CN109563415A - 袋压力机进给器组件 - Google Patents

Abstract

描述了一种物料处理装置，包括：具有入口和出口的物料压力机本体；动力源，用于生成进入物料压力机本体的入口并通过物料压力机本体的出口的气流，其中，气流捕获供给物料并将供给物料送入物料压力机本体中；多个压力机推运件，用于捕获和操纵进入物料处理装置中的供给物料；以及驱动系统，该驱动系统被连接以驱动和控制多个推运件。

Description

袋压力机进给器组件

背景

技术领域

本发明总体上涉及一种用于热交换技术的设备。更具体地，本发明涉及一种装置，该装置是用于将塑料物料再循环成精制燃料的可重复使用的燃料处理单元的一部分。

背景技术

在可重复使用的能量装置中使用进给器气闸系统是已知的。已知设备的实例包括Amrein等人的美国专利No.5,762,666，Tailor的美国专利No.3,151,784和Kullgren等人的美国专利No.3,129,459。这些专利教导了具有侧门的气闸(Amrein等人)，使用旋叶的到气闸的旋转进给器(Tailor)，以及使用电热(感应)的挤出机(Kullgren)。Tailor设备教导了一种旋转样式装置，其中钢旋叶安装至轴并在机加工的圆形壳体内部旋转。开口位于壳体的顶部和底部中，以允许物料流入和流出壳体。旋叶阻碍入口和出口之间的差压力。然而，该设计内存在多种限制。第一种限制是现有技术的可重复使用的能量装置将不耐受热，因为现有技术的所公开的结构设计将膨胀并允许内部压力向外泄漏。另一种限制是旋叶充当袋体并且还将大气从入口承载到出口。第三种限制涉及旋转速度。旋转速度必须很慢，以允许物料有时间从排放部中掉出，或者物料将被带回来并防止从入口重新填充。第四种限制是现有技术的设备将不允许熔融物料例如诸如热塑料穿过其中。

Amrein设备公开了一种使用两个阀门的进给器气闸系统，在这两个阀门之间具有料斗或管道以允许物料填充。虽然这种设计耐受热，但它允许大气从入口进入进给器并穿过到排放部。然而，Amrein设备的限制在于该设备在某些过程中不允许大气气体，因为它们将在下游引起问题。该设备的另一限制包括不能允许熔融物料诸如热塑料穿过其中。

Kullgren设备公开了一种感应加热挤出机。Kullgren描述了一种使用电线圈进行感应加热的挤出机。这种装置的限制包括缺乏在其系统内创建气闸的能力。因此，所描述的系统不利于允许塑料物料的连续进料。另外，Kullgren的系统需要厚的长桶，该厚的长桶需要非常高的马力以实现内部压力以及熔融塑料物料所需的必需热量。因此，Kullgren的设备由于其高功率要求而增加了运营成本和费用。

已知在传统的现有技术系统中加工塑料类型物料诸如塑料袋是有问题的。例如，由于塑料类型物料的典型轻量性质，因此难以加工并将其送入挤出机中。例如，塑料袋物料具有三磅每立方英尺的极低的未压缩重量平均，并且由于其上述轻量特性，因此塑料袋物料具有弹开、在被移动时浮动并且在储存时形成非常大的起拱部的倾向。

因此，现有技术不容易提供加热的塑料物料的连续进给和输送。另外，现有技术不容易提供用于处理用来转换成精制燃料产品的再循环的塑料物料的系统。此外，现有技术的系统在实现用于进给和操纵用于后续处理的加热的塑料物料的气闸方面存在问题。

因此，需要生产更有效的可重复使用的能量装置，该可重复使用的能量装置提供将塑料类型物料加工成可使用和/或可重复使用的燃料产品的能力。

发明内容

根据第一个广泛方面，本发明提供了一种物料处理装置，该物料处理装置包括：具有入口和出口的物料压力机本体；动力源，用于生成进入物料压力机本体的入口并通过物料压力机本体的出口的气流，其中，气流捕获供给物料并将供给物料送入物料压力机本体中；多个压力机推运件(auger，螺旋推送器、螺旋输送器)，用于捕获和操纵进入物料处理装置中的供给物料；以及驱动系统，该驱动系统被连接以驱动和控制多个推运件。

附图说明

并入在本文中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施方式，并且与上面给出的一般性描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的特征。

图1是根据本发明的一种实施方式的可重复使用的能量装置的示意图。

图2示出了根据本发明的一种实施方式的袋压力机进给器组件的组装视图。

图3示出了根据本发明的一种实施方式的图2的袋压力机进给器组件的分解视图。

图4示出了根据本发明的另一实施方式的袋压力机进给器组件的替代实施方式。

具体实施方式

定义

在对术语的定义偏离该术语的常用含义的情况下，申请人意在使用下面提供的定义，除非另有明确说明。

要理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述仅是示例性和说明性的，并不限制要求保护的任何主题。在本申请中，除非另外特别声明，否则单数的使用包括复数。必须注意的是，除非上下文另外明确指定，否则说明书和所附权利要求中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数参照物。在本申请中，除非另外声明，否则“或”的使用意味着“和/或”。此外，术语“包括(including)”以及其他形式诸如“包括(include)”、“包括(includes)”和“包括(included)”的使用不是限制性的。

出于本发明的目的，术语“包含(comprising，包括)”、术语“具有”、术语“包括”和这些词的变体旨在是开放式的并且意味着可能存在除了列出的元件以外的其他元件。

出于本发明的目的，方向性术语诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“在......上方”、“在......下方”、“左”、“右”、“水平”、“竖向”、“上”、“下”等仅用于方便描述本发明的各种实施方式。本发明的实施方式可以以各种方式定向。例如，各图中所示的示意图、装置等可以被翻转、在任何方向上旋转90°、反转等。

出于本发明的目的，如果通过使用值、属性或其他因素进行数学计算或逻辑决策而得出该值，则该值或属性“基于”特定值、属性、条件满足或其他因素。

出于本发明的目的，术语“去石机罩”是指阻止固体重物进入规定区域的设备。在一种示例性实施方式中，去石机罩可以被配置为防止重物如钢或铝进入所公开的实施方式的袋压力机料斗。

出于本发明的目的，术语“相同”是指：在每个细节上类似；完全相同。

出于本发明的目的，应该注意的是，为了提供更简洁的描述，本文给出的数量表述中的一些不具有术语“约”的限制。要理解的是，不论术语“约”是明确使用还是不明确使用，本文给出的每个数量都意指实际给定值，并且其还意指基于本领域普通技术人员可合理推断的这种给定值的近似，包括归因于针对这种给定值的实验和/或测量条件的近似。

实施方式

尽管本发明易于进行各种修改和替换形式，但是其具体实施方式已经通过图中的示例示出并且将在下面进行详细描述。然而，应该理解，无论如何并不旨在将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反，本发明将覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

塑料废料可以被切碎并且例如送入反应器(例如，热解反应器)中。施加350摄氏度以上的热量将使得切碎的塑料物料熔融并蒸发。最后，上游反应器可利用背压来辅助塑料物料中存在的碳链的热裂解，以产生用于后续使用的精制燃料或可重复使用的燃料。

本申请涉及一种装置，该装置可以是可重复使用的燃料处理单元的一部分。在一种公开的实施方式中，装置组件可用于将塑料物料送入可重复使用的燃料处理单元中，该可重复使用的燃料处理单元包括具有鼓风机作为动力源的气动进给装置。应该理解的是，鼓风机可以由用于使切碎的塑料熔融和蒸发的热量提供动力。该组件还可以包括筛选式空气出口、多个压力机推运件、夹式输送机系统、去石机罩、接收器料斗、低和高水平指示器、冲头、压力机螺旋入口、气动空气气缸、袋压力机入口、出口、和放大器监测器。气动进给装置可以被配置为使塑料物料以固定速率移动到压力机进给装置接收器。鼓风机用作动力源，其中来自鼓风机的空气被拉动通过筛选罩。筛选式空气出口可以基本上被配置为与袋压力机本体相同的等同形状。压力机螺旋推运件在它们旋转时擦拭筛网，允许空气流动通过袋压力机、冲头和接收器。夹式输送机系统收集松散的塑料物料诸如塑料袋，并将它们压缩到去石机罩(具有相对大的本体)中，允许被压缩的塑料物料(例如，塑料袋)在放置在去石机罩内部时膨胀。塑料物料(例如，塑料袋)被输送到接收器料斗中，从而触发水平指示器并启动冲头机构。冲头用作空气截止门，将物料推动到压力机螺旋入口中。一旦冲头开始移动，夹式输送机停止，从而防止物料进入接收器料斗。因此，冲头还起到截止门的作用。在所公开的实施方式中，冲头由气动空气气缸推向袋压力机入口。冲头可以被配置为比接收器开口大，并且设计有与压力机螺旋推运件基本相同的等同匹配面。以下提供所描述的实施方式的全部细节。

转到图1，示出了加热式气闸进给器或系统1000的公开的实施方式，示出了一装置，在该装置中，切碎的塑料物料被送入反应器(诸如热解反应器)中。所公开的袋压力机进给器组件200可以用作可重复使用的燃料处理单元的一部分，该可重复使用的燃料处理单元容易被配置为连续地进给再循环的塑料物料并对其进行加热以用于随后加工成燃料源，如下面所描述的。

已知的是，塑料袋类型物料由于其材料设计的固有的轻量性质而难以加工送入传统的现有技术系统中。这种塑料袋类型物料可能具有非常低的未压缩重量平均，例如近似每立方英尺三磅。此外，这种上述物料可能具有弹开、在被移动时浮动并且在储存时形成非常大的拱起部(bridge)的倾向。所公开的设计的实施方式处理并解决了与塑料袋输送、接收、储存和进给相关并且如上所述的先前问题。

所公开的袋压力机进给器组件可以由多种材料构成。在所公开的设计中通常可以采用碳钢，但是如果某些状况需要，可以应用其他合金。在建造设计中也可以采用不锈钢或铝。转到图2和图3，袋压力机进给器组件200的设计允许收集轻质物料并将其压缩成较高密度的物料。该单元的入口81是切向的，以帮助允许输送空气与物料的分离。从所公开的设计中消除空气对于消除或大幅减低在原本易燃工作环境中的燃烧机率是重要的。

收集到接收料斗82中的塑料物料被积聚到光电监测器将指示物料的水平的点。该指示器将向控制器发送信号，以在指示容量时停止物料的流动。在一种公开的实施方式中，冲头压力机被配置为将物料从接收料斗82拉入压力机腔室84，随着物料下降到光电监测器下方，更多的物料被输送到接收料斗82中。

塑料物料可以基于所需设计以顺时针或逆时针旋转进入。当塑料物料进入并在接收器的上部部分循环时，它由于重力而落到下部部分82b中。该部分被设计成允许物料连续下降而不是拱起。上部直径小于基部排放区域，形成负壁，该负壁迫使会膨胀并造成拱起的任何物料在沿侧壁形状的向下方向上被推动。

在图2上82处描绘的接收料斗下方是内衬有超高分子量聚乙烯(UHMW)或低摩擦塑料的方形壳体，该壳体内部具有空隙填充冲头设备88。在一种公开的实施方式中，壳体被配置为方形几何形状。冲头设备88由气动空气气缸89提供动力。冲头设备88或塞子(plug，堵头、插塞)在聚合物衬垫91内部沿线性方向行进。腔室84具有规定的形状(例如，大致方形形状的轮廓)，具有外部支撑杆以及匹配的连接凸缘或密封凸缘86和入口凸缘83。聚合物衬垫、UHMW或尼龙用于减小冲头塞子88在被推动时的拖拽。

空气气缸89安装到图2上84处描绘的腔室的尾部处的支撑框架85。空气气缸的另一端连接在RAM塞子88内部，例如连接到与推运件的轮廓匹配的板。腔室84的后端利用密封板87密封以防止空气泄漏。通过使腔室密封，允许空气移动以进入产品入口端口81处的接收料斗中，通过腔室84，通过压力机本体，然后通过空气排放过渡罩100并进入可以远程定位的风扇。

RAM塞子88的移动滑动超过83处描绘的开口，允许物料从接收料斗82通过连接凸缘83的开口下降到腔室84中。RAM塞子88被拉到腔室84的后部，这允许大量的物料落在RAM前面，以随后被引导并推动到压力机设备中。气动气缸89延伸并将RAM塞子88推动到袋压力机进给器202的开口98中。

袋压力机进给器202包括具有匹配的入口凸缘98和空气排放过渡罩100的压力机本体或竖向双本体204。袋压力机进给器202连接到所描绘的支撑框架90并连接到包括分离偏心减速器的下部料斗，所有这些减速器都可以被焊接以匹配上本体并匹配上单直径排放法兰。在压力机本体204内，可以设置反向旋转的双叶片(flight，旋叶、螺旋片、刮板、条板)推运件92、93。推运件92、93被配置为接收和抓取进入的物料并操纵该物料以将物料推动到下部料斗。

推运件92和93位于直径测定为近似14英寸的卷筒(drum，滚筒)中，对于每个推运件，其中重型螺旋叶片材料牢固地焊接在卷筒周围。卷筒设计为下部渐缩式锥体，以匹配袋压力机本体形状。94处的驱动轴通过卷筒被支撑和焊接并延伸到齿轮箱96中。推运件92和93构造成其中一个具有右手旋转而另一个具有左手旋转。左手和右手推运件重叠。由于这种重叠，推运件92、93用作自清洁机构，同时将塑料物料向下推动到袋压力机进给器料斗的下部部分中。袋压力机进给器202内的压力随着物料被迫使从袋压力机进给器顶部处的大开口进入到袋压力机进给器的下部小开口中而增加。检修门(access door，便门、通道门)102是用于保持内部形状的插销型门。塑料物料通过位于筛选式空气出口过渡罩100的后侧上风扇被拉入产品入口81处的接收料斗中。

推运件92和93可以被配置为卷筒型推运件。卷筒的概念是具有防止物料诸如塑料袋完全缠绕在卷筒周围的大圆周。所公开的设计以及重叠的反向旋转推运件叶片防止物料缠绕在卷筒推运件92、93周围。卷筒推运件的基部由于双叶片而具有两个相隔180度的叶片端。因为卷筒具有在两侧相隔180度的叶片，所以当压缩下面的物料时，向下的迫使压力不会使卷筒推运件偏转。

如图3中最佳示出的，可以提供驱动系统来连接到并控制推运件92、93。驱动系统可以包括例如可通过斜齿轮机动化驱动箱或电动机驱动97提供动力的齿轮箱或驱动机构96。驱动机构96可以保持在例如驱动壳体内。传动轴96d、正齿轮96e密封件和轴承从驱动壳体内部离开。使用多个正齿轮96e(例如，四个正齿轮)减小了齿轮箱96的整体尺寸。在运行中，两个推运件92、93之间的中心线差原本会需要两个大齿轮在中间相遇，而使用四个较小的正齿轮使箱体更小，同时在所有轴上保持相等的力。

因此，在一种公开的实施方式中，在所公开的设计中使用气动进给装置以既使塑料物料以固定速率移动到压力机进给装置接收器82又移除任何重物。标准鼓风机可用于动力源。来自鼓风机的空气被拉动通过物料压力机本体或袋压力机本体99的背侧上的筛选罩100。在一种公开的实施方式中，通常到从筛选式空气出口过渡部302上的连接点向内渐缩的筛选罩100可以被配置为与99处描绘的袋压力机本体相同的形状，以在推运件92和93与筛网302之间产生非常小的间隙。推运件92和93在其旋转时擦拭筛网302，允许空气流动通过袋压力机、冲头和接收器。筛网302将塑料物料颗粒保持在袋压力机本体99内，从而防止它们在罩100处离开。然而，筛网302的设计还允许气流通过袋压力机进入袋压力机本体99并通过罩100出来，以消除和/或大大减少原本可燃的运行环境。

可以采用输送机系统诸如夹式输送机系统来收集塑料物料诸如松散袋，并将它们压缩成将被送入去石机罩10中的大小。去石机罩10具有较大的本体并且允许压缩的塑料袋物料一旦被放置在去石机罩内部就膨胀一点。然后将袋子输送到接收器料斗82中，进入冲头壳体84。袋子将接收器料斗82填充到触发水平指示器的固定点。这将启动设置在下方的冲头88以将物料推动到压力机螺旋入口98中。当冲头88开始移动时，夹式输送机停止以进一步防止物料进入接收器料斗82。冲头88也用作空气截止门，因为它覆盖接收器料斗开口83。接收器82具有负壁设计。当进入的物料在接收器82内部时，该进入的物料膨胀。随着料斗靠近冲头入口83，料斗变得更大。冲头88被气动空气气缸89推动到袋压力机入口98，同时由于其形状而切断物料流，因为冲头本体大于设置在冲头本体上方的接收器开口83。冲头88可以被配置为包括具有与压力机螺旋推运件92和93相同的形状和/或大小的基本等同的面，以允许物料被拉入99处描绘的压力机本体中。通过金属叶片迫使塑料物料沿推运件92和93向下。所公开的实施方式在压力机本体99中提供了一个左手叶片推运件92和一个右手叶片推运件93。

随着越来越多的塑料物料诸如塑料袋被收集到袋压力机中，塑料物料被迫使向下并被压缩。当塑料物料(例如，塑料袋)在袋压力机本体99内部积聚时，塑料物料被向下推动，其中料斗的直径朝向出口103处的压缩区域变得越来越小。物料的增加和区域的减小形成较高密度的塑料物料并形成加压密封。

袋压力机马达驱动97可以包括放大器监测器。可以将放大器监测器设定在规定的水平，以在袋压力机充满并且处于正确压力时发信号。根据放大器监测器的阈值水平，控制马达驱动器基于规定值或放大器范围运转或不运转。当物料被允许排放时，在出口103处的压缩区域中压力降低，并且可以初始化计算机以启动填充过程，同时继续监测马达放大器。

转到图4，示出了袋压力机进给器组件的替代实施方式。在袋压力机本体99内产生负真空压力以将塑料物料吸入内部。因此，塑料物料402通过气流406被送入袋压力机本体99的入口404中。所公开的构造将气流406接收到袋压力机本体99的入口404中、朝向推运件92(93)并通过筛网302和带罩的出口100。

筛选式空气出口过渡部302可以被配置为与99处描绘的袋压力机本体相同的形状，从而在推运件92和93与筛网302之间产生非常小的间隙。推运件92和93在其旋转时擦拭筛网302，从而允许空气流动通过袋压力机、冲头和接收器。筛网302将塑料物料颗粒保持在袋压力机本体99内，从而防止它们通过筛网302和带罩的出口100离开。然而，筛网302的设计还允许气流通过袋压力机进入袋压力机本体99并通过筛网302和带罩的出口100出来，以消除和/或大大减少原本可燃的运行环境。

通过设计，塑料物料402经由气流406和袋压力机本体99内产生的背压被推向推运件92(93)。随着越来越多的塑料物料402被收集到袋压力机本体99中，塑料物料402在它继续压缩时被迫使沿向下方向408。当塑料物料402在袋压力机本体99内部积聚时，塑料物料402被向下推动，其中料斗的直径朝向出口变得越来越小。物料的增加和区域的减小形成较高密度的物料并形成加压密封。

已经详细描述了本发明的许多实施方式，将明显的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行修改和变化。此外，应当理解的是，本公开内容中的所有实施例虽然示出了本发明的许多实施方式，但是作为非限制性实施例提供，因此，不应被视为限制如此示出的各个方面。

本申请中引用的所有文献、专利、期刊文章和其他材料通过引用并入本文。

尽管已经参照某些实施方式公开了本发明，但是在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对所描述的实施方式进行多种修改、变更和改变。因此，意图的是本发明不限于所描述的实施方式，而是其具有由下面的权利要求的语言及其等同物限定的全部范围。

Claims (21)

1.一种物料处理装置，包括：

具有入口和出口的物料压力机本体；

动力源，用于生成进入所述物料压力机本体的入口并通过所述物料压力机本体的出口的气流，其中，所述气流捕获供给物料并将供给物料送入所述物料压力机本体中；

多个压力机推运件，用于捕获和操纵进入所述物料处理装置中的所述供给物料；以及

驱动系统，所述驱动系统被连接以驱动和控制所述多个推运件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述物料压力机本体包括以出口渐缩的本体结构设置的压缩区域。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，在所述压缩区域处形成有加压密封。

4.根据权利要求1所述的装置，包括：

筛网，所述筛网设置在所述物料压力机本体的所述出口处。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，当所述多个压力机推运件旋转时，它们刮擦所述筛网，从而允许空气流动通过所述物料压力机本体。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述筛网被配置为：防止所述供给物料离开所述出口，但允许所述气流通过所述出口。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个压力机推运件彼此反方向地旋转。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个压力机推运件重叠。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个压力机推运件包括两个压力机推运件，其中每个推运件都具有金属叶片，其中一个是右手叶片，一个是左手叶片。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个压力机推运件中的每一个的基部具有两个相隔180度的叶片端。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动系统包括齿轮箱。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述齿轮箱包括斜齿轮。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述齿轮箱包括正齿轮。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述动力源是鼓风机。

15.根据权利要求1所述的装置，包括：

放大器监测器，所述放大器监测器在所述物料压力机本体是满的且处于正确压力时发信号。

16.根据权利要求1所述的装置，包括：用于将物料供应到所述入口的进给装置。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述进给装置是气动的。

18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述供给物料是塑料。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述供给物料是塑料袋。

20.根据权利要求1所述的装置，包括：

输送机系统，所述输送机系统收集所述供给物料以用于送入去石机罩中。

21.一种物料处理装置，包括：

具有入口和出口的物料压力机本体；

动力源，用于生成进入所述物料压力机本体的入口并通过所述物料压力机本体的出口的气流，其中，所述气流捕获供给物料并将供给物料送入所述物料压力机本体中；

多个压力机推运件，用于捕获和操纵进入所述物料处理装置中的所述供给物料；

驱动系统，所述驱动系统被连接以驱动和控制所述多个推运件；

其中，所述动力源是鼓风机，并且所述鼓风机由用于使所述装置中的物料熔融和蒸发的热量提供动力。