CN110524800A - 一种混杂废塑料成型装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种混杂废塑料成型装置及其使用方法，其中，混杂废塑料成型装置包括定模、动模和截流机构，定模形成有呈一侧敞口的容腔，容腔具有与敞口相对的底面，底面的几何中心开设有与容腔连通的进料口；动模能够由敞口插入容腔中，动模的端面形状与容腔的截面形状相适配，动模与定模之间形成混杂废塑料再生产品的模型腔；截流机构能截断或者导通进料口。本申请能够实现混杂废塑料再生产品的一次成型，解决混杂废塑料回收再利用的难题，实现混杂废塑料的有效利用，而且结构简单，安装使用方便，生产效率高，制造和使用成本低，适用于各种塑料产品的生产成型，满足实际应用需求，实用性强，具有广泛的应用前景，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本申请属于废弃废旧塑料回收再利用技术领域，尤其涉及一种混杂废塑料成型装置及其使用方法。
背景技术
随着人们环保意识的不断加强，废弃废旧塑料的回收再利用越来越受到重视。但是，回收废弃废旧塑料(生活垃圾塑料、造纸垃圾废塑料、混杂废塑料) 的成分复杂，可能含有PE(Polyethylene，聚乙烯)、PET(Polyethylene Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(Polypropylene，聚丙烯)、ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymers，丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物)、PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、PA(Polyamide，聚酰胺)、 PS(Polystyrene，聚苯乙烯)等塑料成分中的一种或多种，不同塑料成分的熔融指数不同，例如PE、PP等在180℃时软化、250℃以上时过塑化，而PS、 ABS等在250℃时才开始软化，使得混杂废塑料熔融时不同塑料成分的熔融状态不同，流动速率也不同。因此混杂废塑料具有流动性差、杂质多、均匀性差、易堵注塑孔、成型性能差等特点，很难进行挤出和注塑成型，传统的挤出、注塑等成型装置均不能使用，制约了混杂废塑料的有效利用，很大一部分废弃废旧塑料最终只能填埋或焚烧处理，造成环境负担和二次污染。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
发明内容
为了解决上述问题，本申请的目的是提供一种混杂废塑料成型装置及其使用方法，能够实现混杂废塑料再生产品一次成型，解决混杂废塑料回收再利用的难题，实现混杂废塑料的有效利用，而且结构简单，使用方便，生产效率高，成本低，适用于各种塑料产品的生产成型，满足实际应用需求，实用性强，具有广泛的应用前景，适合大规模推广应用。
为实现上述目的，一方面，本申请提出了一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，所述成型装置包括：定模，所述定模形成有呈一侧敞口的容腔，所述容腔具有与所述敞口相对的底面，所述底面的几何中心开设有与所述容腔连通的进料口；动模，所述动模能够由所述敞口插入所述容腔中，所述动模的端面形状与所述容腔的截面形状相适配，所述动模与所述定模之间形成混杂废塑料再生产品的模型腔；和截流机构，所述截流机构能截断或者导通所述进料口。
在一个示例中，所述截流机构包括插板和驱动机构，所述插板设置在所述进料口处，所述驱动机构与所述插板连接，并能驱动所述插板相对于所述进料口运动，以截断或者导通所述进料口。
在一个示例中，所述进料口的径向尺寸为20mm-60mm。
在一个示例中，所述进料口呈朝向所述容腔内部扩张的锥形。
在一个示例中，所述动模的端面或所述定模的所述容腔的底面具有与所述混杂废塑料再生产品相适配的型面。
在一个示例中，所述动模的端面上设置有呈放射状分布的导向槽，且所述导向槽的放射中心与所述进料口相对位设置。
在一个示例中，所述导向槽呈米字形或X形。
另一方面，本申请还提出了一种混杂废塑料成型装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将动模由敞口插入定模的容腔中，并使动模相对于定模运动至第一位置，动模与定模之间形成模型腔；
截流机构导通进料口；通过进料口向模型腔中注入被加热成熔融态的混杂废塑料原料，混杂废塑料原料的注入量与混杂废塑料再生产品的体积相适配；
截流机构截断进料口，驱动动模挤压模型腔内的混杂废塑料原料，并使动模相对于定模运动至第二位置；
将动模退出容腔，顶出动模端面上的成型产品，得到混杂废塑料再生产品成品
在一个示例中，第一位置为动模与定模的重合度为3mm-5mm的位置；第二位置为使模型腔体积与混杂废塑料再生产品体积相一致的位置。
在一个示例中，动模挤压混杂废塑料原料的压力大于500kg/cm2。
通过本申请提出的一种混杂废塑料成型装置及其使用方法能够带来如下
有益效果：
1、本申请的混杂废塑料成型装置，实现挤出熔融，低压注塑成型工艺，实现混杂废塑料再生产品一次成型，工艺流程简单，节约能量，投资小，安装使用方便，可以连续作业，提高生产效率，降低生产制造和运营成本，生产过程可靠无污染，防止产生有害气体污染环境；解决混杂废塑料回收再利用的难题，实现混杂废塑料的有效利用，消除白色污染，改善地球环境，减少焚烧排放对环境的二次污染，造福子孙后代，混杂废塑料实现绿色循环和高价值重复利用，可以创造可观的社会效益和经济价值；而且结构简单，使用方便，生产效率高，成本低，适用于各种塑料产品的生产成型，满足实际应用需求，实用性强，具有广泛的应用前景，适合大规模推广应用。
2、截流机构采用插板，结构简单，使用方便，工作稳定可靠，制造简单成本低。
3、导向槽加速混杂废塑料原料由容腔中心向四周的扩散，增加混杂废塑料原料的流动性，混杂废塑料原料的流动分布更加均匀，进一步解决混杂废塑料流动性不好的难题；同时，导向槽中的混杂废塑料原料会在产品成型后形成加强筋结构，可以对混杂废塑料再生产品起到加强作用，混杂废塑料再生产品结构更加牢固，强度和平整度更高，质量更好。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种混杂废塑料成型装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种混杂废塑料成型装置的剖视图；
图3为本申请实施例提供的插板的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的进料流道的主视图；
图5为本申请实施例提供的进料流道的俯视图；
图6为本申请实施例提供的进料流道的剖视图；
图7为本申请实施例提供的适用于托盘的动模的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的适用于地砖的动模的结构示意图；
图9为本申请另一实施例提供的适用于地砖的动模的结构示意图；
图10为本申请又一实施例提供的适用于地砖的动模的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。
如图1和图2所示，本申请的实施例提出了一种混杂废塑料成型装置100，其包括定模1、动模2和截流机构3。其中，定模1形成有呈一侧敞口的容腔 11，容腔11具有与敞口相对的底面12，底面12的几何中心开设有与容腔11 连通的进料口13。动模2能够由敞口插入容腔11中，动模2的端面21形状与容腔11的截面形状相适配，动模2与定模1之间形成混杂废塑料再生产品200 的模型腔。截流机构3能截断或导通进料口13。
本申请的一种混杂废塑料成型装置的使用方法，包括以下步骤：
首先，将定模1和动模2分别安装于挤注成型机上，进料口13与缓存有混杂废塑料原料的储料装置连通；液压机构驱动动模2由敞口插入定模1的容腔11中，并使动模2相对于定模1运动至第一位置，动模2与定模1处于合模状态，动模2与定模1之间形成模型腔，且此时模型腔的体积大于混杂废塑料再生产品的体积。
其中，第一位置为动模2与定模1的重合度为3mm-5mm的位置，并且动模 2与定模1之间留有30mm-40mm的空间，以减少注料时的压力，实现低压注塑。
然后，截流机构3导通进料口13；通过进料口13向模型腔中注入被加热成熔融态的混杂废塑料原料，且混杂废塑料原料的注入量与混杂废塑料再生产品的体积相适配；由于此时模型腔的体积大于混杂废塑料再生产品的体积，动模2与定模1之间留有30mm-40mm的空间，使得进料口13处能够留出足够的空间，方便混杂废塑料原料流动进入模型腔，大大减小混杂废塑料原料的注入阻力，注入混杂废塑料原料时无需注入压力，不需要增压注入，从而实现低压注入；同时，由于进料口13开设在底面12的几何中心，实现中心进料，混杂废塑料原料由容腔11的中心向四周边界扩散，流动分布更加均匀，解决混杂废塑料流动性不好的难题，而且成型产品结构更加牢固，质量更好。
其中，以废弃废旧塑料回收市场上混杂废塑料为原料，包括生活垃圾废塑料、造纸垃圾废塑料以及其他回收的混杂废塑料等；混杂废塑料原料的加热温度可以设定为中间含量大的塑料温度，塑化温度较高的塑料虽然没有完全塑化，但也达到玻璃化状态推进过程中形成纤维状从而达到增强的效果。
之后，在向模型腔内注入预定量混杂废塑料原料后，截流机构3截断进料口13；液压机构驱动动模2挤压模型腔内的混杂废塑料原料，并使动模2相对于定模1运动至第二位置，即动模2与定模1合模的最终位置；截流机构3在动模2挤压混杂废塑料原料时防止混杂废塑料原料回流，避免混杂废塑料原料分布不均匀，从而实现二次增压挤压成型，提高混杂废塑料再生产品的密度，增加了混杂废塑料再生产品的强度。
其中，第二位置为使模型腔体积与混杂废塑料再生产品体积相一致的位置；动模2可以采用大于500kg/cm2的压力挤压已注入模型腔内的混杂废塑料原料，使模型腔体积缩小到与混杂废塑料再生产品体积相一致，实现增压压实，以使混杂废塑料再生产品达到所需的密度，提高混杂废塑料再生产品的强度。
最后，液压机构驱动动模2退出容腔11，顶出装置顶出动模2端面21上的成型产品，得到混杂废塑料再生产品成品。
使用本申请的混杂废塑料成型装置100，采用挤出熔融、低压注塑成型工艺，可以实现混杂废塑料再生产品一次成型，废弃塑料回收再利用过程中不需要进行牵引造粒，从进料口13进入模型腔后出来即得到成品，工艺流程简单，节约能量，投资小，安装使用方便，可以连续作业，提高生产效率，降低生产制造和运营成本，生产过程可靠无污染，防止产生有害气体污染环境。同时，无论哪种废旧废弃塑料，成分有多复杂，只要含水率在3％以下，都能生产出满足使用要求的产品，从而解决混杂废塑料回收再利用的难题，实现混杂废塑料的有效利用，消除白色污染，改善地球环境，减少焚烧排放对环境的二次污染，造福子孙后代，混杂废塑料实现绿色循环和高价值重复利用，可以创造可观的社会效益和经济价值。本申请的混杂废塑料成型装置100结构简单，使用方便，生产效率高，成本低，适用于各种塑料产品的生产成型，满足实际应用需求，实用性强，具有广泛的应用前景，适合大规模推广应用。
具体地，如图1～图3所示，截流机构3包括插板31和驱动机构32，插板 31设置在进料口13处；驱动机构32通过连杆33与插板31连接，并能驱动插板31相对于进料口13运动，以截断或者导通进料口13。插板31结构简单，使用方便，工作稳定可靠，制造简单成本低。
在一个具体实施例中，如图1～图6所示，混杂废塑料成型装置100还包括进料流道4，进料流道4一端与进料口13连接、另一端用于与储料装置连接。进料流道4具有垂直于内部流道41的安装槽42，插板31具有过流孔311和止挡部312，插板31滑动设置在安装口41内。当插板31沿安装槽42运动至过流孔311与内部流道41至少部分重合时，进料流道4导通；当插板31沿安装槽42滑动至止挡部312正对内部流道41时，进料流道4截断。进料流道4与插板31的配合结构简单，易于使用，工作稳定可靠性高，制造简单成本低。
具体地，进料口13相对于传统挤出或注塑成型模具的浇注口具有更大的径向尺寸，而且由于不需要流道架，有效解决混杂废塑料流动性不好的难题，可以有效防止进料口13被堵塞，满足使用需求。比较优选地，进料口13的径向尺寸为20mm-60mm。
具体地，进料口13呈朝向容腔11内部扩张的锥形，即进料口13朝向容腔11内一端的径向尺寸大于朝向容腔11外一端的径向尺寸，便于成型后脱模。
具体地，图7～图10所示，动模2的端面21或定模1的容腔11的底面12 具有与混杂废塑料再生产品相适配的型面，容腔11的底面12也可以是平面。本申请的混杂废塑料成型装置100适用于各种混杂废塑料再生产品的生产成型，例如塑料托盘、各种不同尺寸的塑料地砖、塑料井盖等，而且产品成品平整、美观，强度高，成本低，具有可观的经济价值。
具体地，动模2的端面21上设置有呈放射状分布的导向槽22，且导向槽 22的放射中心与进料口13相对位设置，从而形成由中心向四周延伸的流道，加速混杂废塑料原料由容腔11中心向四周的扩散，增加混杂废塑料原料的流动性，混杂废塑料原料的流动分布更加均匀，进一步解决混杂废塑料流动性不好的难题；同时，导向槽22中的混杂废塑料原料会在产品成型后形成加强筋结构，可以对混杂废塑料再生产品起到加强作用，混杂废塑料再生产品结构更加牢固，强度和平整度更高，质量更好。
在一个实施例中，导向槽22呈米字形，可以在产品上形成米字形的加强筋。在另一个实施例中，导向槽22呈X形，可以在产品上形成X形的加强筋。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，所述成型装置包括：
定模，所述定模形成有呈一侧敞口的容腔，所述容腔具有与所述敞口相对的底面，所述底面的几何中心开设有与所述容腔连通的进料口；
动模，所述动模能够由所述敞口插入所述容腔中，所述动模的端面形状与所述容腔的截面形状相适配，所述动模与所述定模之间形成混杂废塑料再生产品的模型腔；和
截流机构，所述截流机构能截断或者导通所述进料口。
2.根据权利要求1所述的一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，
所述截流机构包括插板和驱动机构，所述插板设置在所述进料口处，所述驱动机构与所述插板连接，并能驱动所述插板相对于所述进料口运动，以截断或者导通所述进料口。
3.根据权利要求1所述的一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，
所述进料口的径向尺寸为20mm-60mm。
4.根据权利要求1所述的一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，
所述进料口呈朝向所述容腔内部扩张的锥形。
5.根据权利要求1所述的一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，
所述动模的端面或所述定模的所述容腔的底面具有与所述混杂废塑料再生产品相适配的型面。
6.根据权利要求1所述的一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，
所述动模的端面上设置有呈放射状分布的导向槽，且所述导向槽的放射中心与所述进料口相对位设置。
7.根据权利要求6所述的一种混杂废塑料成型装置，其特征在于，
所述导向槽呈米字形或X形。
8.一种混杂废塑料成型装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将动模由敞口插入定模的容腔中，并使动模相对于定模运动至第一位置，动模与定模之间形成模型腔；
截流机构导通进料口；通过进料口向模型腔中注入被加热成熔融态的混杂废塑料原料，混杂废塑料原料的注入量与混杂废塑料再生产品的体积相适配；
截流机构截断进料口，驱动动模挤压模型腔内的混杂废塑料原料，并使动模相对于定模运动至第二位置；
将动模退出容腔，顶出动模端面上的成型产品，得到混杂废塑料再生产品成品。
9.根据权利要求8所述的一种混杂废塑料成型装置的使用方法，其特征在于，
第一位置为动模与定模的重合度为3mm-5mm的位置；第二位置为使模型腔体积与混杂废塑料再生产品体积相一致的位置。
10.根据权利要求8所述的一种混杂废塑料成型装置的使用方法，其特征在于，
动模挤压混杂废塑料原料的压力大于500kg/cm2。
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