活塞定容冲压、整版成型式造粒布料机
所属技术领域
本发明涉及一种液相状态或液相与固相过渡态的物料的造粒布料装置,尤其是能够适应物料粘度值在宽的范围都能正常工作的造粒布料机。
背景技术
目前,公知的液相状态或液相与固相过渡态的物料的造粒布料机为应用于滴落成型造粒机上的滴落式布料机。它由德国人瑞恩·费罗舍克八十年代初发明,八十年代末由瑞典山特维克公司制造并在欧美迅速工业化推广。目前国内应用的为其同类型产品的尖嘴式造粒机,它在保留了滴落成型造粒机根本原理的同时而做了很多局部改进,这些改进获得中国专利,其授权号为:CN2737489Y、CN2555087Y、CN2527335Y、CN2337142Y,它的造粒布料机为尖嘴滴落式布料机,其工作原理是:将要造粒的物料罐中的熔融物料由泵泵出,经过滤器、冷却器、多处理槽、预结晶器冷却调整物料相态后,送入尖嘴滴落式布料机的定子物料槽,并在其中加热至微熔状态,外转筒绕定子作回转运动,当外转筒上的尖嘴经过定子底部时,一定量的物料就会通过外转筒上的尖嘴式小孔喷出,成液滴状一排一排地滴落在运行着的冷却钢带的上表面上,从而完成布料。过程中为了调节物料状态,设置了多个单元的调节设备使得影响因素多并调节繁琐,另外由于物料在结晶过程中虽然温度相同但热晗不尽相同,导致滴落成型机定子物料槽中的物料加热后粘度变化大,而外转筒上的尖嘴甩料对物料的粘度值范围适应窄,因而极易造成生产产能的不稳定以及成型料滴几何状态的不规则,授权公告号为:CN202470426U的换热器就是为调整物料粘度苛刻的要求设计的特殊换热器,但是它不能从根本上解决问题;再者整个过程的物料需经过由“热态”变成“冷态”,再由“冷态”变成“热态”,浪费能源。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种原理、结构不同于现有技术的布料机,它靠瞬间的活塞冲压将设定体积的物料布满于一定长度的钢带面上而形似一个“版面”,活塞定容冲压、整版成型式造粒布料机与转动钢带通过各自驱动的调频电机调整配合为同步,使得它布出的料在钢带上“版版相接”,该布料机要布的物料在布料时只需经过冷却至:即不因粘度太低而使得布出的物料坍塌在冷却钢带上,又不因结晶后硬度太大而使得活塞冲压不动不能布料,因此它能够适应物料的粘度值域宽,布出的成型料滴几何状态稳定、均匀,因而应用它能使的整个造粒系统的设备减少且生产稳定,同时节约能源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在图1中,变线轨道转轮(1)、活塞压料器(4)固定在同一框架上保证其空间位置的相对不变,优选的变线轨道转轮(1)在活塞压料器(4)的正上方;如图2所示活塞压料器(4)的压料活塞(3a)的组成部分活塞接杆(3.2)置于曲线轨道槽(1.4)内,构成变线轨道转轮(1)的开口轨道轮(1.1)内有曲线轨道槽(1.4),曲线轨道槽(1.4)其特征是:它的曲线外缘由圆弧、渐变曲线、轨道突变线(1.5)构成闭合的曲线,闭合的曲线各部分的长度比例根据布料物料的性质不同而确定,它的比例设置确保:每一个循环布料过程中有充裕时间向活塞上部腔室(4.1)补料、向压料储槽(6)补充物料的速度平稳、压料活塞(3a)的冲压布料瞬间完成,传动轴(1.2)与调频电机驱动的减速机的动力轴相连接;压料储槽(6)、转动钢带(7)、喷淋冷却水在整个造粒机装置中的空间位置不变;压料储槽(6)在转动钢带(7)正上方且等宽,优选的两者的间距在5~100mm且平行;压料活塞(3a)的冲压布料过程中进料止回阀(4.8)、出料止回阀(4.11)配合其工作,进料止回阀(4.8)的性能特征是:较低压力的进料管(4.9)内的物料压力(优选的仅靠进料储罐的势能压力)可以正向通过它而任何逆向压力的物料都不能通过,出料止回阀(4.11)的性能特征是:较低压力的进料管(4.9)内的物料压力及任何逆向压力的物料都不能通过它;活塞杆(3.1)的存在使得压料活塞(3a)上行与下行过程中上、下扫过的容积不等,另外进料止回阀(4.8)及出料止回阀(4.11)在开启或关闭过程中总会因微小的动作滞后造成微小的内漏,以上两个原因都能导致冲压布料量大于向压料储槽(6)内补充的物料量,两者即使在每一个循环压料过程中有少量的减少也会使得多个循环后不能正常布料,为此本发明设置了两种不同的补偿物料量的技术措施,如图1、图4所示实施例一的补偿措施是:在活塞杆(3.1)上连有杠杆动力杆(3.4),它通过杠杆(3.5)带动补偿活塞杆(3.6)继而带动补偿活塞(3.7)运动,滑动支点杆(3.8)上部与支点轴(3.5.1)连接,其作用是提供杠杆的支点,下部固定在杠杆支座(3.9)上,并且可以方便的在杠杆支座(3.9)上作滑动调节,杠杆动力杆(3.4)的作用是为补偿活塞(3.7)提供动力使其与压料活塞(3a)作同步且反向的运动,从而形成物料的补偿,通过调节滑动支点杆(3.8)的位置达到调节补偿量,补偿活塞(3.7)连接在活塞压料器(4)的上部并与其内部相通,图5是杠杆(3.5)的结构示意图,它的两端有滑动槽一(3.5.2)、滑动槽二(3.5.3)分别与杠杆动力杆(3.4)、补偿活塞杆(3.6)相连接,它们互相配合工作从而完成物料量的补偿;实施例二的物料补偿技术措施是:将压料活塞(3a)改为异径活塞(3b),其结构特征是:活塞的上部分直径略大于下部分直径,从而使得活塞上行排料量略大于或等于下行时的压料量,这种补偿可以微过量,过量的物料在压料之前凸出在布料孔(6.4)外,凸出量占一次布料量的5%之内时,因物料的张力原因很容易做到物料的不自由滴落,使得这种补偿的过盈量有一个适应范围,满足了异径活塞(3b)物料补偿功能的可实现性;限位圈(2)配合可调节限位杆(4.6)工作,目的是限制活塞的下行位移行程,从而达到调节冲压物料的容积,拉力弹簧(2.1)两端分别固定在限位圈(2)和活塞压料器(4)的上端面上,其作用是增加活塞下行冲压的冲力,与它并行的技术措施还有:图2、图3所示的强制下压杆(1.6)固定在变线轨道转轮(1)上,它配合固定在活塞接杆(3.2)上的强制下压板(3.3)工作;为方便实际生产的操作,本发明中还有附图中标明的其他附属部件。
解决技术问题的过程是:首先打开上部放气口(4.14)、打开进料管(4.9)的进料阀待物料充满了活塞上部腔室(4.1)后关闭上部放气口(4.14),然后打开下部放气口(4.7)并启动调频电机驱动减速机带动变线轨道转轮(1)按图1中示意的箭头方向旋转,此时物料经过上料止回阀(4.8)、活塞上部腔室(4.1)、出料接口(4.10)、出料止回阀(4.11)、出料管(4.12)、压料储槽(6)、活塞下部腔室(4.2)向系统进料并将系统内的空气排出,待物料充满了整个系统后关闭下部放气口(4.7),此时,如图2所示的置于开口轨道轮(1.1)内的活塞接杆(3.2)受曲线轨道槽(1.4)轨道的作用而沿轨道运动,处于圆弧段时,曲线外缘与活塞接杆(3.2)不接触,活塞接杆(3.2)处于最低点,它只受压料活塞(3a)的重力及拉力弹簧(2.1)向下的拉力的作用,此时物料流经进料止回阀(4.8)进入并充满活塞上部腔室(4.1),出料止回阀(4.11)阻止较低压力的物料向后流动,曲线轨道槽(1.4)转过圆弧段继而进入渐变线段(曲线半径逐渐变小),此时曲线外缘与活塞接杆(3.2)接触并强制的作用于活塞接杆(3.2)向上的力,这个力克服活塞重力及拉力弹簧(2.1)的拉力,使得压料活塞(3a)渐渐的向上运动,此时进料止回阀(4.8)受逆向力的作用关闭,而出料止回阀(4.11)受足够大的正向力的作用而开启,伴随着压料活塞(3a))自下而上的运动过程,活塞上部腔室(4.1)中的物料压至压料储槽(6)中,转过渐变线段继而进入轨道突变线,此时曲线外缘与活塞接杆(3.2)的接触瞬间消失,其作用力也随之消失,压料活塞(3a)在向下的活塞重力及向下的拉力弹簧(2.1)拉力的共同作用下,瞬间下落至最低点,冲出与活塞扫过等体积的物料,经过冲力分散板(6.1)后物料均匀的从紧密布置的多个布料孔(6.4)中冲出而同时着落于转动钢带(7)上而形似一个“版面”,从而完成了一个循环的布料,冲力分散板(6.1)的作用是:使冲力均匀的扩散到各个布料孔(6.4)中,在这个过程中出料止回阀(4.11)受逆向力的作用关闭,进料止回阀(4.8)受正向力的作用开启,继而进入下一个循环布料过程。调整调频电机驱动的转动钢带(7)的转速,使每一个循环的布料在转动钢带(7)上面“版版相接”,喷淋冷却水(7.1)位于钢带下面,作用是将布出的物料冷却。
本发明的有益效果是:
解决了液相状态或液相与固相过渡态物料造粒的现有技术中对布料物料的粘度的苛刻要求,本发明装置可以方便的替换目前应用的液相状态或液相与固相过渡态物料造粒机的滴落式布料机,能够在减少调节物料粘度的一部分设备后仍能布出均匀规则的物料粒子,大大增加了造粒系统运行的稳定性,并且节约能源。
附图说明:
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明的第一个实施例的装配构造图。
图2是图1、图6的A-A剖视图。
图3是图2的A向视图。
图4是图1的I处局部放大图。
图5是图4中构件3.5的构造图。
图6是本发明的第二个实施例的装配构造图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图中1.变线轨道转轮,1.1.开口轨道轮,1.2.传动轴,1.3.辐条,1.4.曲线轨道槽,1.5.轨道突变线,1.6.强制下压杆,2.限位圈,2.1.拉力弹簧,3a.压料活塞,3b.异径活塞,3.1.活塞杆,3.2.活塞接杆,3.3.强制下压板,3.4.杠杆动力杆,3.5.杠杆,3.5.1.支点轴,3.5.2.滑动槽一,3.5.3滑动槽二,3.6.补偿活塞杆,3.7.补偿活塞,3.8.滑动支点杆,3.9.杠杆支座,4.活塞压料器,4.1.活塞上部腔室,4.2.活塞下部腔室,4.3.活塞缸体,4.4.上部缸腔排静口,4.5.下部缸腔出料口,4.6.可调节限位杆,4.7.下部放气口,4.8.进料止回阀,4.9.进料管,4.10.出料接口,4.11.出料止回阀,4.12.出料管,4.13.活塞缸体喘油接口,4.14.上部放气口,5.活塞缸外夹套室,5.1.夹套外壁,5.2.加热上接口,5.3.加热下接口,5.4.活塞杆密封,6.压料储槽,6.1.冲力分散板,6.2.冲力分散孔,6.3.加热盘管,6.4.布料孔,6.5.储槽进料口,7.转动钢带,7.1.喷淋冷却水。
具体实施方式:
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在图1中,变线轨道转轮(1)、活塞压料器(4)固定在同一框架上保证其空间位置的相对不变,优选的变线轨道转轮(1)在活塞压料器(4)的正上方;压料储槽(6)、转动钢带(7)、喷淋冷却水安装后在整个装置中的空间相对位置不变,压料储槽(6)在转动钢带(7)正上方且等宽,优选的两者的间距在5~100mm且平行;变线轨道转轮(1)由开口轨道轮(1.1)、传动轴(1.2)、辐条(1.3)、强制下压杆(1.6)构成,如图2所示开口轨道轮(1.1)的构造特征是具有开口的曲线轨道槽(1.4),曲线轨道槽(1.4)的曲线外缘由圆弧、渐变曲线、轨道突变线(1.5)构成闭合的曲线,闭合的曲线各部分的长度比例根据布料物料的性质不同而确定,它的各部分长度比例设置确保:每一个布料循环过程中有充裕时间向活塞上部腔室(4.1)补料、向压料储槽(6)补充物料的速度平稳、压料活塞(3a)的冲压布料瞬间完成,传动轴(1.2)与调频电机驱动的减速机的动力轴相连接;限位圈(2)呈圆环状,它通过辐条状连接杆径向固定连接在活塞接杆(3.2)上,圆环成水平布置,它的外缘周圈在随同压料活塞(3a)下行接触到可调节限位杆(4.6)后限制活塞下行,从而起到布料物料体积的定容,拉力弹簧(2.1),其结构特征是多根相同的弹簧下部以均匀、圆周分布的形式连接在活塞压料器(4)的上面,上部与限位圈(2)连接,其作用是增加活塞下行冲压的冲力,如图2、图3所示强制下压杆(1.6)固定在变线轨道转轮(1)上,它配合强制下压板(3.3)工作,其作用是进一步的保障压料活塞(3a)的下行冲压的冲力;压料活塞(3a)置于活塞缸体(4.3)内,压料活塞(3a)上连有活塞杆(3.1)继而通过便于拆卸的法兰与活塞杆(3.1)连接的活塞接杆(3.2),图2中活塞接杆(3.2)的顶端置于曲线轨道槽(1.4)内,其作用是变线轨道转轮(1)通过它带动压料活塞(3a)运动,活塞接杆(3.2)上固定连接着强制下压板(3.3),如图1、图4所示活塞杆(3.1)上还连有杠杆动力杆(3.4),它通过杠杆(3.5)带动补偿活塞杆(3.6)继而带动补偿活塞(3.7)运动,滑动支点杆(3.8)上部与杠杆(3.5)的支点轴(3.5.1)连接,下部固定在杠杆支座(3.9)上,并且可以方便的作滑动调节,杠杆动力杆(3.4)的作用是为补偿活塞(3.7)提供动力使其与压料活塞(3a)作同步且反向运动,补偿活塞(3.7)连接在活塞压料器(4)的上部并与其内部相通,它的作用是补偿因活塞杆(3.1)的存在使得压料活塞(3a)上行与下行过程中上、下扫过的容积不等,以及进料止回阀(4.8)及出料止回阀(4.11)在开启或关闭过程中因微小的动作滞后造成的内漏而使得冲压布料量大于向压料储槽(6)补充的物料量,通过滑动支点杆(3.8)在杠杆支座(3.9)上的滑动来调节补偿量,以达到二者相等;压料器(4)由活塞上部腔室(4.1)、活塞下部腔室,(4.2)、活塞缸体(4.3)、上部缸腔排静口(4.4)、下部缸腔出料口(4.5)、可调节限位杆(4.6)、下部放气口(4.7)、进料止回阀(4.8)、进料管(4.9)、出料接口(4.10)、出料止回阀(4.11)、出料管(4.12)、上部放气口(4.14)构成,上部缸腔排静口(4.4)与活塞上部腔室(4.1)的下部接通,其用途是在设备停用时将活塞上部腔室(4.1)中的物料卸出,下部缸腔出料口(4.5)与储槽进料口(6.5)通过管道连接,可调节限位杆(4.6)与限位圈(2)配合工作,起到限制活塞的下行位移行程从而调节冲压物料的容积,多根相同且均匀圆周分布的可调节限位杆(4.6)的下端垂直连接在活塞压料器(4)的上部壳体上,并且它的长度是方便调节的,上部放气口(4.14)与活塞上部腔室(4.1)连接并相通,其用途是原始开车初始进料时,排出活塞上部腔室(4.1)内的空气,下部放气口(4.7)与活塞下部腔室,(4.2)连接并相通,其用途是原始开车初始进料时,排出系统内的空气,进料止回阀(4.8)一端通过进料管(4.9)连接至所要造粒的物料储罐,它的另一端连接至活塞上部腔室(4.1)中,进料止回阀(4.8)的性能特征是:较低压力的进料管(4.9)内的物料压力(优选的仅靠进料储罐的势能压力)可以正向通过它而任何逆向压力的物料都不能通过,活塞下行时物料通过它抽至活塞上部腔室(4.1)中,活塞上行时将进料管(4.9)切断,出料止回阀(4.11)一端通过出料接口(4.10)连通活塞上部腔室(4.1),它的另一端通过出料管(4.12)连接压料储槽(6),出料止回阀(4.11)的性能特征是:较低压力的进料管(4.9)内的物料压力及任何逆向压力的物料都不能通过它,活塞上行时将活塞上部腔室(4.1)中的物料通过它并压至压料储槽(6),活塞下行时将出料管(4.12)切断;活塞缸外夹套室(5)由夹套外壁(5.1)与活塞缸体(4.3)的外壳构成为腔室,它上面的加热上接口(5.2)、加热下接口(5.3)分别接入活塞缸外夹套室(5)的上下部,其作用是在长久停车后重新开车时流动的加热介质通过它们将粘挂在缸体上的物料融化从而防止固态物料影响压料活塞(3a)的运行,活塞杆密封(5.4)其作用是防止物料从活塞杆处泄露;压料储槽(6)由上面设有多个冲力分散孔(6.2)的冲力分散板(6.1)、加热盘管(6.3)、布料孔(6.4)、储槽进料口(6.5)构成,冲力分散板(6.1)水平的置于压料储槽(6)的内部,在其上面分布着多个不等径的冲力分散孔(6.2),其作用是将活塞冲压形成的物料压力均匀的向各处传递而在多个布料孔(6.4)内相等,加热盘管(6.3)水平的置于压料储槽(6)的内部,在冲力分散板(6.1)的上面或下面,优选的在冲力分散板(6.1)的下面,其作用是正常开车时通过它的换热调节物料温度以稳定物料的粘度,停车时将物料加热熔化放出,多个布料孔(6.4)优选的采用正三角形错位布置,它的孔径、孔深、孔距根据物料性质不同合理设置;转动钢带(7)通过它两端的辊轮带动而转动且钢带面水平设置,通过调频电机驱动辊轮转动;压料储槽(6)安装在钢带上面的一端,两者相距(5~100mm),喷淋冷却水(7.1)位于钢带下面,作用是将布出的物料冷却。
如图6所示,实施例二的活塞定容冲压、整版成型式造粒布料机应用于造粒机的布料,实施例二与实施例一的区别在于,活塞定容冲压、整版成型式造粒布料机的异径活塞(3b)代替了压料活塞(3a),其结构特征为:活塞的上部分直径略大于下部分直径,直径差异的大小以确保异径活塞(3b)下行冲压布料的量略少于或等于通过进料止回阀(4.8)进入活塞上部腔室(4.1)的进料量,因此它在具有压料活塞(3a)的作用的同时,补偿了因进料止回阀(4.8)及出料止回阀(4.11)在开启或关闭过程中因微小的动作滞后造成的物料内漏,保证冲压布料量等于或略小于向压料储槽(6)补充的物料量,这一技术措施与实施例一中由杠杆动力杆(3.4)、杠杆(3.5)、补偿活塞杆(3.6)、补偿活塞(3.7)、滑动支点杆(3.8)、杠杆支座(3.9)配合共同作用的进料补偿措施效果相同,为消除异径活塞(3b)运动过程中与活塞缸体(4.3)的下部形成真空区域,设置了活塞缸体喘油接口(4.13)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,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保护范围之内。