CN111168893A - 一种弹性高聚物的撕磨装置及水磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性高聚物的撕磨装置，包括进料腔、吸入腔、撕磨腔以及转动装置，进料腔一端为进料口，另一端与吸入腔一端连通，吸入腔另一端与撕磨腔相通，转动装置为轮轴、第一轮体、第二轮体、撕磨组件和动力装置，轮轴一端连接动力装置，另一端穿过撕磨腔和吸入腔，撕磨组件包括至少一组撕磨单元，每组撕磨单元包括两块磨片，并且其中一块磨片安装在所述撕磨腔内部结构上，另一块磨片安装在所述第一轮体上；第二轮体转动用于将进料腔中的物料吸入吸入腔；撕磨腔壁上开设有一用于出料的出料口；使用该弹性高聚物的分解装置及相关的水磨方法可以有效解决现有技术分解弹性高聚物效率低且污染高的问题。

Description

一种弹性高聚物的撕磨装置及水磨方法

技术领域

本发明涉及高分子聚合物加工分解领域，特别涉及一种弹性高聚物的撕磨装置及水磨方法。

背景技术

近几十年来,随着高分子合成技术的发展，弹性高分子聚合物已经广泛应用于各个领域，在日常生活中也随处可见，如汽车轮胎、各种橡胶制品、软质橡塑制品等。随着弹性高聚物的技术发展，大大提高了人们的生活水平的同时，废弃的弹性高聚物给环境保护带来了沉重的压力，这是因为弹性高聚物不像硬质高聚物一样容易破碎而循环利用，也不容易降解。发达国家一般都出台了很多补贴政策，鼓励工厂把弹性高聚物循环利用以保护环境。

已有的加工循环利用技术有冷冻法、直接粉碎法和高温裂解法。冷冻法使用液氮冷冻，使弹性高聚物变脆而粉碎，但能耗巨大，欧美国家也是不得已而为之；直接粉碎法工艺简单，但粉尘污染严重，且粉碎温度过高，容易造成弹性高聚物的分子链断裂而影响高聚物的性能，温度过高时甚至引起着火；高温裂解法国内也有装置实施，但裂解出来的气体和油品硫含量很高，还需要进一步脱硫才能使用，成本太高。

因此有必要提供一种分解弹性高聚物的装置及方法，具有高效且低污染的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性高聚物的撕磨装置及水磨方法，使用该弹性高聚物的撕磨装置及水磨方法可以有效解决现有技术撕磨弹性高聚物效率低且污染高的问题。

为实现上述目的和相关其他目的，本发明提供一种弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，包括进料腔、吸入腔、撕磨腔以及转动装置，所述进料腔一端为进料口，另一端与所述吸入腔一端连通，所述吸入腔另一端与所述撕磨腔相通，所述转动装置包括轮轴、第一轮体、第二轮体、撕磨组件和动力装置，所述轮轴一端连接动力装置，另一端穿过所述撕磨腔和所述吸入腔，所述轮轴位于所述撕磨腔中的部分为第一轮轴，位于所述吸入腔中的部分为第二轮轴，所述动力装置用于驱动所述轮轴转动；所述第一轮体安装在所述第一轮轴上，以使所述轮轴转动时带动所述第一轮体转动，所述撕磨组件包括至少一组撕磨单元，每组撕磨单元包括两块磨片，并且其中一块所述磨片安装在所述撕磨腔内部结构上，另一块所述磨片安装在所述第一轮体上；所述第二轮体安装在所述第二轮轴靠近所述进料腔的位置上，所述轮轴转动时带动所述第二轮体转动，所述第二轮体转动用于将所述进料腔中的物料吸入所述吸入腔；所述撕磨腔壁上开设有一用于出料的出料口。

优选地，所述第一轮体为轮毂，所述第二轮体为涡轮。

优选地，所述转动装置还包括轴承箱、联轴器，所述轮轴的一端与所述轴承箱相连，所述轴承箱与所述联轴器相连，所述联轴器安装在所述动力装置上。

优选地，所述动力装置为电动机。

优选地，所述撕磨装置还包括一底座，所述进料腔、所述吸入腔、所述撕磨腔以及所述转动装置安装在所述底座上。

优选地，每组撕磨单元中的两块所述磨片之间的间距可调。

优选地，所述磨片可拆卸安装在所述轮毂或所述腔内部结构上。

优选地，所述撕磨单元为两组。

优选地，所述磨片采用莫氏硬度9.3的碳化硼加工而成。

一种弹性高聚物的水磨方法，使用如上述的弹性高聚物撕磨装置，其特征在于，步骤如下：

S1:根据需要获得产物的颗粒大小选择对应磨片间隙大小的第一轮体；

S2:将弹性高聚物与水混合后加入到所述进料腔；

S3:开启动力装置，并将所述分解装置的温度控制在30℃---100℃，将所述撕磨装置的内部压力控制在2MPa；

S4：在出料口收集获得颗粒，并将获得的颗粒物分水、烘干、筛分。

综上所述，本发明提供了一种弹性高聚物的撕磨装置，将离心泵和撕磨机合二为一，由同一条主轴带动，即由同一动力设备控制，提升可工作效率，降低了成本；进一步，所述吸入腔中的轮体转动可以吸入位于进料腔中的弹性高聚物，实现了自吸；再进一步，可以根据需要获得颗粒的大小选择或者调整磨片的间隙，使得该装置具有很强的通用性。本发明还提供了一种使用上述撕磨装置的水磨方法，由于整个分解过程在水中进行，分解完成后再进行分水、烘干、筛分，使得整个生产过程没有粉尘、废气、固废污染，不同粒径的弹性高聚物粉，均可循环利用。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的弹性高聚物撕磨装置的示意图；

图2为本发明实施例二提供的弹性高聚物撕磨装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10-进料腔，11-进料口，20-吸入腔，30-撕磨腔，31-出料口，32-底座，40-电动机，50-轮轴，51-涡轮，52-轮毂，60-背板，61-螺钉，70-磨片，80-轴承箱，90-联轴器。

具体实施方式

本发明的核心思想是将分解弹性高聚物的自吸式涡轮机和撕磨机结合，形成一体机，拥有同一个进料口和同一个出料口，同属于一个动力系统，避免了动力不匹配的情况出现，提升了工作的效率，减少了设备所占用的空间；在本发明提供的高聚物撕磨装置的基础上，还提供了一种分解弹性高聚物的方法，该方法的核心思想是将要分解的弹性高聚物与液体混合，使得整个分解过程在液体中进行，分解完成后再进行分水、烘干、筛分，整个生产过程没有粉尘、废气、固废污染，不同粒径的弹性高聚物粉，均可循环利用。

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者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发明和简化描述，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1为本实施例提供的弹性高聚物撕磨装置的示意图，参阅图1，本实施例提供的撕磨装置包括进料腔10、吸入腔20、撕磨腔30、电动机40、转轴50。其中，进料腔10一端为进料口11，用于放入待分解的弹性高聚物，另一端与吸入腔20连通；吸入腔20一端与进料腔10连通，另一端与撕磨腔30连通，撕磨腔30还有一开设在撕磨腔30侧壁上端或者侧壁下端的出料口31，用于撕磨完的物料出料；转轴50一端穿过撕磨腔30和吸入腔20，另一端与电动机40连接，电动机40作为动力装置驱动转轴50使得转轴50转动；本发明领域内的技术人员应该明白，驱动转轴50转动的设备并不局限于电动机，应该是任意能够使得转轴50转动的动力设备即可，例如柴油机。转轴50位于吸入腔20中的部分上安装有涡轮51，涡轮51靠近进料腔10和吸入腔20的连通部分，用于吸入放进到进料腔10中的物料；转轴50位于撕磨腔中的部分上安装有轮毂52，使得转轴50转动是能够驱动涡轮51和轮毂52转动。磨片70以两个一组成组的形式进行安装，一组中的两个磨片70其中一个安装在轮毂52上，另一个安装在撕磨腔30的内部结构上，两个磨片70位于相对的位置，参阅图1，其中，撕磨腔30的内部结构既可以指撕磨腔30的内壁，也可以指安装在撕磨腔30内的背板60，背板60通过螺钉61安装在撕磨腔30的内侧并用于安装磨片70。

整个撕磨设备实现了现有技术中自吸式涡轮机和撕磨机的二合一，由一台动力设备提供转动力，本实施例为电动机40。电动机40通过转轴50驱动吸入腔20中的涡轮51和撕磨腔30中轮毂52转动，涡轮51的作用与现有技术中自吸式涡轮机相同，可以将进料腔10中的物料吸入并做初步的剪切成较大的颗粒，该较大的颗粒再进入撕磨腔30中，撕磨腔30中的磨片70分组对应安装，一组中分别包含两个磨片70，一个安装在轮毂52上，另一个安装在撕磨腔30的内部结构上，即背板60或撕磨腔30内壁。本实施例为两组磨片70，参阅图1，两个磨片70安装在轮毂52的两面，两个磨片70安装在对应位置的撕磨腔30的内壁上和背板60上，实际上，本发明技术领域内的技术人员应该明白，磨片70的数量并不局限于两组，实际上可以根据轮毂52的数量和背板60的数量进行调整。位于撕磨腔30内部结构上的磨片是静止的，安装在轮毂52上的磨片跟着轮毂52转动，这样实现了一组两个磨片的相对运动，从而实现对物料的撕磨。

发明人进一步研究发现，可以通过调整背板60或者轮毂52的位置实现一组中两个磨片70的间距发生变化。这样一来，即能够通过调整磨片70的间距来实现对于获得聚合物颗粒粒度的控制，从而实现了获得不同粒度颗粒的能力，提升了该设备的通用性。

再者，可以将磨片70与轮毂52、撕磨腔30内壁和背板60设置为可拆卸安装，以便于更换磨片。由于磨片过多磨损之后其撕磨力将会下降，将会变得光滑而不利于撕磨，可拆卸安装的方式极好的解决了磨片更新的问题。

具体实施时，通过需要获得分解获得物的粒径来调整各组磨片70中两个磨片70的距离，待调整完毕之后，将待分解物通过进料口11加入到进料腔10中，开启电动机40转动设备，由于涡轮51的转动的原因，待分解物进入吸入腔20并通过涡轮51的初步分解后进入撕磨腔30，在撕磨腔30中的物料将通过磨片的进一步撕磨产生想要达到的粒子直径，最后由于离心作用从出料口31中出来进行收集，从而实现高聚物的分解。

实施例二

图2为本实施例提供的高聚物撕磨装置的示意图，与上述不同的是，为进一步增加转轴50的转动性能，本实施例的撕磨装置还包括轴承箱80和联轴器90，转轴50一端穿过撕磨腔30和吸入腔20，另一端与轴承箱80相连，轴承箱80通过联轴器90与电动机40相连。本实施例提供的弹性高聚物撕磨装置另外还包括一个底座32，进料腔10、吸入腔20和撕磨腔30形成的腔室整体，以及轴承箱80和电动机40均安装在底座32上。

由于轴承箱80和联轴器90的存在，起到了对于转轴50的润滑的作用，使得转轴50的转动性能更优，同样减少了电动机40的功率损耗，减少了能耗，又由于底座的存在，该撕磨设备可以通过底座平稳放置在地面上，底座的重量可以适当重一些或者通过螺纹连接固定地面结构上，从而使得设备在运行时更加稳定。

实施例三

本实施例提供了一种弹性高聚物的水磨方法，运用上述弹性高聚物的撕磨装置，该方法的步骤是：

1、按照废轮胎：废橡胶等于9:1的比例进料，进入双螺杆切割机中切割成3-5mm的大颗粒；

2、将形成的大颗粒输送到设有磁铁的沉降罐中加水搅拌5分钟后静止沉降10分钟，与水的比例为1:1，脱除其中的铁、砂石等杂质；

3、加入到上述的弹性高聚物撕磨装置，在2MPa压力、30—130℃温度下在水中进行撕磨。

4、水磨后弹性高聚物成为小颗粒，然后在分水罐中分水，再蒸汽烘干，然后筛分、包装。

由于弹性高聚物中数量最大的是废轮胎，占弹性高聚物的90％以上，因此给撕磨装置在运用时主要用于撕磨废轮胎，按照9：1的方式进行进料考虑到撕磨装置的实际应用和现有市场的情况；撕磨装置内部温度是通过调整自吸式撕磨机的磨片间隙来实现的，热量来自摩擦生热，间隙越小温度越高，撕磨出来的颗粒越细。在30—130℃温度下，撕磨出来的颗粒在20—200目范围内，满足现有市场的需求，2MPa是发明人通过多次试验得到的经验数据，本发明领域内的技术人员应该明白，撕磨装置内部压力并不局限于2MPa，实际上，在运用该方法时，运用者可以通过多次试验得出在一种应用情况下的压力，例如根据地区海拔的不同进行试验调整。

综上所述，本发明提供的撕磨装置实际上是一个一体机，包含了弹性高聚物撕磨的整个过程，适用于弹性高聚物颗粒的流水线生产；本发明提供的水磨方法出于环保的考虑，大大降低了弹性高聚物撕磨对环境造成的污染。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，包括进料腔、吸入腔、撕磨腔以及转动装置，所述进料腔一端为进料口，另一端与所述吸入腔一端连通，所述吸入腔另一端与所述撕磨腔连通，所述转动装置包括轮轴、第一轮体、第二轮体、撕磨组件和动力装置，

所述轮轴一端连接所述动力装置，另一端穿过所述撕磨腔和所述吸入腔，所述轮轴位于所述撕磨腔中的部分为第一轮轴，位于所述吸入腔中的部分为第二轮轴，所述动力装置用于驱动所述轮轴转动；

所述第一轮体安装在所述第一轮轴上，以使所述轮轴转动时带动所述第一轮体转动，所述撕磨组件包括至少一组撕磨单元，每组所述撕磨单元包括两块磨片，并且其中一块所述磨片安装在所述撕磨腔内部结构上，另一块所述磨片安装在所述第一轮体上；

所述第二轮体安装在所述第二轮轴靠近所述进料腔的位置上，所述轮轴转动时带动所述第二轮体转动，所述第二轮体转动用于将所述进料腔中的物料吸入所述吸入腔；

所述撕磨腔壁上开设有一用于出料的出料口。

2.如权利要求1所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，所述第一轮体为轮毂，所述第二轮体为涡轮。

3.如权利要求2所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，所述转动装置还包括轴承箱、联轴器，所述轮轴的一端与所述轴承箱相连，所述轴承箱与所述联轴器相连，所述联轴器安装在所述动力装置上。

4.如权利要求3所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，所述动力装置为电动机。

5.如权利要求1至4任一项所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，还包括一底座，所述进料腔、所述吸入腔、所述撕磨腔以及所述转动装置安装在所述底座上。

6.如权利要求5所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，每组所述撕磨单元中的两块所述磨片之间的间距可调。

7.如权利要求6所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，所述磨片可拆卸安装在所述轮毂或所述撕磨腔内部结构上。

8.如权利要求7所述的弹性高聚物的撕磨装置，其特征在于，所述撕磨单元为两组。

9.如权利要求8所述的弹性高聚物撕磨装置，其特征在于，所述磨片采用莫氏硬度9.3的碳化硼加工而成。

10.一种弹性高聚物的水磨方法，使用如权利要求1所述的弹性高聚物撕磨装置，其特征在于，步骤如下：

S1:根据需要获得产物的颗粒大小选择对应磨片间隙大小的第一轮体；

S2:将弹性高聚物与水混合后加入到所述进料腔；

S3:开启动力装置，并将所述分解装置的温度控制在30℃---100℃，将所述撕磨装置的内部压力控制在2MPa；

S4：在出料口收集获得颗粒，并将获得的颗粒物分水、烘干、筛分。

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