CN104492663A - 一种连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制作保温原材料特殊泡粒的设备领域，具体涉及“一种连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机”，由控制系统、物料供给与混料系统、物料复合固化烘干与输送系统、物料破碎与出料系统和废气排放装置所组成，每个系统和子单元的运行速度通过变频器调整独立运行。控制系统以混料器的工作速度为核心参数，带动各个系统和子单元联合工作，解决了对聚苯乙烯发泡泡粒包裹阻燃涂层因粘稠而发生的不均匀性和因间歇式生产致使产量低等问题。本发明设备使用的阻燃包裹剂适应粘稠度大幅度提高，明显提高材料的阻燃性能；降低了固化促进剂的投入和成本；提高了包裹聚苯乙烯泡粒的产量；设备程序控制简单、设计新颖、布局紧凑。

Description

一种连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机

技术领域

本发明涉及制作保温板原材料包裹泡粒的设备领域，尤其是指一种适应于连续不间歇式混料、固化烘干包裹聚苯乙烯泡粒涂层的设备。

背景技术

近年来，因各地建筑保温材料质量问题，连续不断的发生重大火灾，造成人力物力的巨大损失，使建筑保温材料的使用面临着严峻的考验。目前，国内一些厂家对南韩的包裹聚苯乙烯(EPS)泡粒涂层间歇式罐式搅拌包裹机进行模仿和改造，该设备为了实现对聚苯乙烯泡粒包裹阻燃涂层，采用了两级大罐搅拌和传统流化床烘干装置。

为了提高包裹EPS泡粒涂层做出保温板燃烧的不滴落和离火自熄性，现有技术公开了多种实现保温板不滴淌和离火自熄性的方法，其中常用的是添加大量3800厘泊以下粘稠度的阻燃包裹剂和固化促进剂混合，固化促进剂和阻燃包裹剂的配比约为25∶100；由于其工作原理的限制，适用液体阻燃包裹剂粘稠度范围小，在1300厘泊-3800厘泊之间，粘稠度超过后搅拌结团而不能使用；粘稠度适应范围小，明显限制了加入阻燃剂的比例，相对影响产能且生产出的保温板达不到燃烧分级B1级；大型搅拌罐内壁面积大，粘稠的阻燃包裹剂对其形成大面积的牢固粘接物，清理困难且费时，内壁需要不沾处理的面积达40平方米以上，成本过高，EPS泡粒包裹粘稠阻燃涂层的固化烘干时间约10分钟以上，生产效率低。其加工原理为间歇进料式，不能实现连续生产。重量约45吨，占用钢材多，制造成本高，占地面积和空间较大，通常占地60平方米，高约7米。

发明内容

为了解决上述现有设备存在的问题，本发明提供了“一种连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机”，实现了对聚苯乙烯泡粒连续快速均匀包裹粘稠阻燃涂层并固化的多功能的工业化技术方案，提高了工业化加工能力。如图2本发明设备适用液体阻燃包裹剂粘稠度范围在1300厘泊-10000厘泊之间；加入阻燃剂的比例最高可达到40％，给阻燃配方的有效选择增加了范围；混料器内壁面积小，面积仅为现有设备的五分之一，不沾处理成本低，便于清理；EPS泡粒包裹粘稠阻燃涂层的烘干时间短，5-6分钟即可实现泡粒涂层的固化，生产效率高，固化促进剂使用量较小，和阻燃包裹剂的配比约为8∶100；加工方式为连续进料式。

本发明所采用如下技术方案：

一种连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机，该设备由控制系统、搅拌罐、泵、混料器、螺旋送料器、网状上料仓、拔叉、微波辐射器、固化烘干箱、加热风道、热交换器、输送装置、物料一次破碎装置、物料二次破碎装置、出料装置和废气排放装置所组成。

上述组成中，搅拌罐与泵连接，直接把搅拌好的阻燃包裹剂和固化促进剂供给混料器，网状上料仓底部与混料器相连，将EPS泡粒供给混料器；而后混料器将各种物料边均匀搅拌边挤压到固化烘干箱输送装置的首端，通过拔叉将物料团拔平，输送装置的两端分别连接混料器和出料装置，上层输送带的首端是热交换器，侧面是热风烘干单元，经过微波辐射器的加温，通过物料一次破碎装置将物料团进行破碎分散，热风烘干单元同时工作，在全程输送中对分散的物料团进行保温固化和干燥，物料团最后进入物料二次破碎装置中进行最后的破碎而成为包裹阻燃涂层的单体泡粒，物料一次破碎装置和物料二次破碎装置分别连接输送装置上层的顶部和下层的尾部，通过尾部的破碎装置底部的漏筛进入出料装置后，单体泡粒被吹风机移出储存备用。在运行中，物料废气排放装置将输送装置中的废气排出中和。以上各个部件之间均通过控制系统控制，实现相互之间的自动化生产功能。

所述搅拌罐是阻燃包裹剂搅拌罐，将专用热固性树脂、阻燃剂搅拌成阻燃包裹剂；

所述混料器由混料桶、搅拌轴、搅拌扇叶组成；

所述混料桶，优化为活动瓦片式，可以进行分解拆卸，便于检修和保养；

所述搅拌轴，优选为双轴螺旋交叉断叶；

所述混料器中的混料桶、搅拌轴、搅拌扇叶和物料一次破碎装置表面须涂覆特种不粘物质，喷涂物质优选为特种专用特氟龙；

所述混料器，采用了双轴螺旋交叉断叶搅拌挤压出料结构，主轴电机旋转带动双轴同时进行同方向的旋转，主轴转一周，对物料的搅拌次数相当于所有断叶交叉的总数；

所述混料器，可以整体顺着专用导轨移出工作位置，再通过设备自带专用吊装装置将其平稳放置地上，以便于检修、保养和更换部件；

本发明的有益效果是：此设备为连续不间歇式生产，每小时包裹EPS泡粒5-40立方米；使用液体阻燃包裹剂的粘稠度范围大，从1300厘泊-10000厘泊均可以均匀包裹泡粒涂层，且生产效率高；阻燃剂添加量大，阻燃剂和树脂的配比最高可达0.4∶1；阻燃包裹剂和聚苯泡粒的配比最高可达1.4∶1，因而产品的阻燃效果理想；固化促进剂添加比例小，固化促进剂和阻燃包裹剂的比例为8∶100，固化促进剂的使用减低约65％，降低了成本，并有利于产品的强度和耐候性；混料器内壁面积为现有设备的五分之一，涂覆不沾物质面积小，成本低；整机重量约10.5吨，占地仅34平方米，高3米，节省了钢材的使用和占地空间。本设备加工原料粘稠度适应度大，阻燃剂填入量大，阻燃包裹剂和聚苯泡粒混合比例大，搅拌均匀，产量高，自动化程度高，成本相对低，设计新颖，布局紧凑。

附图说明

图1是连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机的主要结构。(以双层输送装置为例说明)

1-搅拌罐、2-变频电机泵(阻燃包裹剂)、3-网状上料仓、4-螺旋送料器、5-拔叉、6-微波辐射器、7-物料-次破碎装置、8-废气排放装置、9-输送装置、10-固化烘干箱、11-加热风道、12-热交换器、13-出料装置、14-物料二次破碎装置、15-漏筛、16-吹风机、17-混料器、18-变频电机泵(固化促进剂)、19-控制系统。

图2是两种设备加入不同粘稠度树脂后形成新阻燃包裹剂的各项指标对比。

图3是设备流程图，虚线是部件构成的各个系统。

具体实施方式

下面结合具体的附图和实施例对本发明的做进一步详细说明，但是本发明的保护范围并不限于此。

如图1和图3所示：把专用热固性树脂和阻燃剂在搅拌罐1中混合均匀，搅拌成阻燃包裹剂，搅拌罐1与变频电机泵(阻燃包裹剂)2相连，固化促进剂通过变频电机泵18(固化促进剂)定量后，直接把搅拌好的阻燃包裹剂和固化促进剂供给混料器17，网状上料仓3和混料器17之间设置螺旋送料器4，将发泡好的EPS泡粒通过螺旋送料器4供给混料器17；而后混料器17将各种物料边均匀搅拌边挤压到固化烘干箱10输送装置9的首端，通过拔叉5将物料团拔平，所述的输送装置9是贯穿在固化烘干箱10的内部，两端分别连接混料器17和出料装置13，上面首端是热交换器12，侧面是热风烘干单元11，经过微波辐射器6，通过物料一次破碎装置7将物料团进行破碎分散，热风烘干单元11同时工作，在全程输送中对分散的物料团进行保温固化和干燥，物料团通过输送装置9最后进入物料二次破碎装置14中进行最后的破碎而成为包裹阻燃涂层的单体泡粒，物料一次破碎装置7和物料二次破碎装置14分别连接输送装置9的顶部和底部尾部，通过尾部的物料二次破碎装置14底部的漏筛19进入出料装置13后，单体泡粒被吹风机16移出储存备用。在运行中，物料废气排放装置8将输送装置9中的废气排出中和。以上均通过控制系统控制，实现相互之间的自动化生产功能。(以双层输送装置为例说明)

所述网状上料仓、螺旋送料器构成了聚苯乙烯泡粒供给单元；所述搅拌罐、变频电机泵(阻燃包裹剂)构成了阻燃包裹剂供给单元；所述变频电机泵(固化促进剂)自成固化促进剂供给单元；所述微波辐射器、固化烘干箱、输送装置构成了微波热辐射固化加温单元；所述加热风道、热交换器、构成了热风烘干单元。

<一>控制系统

所有单元均通过控制系统以混料器的转速为基准工作参数，带动各个单元进行相对联合的工作，也可通过控制系统进行操作模式的转换，变自动操作为手动模式。

所述控制系统是通过各个变频器单元设置报警点和强行关车装置。

通过PLC接受流量计传输的数据，调整和修正变频电机的转速，如供阻燃包裹剂变频电机、供固化促进剂变频电机；同时供泡粒变频电机、输送装置变频电机、搅拌罐变频电机、混料器变频电机，也以混料器的工作速度为核心参数，通过PLC控制联动，以达到产品的匹配供料、快速固化和烘干、粉碎和移出的设计匹配运行的目的。

通过对各个运行单元的运行监控，根据不同的设备生产环节的风险控制需要，出现运行不稳定或者故障，报警1秒至10秒钟后，对设备整机进行自动的强行关机后继续报警。信号源由有关故障单元的电流变化或者传感器提供。

当阻燃包裹剂供给不稳定时，声讯、光讯报警，运行严重不稳定或者停止供给的时候，整机自动停机。信号源由供阻燃包裹剂的变频器提供。

当固化促进剂供给不稳定时，声讯、光讯报警，运行严重不稳定或者停止供给的时候，整机自动停机。信号源由供固化促进剂的变频器提供。

当泡粒供给不稳定时，声讯、光讯报警，运行严重不稳定或者停止供给的时候，整机自动停机；信号源由聚苯乙烯泡粒供给单元中的传感器提供。

微波热辐射固化加温单元、热风烘干单元内部主要测试点的温度范围超出后，声讯、光讯报警。信号源由设备中的电流变化数据提供。

当设备专用外源气压不稳定时，声讯、光迅报警，出现停气或者气压不足导致拨叉不动时，整机自动停机。信号源由气压传感器提供。

当废气排放装置不工作的时候，声讯、光迅报警，10秒后整机自动停机。

当各个运行单元发生故障时，操作触摸屏能够明确显示出故障单元和部位。

<二>物料供给与混料系统

聚苯乙烯泡粒供给单元、阻燃包裹剂供给单元、固化促进剂供给单元、混料器组成了物料供给与混料系统。

所述聚苯乙烯泡粒供给单元，采用了在混料器送料口上方加装了连体网状上料仓储存聚苯乙烯泡粒，并在连体网状上料仓和混料器进料口之间设置由变频器控制的螺旋送料器向混料器送料，送料速度和混料器的转速成比例匹配。其中，在混料器进料口加装的连体网状上料仓可以为单仓式，也可做成双仓式。单仓式放置未用过的聚苯乙烯发泡泡粒，双仓式其中的主仓装未用过聚苯乙烯发泡泡粒，其中副仓装包裹过阻燃层的加工边角颗粒。

所述阻燃包裹剂供给单元，采用了变频电机泵供给阻燃包裹剂，通过定量器准确定量后注入混料器，并与固化促进剂供给单元匹配联动。注入阻燃包裹剂的液体流量：50-800公斤/小时

所述固化促进剂供给单元，采用了变频电机泵供给固化促进剂，经过定量器准确定量后注入混料器，并与阻燃包裹剂供给单元匹配联动。注入固化促进剂液体流量：5-100公斤/小时。

所述混料器，采用了双轴螺旋交叉断叶搅拌挤压出料结构，由主轴变频电机旋转带动双轴同时进行同方向的旋转，主轴转一周，对物料的搅拌次数相当于所有断叶交叉的总数；混料器将注入的各类物料边搅拌边挤向混料器另一端的出口，落入固化烘干箱输送装置的首端；控制双轴动力的变频电机通过变频器可调。

所述阻燃包裹剂供给单元，采用变频电机泵供给专用树脂，加入阻燃剂配制成液体阻燃包裹剂。搅拌罐为立式搅拌罐，配有变频电机调整搅拌的转速。搅拌轴由上、中、下三层搅拌叶组成，以便于均匀搅拌。物料由专用树脂、各种阻燃剂和增韧剂混合。

混料器采用了双轴螺旋交叉断叶搅拌挤压出料结构，主轴电机旋转带动双轴同时进行同方向的旋转，主轴转一周，对物料的搅拌次数相当于所有交叉断叶的总数。控制双轴动力的变频电机通过变频器可调，同时混料器与聚苯乙烯泡粒供给单元、阻燃包裹剂供给单元、固化促进剂供给单元、微波热辐射固化加温单元、热风烘干单元和输送装置的运行联动；混料器旋转挤压物料从混料器进料口到出料口的过程中，物料发生数千次受力摩擦后被挤压出混料器，而此时球状物料被混合胶液均匀包裹，而得到包裹液体阻燃涂层的聚苯乙烯发泡泡粒。

<三>物料复合固化烘干与输送系统

微波热辐射固化加温单元、热风烘干单元、固化烘干箱和输送装置组成了物料复合固化烘干与输送系统。

所述微波热辐射固化加温单元，对包裹粘稠阻燃包裹剂的聚苯乙烯泡粒物料团采用微波辐射穿透固化加热的方式。当混合好的黏性物料团在进入固化烘干箱的第一时间，通过拨叉将其拨平后，通过微波辐射器工作辐射区间，在极短的时间内对通过的EPS泡粒包裹阻燃包裹剂的粘稠涂层进行穿透加温固化，热固性包裹树脂涂层遇热快速发生固化干燥，物料团的内部温度在45℃-50℃之间；微波辐射器在固化烘干箱内进行封闭式加热。

所述热风烘干单元，经过微波热辐射固化加温单元加热的物料团，通过热交换器向烘干箱内吹入干燥热风进行保温和流动补充固化烘干。保温在48℃-55℃。

所述输送装置的传送带为双层或者单层输送，其中，所述双层输送，物料通过第一层传送带输送至尾部落入下方的第二层传送带继续输送至尾部下方的物料破碎单元；所述单层输送，物料通过单层输送装置直接送至尾部下方的物料破碎单元。

<四>物料破碎与出料系统

物料一次破碎装置、物料二次破碎装置和物料出料装置组成了物料破碎与出料系统。

所述物料一次破碎装置，经过微波辐射穿透固化加温后，通过卧式拨轮，将物料首次分散破碎，使物料均匀受热以加速干燥速度。

所述物料二次破碎装置，将固化烘干后的物料团，被破碎机破碎。

所述出料装置，经过破碎机破碎取得的细小泡粒或者最小物团，通过破碎机底部漏筛掉入出料仓，吹风机或者吸风机将其送入管道最后输送到储藏仓备用。

<五>废气排放装置

通过离心式鼓风机，将固化烘干箱中的潮湿废气吸出，排放到地下液化池中进行中和分解后排出。当阻燃颗粒被输送装置送入尾部的破碎装置时，液体阻燃包裹剂和液体固化促进剂在加温干燥的过程中会产生水蒸气体；同时产品的主要物料为一般化工产品的成品，为固体物料聚苯乙烯、酚醛树脂和极少部分的酸产生的混合废气体，通过离心式鼓风机吸入车间外部封闭式储存池中迅速被中和液体中和分解。

所述聚苯乙烯泡粒供给单元、阻燃包裹剂供给单元、固化促进剂供给单元、微波热辐射固化加温单元、热风烘干单元、输送装置、物料一次破碎装置、物料二次破碎装置和出料装置，均以混料器的转速为基准工作参数，实现匹配的联动工作，以实现对聚苯乙烯泡粒单个包裹阻燃涂层的设计功能。

综上所述，以上实施例仅为了清楚地说明本发明所作的设备工作运行举例，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种连续式包裹聚苯乙烯泡粒涂层的包裹固化机，其特征在于，该设备由控制系统、聚苯乙烯泡粒供给单元、阻燃包裹剂供给单元、固化促进剂供给单元、混料器、微波热辐射固化加温单元、热风烘干单元、输送装置、物料一次破碎装置、物料二次破碎装置和出料装置；

各单元相对独立运行，速度可调，以混料器的转速为基准工作参数，实现匹配的联动工作，实现对聚苯乙烯泡粒连续快速均匀包裹粘稠阻燃涂层并固化的多功能的工业化技术方案。

2.根据权利要求1所述聚苯乙烯泡粒供给单元，其特征在于：混料器进料口上方加装了连体网状上料仓储存聚苯乙烯泡粒，并在连体网状上料仓和混料器进料口之间设置由变频器控制的螺旋送料器，向混料器送料，送料速度和混料器的转速成比例匹配。

3.根据权利要求1所述的阻燃包裹剂供给单元，其特征在于：采用了变频电机泵通过定量器将阻燃包裹剂准确定量后注入混料器，并与固化促进剂供给单元匹配联动。

4.根据权利要求1所述的供固化促进剂供给单元，其特征在于：采用了变频电机泵通过定量器将固化促进剂准确定量后注入混料器，并与阻燃包裹剂供给单元匹配联动。

5.根据权利要求1所述的混料器，其特征在于：采用了双轴螺旋交叉断叶搅拌挤压结构，由主轴变频电机旋转带动双轴同时进行旋转，将注入的各类物料边搅拌边挤向混料器另一端的出口，最后将搅拌好的粘稠物料挤出落入固化烘干箱输送装置首端。

6.根据权利要求1所述设备，其特征在于：所述的微波热辐射固化加温单元，对包裹粘稠阻燃涂料的聚苯乙烯泡粒物料团采用微波热辐射穿透固化的方式；所述的热风烘干单元，其特征在于：经过微波热辐射固化加温单元加热的物料物团，再次通过流动的热干燥风保温干燥和辅助固化的方式；所述输送装置，其特征在于：传送带为双层或者单层输送，其中，所述双层式输送，其特征在于：所述物料通过第一层传送带输送至尾部落入下方的第二层传送带继续输送至尾部下方的物料破碎单元被破碎；所述单层式输送，其特征在于：所述物料通过一层传送带直接送至尾部物料破碎单元被破碎。

7.根据权利要求1所述设备，其特征在于，所述物料一次破碎装置中，被微波热辐射穿透固化加温后的物料层通过卧式拨轮将物料层分散破碎；物料二次破碎装置中，其特征在于：固化烘干后的物料团，被破碎机破碎。所述出料装置，其特征在于：物料颗粒被吹风机或者引风机用风力移出。

8.根据权利要求1中所述的混料器，其特征在于：由混料桶、搅拌轴、搅拌扇叶组成，表面须涂覆特种不粘物质，喷涂物质优选为特种专用特氟龙。

9.根据权利要求8所述混料桶，其特征在于：优化为活动瓦片式。