CN103770311B - 一种以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，包括送料系统、加热挤出系统、循环水冷系统和热能回收原料预热系统；送料系统将原料送到加热挤出系统；加热挤出系统将原料融化后挤出并送入成型模具；循环水冷系统将挤出模具的产品冷却固化成型；热能回收原料预热系统将从加热挤出系统和循环水冷系统吸收的热量对原料的预热。该设备能直接消化掉各种混杂的废旧塑料并能融合不超过30%的杂质，生产出塑料型材，比废旧塑料造粒回收利用方式的设备投入和人工成本大大降低；设备挤出量大，挤出速度快，产量高，能有效地消除生产中的塑料气味，收集的热能可用于对原料的预热，更好地节能减排。
Description
技术领域
本发明属于综合利用设备技术领域，涉及一种塑料综合利用设备，具体涉及一种生产塑料木的设备。
背景技术
人类在广泛生产、利用塑料制品的同时，消灭塑料废弃物就逐渐成为棘手问题。今天，消灭“白色污染”是环保大势所趋。
传统废旧塑料处理设备是对单一塑料的处理设备，且是按不同聚合物在人工分拣和清洗的基础上对废旧塑料进行融化、造粒得到的是塑料颗粒；若需要制备其他产品，还需要经过对塑料颗粒重新融化后利用其他设备制备；这样不仅增加了工序、增加了设备，而且由于存在两次融化过程，重复能耗，大大增加了回收处理成本。
此外，现有的废旧塑料处理设备能够处理的塑料十分有限，大量的无法分类的废旧塑料仍然需要进行焚烧或者填埋，这不仅是对塑料资源的极大浪费，而且也是一种污染替换另一种污染，其危害性也绝不亚于第一次。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种生产塑料木的设备，解决现有废旧塑料处理设备存在的处理塑料单一有限、处理不彻底的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种以废旧塑料、塑料垃圾为原料，生产塑料木的设备。其特征在于，包括送料系统、加热挤出系统、循环水冷系统和热能回收原料预热系统；
送料系统用于将原料送到加热挤出系统；
加热挤出系统用于将原料融化后挤出并送入成型模具；
循环水冷系统用于将挤出模具的产品冷却固化成型；
热能回收原料预热系统用于将从加热挤出系统和循环水冷系统吸收的热量用于原料的预热。
在优选的实施方式中，上述生产塑料木的设备进一步包括抽风过滤系统；所述抽风过滤系统抽取原料在加热挤出系统熔融挤出和塑型过程中的热气和气味，并将过滤掉气味的热气输送给热能回收原料预热系统。
在优选的实施方式中，上述生产塑料木的设备进一步包括牵引传送系统和收集系统；牵引传送系统用于将固化成型的产品连续拉拽、匀速输送出冷却槽；收集系统用于将冷却成型的产品打包、转运入库。
在优选的实施方式中，上述生产塑料木的设备进一步包括截断系统；所述截断系统设置在牵引传送系统和收集系统之间，用于将冷却成型的产品截断。
在优选的实施方式中，加热挤出系统为单螺杆挤塑机或者双螺杆挤塑机。所述螺杆挤塑机包括加料段、熔融段和均化段；所述加料段的螺纹深度、熔融段的螺纹深度和均化段的螺纹深度依次减小。所述加料段的温度控制在130℃~140℃；所述熔融段的温度比加料段高10℃~30℃；所述均化段的温度比熔融段高10℃~30℃，均化段的最高温度控制在200℃以下。所述螺杆挤塑机中螺杆的长径比为（15~20）：1；所述螺杆与机筒之间的间隙控制在0.1毫米~0.6毫米；所述螺杆压缩比为2~3；所述螺杆压缩比为加料段一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积比。所述螺杆挤塑机中螺杆直径不小于100毫米。
本发明提供的以废旧塑料、塑料垃圾为原料，生产塑料木的设备具有以下技术效果：
1、设备可以容纳全部废旧塑料，不需要按聚合物分类精细分拣和清洗，甚至可容纳30%以下的非塑料杂质，处理废旧塑料更彻底。
2、设备对废旧塑料一次熔融、挤出、塑形，直接生产出终端产品，减少设备重复投入和人工成本，同时比造粒回收利用工艺至少节约一半能耗。
3、调整了螺杆挤塑机的结构，比一般造粒挤塑机塑化要求低，进口加大0.5倍，融体不需过滤、挤出孔径加大0.5-1倍，挤出量大，挤出速度快，产量高。
4、设置的抽风过滤系统和热能回收原料预热系统，能更有效的消除生产过程中的塑料气味，回收热能用于对原料进行预热，更好地节能减排。
附图说明
图1示意性地给出了本发明一个实施例的生产塑料木的设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
本发明提供了一种生产塑料木的设备。
该生产塑料木的设备包括送料系统、加热挤出系统、循环水冷系统和热能回收原料预热系统；送料系统用于将原料送到加热挤出系统；加热挤出系统用于将原料融化后挤出并送入成型模具；循环水冷系统用于将挤出模具的产品冷却固化成型；热能回收原料预热系统用于将从加热挤出系统和循环水冷系统吸收的热量用于原料的预热。
上述生产塑料木的设备可以进一步包括抽风过滤系统；抽风过滤系统抽取原料在加热挤出系统熔融挤出和塑型过程中的热气和气味，并将过滤掉气味的热气输送给热能回收原料预热系统。
上述生产塑料木的设备可以进一步包括牵引传送系统和收集系统；牵引传送系统用于将固化成型的产品连续拉拽、匀速输送出冷却槽；收集系统用于将冷却成型的产品打包、转运入库。此外，该设备可以进一步包括截断系统；截断系统设置在牵引传送系统和收集系统之间，用于将冷却成型的产品截断至需要的尺寸。
该生产塑料木的设备进一步包括自动控制系统，用于控制该设备各组成部分的自动运行，降低人工成本和劳动强度。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，该生产塑料木的设备包括送料系统1，送料系统通过自动加料管道或者传送带与加热挤出系统（这里采用的是螺杆挤塑机7）的进料口6连接。螺杆挤塑机7的出口与模具8的进口相对。模具8的出口与冷却水槽9的进口相对。冷却水槽9的出口为牵引传送系统10。牵引传送系统10后可以加载自动截断系统11，用于将固化成型的产品切断。截断系统11后可以加载收集系统12，用于收集打包入库。
循环水冷系统可以包括冷却水槽9和水池5。
热能回收原料预热系统包括散热器2。散热器2的入口与热水管连接，散热器2的出口与温水管连接，温水管进入水池5，水池5与冷却水槽9前端连接。冷却水槽9的后端与热水管连接。冷却水槽9对挤出模具的产品冷却后，冷却水变为热水，热水经热水管进入散热器2。散热器通过抽风系统的抽风机将热量传给原料箱集中对原料预热，此时热水变为温水通过温水管进入水池5进一步散热后成为冷水，水池5中的冷水进入循环水冷系统重新加以利用。
散热器2可以是由单个散热装置或多个散热片组成，也可以作为冬天取暖用。
抽风过滤系统包括过滤器3，过滤器3中设置有用于消除生产过程中的塑料气味的管道，该管道设置在螺杆挤塑机7的出口的上方。过滤器3与抽风机4连接。抽风机4用于抽取熔融挤塑和模具段的热气和气味，再过水滤除塑料气味；抽风机4又可将散热器2上的热气吹送到原料箱中，作为原料预热能量，塑料木生产过程中的能耗进一步得以回收利用。
上述螺杆挤塑机中螺杆的长径比可以为（15~20）：1。为了满足塑料木生产需要，螺杆挤塑机中螺杆直径应不小于100毫米。挤塑机的进料口比螺杆直径为100mm的造粒挤塑机增大可以不少于0.5倍，不需要对融体进行过滤，挤出口比螺杆直径为100mm的造粒挤塑机可以增加0.5~1倍，挤出速度更快、产量更大。
螺杆挤塑机内部可以设置为三段：加料段、熔融段和均化段。加料段的螺纹深度、熔融段的螺纹深度和均化段的螺纹深度依次减小，也即加料段的螺纹深度最大，均化段的螺纹深度最小。加料段的温度可以控制在130℃~140℃；熔融段的温度可以比加料段高10~30℃；均化段的温度可以比熔融段高10~30℃，均化段的最高温度控制在200℃以下。加料段比螺杆直径为100mm的造粒挤塑机加长15厘米~25厘米。螺杆压缩比可以为2~3，螺杆压缩比为加料段一个螺槽容积与均化段的最后一个螺槽的容积比。螺杆与机筒之间的间隙可以控制在0.1毫米~0.6毫米。挤塑部分相关具体参数，依据不同产品截面积和产量要求，参考普通混炼挤塑机螺杆制造规范设计。上述螺杆挤塑机可以是单螺杆挤塑机，也可以是双螺杆挤塑机。
根据本发明的一个实施例，原料可以是废旧塑料和/或非塑料的废旧物。该废旧塑料成分没有严格的分类要求，可以是膜类废旧塑料，也可以是片状废旧塑料。
上述膜类废旧塑料可以是各类塑料薄膜、袋、无纺布、广告布、化纤织物等等；如农膜、购物袋、旧衣服等等。
上述片状废旧塑料可以是包装物、各类日用塑料制品、电器外壳。如饮料瓶、塑料盆桶、废旧合成地毯、地板胶、塑料玩具、旧鞋、旧包包、家电外壳等等全部热塑型塑料。
上述塑料还可以是目前一般不予回收处理的冷固型塑料，如锅把、强电弱电绝缘硬胶产品等等。
上述膜类废旧塑料和片状废旧塑料包括全部无法分拣只能填埋、焚烧的废旧塑料。
根据本发明的一个实施例，上述非塑料的废旧物杂质可以是能粉碎到塑料木工艺要求直径的小石子、水泥块、细小金属、泥沙、各类碎木屑、细小陶瓷、玻璃碎片、包装物所含的铝箔、小金属针、扣等细小金属或者各类合成纤维等杂质。还可以按配方添加粉碎的农作物秸秆和传统工艺所能应用的其他填充物。
该生产塑料木的设备具有以下优点：
1、具有更广泛的容纳性，可以综合地、十分有效地对所有废旧塑料进行彻底回收利用。不需要分类分拣、不需要清洗就直接生产出需要的产品。特别是已经无法分拣、只能填埋、焚烧的热塑性垃圾塑料、无人回收处理的热固性塑料也能用作塑料木原料，还能容纳总量30%以下的杂质，如：玻璃、陶瓷、泥沙、纤维等等。
本技术完全突破了目前市面上对废旧塑料、垃圾作再生利用的诸多局限和无奈之举，为我们从根本上解决塑料制品对人类社会构成的严重污染找到了新的途径，而且，也为可再生能源的转变提供了创新点。
变废为宝，被填埋、焚烧的垃圾变成了新型材料——塑料木。
塑料木防水、防腐蚀，强度好、韧性好，性能稳定，可作颜色变化，不需要进行表面加工处理，很容易形成规模生产效益，形成运用范围宽广的各种实用性型材，能广泛地替代木材、轻金属，比木材综合成本更低，减少森林砍伐，可以回收再造实现一次性能源的重复再利用。
2、调整了一般造粒挤出机螺杆及螺筒参数外，加大了挤塑机进料口、加大了挤塑机挤出口，融体无需过滤，比一般造粒挤塑机塑化要求减低、挤出量更大、挤出速度快，产量高，节约一半的能耗。
3、抽风过滤系统和热能回收原料预热系统，更有效地消除生产过程中的塑料气味、收集熔融挤出和融体冷却过程的热能，用于对原料进行预热，更好地节能减排。
该生产塑料木的设备可以用于连续挤出或轧制生产线、单体灌铸生产线。
A、连续挤出或轧制生产线：其中条型材、板材两大类不同规格产品，同一模头更换不同型模具即可生产；依据产品截面积大小，可是熔融单头一级挤出，也可是熔融多头一级挤出；外形表面需要特殊图纹、彩色图案型材生产的，加入连续轧制装置和印制装置即可完成，产品可做成各种尺寸、各种颜色和图案，实用途径非常广泛，可以做成各种需要的型材和器具。塑料木型材可生产（10-120）×（10-120）mm2，甚至以上的各类尺寸条材；板材尺寸可达（10-30）×（100-1220）mm2以内任意宽度的板材。连续生产的条材和板材，可生产到任意长度和宽度。实际生产中材料的尺寸标准，依据产品应用领域的标准和用户需求设置。产品生产尺寸的限制来自挤出融体的总量，一般地可以用两头（两台挤塑机）至多头（多头挤塑机）一级融体挤出来满足大尺寸产品的需要。异形构件通过浇铸和灌注等方式很方便的实现。
B、单体灌注生产线：生产外观复杂的较大型异形构件，除热熔、挤出前端抽风过滤系统与条形板型生产线一致外，主要区别是设置有不同的全浸没冷却系统，用灌注的方式一次浇铸完成。如建筑装饰的特殊结构件、艺术装饰构件等产品的生产线。
塑料木型材截面积大，冷却要求高，本发明给出的循环水冷系统和热能回收原料预热系统即可实现。全程采用循环水浸泡冷却，实现对挤出模体的产品快速冷却，冷却行程可以依据产品设定。对截面积大于6000mm2的型材，除加大循环水量外，根据生产场地情况，还可配备专用制冷系统和热能回收循环利用系统，强化冷却工艺。
生产线设置专用热量回收装置收集生产过程的热量，让原材料成为热量介质，置换循环水中热量，促进冷却水快速降温回到冷却槽。热能的综合利用，比冷却塔散热方式更节能，在工厂建设过程中，条件许可还可以充分利用热能作冬天工厂取暖。
设置的专用实芯大截面型材自动裁切系统，满足纵向牵引、横向自动截断，确保不中断连续工作的要求，提高产量，减少使用人工。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，包括送料系统、加热挤出系统、循环水冷系统、热能回收原料预热系统和抽风过滤系统；
送料系统用于将原料送到加热挤出系统；送料系统通过自动加料管道或者传送带与加热挤出系统的进料口连接；
加热挤出系统用于将原料融化后挤出并送入成型模具；所述加热挤出系统为螺杆挤塑机；螺杆挤塑机的出口与模具的进口相对；
循环水冷系统用于将挤出模具的产品冷却固化成型；所述循环水冷系统包括冷却水槽和水池；模具的出口与冷却水槽的进口相对；热能回收原料预热系统用于将从加热挤出系统和循环水冷系统吸收的热量对原料的预热；热能回收原料预热系统包括散热器，散热器的入口与热水管连接，散热器的出口与温水管连接，温水管进入水池，水池与冷却水槽前端连接，冷却水槽的后端与热水管连接；
抽风过滤系统抽取原料在加热挤出系统熔融挤出和塑型过程中的热气和气味，并将过滤掉气味的热气输送给热能回收原料预热系统；抽风过滤系统包括过滤器，过滤器中设置有用于消除生产过程中的塑料气味的管道，管道设置在螺杆挤塑机的出口的上方；过滤器与抽风机连接，抽风机用于抽取熔融挤塑和模具段的热气和气味，再过水滤除塑料气味，抽风机又将散热器上的热气吹送到原料箱中，作为原料预热能量。
2.根据权利要求1所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，进一步包括牵引传送系统和收集系统；
牵引传送系统用于将固化成型的产品连续拉拽、匀速输送出冷却槽；
收集系统用于将冷却成型的产品打包、转运入库。
3.根据权利要求2所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，进一步包括截断系统；所述截断系统设置在牵引传送系统和收集系统之间，用于将冷却成型的产品截断。
4.根据权利要求1所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，加热挤出系统为单螺杆挤塑机或者双螺杆挤塑机。
5.根据权利要求4所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，所述螺杆挤塑机包括加料段、熔融段和均化段；所述加料段的螺纹深度、熔融段的螺纹深度和均化段的螺纹深度依次减小。
6.根据权利要求5所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，所述加料段的温度控制在130℃～140℃；所述熔融段的温度比加料段高10℃～30℃；所述均化段的温度比熔融段高10℃～30℃，均化段的最高温度控制在200℃以下。
7.根据权利要求4-6任一所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，所述螺杆挤塑机中螺杆的长径比为(15～20)：1；所述螺杆与机筒之间的间隙控制在0.1毫米～0.6毫米；所述螺杆压缩比为2～3；所述螺杆压缩比为加料段一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积比。
8.根据权利要求4-6任一所述的以废旧塑料、塑料垃圾为原料生产塑料木的设备，其特征在于，所述螺杆挤塑机中螺杆直径不小于100毫米。
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