CN106426647B - 用于制造微粉化粉末的系统、方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造微粉化粉末的系统、方法和装置。所述系统、方法和装置包括预研磨加工、低温冻结，以及研磨馈入材料和升温、铁金属和纤维去除、积聚、过筛和微粉化粉末的存储。总体来说，所述升温可能涉及使微粉化粉末通过所述升温装置再循环。此外，所述积聚可以允许所述研磨和过筛分别以其最佳速率发生，且通过使用振动筛进行的所述纤维去除可以提高所述微粉化粉末的纯度。在一个实施方案中，所述微粉化粉末包括微粉化橡胶粉末(“MRP”)。

Description

用于制造微粉化粉末的系统、方法和装置
技术领域
本发明的系统、方法和装置总体上是有关于微粉化粉末产生，且更具体来说是有关于由具有非均质尺寸和组成的材料产生预定粒度范围的微粉化粉末。
背景
微粉化粉末可用于多种应用(例如，用于食品工业、制药工业、塑料工业、橡胶工业等)。然而，用于生产微粉化粉末的传统方法昂贵而又低效。
举例来说，呈用过的轮胎和其他橡胶/弹性体制品形式的硫化橡胶废弃物代表了一种主要的环境问题。该问题的一个解决方案是将硫化橡胶再循环成微粉化橡胶粉末(“MRP”)，所述微粉化橡胶粉末随后可用于多种应用，包括作为填料用于新橡胶混合物(例如，用于车辆轮胎的轮胎胎面化合物)、塑料调配物(例如，作为填料用于聚烯烃)、柏油等。在这些应用中，MRP被用来代替原生化合物材料且包括符合美国试验与材料学会标准(例如ASTM D-5603-01，其根据构成组合物的颗粒的最大尺寸以美国标准筛号对材料进行分类)的小尺寸(例如，直径为2mm或更小)硫化弹性体颗粒。
总体来说，可以通过低温研磨、化学方法和其他方法来产生MRP。然而，这些传统方法的一些方面昂贵而且有时低效。另外，使用MRP的最终应用决定了用于所述方法的馈入材料，这就限制了可以通过产生MRP而得以再循环的硫化橡胶的类型。
发明概要
简而言之，且根据一个实施方案，本公开的诸多方面总体上是有关于制造微粉化粉末的系统、方法和装置。总体来说，所述系统、方法和装置提供了具有可预测且可预定的粒度范围和浓度组成的微粉化粉末，从而允许所述微粉化粉末并入其他应用(例如轮胎制造、柏油制造等)中，而不考虑馈入材料。在一个实施方案中，所述系统、方法和装置包括预研磨加工、低温冻结、研磨馈入材料、所得物升温、铁金属和纤维去除、积聚、过筛和微粉化粉末的存储。总体来说，本公开仅出于说明和描述的目的提供了微粉化橡胶粉末(“MRP”)作为一个非限制性讨论实例。因此，就可以被制造成微粉化粉末的馈入材料的类型而论，本公开不意图具有限制性。举例来说，可以根据本文中所公开的系统、方法和装置来加工塑料、食品等。
如本文中将更详细地描述，所公开的系统、方法和装置的诸多方面允许使用任何硫化橡胶/弹性体作为馈入材料，而不考虑在其生产期间被引入所述硫化橡胶中的补充材料(例如，轮胎中的钢片和纤维材料)。考虑到MRP与纤维材料之间相对类似的重量，从MRP中去除纤维材料固有地困难而又低效。因此，在一个示例性实施方案中，所述系统、方法和装置利用振动筛从MRP中去除纤维材料。总体来说，振动筛的运动允许MRP通过筛网，而将纤维材料保留在筛网上。由此，从MRP中去除纤维材料以增加其纯度和均质性。
除了MRP的纯度以外，所公开的系统、方法和装置的诸多方面允许所述方法更有效率地运作。举例来说，在一个实施方案中，根据本公开的升温装置使用MRP再循环作为比例积分微分环(例如“PID”环)的一部分，以更好地调节所述升温装置的操作效率。通过向升温装置中再引入MRP而创造的表面积接触增加引起MRP更加快速而且有效地升温(例如，因为MRP颗粒之间的接触增加促进了颗粒之间的热传递，且MRP颗粒与升温装置之间的接触增加促进了从升温装置到颗粒的热传递)。总体来说，在升温装置更有效率地操作时，研磨可以在更快、更有效率的速率下发生。然而，在总体生产/制造线中，这种速率对于对MRP进行有效率而且有效的过筛来说可能过快(例如，在常规系统中必须减缓研磨步骤或加速过筛步骤以确保不存在生产线积滞)。因此，在升温工艺与过筛工艺之间根据本公开实施的积聚器(例如，存储筒仓)可以通过将研磨工艺与过筛工艺隔开而允许研磨和过筛以其相应的最佳速率发生。
在一个实施方案中，一种使低温研磨的微粉化颗粒在研磨之后升温的方法，其包括以下步骤：将所述微粉化颗粒馈入升温装置；确定所述升温装置的操作效率；确定所述升温装置的所述操作效率是否低于预定义阈值；和一旦确定所述升温装置的所述操作效率低于预定义阈值，就使所述微粉化颗粒通过所述升温装置再循环。
在一个实施方案中，一种从微粉化橡胶粉末(MRP)中去除纤维材料的方法，其包括以下步骤：将MRP与纤维材料的混合物提供至振动筛，其中以质量计，所述混合物包括至少0.1％的纤维材料；操作所述振动筛持续预定量的时间，借此所述混合物中超过或等于99％的所述纤维材料保留在所述振动筛中，且所述混合物中超过或等于99％的所述MRP通过所述振动筛。
在一个实施方案中，一种对颗粒进行低温研磨的方法，其包括以下步骤：将冷冻的粒化颗粒研磨成具有宽粒度分布的微粉化粉末；使所述微粉化粉末升温；使所述升温的微粉化粉末在积聚装置内积聚；和将所述已积聚、升温的微粉化粉末过筛成一个或多个预定部分，其中所述一个或多个预定部分包括预定粒度范围的所述已过筛、升温的微粉化粉末。
根据本公开的一个方面，所述使低温研磨的微粉化颗粒在研磨之后升温的方法，其中所述操作效率是第一操作效率且所述方法还包括以下步骤：一旦所述微粉化颗粒通过所述升温装置再循环，就确定所述升温装置的第二操作效率；和确定所述升温装置的所述第二操作效率是低于还是高于所述预定义阈值。此外，所述方法还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率低于所述预定义阈值，就再次使所述微粉化颗粒通过所述升温装置再循环。此外，所述方法还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率高于所述预定义阈值，就允许所述微粉化颗粒离开所述升温装置。此外，在所述方法中，通过测量由所述升温装置的一个或多个发动机产生的安培数来确定所述升温装置的所述操作效率。另外，在所述方法中，通过测量所述升温装置中预定点处的所述微粉化颗粒的温度来确定所述升温装置的所述操作效率。而且，在所述方法中，通过测量所述升温装置的电流容量来确定所述升温装置的所述操作效率。此外，在所述方法中，通过测量离开所述升温装置的所述微粉化颗粒的体积流量来确定所述升温装置的所述操作效率。此外，在所述方法中，使用理论模型来确定所述升温装置的所述操作效率。而且，在所述方法中，所述低温研磨的微粉化颗粒包括低温研磨的微粉化橡胶粉末(MRP)。
根据本公开的一个方面，所述从微粉化橡胶粉末(MRP)中去除纤维材料的方法，其中所述振动筛包括筛号20或25的筛网。此外，在所述方法中，所述振动筛包括至少两个筛号20或25的筛网，借此所述MRP通过所述至少两个筛网。另外，在所述方法中，所述预定量的时间是基于所述混合物内的纤维材料的量。而且，在所述方法中，所述预定量的时间超过或等于1分钟。
根据本公开的一个方面，一种对颗粒进行低温研磨的方法，其中所述升温的微粉化粉末在所述积聚装置内保留预定量的时间。此外，在所述方法中，使所述微粉化粉末升温的步骤还包括：将所述微粉化粉末馈入升温装置；确定所述升温装置的操作效率；确定所述升温装置的所述操作效率是否低于预定义阈值；和一旦确定所述升温装置的所述操作效率低于预定义阈值，就使所述微粉化粉末通过所述升温装置再循环。此外，在所述方法中，所述操作效率是第一操作效率且所述方法还包括以下步骤：一旦所述微粉化粉末通过所述升温装置再循环，就确定所述升温装置的第二操作效率；和确定所述升温装置的所述第二操作效率是低于还是高于所述预定义阈值。另外，所述方法还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率低于所述预定义阈值，就再次使所述微粉化粉末通过所述升温装置再循环。而且，所述方法还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率高于所述预定义阈值，就允许所述微粉化粉末离开所述升温装置。此外，在所述方法中，所述冷冻的粒化颗粒包括冷冻的粒化橡胶颗粒且所述微粉化粉末包括微粉化橡胶粉末(MRP)。此外，所述方法还包括以下步骤：其中所述升温的MRP是MRP与纤维材料的混合物的一部分，将预定量的所述混合物提供至振动筛，其中以质量计，所述预定量的所述混合物包括至少0.1％的纤维材料；操作所述振动筛持续预定量的时间，借此所述混合物中以质量计超过或等于99％的所述纤维材料保留在所述振动筛中，且所述混合物中以质量计超过或等于99％的所述MRP通过所述振动筛。
根据优选的实施方案和方面的以下详细书面描述，结合以下附图，要求保护的本发明的这些和其他方面、特征和益处将变得显而易见，但可以在不背离本公开的新颖原理的精神和范围的情况下对其实行变更和修改。
附图简述
附图示出了本公开的一个或多个实施方案和/或方面，并且与书面描述一起用来解释本公开的原理。尽可能地，在整个附图中使用相同的参考数字来指示实施方案的相同或相似的元件，并且其中：
图1是示出了根据本公开的一个实施方案的用于产生微粉化橡胶粉末的示例性总体工艺流程的流程图。
图2是根据本公开的一个实施方案的后研磨工艺和装置的示意性图示。
图3是根据本公开的一个实施方案的升温工艺和装置的示意性图示。
图4是示出了根据本公开的一个实施方案的示例性升温工艺流程的流程图。
详细描述
概述
出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将参考在附图中说明的实施方案并且将使用专用语言对其进行描述。尽管如此，应理解，不意图由此限制本发明的范围；如本发明相关领域的技术人员在正常情况下将会想到的，涵盖对所描述或说明的实施方案的任何改变和进一步修改以及如其中所说明的本公开的原理的任何进一步应用被认为是对于本发明涉及的本领域技术人员通常会发生的。对范围的所有限制都应根据权利要求书来确定且如权利要求书中所表达。
本公开的诸多方面总体上是有关于制造微粉化粉末的系统、方法和装置。总体来说，所述系统、方法和装置提供了具有可预测且可预定的粒度范围和浓度组成的微粉化粉末，从而允许所述微粉化粉末并入其他应用(例如轮胎制造、柏油制造等)中，而不考虑馈入材料。在一个实施方案中，所述系统、方法和装置包括预研磨加工、低温冻结、研磨馈入材料、所得物升温、铁金属和纤维去除、积聚、过筛和微粉化粉末的存储。总体来说，本公开仅出于说明和描述的目的提供了微粉化橡胶粉末(“MRP”)作为一个非限制性讨论实例。因此，就可以被制造成微粉化粉末的馈入材料的类型而论，本公开不意图具有限制性。举例来说，可以根据本文中所公开的系统、方法和装置来加工塑料、食品等。
如本文中将更详细地描述，所公开的系统、方法和装置的诸多方面允许使用任何硫化橡胶/弹性体作为馈入材料，而不考虑在其生产期间被引入所述硫化橡胶中的补充材料(例如，轮胎中的钢片和纤维材料)。考虑到MRP与纤维材料之间相对类似的重量，从MRP中去除纤维材料固有地困难而又低效。因此，在一个示例性实施方案中，所述系统、方法和装置利用振动筛从MRP中去除纤维材料。总体来说，振动筛的运动允许MRP通过筛网，而将纤维材料保留在筛网上。由此，从MRP中去除纤维材料以增加其纯度和均质性。
除了MRP的纯度以外，所公开的系统、方法和装置的诸多方面允许所述方法更有效率地运作。举例来说，在一个实施方案中，根据本公开的升温装置使用MRP再循环作为比例积分微分环(例如“PID”环)的一部分，以更好地调节所述升温装置的操作效率。通过向升温装置中再引入MRP而创造的表面积接触增加引起MRP更加快速而且有效地升温(例如，因为MRP颗粒之间的接触增加促进了颗粒之间的热传递，且MRP颗粒与升温装置之间的接触增加促进了从升温装置到颗粒的热传递)。总体来说，在升温装置更有效率地操作时，研磨可以在更快、更有效率的速率下发生。然而，在总体生产/制造线中，这种速率对于对MRP进行有效率而且有效的过筛来说可能过快(例如，在常规系统中必须减缓研磨步骤或加速过筛步骤以确保不存在生产线积滞)。因此，在升温工艺与过筛工艺之间根据本公开实施的积聚器(例如，存储筒仓)可以通过将研磨工艺与过筛工艺隔开而允许研磨和过筛以其相应的最佳速率发生。
示例性实施方案
现在参考附图，图1示出了根据本公开的一个实施方案的总体示例性微粉化橡胶粉末(“MRP”)生产工艺100的流程图。在各种实施方案中，工艺100通过低温研磨将具有非均质尺寸和组成的硫化馈入材料(例如，含有金属和纤维颗粒的旧轮胎)转化成具有均质尺寸和组成的MRP(例如，精细研磨过的硫化橡胶/弹性体)，其更多细节描述于美国专利号7,445,170(标题为“Process and Apparatus for Manufacturing Crumb and PowderRubber”并且在2003年11月17日提交)、7,258,288(标题为“Process and Apparatus forComminuting Phytosterol Particles”并且在2005年08月10日提交)、7,108,207(标题为“Process and Apparatus for Comminuting Particle Rubber”并且在2004年10月26日提交)、7,093,781(标题为“Process and Apparatus for Manufacturing Powder Rubber”并且在2004年10月26日提交)和5,588,600(标题为“Process and Apparatus for MakingCrumb Rubber from Vehicle Tires”并且在1995年06月07日提交)中；所述专利的公开内容以引用的方式并入本文中。总体来说，MRP包括硫化弹性体颗粒，其中大部分小于预定尺寸(例如100微米)。如将会进一步理解和了解，图1中所示的步骤和工艺(以及本文中所示出和描述的所有其他流程图的那些)可以同时和连续操作，总体上是非同步的和独立的，并且未必按所示出的顺序来进行。
因此，在步骤102，在各种实施方案中，硫化馈入材料在研磨前经过加工。总体来说，预研磨加工将馈入材料改性至稍后更容易在工艺100中消耗的状态。如本领域的普通技术人员应理解，这种预研磨加工可以取决于馈入材料而变化。举例来说，在一个实施方案中，可以将大的不规则形硫化橡胶片粗略研磨成较小片，以便稍后可以更有效率地进行低温研磨。另外，在一个实施方案中，所述馈入材料可以经过加工以便从所述馈入材料中去除可能会伤害低温研磨工艺中所使用的研磨机或其他装置的一些外来材料，诸如金属(例如，来自轮胎的钢片)。然而，可能难以确保从已预研磨的弹性体馈入材料中去除所有金属和纤维，并且因此，一些此类外来材料通常进入工艺100的后续步骤中。一旦预研磨加工完毕，所述馈入材料一般就准备好开始低温冻结。
仍然参考图1，在步骤104，根据各种实施方案，所述馈入材料经受低温冻结，其中所述馈入材料的温度被显著降低。在一个实施方案中，所述低温冻结是通过在馈入材料利用旋转式螺旋推运器通过圆柱形容器时向其引入液氮来进行。如本领域的普通技术人员应理解，因为橡胶/弹性体总体来说具有延展性而且容易变形，所以低温冻结使得颗粒更脆弱，这就使得后续研磨更容易且更均匀。因此，在步骤106，将已低温冻结的馈入材料引入至研磨装置。根据各种实施方案，所述研磨装置将所述颗粒研磨成MRP。总体来说，在一个实施方案中，研磨装置可以是圆锥形冲击研磨机(其型式描述于美国专利号7,861,958(标题为“Conical-Shaped Impact Mill”并且在2008年06月25日提交)、7,900,860(标题为“Conical-Shaped Impact Mill”并且在2007年04月05日提交)、8,302,892(标题为“Conical-Shaped Impact Mill”并且在2011年01月03日提交)、8,302,893(标题为“Conical-Shaped Impact Mill”并且在2011年01月03日提交)和8,132,751(标题为“Conical-Shaped Impact Mill”并且在2011年01月03日提交)中；所述专利的公开内容以引用的方式并入本文中)。在一个实施方案中，已低温冻结的馈入材料进入研磨机顶部且被重力拉向以高速自旋的转子。因此，已低温冻结的馈入材料击打转子且在转子与研磨机外壳之间弹跳，直至馈入材料被破碎成MRP。在各种实施方案中，离开研磨装置的MRP包括各种尺寸(例如，在同一组合物内颗粒具有大于或等于50目而且还小于或等于140目的尺寸的宽粒度分布、颗粒总体上具有2mm或更小的直径的宽粒度分布、在同一组合物内颗粒具有大于或等于40目而且还小于或等于200目的尺寸的宽粒度分布等)并且保持在低温下(例如-80°F至-100°F)。
为了使最近研磨的MRP升温至可发生研磨后加工的温度，MRP在步骤108经受升温。总体来说，结合图2至图4的描述，将能更好地理解升温工艺的细节。在各种实施方案中，将最近研磨的MRP干燥和/或升温，以防止在MRP在研磨后达到室温时水凝结在MRP上，这种情况可能使MRP变成海绵状固体而不是粉末。在一个实施方案中，最近研磨的MRP可以通过升温器再循环，直至其达到某一温度(例如大于或等于80°F、大于露点等)、所述升温器达到某一操作效率、某一流速(例如6,000磅/小时)和/或某一操作容量(例如90％)。举例来说，在一个非限制性实例中，水平探针由于MRP粘至探针上而不能准确读数，且输出温度也可能导致不准确/不可靠读数，所以可以测量由升温器的发动机产生的安培数，以确定升温器当前正在做的功(例如操作效率)。继续这个实例，如果安培数低于某一阈值(例如等于或低于2.5安培)，则MRP可以通过升温器再循环，直至所述安培数增至所述阈值以上。在该点下，将允许MRP通往铁金属和纤维去除装置。在另一个实施方案中，可以使用理论模型来计算升温装置的操作效率(例如，通过基于与升温器相关的已知变量来计算操作效率)。
在各种实施方案中，在步骤110，从MRP中去除铁金属和纤维状材料。如本领域的普通技术人员应理解，这些材料被视为MRP中的会削弱最终产品的纯度/品质的瑕疵。如先前所提到，虽然这种材料有一些在步骤102(预研磨加工)期间被去除，但通常更应该在步骤106(研磨)和108(干燥/升温)之后被去除。因此，在一个实施方案中，MRP通过磁铁上方以便从MRP中去除铁金属。根据一个实施方案，通过振动筛对MRP进行加工以去除纤维材料。总体来说，结合图2的描述，将能更好地理解去除铁金属和纤维材料的细节。
仍然参考图1，在步骤112，使MRP积聚，随后过筛，这将结合图2的描述更详细地加以解释。总体来说，积聚允许在步骤106发生的研磨与在步骤114发生的过筛隔开。在各种实施方案中，材料通过研磨装置(步骤106)时的最有效率的流速可能与材料通过过筛装置(步骤114)时的最有效率的流速不同。因此，在一个实施方案中，为了使研磨装置和过筛装置以其最佳流速操作，MRP可以积聚(例如，存储，短暂地或持续长时间段)。根据各种实施方案，MRP可以积聚在筒仓、存储箱、圆桶、柔性中型散装容器(例如散装袋)、中型散装容器等内。
在积聚之后，在各种实施方案中，在步骤114使MRP通往过筛装置，这将结合图2的描述更详细地加以解释。总体来说，过筛装置包括具有不同筛号的多个筛网且利用粒度对MRP进行拣选，使得经过拣选的MRP具有在预定窄范围内的相对均匀的粒度。
在各种实施方案中，一旦已过筛，就可以在步骤116对MRP进行存储和/或包装。如本领域的普通技术人员应理解，步骤116的存储和/或包装允许MRP被用于稍后的应用(例如，柏油制造、轮胎制造等)。总体来说，存储可以在袋子、筒仓、货车等中进行。当MRP已经被存储时，工艺100在其后结束。
现在参考图2，示出了根据本公开的一个实施方案的后研磨工艺和装置的示意性图示200。总体来说，在低温研磨106之后，MRP经受了若干个加工步骤以提高MRP的纯度和品质。如本领域的普通技术人员应了解，即使在预研磨加工之后，MRP中也可能仍存在除硫化橡胶以外的材料(例如纤维、金属、石头等)。因此，举例来说，MRP可以经受升温108、铁金属和纤维去除110、积聚112以及过筛114。一旦后研磨加工完毕，将可以将MRP保持在存储器116中，直至其被另一种应用需要。总体来说，在图2中，除非另有标识(例如，指示金属和纤维废物的箭头)，否则箭头指示MRP的流动方向。
在各种实施方案中，最近低温研磨的MRP通过输入设备202进入升温装置204(在本文中替代地称为“干燥装置”或“升温器”)。如本领域的普通技术人员将会认识到，当MRP进入升温装置204时其通常仍处在极低温度(例如-80°F至-100°F)下。总体来说，升温装置204可以是可使MRP充分升温从而防止凝结水形成和通过将其变成海绵状物质而破坏MRP的任何装置。在一个非限制性实施方案中，升温装置204可以是接有与HEAT热流传热系统附接的2"保温管的18"×20"Thomas Conveyor，其细节可以经由制造商网址http://www.thomasconveyor.com/而获自制造商。应理解，前述模型只是升温装置204的一个实例，它可以是适用于本文中所描述的目的的任何模型/类型。在一个实施方案中，如果升温装置204没有以足够的效率操作，则MRP通过再循环装置206进行处理，以便通过作为PID环的一部分的升温装置204将MRP再循环回来。结合图3和图4的描述将能更好地理解再循环装置206。
仍然参考图2，如果升温装置204以足够的效率操作，则在一个实施方案中，MRP通过输入设备208(例如，旋转式螺旋推运器、拖拽式盘形输送器等)而通往金属去除装置210。总体来说，金属去除装置210去除了保留在MRP中的任何金属。在各种实施方案中，金属去除装置210可以是磁铁(例如，鼓形磁铁等)。在一个实施方案中，所述磁铁位于MRP下降时通过的导管中的岔口处。因此，在该实施方案中，磁铁通过导管中的岔口吸出金属，而MRP继续通过导管下降。在另一个实施方案中，金属去除装置210是在其表面上具有与MRP流平行的凸条的凸形滑梯，所述滑梯经设计以便在MRP滑下其凸表面时(例如，在它从输入设备208滑至鼓形磁铁210时)使MRP散开成薄层，由此增加通过鼓形磁铁上方的MRP的表面积，从而提高金属去除装置210的效率。在该实施方案中，在滑梯末端是旋转式鼓形磁铁，其在MRP薄层通过它上方时去除保留在MRP中的任何金属并且允许MRP通过它(例如，在MRP通过鼓形磁铁的旋转表面上方时，金属粘至鼓形磁铁的旋转表面并且被从MRP流中拉出)。因此，在这些实施方案中，金属被从MRP中去除，从而仅剩下非铁材料。
为了去除保留在MRP中的非铁和非硫化橡胶材料，在各种实施方案中，MRP通过输入设备212(例如，旋转式螺旋推运器、拖拽式盘形输送器等)而进入纤维材料去除装置214。总体来说，纤维材料去除装置214去除了保留在MRP中的任何非铁和非硫化橡胶材料(例如纤维材料等)。在各种实施方案中，纤维材料去除装置214可以是具有一个或多个不同筛号的筛网的振动筛(例如，
Figure GDA0001126359470000121
ME60S8-8-6XP振动筛，其细节可以通过制造商的网址https://midwesternind.com/而获自制造商。应理解，前述模型只是纤维材料去除装置214的一个实例，它可以是适用于本文中所描述的目的的任何模型/类型)。在一个实施方案中，所述振动筛包括一个筛网，其筛号允许MRP通过筛网但将纤维材料俘获在所述筛网上(例如20目、25目等)。在该实施方案中，振动筛以足以使MRP在筛网上面上下弹跳但不足以使纤维材料充分上下弹跳的速度(例如6,000磅/小时)操作(例如，使得MRP在筛网上度过至少1分钟)。总体来说，因为纤维材料的形状是细长的(如线)，比MRP长且没有MRP弹跳得那么高，所以它不能达到允许它通过筛网的方向。在另一个实施方案中，振动筛包括具有不同筛号的两个筛网，从而允许MRP通过筛网但将纤维材料俘获在筛网上(例如，第一个筛网是20目且第二个筛网是25目等)。在又一个实施方案中，振动筛包括具有相同筛号的两个筛网，从而允许MRP通过筛网但将纤维材料俘获在筛网上(例如，第一个筛网和第二个筛网都是20目等)。
仍然参考图2，在各种实施方案中，一旦已经从MRP中去除纤维材料，MRP就通过输入设备216(例如，旋转式螺旋推运器、拖拽式盘形输送器等)进入积聚装置218。总体来说，积聚装置218将低温研磨106与过筛114隔开。在各种实施方案中，材料通过研磨装置时的最有效率的流速与材料通过过筛装置时的最有效率的流速不同(例如，研磨装置最佳流速比过筛装置最佳流速快)。总体来说，再循环装置206允许升温装置204以其最佳效率(例如，最有效率的流速)运作，这就允许低温研磨以其最佳(例如最有效率的)流速发生。具体来说，可以取决于总流量而保持不同程度的MRP并且通过升温器再循环。因此，在一个实施方案中，为了使研磨装置和过筛装置二者以其最佳流速操作，MRP可以积聚以防止低效。根据各种实施方案，MRP可以积聚在筒仓、存储箱、圆桶、柔性中型散装容器(例如散装袋)、中型散装容器等内。在各种实施方案中，MRP在积聚装置218中度过的持续时间取决于低温研磨106与过筛114的最佳流速差异。
在各种实施方案中，一旦MRP已经积聚了充足的持续时间，MRP就通过输入设备220(例如，旋转式螺旋推运器、拖拽式盘形输送器等)进入过筛装置222。总体来说，过筛装置222是根据粒度将MRP分离到特定范围内的装置。在各种实施方案中，过筛装置222含有若干个筛网，其中一个堆叠在另一个上且筛号自上而下不断增加，使得在颗粒通过过筛装置222下降时最大的颗粒保留在顶部筛网上而最小的颗粒通过底部筛网。如本领域的普通技术人员应了解，随着筛目数增加，筛目内的开口尺寸减小(总体来说，筛号是一线性英寸筛网内的开口数目；例如，40目在一线性英寸内具有40个开口)。因此，在一个示例性实施方案中，第一个筛网俘获最大尺寸的MRP 224(例如，粒度大于或等于筛号40)且允许其通往存储器116。在该示例性实施方案中，第二个筛网俘获第二大尺寸的MRP 226(例如，粒度大于或等于筛号80)且允许其通往存储器116。类似地，在该示例性实施方案中，第三个筛网俘获第三大尺寸的MRP 228(例如，粒度大于或等于筛号140)且允许其通往存储器116。因此，通往存储器116的其余MRP 230具有最小粒度(例如，粒度小于筛号140)。以上是一个非限制性实例；如本领域的普通技术人员应了解，筛网的数目和筛号可以基于所期望的输出而变化(例如，10至500的筛号和少达1个筛网至多于10个筛网)。为了进一步理解后研磨工艺和装置，接下来描述升温工艺和装置的示意性图示。
现在参考图3，示出了根据本公开的一个实施方案的升温工艺和装置204的示意性图示300。总体来说，升温工艺(在本文中替代地称为干燥工艺或升温/干燥108)在低温研磨106之后立即发生，以使MRP的温度快速上升，从而防止水凝结在MRP上。如果允许水凝结在MRP上，则其将使MRP变成海绵状物质。总体来说，在图3中，箭头指示MRP的流动方向。
在各种实施方案中，最近低温研磨的MRP通过输入设备202进入升温装置204(在本文中替代地称为“干燥装置”或“升温器”)。如本领域的普通技术人员将会认识到，当MRP进入升温装置204时其仍处在极低温度下。因此，在各种实施方案中，使MRP通过升温装置204进行处理以使MRP快速升温。在一个实施方案中，MRP被旋转式螺旋推运器302拉过升温装置204。螺旋推运器302可以基于诸如升温装置204的容量、MRP将在升温装置204中度过的所期望的持续时间、升温装置204中的MRP体积等因素而以不同的速度操作。
在各种实施方案中，一旦MRP已经通过升温装置204(起始时间)，它就进入输出设备304并且被另一个旋转式螺旋推运器306(或例如拖拽式盘形输送器)以向上角度输送至再循环导管308。总体来说，再循环导管308是在升温装置204没有以其最佳效率操作时可使MRP通过所述装置再循环回来的再循环装置206的一部分(例如，作为试图维持升温装置204以其最佳操作效率运行的PID环的一部分)。在各种实施方案中，再循环装置206允许升温装置204以其最佳效率操作，而不考虑研磨装置的流速(例如，研磨装置不必减缓以允许升温装置204有效率地操作)。在一个实施方案中，MRP通过再循环导管308下降且通过再循环导管308中的使再循环导管308分岔成输出设备312和积聚导管314中的岔口310。岔口310经定向以使得MRP沿再循环导管308自然地下降至积聚导管314中。因此，MRP总体上不进入输出设备312，除非MRP已经在积聚导管314中积聚到使得积聚导管314被阻塞的水平。
仍然参考图3，为了控制积聚导管314中的积聚水平，在一个实施方案中，将积聚导管314连接至含有旋转式螺旋推运器318(或例如拖拽式盘形输送器)的再引入导管316。总体来说，再引入导管316被连接至升温装置204的第一部分并且可以允许将MRP再引入回升温装置204中。如果升温装置204没有以其最佳效率操作，则在各种实施方案中，螺旋推运器318操作以便将MRP推出积聚导管314并且将它再循环回升温装置204中。一旦升温装置204开始以其最佳效率和/或体积操作，在各种实施方案中，螺旋推运器318就减缓以使得MRP开始在积聚导管314中积聚并且进入输出设备312。总体来说，作为PID环的一部分，可以增加或降低螺旋推运器318的速度以改变MRP的再循环速率，从而类似地增加和降低升温装置204的操作效率。如本领域的普通技术人员应了解，PID环依赖于所测得的工艺变量来维持所期望的设定点周围的工艺。总体来说，PID环将在基于所述变量增加工艺直至其高于设定点与基于所述变量降低工艺直至其低于设定点之间交替。因此，所述工艺将在设定点周围振荡。为了进一步理解升温工艺和装置，对升温工艺流程的解释可能是有帮助的。
现在参考图4，说明根据本公开的一个实施方案的示例性升温工艺400的流程图。总体来说，所示出的升温工艺400作为升温108的一部分发生，并且可以发生在升温装置204和再循环装置206中(其更多细节可见于示意性图示300中)。
在各种实施方案中，在步骤402，将已低温研磨的MRP提供至升温装置。根据各种实施方案，在MRP循环通过升温装置时，在步骤404确定升温装置的当前操作效率。总体来说，可以用多种方式确定操作效率。举例来说，可以测量升温装置的发动机的安培数(例如，库仑/秒，其指示发动机所做的功的量，其中安培数随着升温装置内的层深度增加而增加)、MRP在其离开升温装置时的温度、升温装置内的当前MRP量(例如，容量)、MRP在其离开升温装置时的体积流速(例如，每单位时间通过表面的流体体积)等。在另一个实施方案中，可以使用理论模型来计算升温装置的操作效率(例如，通过基于与升温工艺400相关的已知变量来计算升温装置的操作效率)。如本领域的普通技术人员应了解，能洞悉升温装置的操作效率的任何测量都可以用作步骤404的一部分。
在各种实施方案中，一旦已经确定了当前操作效率，就在步骤406将其与升温装置的操作效率的预定水平(例如，2.5安培、80°F、90％、6,000磅/小时等)相比较。根据一个实施方案，如果操作效率低于预定水平，则在步骤408，使MRP通过升温装置(例如通过再循环装置206，其更多细节可见于示意性图示300)再循环回来。如本领域的普通技术人员应能想到，增加升温装置内的MRP的量通常会提高其操作效率，这是因为对升温装置内的颗粒的搅拌有所增加，从而增加了MRP颗粒之间(例如，较暖的MRP更频繁地与较冷的MRP接触，由此将热从暖MRP传递至冷MRP)和MRP颗粒与升温装置之间(例如，较冷的MRP更频繁地与升温装置的较热内侧和螺旋推运器接触，由此将热从升温装置传递至MRP)的热传递。总体来说，当升温装置以低于预定水平操作时，对升温装置内的颗粒的搅拌不足以使热有效率地从升温装置传递至MRP。
在一个实施方案中，随后在步骤410计算升温装置的第二当前操作效率，以便确定升温装置在再引入MRP之后的操作效率。如本领域的普通技术人员应能想到，可以用与在步骤404计算第一当前操作效率的方式相同或不同的方式来计算升温装置的第二当前操作效率。总体来说，在步骤412，将第二当前操作效率与升温装置的操作效率的预定水平相比较，所述预定水平在一个实施方案中与步骤406的预定水平相同，但在一个实施方案中可能是不同的预定水平。举例来说，在一个非限制性实施方案中，PID环可以具有最大设定点(例如90°F)，此时关掉再循环装置206，使得再循环装置206以能量有效率的方式操作。
如果第二操作效率低于预定水平，则，在一个实施方案中，使升温工艺返回步骤408。然而，如果操作效率高于预定水平(如在步骤406或步骤412所确定)，则，在各种实施方案中，在步骤414允许MRP通往后研磨工艺的下一阶段，且升温工艺在其后结束。
示例性实施方案的前述描述仅出于说明和描述的目的而得以呈现，并且不意图为排他性的或将本发明限制于所公开的确切形式。根据以上教授内容，许多修改和变化是可能的。
为了解释本发明的原理和其实际应用，选择并描述了诸多实施方案，以便使本领域的其他技术人员能够利用本发明和各种实施方案以及利用适于所预期的特定用途的各种修改。不背离本发明的精神和范围的替代实施方案对于本发明所属领域的那些技术人员来说将变得显而易见。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由前述描述和其中所描述的示例性实施方案来限定。

Claims (17)

1.一种使低温研磨的微粉化颗粒在研磨之后升温的方法，其包括以下步骤：
将所述微粉化颗粒馈入升温装置；
确定所述升温装置的操作效率；
确定所述升温装置的所述操作效率是否低于预定义阈值；和
一旦确定所述升温装置的所述操作效率低于预定义阈值，就使所述微粉化颗粒通过所述升温装置再循环。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述操作效率是第一操作效率且所述方法还包括以下步骤：
一旦所述微粉化颗粒通过所述升温装置再循环，就确定所述升温装置的第二操作效率；和
确定所述升温装置的所述第二操作效率是低于还是高于所述预定义阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率低于所述预定义阈值，就再次使所述微粉化颗粒通过所述升温装置再循环。
4.如权利要求2所述的方法，其还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率高于所述预定义阈值，就允许所述微粉化颗粒离开所述升温装置。
5.如权利要求1所述的方法，其中通过测量由所述升温装置的一个或多个发动机产生的安培数来确定所述升温装置的所述操作效率。
6.如权利要求1所述的方法，其中通过测量所述升温装置中预定点处的所述微粉化颗粒的温度来确定所述升温装置的所述操作效率。
7.如权利要求1所述的方法，其中通过测量所述升温装置的电流容量来确定所述升温装置的所述操作效率。
8.如权利要求1所述的方法，其中通过测量离开所述升温装置的所述微粉化颗粒的体积流量来确定所述升温装置的所述操作效率。
9.如权利要求1所述的方法，其中使用理论模型来确定所述升温装置的所述操作效率。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述低温研磨的微粉化颗粒包括低温研磨的微粉化橡胶粉末。
11.一种对颗粒进行低温研磨的方法，其包括以下步骤：
将冷冻的粒化颗粒研磨成具有宽粒度分布的微粉化粉末；
根据下述方法使所述微粉化粉末升温，所述方法包括：将所述微粉化粉末馈入升温装置；确定所述升温装置的操作效率；确定所述升温装置的所述操作效率是否低于预定义阈值；和一旦确定所述升温装置的所述操作效率低于预定义阈值，就使所述微粉化粉末通过所述升温装置再循环；
使所述升温的微粉化粉末在积聚装置内积聚；和
将所述已积聚、升温的微粉化粉末过筛成一个或多个预定部分，其中所述一个或多个预定部分包括预定粒度范围的所述已过筛、升温的微粉化粉末。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述升温的微粉化粉末在所述积聚装置内保留预定量的时间。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述操作效率是第一操作效率且所述方法还包括以下步骤：
一旦所述微粉化粉末通过所述升温装置再循环，就确定所述升温装置的第二操作效率；和
确定所述升温装置的所述第二操作效率是低于还是高于所述预定义阈值。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率低于所述预定义阈值，就再次使所述微粉化粉末通过所述升温装置再循环。
15.如权利要求13所述的方法，其还包括以下步骤：一旦确定所述升温装置的所述第二操作效率高于所述预定义阈值，就允许所述微粉化粉末离开所述升温装置。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述冷冻的粒化颗粒包括冷冻的粒化橡胶颗粒且所述微粉化粉末包括微粉化橡胶粉末。
17.如权利要求16所述的方法，其还包括以下步骤：
其中所述升温的微粉化橡胶粉末是微粉化橡胶粉末与纤维材料的混合物的一部分，
将预定量的所述混合物提供至振动筛，其中以质量计，所述预定量的所述混合物包括至少0.1％的纤维材料；
操作所述振动筛持续预定量的时间，借此所述混合物中以质量计超过或等于99％的所述纤维材料保留在所述振动筛中，且所述混合物中以质量计超过或等于99％的所述微粉化橡胶粉末通过所述振动筛。
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