CN105821490B - 一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，包括沿流水作业方向依次设置的团粒机、往复式混炼挤出机和单螺杆挤出机；所述往复式混炼挤出机包括挤压混炼系统、往复传动系统、电器控制系统及温度控制系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括挤出段和混炼段；所述挤出段和/或混炼段上开设有抽真空孔，所述抽真空孔与抽真空设备连接。通过使用本申请的设备，在进入单螺杆挤出机之前先创造性的使用了往复式混炼挤出机对涤纶料进行混炼，并将涤纶料内的水汽和油剂及其其他纺织中用到的助剂抽走，降低涤纶的降解，提高了再生涤纶纤维丝的质量。

Description

一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机

技术领域

本发明涉及一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机。

背景技术

众所周知，我国是纺织工业大国，同时也是纺织品消费大国，每年我国废旧纺织品高达数千万吨之巨。涤纶（polyester，简称PET）织物在废弃纺织品中占据了相当大的比重，因此，如何通过合理有效的办法使废旧涤纶织物得以再资源化成了摆在我们面前急待解决的难题，现有的涤纶废旧料几乎都被当做垃圾进行掩埋和焚烧，对环境造成了破坏，再利用率极低。现有的涤纶绿色处理中可以将将废旧涤纶布料回收后进行再加工，使其变成再生涤纶纤维丝，但是现有的涤纶的混炼往往直接通过单螺杆挤出机进行混炼挤出，这样的混炼设备和工艺往往导致后期涤纶丝的微孔数量较多，减低了涤纶丝的拉伸强度，达不到使用要求。现有技术急需一种能够减低纶丝微孔数量，提高拉伸强度的涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种能够减低纶丝微孔数量，提高拉伸强度的涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，包括沿流水作业方向依次设置的团粒机、往复式混炼挤出机和单螺杆挤出机；所述往复式混炼挤出机包括挤压混炼系统、往复传动系统、电器控制系统及温度控制系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括挤出段和混炼段，所述挤出段和混炼段间隔设置且相互连通；所述挤出段和/或混炼段上开设有抽真空孔，所述抽真空孔与抽真空设备连接。

通过使用本申请的设备，在进入单螺杆挤出机之前先创造性的使用了往复式混炼挤出机对涤纶料进行混炼，大大提高了混料效果，同时在混炼的过程中对涤纶料进行抽真空处理和低温混炼，将涤纶料内的水汽和油剂及其其他纺织中用到的助剂抽走，降低涤纶的降解，排除了涤纶中的微孔，保证了涤纶的拉伸强度，提高了再生涤纶纤维丝的质量。

作为优选的，挤压混炼系统最前端为挤出段且设有混合物料入口，颗粒料入料口与颗粒料电子称重器连接，颗粒料电子称重器与混合物料入口连接，团粒机输出端与颗粒料入料口配合衔接；颜料入料口与颜料电子称重器连接，颜料电子称重器与混合物料入口连接。这样的设计便于往复螺杆挤出机与团粒机和单螺杆挤出机之间衔接配合。

作为优选的，所述混合物料入口与团粒机的输出端配合连接。这样的设计便于往复螺杆挤出机与团粒机衔接配合。

作为优选的，往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm；这样的结构设计可以提高温度检测的精度。

作为优选的，往复式混炼挤出机的螺杆长径比18以上，转速为100-400r/min；这样的设计使涤纶料在一分钟内具有10万此的剪切和挤压，进行充分的混炼。单螺杆挤出机螺杆转速为60-100r/min。

作为优选的，单螺杆挤出机输出端与过滤器进料口连接，过滤器出料口与纺丝设备连接。这样的设计便于加工一次成丝。

作为优选的，电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护等；温度控制系统包括油、水模温机及管路等。这样的设计便于对设备进行温度控制和保护。

作为优选的，所述团粒机包括底座、筒体、动力装置、传动装置，所述传动装置包括轴承座、传动件，所述轴承座、动力装置分别固定在所述底座上，所述筒体固定设于所述轴承座上，所述轴承座上装配有一主轴，所述主轴一端伸入筒体内，另一端通过所述传动件与动力装置连接;所述筒体与主轴之间设有一刀架组件，所述刀架组件装置包括多个定刀座、至少一个动刀盘，所述走刀座固定设于所述筒体内筒壁上，所述走刀座上活动装配有走刀，所述动刀盘固定装设于所述主轴上，所述动刀盘上装配有若干动刀，所述走刀与动刀之间设有剪切问隙，所述筒体内还设有加热装置、测温装置，与所述筒体连接设有冷却液氮气供给装置、水份除去装置及出料筒装置。这样的团粒机可以实现涤纶粉碎、混合、造粒功能。

作为优选的，所述筒体包括上筒体、下筒体，所述上筒体与所述下筒体之间通过连接件活动连接，所述下筒体固定设于所述轴承座上，所述走刀座设于所述下筒体内筒壁上，所述冷却液氮气供给装置、水份除去装置与所述上筒体顶部连接，所述加热装置、测温装置设于所述下筒体内，所述出料筒装置与所述下筒体连接。这样的设计是对方案的一种优化。

作为优选的，所述上筒体、下筒体均设有外壳、内胆，所述加热装置和测温装置装设与所述外筒体的外壳和内胆之间，所述加热装置为红外线铸铝加热装置，测温装置为电热偶测温装置。这样的设计是对方案的一种优化。

本发明的优点和有益效果在于：通过使用本申请的设备，在进入单螺杆挤出机之前先创造性的使用了往复式混炼挤出机对涤纶料进行混炼，大大提高了混料效果，同时在混炼的过程中对涤纶料进行抽真空处理和低温混炼，将涤纶料内的水汽和油剂及其其他纺织中用到的助剂抽走，降低涤纶的降解，排除了涤纶中的微孔，保证了涤纶的拉伸强度，提高了再生涤纶纤维丝的质量。

附图说明

图1为本发明加工结构示意图；

图2为团粒机结构示意图。

图中：1、底座；2、动力装置；3、控制装置；4、上简体； 5、下简体；6、主轴；7、走刀座；8、走刀；9、动刀盘；10、动刀；11、搅拌桨；12、轴承座；13、传动件；14、放料管道； 15、阀板；16、启闭装置；17、外壳；18、内胆；19、加热装置；20、冷却液氮气供给装置；21、水份除去装置；21、团粒机；22、单螺杆挤出机；23、挤出段；24、混炼段；25、抽真空孔；26、抽真空设备；27、混合物料入口；28、过滤器；29、纺丝设备；30、颗粒料入料口；31、颗粒料电子称重器；32、颜料入料口；33、颜料电子称重器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-图2所示，一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，包括沿流水作业方向依次设置的团粒机21、往复式混炼挤出机和单螺杆挤出机22；所述往复式混炼挤出机包括挤压混炼系统、往复传动系统、电器控制系统及温度控制系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括挤出段23和混炼段24，所述挤出段23和混炼段24间隔设置且相互连通；所述挤出段23和/或混炼段24上开设有抽真空孔25，所述抽真空孔25与抽真空设备26连接。

所述挤压混炼系统最前端为挤出段23且设有混合物料入口27，所述挤压混炼系统最后端为挤出段23且与单螺杆挤出机22输入端连接。

挤压混炼系统最前端为挤出段且设有混合物料入口27，颗粒料入料口30与颗粒料电子称重器31连接，颗粒料电子称重器31与混合物料入口27连接，团粒机21输出端与颗粒料入料口30配合衔接；颜料入料口32与颜料电子称重器33连接，颜料电子称重器33与混合物料入口27连接。

往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm；

往复式混炼挤出机的螺杆长径比18以上，转速为100-400r/min；单螺杆挤出机22螺杆转速为60-100r/min。

单螺杆挤出机22输出端与过滤器28进料口连接，过滤器28出料口与纺丝设备29连接。

电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护等；温度控制系统包括油、水模温机及管路等。

所述团粒机包括底座1、筒体、动力装置2、传动装置，所述传动装置包括轴承座12、传动件13，所述轴承座12、动力装置2分别固定在所述底座1上，所述筒体固定设于所述轴承座12上，所述轴承座12上装配有一主轴6，所述主轴6一端伸入筒体内，另一端通过所述传动件13与动力装置2连接;所述筒体与主轴6之间设有一刀架组件，所述刀架组件装置包括多个定刀座、至少一个动刀10盘9，所述走刀8座7固定设于所述筒体内筒壁上，所述走刀8座7上活动装配有走刀8，所述动刀10盘9固定装设于所述主轴6上，所述动刀10盘9上装配有若干动刀10，所述走刀8与动刀10之间设有剪切问隙，所述筒体内还设有加热装置19、测温装置，与所述筒体连接设有冷却液氮气供给装置20、水份除去装置及出料筒装置。

所述筒体包括上筒体、下筒体，所述上筒体与所述下筒体之间通过连接件活动连接，所述下筒体固定设于所述轴承座12上，所述走刀8座7设于所述下筒体内筒壁上，所述冷却液氮气供给装置20、水份除去装置与所述上筒体顶部连接，所述加热装置19、测温装置设于所述下筒体内，所述出料筒装置与所述下筒体连接。

所述上筒体、下筒体均设有外壳17、内胆18，所述加热装置19和测温装置装设与所述外筒体的外壳17和内胆18之间，所述加热装置19为红外线铸铝加热装置19，测温装置为电热偶测温装置。

所述出料筒装置包括出料口、放料管道14、阀板15，所述出料口设于所述下简体5上，所述放料管道14与所述出料口固定连接，所述阀板15设于所述放料管道14上，所述阀板15上连接设有一启闭装置16。

所述动刀10盘9上连接设有一搅拌桨11。

所述轴承座12上设有一型腔，所述型腔内灌注有冷却循环水。

所述传动件13为三角皮带轮传动件13，所述三角皮带轮传动件13上连接设有皮带张紧装置。

所述剪切问隙的范围为0.3-4mm 。

与上述涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机相对应的涤纶废布纺丝的加工工艺包括以下步骤：

S1、将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；

S2、将清理过的杂色涤纶废布粉碎成碎片，并同时对碎片进行加热处理，加热温度小于涤纶料的熔化温度，使得涤纶料呈软化状态；

S3、对软化状态下的涤纶料进行急速冷却，使其收缩，成为颗粒料，然后烘干颗粒料中的水份；

S4、将烘干后的颗粒料投入往复式混炼挤出机中进行低压力混炼，保持涤纶料在往复式混炼挤出机中混炼温度小于涤纶料的熔化温度，并对往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔进行抽真空操作，将涤纶料中的油剂、水汽及其其它的挥发性杂质吸走；

S5、涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机22进行高压高温挤出，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器28过滤杂质，然后进入纺丝设备29形成再生涤纶短纤维。

所述步骤S2和S3在团粒机21中进行，开启团粒机21工作，将杂色涤纶废布粉碎为微小片状，随着团粒机21刀片的高速旋转，所述的涤纶料温度上升至200℃～245℃时，再喷洒冷水或者充入液氮冷却使软化的涤纶料收缩，成为颗粒料。

所述步骤S4中，涤纶料沿往复式混炼挤出机的作业方向依次经过输送-混炼-输送-混炼的作业循环，所述混炼的挤压压强小于0.1MPa，所述抽真空的位置与输送位置和/或混炼位置相互配合，所述往复式混炼挤出机中容纳涤纶料的筒体内腔真空度为负压0.1MPa。

所述步骤S3中颗粒料的烘干程度小于70ppm。

所述步骤S4中的混炼温度为 220℃~250℃。

所述步骤S4中的混炼温度为235℃。通过复式混炼挤出机上的加热系统、冷却系统及其温度控制系统的调节实现，误差不超过1℃。

所述步骤S4中，往复式混炼挤出机的螺杆长径比为18以上，物料降解率为3％~6％。

所述步骤S2或者步骤S4或者步骤S5中加入染料对涤纶料进行着色处理。

所述步骤S4中往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm。

所述物料温度传感器沿往复式混炼挤出机设置有多路，并对浆料温度进行时时检测。

其中，本申请步骤S4中所使用的往复式混炼挤出机包括挤压混炼系统、往复传动系统、电器控制系统及温度控制系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括挤出段23和混炼段24，所述挤出段23和混炼段24间隔设置且相互连通；电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护等；温度控制系统包括油、水模温机及管路等；

所述销钉为中空，温度传感器的检测端部设置在销钉内，与筒体内腔的距离为10~30mm；

所述挤出段23和/或混炼段24上开设有抽真空孔25，所述抽真空孔25与抽真空设备26连接；

所述挤压混炼系统最前端为挤出段23且设有混合物料入口27，所述挤压混炼系统最后端为挤出段23且与单螺杆挤出机22输入端连接；混合物料入口27与团粒机21的输出端配合连接；单螺杆挤出机22输出端与过滤器28进料口连接，过滤器28出料口与纺丝设备29连接。

由于独特的往复式混炼挤出机的工作原理、结构特点，该机在机构上与普通的螺杆挤出机有很大的不同，其螺杆上的的螺纹是不连续的，螺纹每转一圈，中断三次；机筒是剖分式的，可以迅速打开，清理物料，内表面按照一定的规律安排着三排捏合销钉，可以调整和更换，销钉是中空的，以便安装热传感器或注入液体；螺杆由不同螺纹元件组成，积木式的套在芯轴上，芯轴和机筒可以分别加热或者冷却；

该机与常规挤出机的不同是，螺杆在连续旋转的同时还按照一定的规律做轴向往复运动；这使得物料在螺杆和机筒中的运动大为复杂，机筒上的固定销钉如同第二根螺杆，它起到了对螺棱的清扫，对物料的混炼和输送，对物料进行分布和分散混合的作用；它非常的不同于普通单螺杆和双螺杆挤出机的是：混合作用是在轴向和径向同时发生的；该机还有彻底的混合、捏合和自清洁的作用。

实施例

在使用时，第一步，将回收的杂色涤纶废布清理除去杂物及灰尘备用；

第二步，将清理好的杂色涤纶废布投入团粒机21中，开启团粒机21工作，将杂色涤纶废布粉碎为微小片状，随着团粒机21刀片的高速旋转，所述的涤纶料温度上升至180℃或者200℃或者220时（优选200℃），再通过冷却液氮气供给装置20喷如液氮使软化的涤纶料收缩，成为颗粒料，在杂色涤纶废布粉碎的过程中，将涤纶料产生的水汽和粉尘利用鼓风机抽出；这样可以降低后期处理过程中的水解程度；

所述挤压混炼系统最前端为挤出段23且设有混合物料入口27，颗粒料从颗粒料入料口30投入经过颗粒料电子称重器31称重之后进入混合物料入口27；颜料从颜料入料口31投入经过颜料电子称重器32称重之后进入混合物料入口27，把烘干后的颗粒料及颜料按配方比例投入往复式混炼挤出机中进行低温低压加工，由于采用软化点加工工艺，机筒内的物料是粘稠状态，促使颜料迅速黏附在粘稠的涤纶浆料上；

第二步，开启多级往复式混炼挤出机，多级挤压混炼系统及其他系统运行，涤纶料在挤出段23-混炼段24-挤出段23-混炼段24中相应的进行多级输送-向前压力不超过0.1MPa的混炼-输送-向后无压力混炼作业，涤纶料经过剪切、取向、切割、折叠、拉伸等功能的充分混炼，可以提高涤纶料的混炼效果；

其中往复式混炼挤出机中的混炼的挤压压强在0.1MPa以下，（其中优选0.08MPa）；混炼的温度为220℃或者235℃或者250℃（优选235℃）；筒体内腔真空度为负压0.1MPa 。这样的温度、挤压压力和真空度的设计可以达到以下效果：a，由于涤纶在高压下容易降解，所以涤纶料在如此的混炼温度下不容易降解，最大限度的保证了涤纶材料的物理特性；b，由于涤纶纺织物在生产过程中加入了一定的油剂、助剂、渗透剂、软化剂及其他易挥发的低聚物，这些低聚物，如果没有很好的除去，在涤纶材料中会产生大量的微孔，微孔的存在会大大降低再生涤纶丝的拉升强度；而本申请中的低挤压力，低温混炼温度可以保持涤纶处于软化状态，而非融化状态，而此时的温度已超过了低聚物的气化温度，低聚物可以被气化，再配合筒体内的抽真空状态，可以较快的将涤纶物料内的气化低聚物抽出，降低涤纶料内的杂质，减小后期微孔的存在，提高再生涤纶丝的拉升强度；在抽真空的过程中，涤纶料容易从抽真空孔结构25中溢出，但是低挤压力和低混炼温度（保持涤纶较强的粘力）都会抑制涤纶料的溢出。

在这里需要强调的是多级往复式混炼挤出机的结构特点和运行特点也使得低聚物的抽出便于高效实现，由于低聚物是不规律的分布在涤纶料内的，涤纶料在软化状态下具有一定的黏力，即使低聚物受热而气化由于受到涤纶料粘力的束缚也不易从涤纶料的内心飘逸到外表面，只有低聚物被混炼至涤纶料的表层时，低聚物才能被有效的释放并被抽出，所以需要多级往复式混炼挤出机的剪切、取向、切割、折叠、拉伸等强大的多级混炼功能将不同位置的涤纶料中的低聚物暴露在表面，多级往复式混炼挤出机的螺杆长径比为18，转速为100-400r/min；一分钟内具有10万次的剪切、取向、切割、折叠、拉伸，可以较为充分的将涤纶料内的低聚物释放，并被抽出；同时相对与单向的螺杆挤出方式，多级往复的运行方式可以促进筒体内部气体的运行利于从不同的筒体位置上的多级抽真空孔结构25中被抽出。

第四步，涤纶料从往复式混炼挤出机中挤出后进入单螺杆挤出机22进行高压挤出，单螺杆挤出机22螺杆转速为60-100r/min；这样的挤出压力和混炼温度利于涤纶熔融。

第五步，涤纶料经过高压挤出后通过过滤器28过滤杂质，然后进入纺丝设备29形成有色的再生涤纶纤维丝。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，其特征在于：包括沿流水作业方向依次设置的团粒机、往复式混炼挤出机和单螺杆挤出机；所述往复式混炼挤出机包括挤压混炼系统、往复传动系统、电器控制系统及温度控制系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，往复式混炼挤出机上设有物料温度传感器，所述物料温度传感器的检测端部设置在销钉内，深入筒体内腔的距离为10mm~30mm；筒体内腔的浆料温度通过销钉壁传递于物料温度传感器，销钉壁的厚度为2-3mm，挤压混炼系统最前端为挤出段且设有混合物料入口，颗粒料入料口与颗粒料电子称重器连接，颗粒料电子称重器与混合物料入口连接，团粒机输出端与颗粒料入料口配合衔接；颜料入料口与颜料电子称重器连接，颜料电子称重器与混合物料入口连接，所述分段设置的机筒依次包括挤出段和混炼段，所述挤出段和混炼段间隔设置且相互连通；所述挤出段和/或混炼段上开设有抽真空孔，所述抽真空孔与抽真空设备连接。

2.如权利要求1所述的涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，其特征在于：往复式混炼挤出机的螺杆长径比18以上，转速为100-400r/min；单螺杆挤出机螺杆转速为60-100r/min。

3.如权利要求2所述的涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，其特征在于：单螺杆挤出机输出端与过滤器进料口连接，过滤器出料口与纺丝设备连接。

4.如权利要求2或3所述的涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，其特征在于：电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护；温度控制系统包括油、水模温机及管路。

5.如权利要求4所述的涤纶废布纺丝抽真空混炼挤出机，其特征在于：团粒机包括剪切机构、温度控制机构和冷却组件，所述冷却组件为液氮冷却组件。