片外周与冷风旋转管道内壁相接触，所述的冷风旋转管道外壁安装有冷风输入管，所述的冷风输入管与冷风管相连接，通过该冷风输入管向冷风旋转管道内吹入冷却风；所述的冷风旋转管道的末端与成品圆球排出系统相连接。

更进一步地，所述的滚动成球管道的入口与圆球形成管道的末端通过法兰连接，所述的冷风旋转管道的入口与滚动成球管道的末端也通过法兰连接。

更进一步地，所述的第一辅助加热装置和第二辅助加热装置的加热方式为高频加热、电加热、蒸汽加热或燃气加热。

更进一步地，螺旋造粒杆的螺旋叶片外周与圆球形成管道内壁之间的空隙距离为5～20mm。

本发明的一种旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法，该旋转碰撞的塑料造粒设备包括圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统；其中：所述的圆球形成系统包括圆球形成管道、螺旋造粒杆、第一辅助加热装置和压力表，所述的圆球形成管道的入口与高压风送料管道的末端相连通，该圆球形成管道内安装有螺旋造粒杆，所述的螺旋造粒杆为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋造粒杆的螺旋叶片外周与圆球形成管道内壁之间设有一空隙，该空隙用于输送向前运动的补充粉料，所述的圆球形成管道外壁安装有第一辅助加热装置和压力表；所述的螺旋滚动成球系统包括滚动成球管道、螺旋成球杆、第二辅助加热装置和压力表，所述的滚动成球管道的入口与圆球形成管道的末端相连通，该滚动成球管道内安装有螺旋成球杆，所述的螺旋成球杆为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋成球杆的螺旋叶片外周与滚动成球管道内壁相接触，所述的滚动成球管道外壁安装有第二辅助加热装置和压力表；所述的风冷冷却系统包括冷风旋转管道、螺旋风冷杆和冷风输入管，所述的冷风旋转管道的入口与滚动成球管道的末端相连通，该冷风旋转管道内安装有螺旋风冷杆，所述的螺旋风冷杆为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋风冷杆的螺旋叶片外周与冷风旋转管道内壁相接触，所述的冷风旋转管道外壁安装有冷风输入管，所述的冷风输入管与冷风管相连接，通过该冷风输入管向冷风旋转管道内吹入冷却风；所述的冷风旋转管道的末端与成品圆球排出系统相连接；该旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法具体步骤为：

步骤一、高压风送料管道中混合有粉料的热风进入圆球形成系统，粉料在圆球形成管道内软化聚集为颗粒，颗粒在螺旋造粒杆的螺旋作用下逐渐长大为圆球，在圆球形成过程中，螺旋造粒杆的螺旋叶片外周与圆球形成管道内壁之间的空隙用于输送向前运动的补充粉料，以供圆球长大，其中：圆球形成管道内热风通过第一辅助加热装置加热为180～260℃；

步骤二、步骤一长大后的圆球进入螺旋滚动成球系统，在螺旋成球杆的螺旋作用下圆球进一步成型，其中：滚动成球管道内热风通过第二辅助加热装置加热为100～160℃；

步骤三、步骤二成型后的圆球进入风冷冷却系统，通过冷风输入管向冷风旋转管道内吹入冷却风，在螺旋风冷杆的螺旋作用下将圆球冷却硬化，之后进入成品圆球排出系统，即得直径为4～6mm的成品圆球。

优选地，步骤一中圆球形成管道内热风通过第一辅助加热装置加热为210～230℃。

优选地，步骤二中滚动成球管道内热风通过第二辅助加热装置加热为130～140℃。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

本发明的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，通过构建圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统，提出了一种全新的塑料造粒设备，突破了现有技术中关于挤塑造粒的传统思维观念，从而大大提高了塑料造粒的生产效率，且能耗低。本发明的一种旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法，从圆球形成系统到风冷冷却系统，整个生产过程中采用高压风作为输送物料的动力，生产工艺简单，生产过程稳定，设备维修费用低。

附图说明

图1为本发明的一种旋转碰撞的塑料造粒设备的结构示意图。

示意图中的标号说明：

41、圆球形成管道；42、螺旋造粒杆；43、第一辅助加热装置；51、滚动成球管道；52、螺旋成球杆；53、第二辅助加热装置；61、冷风旋转管道；62、螺旋风冷杆；63、冷风输入管；16、压力表。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，由圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统组成。

本实施例的圆球形成系统包括圆球形成管道41、螺旋造粒杆42、第一辅助加热装置43和压力表16，所述的圆球形成管道41的入口与高压风送料管道的末端相连通，该圆球形成管道41内安装有螺旋造粒杆42，所述的螺旋造粒杆42为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋造粒杆42的螺旋叶片外周与圆球形成管道41内壁之间设有一空隙，该空隙用于输送向前运动的补充粉料，所述的圆球形成管道41外壁安装有第一辅助加热装置43和压力表16。本发明中螺旋造粒杆42的螺旋叶片外周与圆球形成管道41内壁之间的空隙距离为5～20mm均可，本实施例中空隙距离为7mm。本实施例中的粉料在圆球形成管道41内相互碰撞，会逐渐形成塑料圆球，空隙中通入的粉料作为补充粉料使用，供塑料圆球在螺旋前进过程中不断长大。

本实施例的螺旋滚动成球系统包括滚动成球管道51、螺旋成球杆52、第二辅助加热装置53和压力表16，所述的滚动成球管道51的入口与圆球形成管道41的末端通过法兰相连通，该滚动成球管道51内安装有螺旋成球杆52，所述的螺旋成球杆52为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋成球杆52的螺旋叶片外周与滚动成球管道51内壁相接触，所述的滚动成球管道51外壁安装有第二辅助加热装置53和压力表16。值得说明的是，本实施例中的第一辅助加热装置43和第二辅助加热装置53的加热方式为高频加热、电加热、蒸汽加热、燃气加热或其它加热方式均可，本实施例中均采用电加热器进行加热。

本实施例的风冷冷却系统包括冷风旋转管道61、螺旋风冷杆62和冷风输入管63，所述的冷风旋转管道61的入口与滚动成球管道51的末端通过法兰相连通，该冷风旋转管道61内安装有螺旋风冷杆62，所述的螺旋风冷杆62为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋风冷杆62的螺旋叶片外周与冷风旋转管道61内壁相接触，所述的冷风旋转管道61外壁安装有冷风输入管63，所述的冷风输入管63与冷风管13相连接，通过该冷风输入管63向冷风旋转管道61内吹入冷却风；所述的冷风旋转管道61的末端与成品圆球排出系统相连接。

采用本实施例的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，其造粒方法具体步骤为：

步骤一、高压风送料管道中混合有粉料的热风进入圆球形成系统，粉料在圆球形成管道41内软化聚集为颗粒，颗粒在螺旋造粒杆42的螺旋作用下逐渐长大为圆球，在圆球形成过程中，螺旋造粒杆42的螺旋叶片外周与圆球形成管道41内壁之间的空隙用于输送向前运动的补充粉料，以供圆球长大，其中：圆球形成管道41内热风通过第一辅助加热装置43加热为180～260℃；本实施例中，圆球形成管道41内热风通过第一辅助加热装置43加热为220℃。值得说明的是，本实施例中的高压风送料管道中混合有粉料的热风在进入圆球形成系统之前是旋转向前运动的。

步骤二、步骤一长大后的圆球进入螺旋滚动成球系统，在螺旋成球杆52的螺旋作用下圆球进一步成型，其中：滚动成球管道51内热风通过第二辅助加热装置53加热为100～160℃；本实施例中滚动成球管道51内热风通过第二辅助加热装置53控制为135℃。此外，如果滚动成球管道51内热风温度超过160℃，可以通过冷却风冷却的方式对滚动成球管道51进行冷却，以控制滚动成球管道51内热风温度保持在100～160℃之间。

步骤三、步骤二成型后的圆球进入风冷冷却系统，通过冷风输入管63向冷风旋转管道61内吹入冷却风，在螺旋风冷杆62的螺旋作用下将圆球冷却硬化，之后进入成品圆球排出系统，即得直径为4～6mm的成品圆球。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种旋转碰撞的塑料造粒设备，其特征在于：包括圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统；其中：所述的圆球形成系统包括圆球形成管道（41）、螺旋造粒杆（42）、第一辅助加热装置（43）和压力表（16），所述的圆球形成管道（41）的入口与高压风送料管道的末端相连通，该圆球形成管道（41）内安装有螺旋造粒杆（42），所述的螺旋造粒杆（42）为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋造粒杆（42）的螺旋叶片外周与圆球形成管道（41）内壁之间设有一空隙，该空隙用于输送向前运动的补充粉料，所述的圆球形成管道（41）外壁安装有第一辅助加热装置（43）和压力表（16）；

所述的螺旋滚动成球系统包括滚动成球管道（51）、螺旋成球杆（52）、第二辅助加热装置（53）和压力表（16），所述的滚动成球管道（51）的入口与圆球形成管道（41）的末端相连通，该滚动成球管道（51）内安装有螺旋成球杆（52），所述的螺旋成球杆（52）为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋成球杆（52）的螺旋叶片外周与滚动成球管道（51）内壁相接触，所述的滚动成球管道（51）外壁安装有第二辅助加热装置（53）和压力表（16）；

所述的风冷冷却系统包括冷风旋转管道（61）、螺旋风冷杆（62）和冷风输入管（63），所述的冷风旋转管道（61）的入口与滚动成球管道（51）的末端相连通，该冷风旋转管道（61）内安装有螺旋风冷杆（62），所述的螺旋风冷杆（62）为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋风冷杆（62）的螺旋叶片外周与冷风旋转管道（61）内壁相接触，所述的冷风旋转管道（61）外壁安装有冷风输入管（63），所述的冷风输入管（63）与冷风管（13）相连接，通过该冷风输入管（63）向冷风旋转管道（61）内吹入冷却风；所述的冷风旋转管道（61）的末端与成品圆球排出系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，其特征在于，所述的滚动成球管道（51）的入口与圆球形成管道（41）的末端通过法兰连接，所述的冷风旋转管道（61）的入口与滚动成球管道（51）的末端也通过法兰连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，其特征在于，所述的第一辅助加热装置（43）和第二辅助加热装置（53）的加热方式为高频加热、电加热、蒸汽加热或燃气加热。

4.根据权利要求3所述的一种旋转碰撞的塑料造粒设备，其特征在于，螺旋造粒杆（42）的螺旋叶片外周与圆球形成管道（41）内壁之间的空隙距离为5～20mm。

5.一种旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法，其特征在于，该旋转碰撞的塑料造粒设备包括圆球形成系统、螺旋滚动成球系统和风冷冷却系统；其中：所述的圆球形成系统包括圆球形成管道（41）、螺旋造粒杆（42）、第一辅助加热装置（43）和压力表（16），所述的圆球形成管道（41）的入口与高压风送料管道的末端相连通，该圆球形成管道（41）内安装有螺旋造粒杆（42），所述的螺旋造粒杆（42）为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋造粒杆（42）的螺旋叶片外周与圆球形成管道（41）内壁之间设有一空隙，该空隙用于输送向前运动的补充粉料，所述的圆球形成管道（41）外壁安装有第一辅助加热装置（43）和压力表（16）；

所述的螺旋滚动成球系统包括滚动成球管道（51）、螺旋成球杆（52）、第二辅助加热装置（53）和压力表（16），所述的滚动成球管道（51）的入口与圆球形成管道（41）的末端相连通，该滚动成球管道（51）内安装有螺旋成球杆（52），所述的螺旋成球杆（52）为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋成球杆（52）的螺旋叶片外周与滚动成球管道（51）内壁相接触，所述的滚动成球管道（51）外壁安装有第二辅助加热装置（53）和压力表（16）；

所述的风冷冷却系统包括冷风旋转管道（61）、螺旋风冷杆（62）和冷风输入管（63），所述的冷风旋转管道（61）的入口与滚动成球管道（51）的末端相连通，该冷风旋转管道（61）内安装有螺旋风冷杆（62），所述的螺旋风冷杆（62）为带有螺旋叶片的螺旋杆，螺旋风冷杆（62）的螺旋叶片外周与冷风旋转管道（61）内壁相接触，所述的冷风旋转管道（61）外壁安装有冷风输入管（63），所述的冷风输入管（63）与冷风管（13）相连接，通过该冷风输入管（63）向冷风旋转管道（61）内吹入冷却风；所述的冷风旋转管道（61）的末端与成品圆球排出系统相连接；该旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法具体步骤为：

步骤一、高压风送料管道中混合有粉料的热风进入圆球形成系统，粉料在圆球形成管道（41）内软化聚集为颗粒，颗粒在螺旋造粒杆（42）的螺旋作用下逐渐长大为圆球，在圆球形成过程中，螺旋造粒杆（42）的螺旋叶片外周与圆球形成管道（41）内壁之间的空隙用于输送向前运动的补充粉料，以供圆球长大，其中：圆球形成管道（41）内热风通过第一辅助加热装置（43）加热为180～260；

步骤二、步骤一长大后的圆球进入螺旋滚动成球系统，在螺旋成球杆（52）的螺旋作用下圆球进一步成型，其中：滚动成球管道（51）内热风通过第二辅助加热装置（53）加热为100～160℃；

步骤三、步骤四成型后的圆球进入风冷冷却系统，通过冷风输入管（63）向冷风旋转管道（61）内吹入冷却风，在螺旋风冷杆（62）的螺旋作用下将圆球冷却硬化，之后进入成品圆球排出系统，即得直径为4～6mm的成品圆球。

6.根据权利要求5所述的一种旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法，其特征在于，步骤一中圆球形成管道（41）内热风通过第一辅助加热装置（43）加热为210～230℃。

7.根据权利要求6所述的一种旋转碰撞的塑料造粒设备的造粒方法，其特征在于，步骤二中滚动成球管道（51）内热风通过第二辅助加热装置（53）加热为130～140℃。

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