CN105128174A - 一种高效均匀热塑料颗粒冷却水槽及冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效均匀热塑料颗粒冷却水槽及冷却方法，所述水槽包括槽体，该槽体由槽底板和两个槽侧板连接而成；所述槽体的流道内设有多个流体扰动坎，每个流体扰动坎为由迎流板、引流板、槽底板和槽侧板共同构成的斜多面锥体，其中，所述迎流板迎着水流设置，所述引流板背向水流设置，所述迎流板和引流板的顶边相互连接形成限流顶边、底边分别与槽底板连接，该迎流板和引流板的一端与槽侧板连接形成斜多面锥体的首端、另一端构成斜多面锥体的尖端；设置在槽体的流体扰动坎形成首端高、尖端低的限流结构；设在槽体的多个流体扰动坎首端和尖端依次连接。本发明的冷却水槽具有结构简单、制作方便、成本低、冷却速度快、均匀等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料再生或改性加工成塑料颗粒等过程中的热塑料粒的冷却设备及方法，具体涉及一种高效均匀热塑料颗粒冷却水槽及冷却方法。
背景技术
在塑料再生或改性加工成塑料颗粒过程中，需要对塑料熔融后，从挤压摸头的网孔中挤出，在挤压摸头的外侧设置切粒机构，将挤出的条状物料切割成粒状；然后在冷却水槽中用冷却水使之迅速冷却成型，同时防止塑料颗粒粘结成团。
现有技术中，为了提高塑料颗粒的冷却效果，所述冷却水槽的流道设置成迂回形，迂回形的流道能够增加冷却水的湍流，使得塑料颗粒与冷却水之间的热交换更加充分，从而提高冷却效果。但是现有的冷却水槽存在以下不足：
1、流道的结构复杂，制作难度大、成本高。
2、现有流道流形设计湍流效果依然不足，冷却效果仍然欠佳，且冷却不够均匀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，该冷却水槽具有结构简单、制作方便、成本低、冷却速度快、均匀等优点。
本发明的另一个目的在于提供一种应用上述高效均匀热塑料颗粒冷却水槽实现的高效均匀塑料造粒水环切冷却方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
一种高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，包括槽体，该槽体由槽底板和两个槽侧板连接而成，其特征在于：
所述槽体的流道内设有多个流体扰动坎，每个流体扰动坎为由迎流板、引流板、槽底板和槽侧板共同构成的斜多面锥体，其中，所述迎流板迎着水流设置，所述引流板背向水流设置，所述迎流板和引流板的顶边相互连接形成限流顶边、底边分别与槽底板连接，该迎流板和引流板的一端与槽侧板连接形成斜多面锥体的首端、另一端构成斜多面锥体的尖端；
设置在槽体的流道内的流体扰动坎形成首端高、尖端低的限流结构，并且每个流体扰动坎从首端至尖端均沿着水流方向斜向前设置；设在槽体的流道内的多个流体扰动坎的首端和尖端依次连接。
本发明的一个优选方案，其中，每个流体扰动坎的尖端与相对的槽侧板以及下一个流体扰动坎的首端之间具有流动间隙。该流动间隙的作用在于让位于相邻两个流体扰动坎之间的流体能够全部向前流动，防止有流体困在相邻两个流体扰动坎之间。
本发明的一个优选方案，其中，所述槽体的槽侧板的顶端高于流体扰动坎的首端的最高点，这样槽体内的流体液面可以高于流体扰动坎的最高点，使得浮于液面的物料能够顺利通过流体扰动坎。
本发明的一个优选方案，其中，所述流体扰动坎中的迎流板和引流板由一块整板弯折而成，或者由两块板拼焊而成，具有成型简单、成本低等优点。
本发明的一个优选方案，其中，所述迎流板的底边与槽体的槽侧板之间的夹角θ1为0°＜θ1＜90°；所述迎流板与槽体的槽底板之间的夹角θ2为0°＜θ2＜90°；所述限流顶边与槽体的槽底板之间的夹角θ3为0°＜θ3＜90°。可根据实际需要选择合适的角度。
一种应用上述高效均匀热塑料颗粒冷却水槽实现的高效均匀热塑料颗粒冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)由冷却水夹带着热塑料颗粒形成的物料进入到槽体中受重力作用向低处流动；
(2)物料遇到第一个流体扰动坎后，形成两个路径的流动，第一个流动路径为沿着迎流板斜向上流动，翻越限流顶边后受重力作用继续向下游流动；第二个流动路径为因受斜多面锥体的阻拦而沿着其首端至尖端的方向横向斜向前流动，并从流体扰动坎的尖端进入下一个流体扰动坎后侧的空间内；接着物料遇到第二个流体扰动坎，再次形成上述两个路径的流动；
物料在上述两个流动路径的反复作用下，流向忽上忽下、忽左忽右，不断出现翻滚旋转；流速时急时缓；流向和流速反复变化形成充分的湍流，让塑料颗粒和冷却水分布均匀，对塑料颗粒进行均匀快速冷却，并尽可能减少颗粒之间的碰撞粘结。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
1、冷却水在槽体内的流动过程中，流体扰动坎加强的流态扰乱，让流体的流径和流速反复变化，使得冷却水可以形成充分的湍流，从而对塑料颗粒起到了充分和均匀的冷却；甚至熔融状态塑料颗粒因扰动大，从而不易出现碰撞、粘连结块的现象。
2、本发明的流道结构简单，只需在普通的冷却水槽中设置首尾相接的流体扰动坎即可，且所述流体扰动坎的结构简单，可预先制作，装配到槽体中即可。
附图说明
图1～图5为本发明的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽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为俯视图，图3为左视图，图4和图5为立体图，图4中表示物料的流动路径中，实心箭头表示第一个流动路径，空心箭头表示第二个流动路径。
图6和图7为图1～图5所示实施方式中流体扰动坎(迎流板和引流板部分)的立体结构示意图，其中，图6为流体扰动坎的顶部视图，图7为流体扰动坎的底部视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1～图7，本发明的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽包括槽体1，该槽体1由槽底板1-2和两个槽侧板1-1连接而成。所述槽体1的流道内设有多个流体扰动坎2，每个流体扰动坎2为由迎流板2-1、引流板2-2、槽底板1-2和槽侧板1-1共同构成的斜多面锥体，其中，所述迎流板2-1迎着水流设置，所述引流板2-2背向水流设置，所述迎流板2-1和引流板2-2的顶边相互连接形成限流顶边2-3、底边分别与槽底板1-2连接，该迎流板2-1和引流板2-2的一端与槽侧板1-1连接形成斜多面锥体的首端、另一端构成斜多面锥体的尖端。设置在槽体1的流道内的流体扰动坎2形成首端高、尖端低的限流结构，并且每个流体扰动坎2从首端至尖端均沿着水流方向斜向前设置；设在槽体1的流道内的多个流体扰动坎2的首端和尖端依次连接。
参见图1～图5，每个流体扰动坎2的尖端与相对的槽侧板1-1以及下一个流体扰动坎2的首端之间具有流动间隙3。该流动间隙3的作用在于让位于相邻两个流体扰动坎2之间的流体能够全部向前流动，防止有流体困在相邻两个流体扰动坎2之间。
参见图1～图5，所述槽体1的槽侧板1-1的顶端高于流体扰动坎2的首端的最高点，这样槽体1内的流体液面可以高于流体扰动坎2的最高点，使得浮于液面的物料能够顺利通过流体扰动坎2。
参见图6和图7，所述流体扰动坎2中的迎流板2-1和引流板2-2由一块整板弯折而成，并焊接在槽体1中形成流体扰动坎2，具有成型简单、成本低等优点。
参见图1～图3，所述迎流板2-1的底边与槽体1的槽侧板1-1之间的夹角θ1为45°；所述迎流板2-1与槽体1的槽底板1-2之间的夹角θ2为40°；所述限流顶边2-3与槽体1的槽底板1-2之间的夹角θ3为20°。采用上述结构参数的流体扰动坎2能够获得更好的湍流效果，也可根据实际需要选择合适的角度。
参见图4和图5，本发明的应用上述高效均匀热塑料颗粒冷却水槽实现的高效均匀塑料造粒水环切冷却方法包括以下步骤：
(1)由冷却水夹带着塑料颗粒形成的物料进入到槽体1中受重力作用向低处流动；
(2)物料遇到第一个流体扰动坎2后，形成两个路径的流动，第一个流动路径为沿着迎流板2-1斜向上流动，翻越限流顶边2-3后受重力作用继续向下游流动(进入下一个流体扰动坎2后侧的空间内)；第二个流动路径因受斜多面锥体的阻拦而沿着其首端至尖端的方向横向斜向前流动，并从流体扰动坎2的尖端进入下一个流体扰动坎2后侧的空间内；接着物料遇到第二个流体扰动坎，再次形成上述两个路径的流动；
物料在上述两个流动路径的反复作用下，流向忽上忽下、忽左忽右，不断出现翻滚旋转；流速时急时缓(物料在第一个流动路径的流动过程中，靠近流体扰动坎2首端的部位由于受阻高度较高而流速慢，靠近流体扰动坎2尖端的部位由于受阻高度较小而流速快；在整个槽体1中，首尾连接的多个流体扰动坎2让沿着第一流动路径流动的物料的流动速度顺着限流顶边2-3反复进行快慢渐变)；流向和流速反复变化形成充分的湍流，让塑料颗粒和冷却水分布均匀，对塑料颗粒进行均匀快速冷却，并尽可能减少颗粒之间的碰撞粘结。
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 (6)
1.一种高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，包括槽体，该槽体由槽底板和两个槽侧板连接而成，其特征在于：
所述槽体的流道内设有多个流体扰动坎，每个流体扰动坎为由迎流板、引流板、槽底板和槽侧板共同构成的斜多面锥体，其中，所述迎流板迎着水流设置，所述引流板背向水流设置，所述迎流板和引流板的顶边相互连接形成限流顶边、底边分别与槽底板连接，该迎流板和引流板的一端与槽侧板连接形成斜多面锥体的首端、另一端构成斜多面锥体的尖端；
设置在槽体的流道内的流体扰动坎形成首端高、尖端低的限流结构，并且每个流体扰动坎从首端至尖端均沿着水流方向斜向前设置；设在槽体的流道内的多个流体扰动坎的首端和尖端依次连接。
2.根据权利要求1所述的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，其特征在于，每个流体扰动坎的尖端与相对的槽侧板以及下一个流体扰动坎的首端之间具有流动间隙。
3.根据权利要求1或2所述的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，其特征在于，所述槽体的槽侧板的顶端高于流体扰动坎的首端的最高点。
4.根据权利要求1或2所述的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，其特征在于，所述流体扰动坎中的迎流板和引流板由一块整板弯折而成，或者由两块块板拼焊而成。
5.根据权利要求1或2所述的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽，其特征在于，所述迎流板的底边与槽体的槽侧板之间的夹角θ1为0°＜θ1＜90°；所述迎流板与槽体的槽底板之间的夹角θ2为0°＜θ2＜90°；所述限流顶边与槽体的槽底板之间的夹角θ3为0°＜θ3＜90°。
6.一种应用权利要求1～5中任一项所述的高效均匀热塑料颗粒冷却水槽实现的高效均匀热塑料颗粒冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)由冷却水夹带着热塑料颗粒形成的物料进入到槽体中受重力作用向低处流动；
(2)物料遇到第一个流体扰动坎后，形成两个路径的流动，第一个流动路径为沿着迎流板斜向上流动，翻越限流顶边后受重力作用继续向下游流动；第二个流动路径为因受斜多面锥体的阻拦而沿着其首端至尖端的方向横向斜向前流动，并从流体扰动坎的尖端进入下一个流体扰动坎后侧的空间内；接着物料遇到第二个流体扰动坎，再次形成上述两个路径的流动；
物料在上述两个流动路径的反复作用下，流向忽上忽下、忽左忽右，不断出现翻滚旋转；流速时急时缓；流向和流速反复变化形成充分的湍流，让塑料颗粒和冷却水分布均匀，对塑料颗粒进行均匀快速冷却，并尽可能减少颗粒之间的碰撞粘结。
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