CN111251508A - 一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，涉及汽车废旧橡胶轮胎回收领域，包括预冷装置，用于预先对废旧轮胎橡胶通过液氮进行预冷，并在进行粉碎前进行再冷却，使废旧轮胎橡胶处于玻璃态温度以下；自动给料装置，用于将预冷后的废旧轮胎橡胶输送到再冷却区，再冷却后进入冲击粉碎装置；冲击粉碎装置，用于对废旧轮胎橡胶进行冲击粉碎；风选筛分装置，用于对粉碎后的胶粉进行筛选和收集；控制装置，用于采集粉碎过程中的预冷温度、粉碎区冷冻温度、上料速度、送料速度、冲击速度，并反馈控制。本发明具有成本低、结构简单、方便更换维修、适用性广泛，可定制300‑600目精细胶粉的优点。

Description

一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备

技术领域

本发明实施例涉及汽车废旧橡胶轮胎回收设备技术领域，尤其涉及一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，具体适用于在低温环境下(橡胶玻璃态温度下)，将30-60目左右的粗橡胶颗粒研磨成目数介于300-600目之间的精细颗粒。

背景技术

现有的废旧橡胶粉碎机，很大一部分还是常温粉碎机，常温粉碎机制备的胶粉粒径较大，且粉碎过程中大量放热，会导致胶粉表面发生碳化和氧化，从而大大降低胶粉的质量。而低温粉碎机制备得到的胶粉，粒径小，表面光滑，比表面积大，更加适合在其他基体材料中分散和充分混合。但目前的低温粉碎机装置结构复杂、占地面积大，价格昂贵，且制备的胶粉不够精细，很难通过调整参数来精准定制精细胶粉，不适合实验室科研条件和小型企业使用。因此，急需一种简易实用的废旧橡胶轮胎低温粉碎设备，对于橡胶粗颗粒的可回收利用和精细研磨至关重要。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，该设备参数可调，可定制300-600目之间的精细胶粉。

本发明实施例所采用的技术方案是：

本发明实施例提供一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，包括：

预冷装置，包括预冷箱和冷却箱，通过预冷箱预先对废旧轮胎橡胶进行预冷，并在进行粉碎前通过冷却箱进行再冷却，使废旧轮胎橡胶处于玻璃态温度以下；

自动给料装置，包括上料装置和送料机构，通过上料装置将预冷后的废旧轮胎橡胶输送到送料机构，由送料机构进入冲击粉碎装置；

冲击粉碎装置，用于对处于玻璃态温度以下的废旧轮胎橡胶进行冲击粉碎；

风选筛分装置，用于对粉碎后的胶粉进行筛选和收集；

控制装置，用于采集粉碎过程中的预冷箱温度、冷却箱温度、上料装置的上料速度、送料机构的送料速度、冲击粉碎装置的冲击速度，并进行反馈控制。

进一步的，所述预冷装置还包括液氮罐、真空绝热低温管，液氮罐的出口通过两根真空绝热低温软管分别给预冷箱和冷却箱提供液氮。

进一步的，所述液氮罐出口的两根真空绝热低温软管上分别安装有预冷电磁节流阀和冷冻电磁节流阀；通过预冷电磁节流阀和冷冻电磁节流阀控制流量，使预冷箱和冷却箱中的温度处于需要的玻璃态温度以下。

进一步的，所述自动给料装置包括上料装置和送料机构，送料机构设置在冷却箱内，上料装置的一端布置在预冷箱内，另一端布置在冷却箱内且位于送料机构的上料端，送料机构的出料端与冲击粉碎装置进料口相连。

进一步的，所述上料装置采用螺旋上料器，废旧橡胶粗颗粒在预冷箱内预冷后由螺旋上料器运送至送料机构的上料端。

进一步的，所述送料机构包括直线电机定子、线性导轨、直线电机动子、动子座、托盘、载料盘、支座、推杆活塞、液压缸、磁头和磁栅，线性导轨固定于直线电机定子上，直线电机动子和动子座固定在一起，动子座在线性导轨上直线滑动，托盘固定在动子座上，支座分别固定在载料盘底部和托盘上表面，推杆活塞通过支座与载料盘连接，液压缸通过支座与托盘连接，磁头固定在动子座上，磁栅固定在线性导轨侧面。

进一步的，所述冲击粉碎装置包括砧座、下砧、上砧、锤头、锤杆、冲击液压缸、立柱，下砧安装在砧座上且位于上砧正下方，上砧安装在锤头上，锤头与锤杆固定在一起，锤杆固定在冲击液压缸上，冲击液压缸固定于立柱上，立柱固定在砧座上。

进一步的，所述风选筛分装置包括鼓风机、料槽、筛网、收集箱、筛分箱壳体，筛分箱壳体底部开有多个出口，料槽固定于筛分箱壳体底部的出口处，筛网安装于料槽下端，收集箱放置于筛网正下方，鼓风机将冲击粉碎装置粉碎后的颗粒吹入到筛分箱壳体内。

进一步的，所述筛分箱壳体底部的出口还设置有挡板，挡板位于筛分箱壳体内且位于两个出口之间。

进一步的，所述控制装置包括控制处理器、用于获取螺旋上料器电机转速的上料转速传感器、用于获取送料机构动子座运动速度的送料速度传感器、用于获取预冷箱内温度的预冷温度传感器、用于获取冷却箱中粉碎区内温度的冷冻温度传感器、用于获取冲击锤头冲击速度的冲击速度传感器，以上传感器均将采集到的数据传递给控制处理器，控制处理器控制送料机构动子座的进给速度、螺旋上料器电机的转速、预冷电磁节流阀的开度、冷冻电磁节流阀的开度、冲击液压缸的液压阀开度，最终获得目数不同的精细胶粉。

采用上述技术方案，本发明实施例的有益效果是：

本发明设计了一种废旧橡胶轮胎低温粉碎设备。设备结构简单、占地面积小、制造成本低。废旧橡胶粗颗粒在玻璃态温度下，该粗颗粒会呈现出脆而硬的装填，极易被外力粉碎。通过采集粉碎过程中的预冷、冷冻温度，上料、粉碎转速、磨盘间压力，在根据所需要粉碎得到的某一定目数的精细胶粉颗粒，控制处理器程序可以自动调节各个参数去控制电磁节流阀、变频电机、自动压力调节装置来达到小批量定制60-300目精细胶粉的目的，非常适合实验室条件下研究废旧橡胶的粉碎和制备。

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为废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备整体结构示意图；

图2为废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备内部结构示意图；

图3为送料机构总体结构示意图；

图4为送料机构举升部分结构示意图；

图5为冲击锤头结构示意图；

图6为风选筛分装置机构示意图；

图7为控制装置原理图；

图中：1-液氮罐、2-预冷箱、3-冷却箱、4-风选筛分装置、5-真空绝热低温管、6-上料架、7-螺旋上料器、8-直线电机定子、9-线性导轨、10-直线电机动子、11-动子座、12-托盘、13-载料盘、14-支座、15-推杆活塞、16-液压缸、17-磁头、18-磁栅、19砧座、20-下砧、21-上砧、22-锤头、23-锤杆、24-冲击液压缸、25-立柱、26-鼓风机、27-挡板、28-料槽、29-筛网、30-收集箱、31-支架、32-筛分箱壳体、33-上料转速传感器、34-送料速度传感器、35-预冷温度传感器、36-冷冻温度传感器、37-冲击速度传感器、38-控制处理器、39-预冷电磁节流阀、40-冷冻电磁节流阀。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本申请的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1-6所示，本发明提供一种废旧橡胶轮胎低温粉碎设备，包括：

预冷装置，用于预先对废旧轮胎橡胶通过液氮进行预冷，并在进行粉碎前进行再冷却，使废旧轮胎橡胶处于玻璃态温度以下，为后续粉碎提供基础，先进行预冷可以节省液氮的消耗，防止橡胶颗粒的急速降温下可能导致的爆炸等；

自动给料装置，用于将预冷后的废旧轮胎橡胶输送到再冷却区，再冷却后进入粉碎装置，可以实现在低温环境下的自动上料，变速上料；

冲击粉碎装置，用于对废旧轮胎橡胶进行粉碎，采用冲击式结构，简单高效；

风选筛分装置，用于对粉碎后的胶粉进行筛选和收集，操作简单，筛分效率高；

控制装置，用于采集粉碎过程中的预冷温度、粉碎区冷冻温度、上料速度、送料速度、冲击速度，并反馈控制预冷电磁节流阀、冷冻电磁节流阀、上料变频电机、送料变频电机、冲击变频电机。不同的低温温度，不同的上料速度、不同的送料速度、不同的冲击速度都会不同程度地影响粉碎的效果，因此调整这些参数就能改变所获得的胶粉的目数，达到定制的目的，且可以减少对液氮的浪费，对设备的损耗，优化粉碎过程。

在本申请的实施例中，所述预冷装置包括液氮罐1、预冷箱2、冷却箱3、真空绝热低温管5，液氮罐1的出口通过两根真空绝热低温软管5分别给预冷箱2和冷却箱3提供液氮，所述液氮罐1出口的两根真空绝热低温软管5上分别安装有预冷电磁节流阀28和冷冻电磁节流阀29；液氮罐1以液氮为冷源，通过预冷电磁节流阀28和冷冻电磁节流阀29控制流量，使预冷箱2和冷却箱3中的温度处于需要的玻璃态温度以下，为后续粉碎提供基础。

在本申请的实施例中，所述自动给料装置包括上料装置和送料机构，送料机构设置在冷却箱内，上料装置的一端布置在预冷箱内，另一端布置在冷却箱内且位于送料机构的上料端，送料机构的出料端与冲击粉碎装置进料口相连。

在本申请的实施例中，所述上料装置采用螺旋上料器7。所述螺旋上料器7安装在上料支架6上，通过四个支座连接，所述螺旋上料器7的出口处对接送料机构上料端，废旧橡胶粗颗粒在预冷箱2内预冷后由螺旋上料器7运送至送料机构上料端，在螺旋上料器7上料的行程中，冷量还能通过螺旋上料器的外壁传进去，达到一边上料一边还能冷冻的目的。

在本申请的实施例中，所述送料机构包括直线电机定子8，线性导轨9、直线电机动子10、动子座11、托盘12、载料盘13、支座14、推杆活塞15、液压缸16、磁头17和磁栅18，线性导轨9通过螺栓固定于直线电机定子8上，直线电机动子10和动子座11通过螺栓固定在一起，动子座在线性导轨上直线滑动，托盘12通过螺栓固定在动子座上，支座14分别焊接在载料盘13底部和托盘12上表面，推杆活塞15通过支座与载料盘连接，液压缸16通过支座与托盘连接，磁头17通过螺栓固定在动子座上，磁栅18通过螺栓固定在线性导轨侧面。载料盘13位于上料处接收螺旋上料器送来的胶粒，当载料盘13中的胶粒达到设定量，直线电机启动，直线电机动子10驱动动子座11以设定的速度在线性导轨上做直线运动，带动托盘12和载料盘13以及盘中的物料从上料处以同样的速度沿着线性导轨9向粉碎腔做进给运动，同时位置反馈装置磁头17对运动位置进行实时监测，当磁头17监测到下料处所设定的位置时，动子座11停止进给，液压缸16推动推杆活塞15，使载料盘13倾斜一定角度，物料顺势从载料盘13倒入粉碎腔内，随后推杆活塞15复位，载料盘13、托盘12与动子座11一起返回至另一端上料处进行再次上料。

在本申请的实施例中，所述冲击粉碎装置包括砧座19、下砧20、上砧21、锤头22、锤杆23、冲击液压缸24、立柱25。下砧20通过螺栓固定在砧座19上且位于上砧21正下方，上砧21与锤头22通过螺栓固定在一起，锤头与锤杆焊接在一起，并通过螺栓加固，冲击液压缸22通过螺栓固定于立柱25上，立柱25固定在砧座19上。冲击锤头为可更换结构，方便维修与更换。

在本申请的实施例中，自动给料装置的胶粒倒入下砧20中，冲击液压缸24推动锤杆23以推动上砧21向下冲击，反复冲击2至3次，利用冲击力，将玻璃态的胶粒进行粉碎成更细的胶粉。上砧21和下砧20均为可更换结构，若上下砧块出现严重破损或者变形，待粉碎装置停止工作后，拧松固定螺栓，将砧块向侧面移出并换上新的砧块，再拧紧螺栓便可继续工作。

在本申请的实施例中，所述风选筛分装置包括鼓风机26、挡板27、料槽28、筛网29、收集箱30、支架31、筛分箱壳体32。筛分箱壳体32嵌置于支架31上，并通过螺栓固定，挡板27和料槽28均通过螺栓分别固定与筛分箱壳体内表面和外表面，筛网29通过卡扣安装于料槽28下端，收集箱放置于筛网正下方。待粉碎装置中的胶粒被冲击粉碎之后，鼓风机26吹出高速空气将粉碎所获得的胶粉带出粉碎装置，胶粉在空气气流作用下，粒径较大的胶粉沉降速度较大，运动距离较短，反之，颗粒径较小的胶粉运动距离较远，不同粒径的胶粉会掉落在前后不同的挡板27上，沿着挡板27和料槽28落到筛网29上，通过进一步筛分可以获得不同的粒径的胶粉。筛网为可更换装置，可更换不同孔径的筛网对应定制不同目数胶粉的目的，按照实际需要来使用，筛上产品可返回重新粉碎，筛下产品即为合格产品，合格产品最终落入收集箱30中。

在本申请的实施例中，所述控制装置包括控制处理器38、用于获取螺旋上料器7电机转速的上料转速传感器33、用于获取送料机构动子座运动速度的送料速度传感器34、用于获取预冷箱2内温度的预冷温度传感器35、用于获取冷却箱3中粉碎区内温度的冷冻温度传感器36、用于获取冲击锤头冲击速度的冲击速度传感器37，以上传感器均将采集到的数据传递给控制处理器38，不同的温度，不同进料速度、不同的冲击速度都会不同程度地影响粉碎的效果，。控制处理器38控制送料机构动子座11的进给速度、螺旋上料器7电机的转速、预冷电磁节流阀39的开度、冷冻电磁节流阀40的开度、冲击液压缸的液压阀开度，最终获得目数不同的精细胶粉，达到定制的目的，且可以优化粉碎过程，在保证橡胶颗粒恰好刚刚处于玻璃态温度，不再降低温度的情况下，尽量多改变压力，转速等参数，可以节省液氮的消耗，冲击锤的损坏。

上述的控制处理器38可以采用飞思卡尔MC9S12XEP100，但不限于此。

本发明的工作原理如下：

利用废旧橡胶粗颗粒在玻璃态下易脆性断裂的特性，以液氮为冷源，首先通过预冷降低粗颗粒的温度至接近玻璃态温度，由螺旋上料机将此物料运送至自动送料装置中，自动送料装置定时定量地将预冷后的粗颗粒运送至冲击粉碎区，在粉碎区被冷冻至玻璃态，粉碎机的主体是冲击锤式结构，利用冲击作用将脆性的橡胶颗粒粉碎，冲击锤采用可更换锤头机构，方便维修更换，粉碎完毕后，鼓风机对粉碎机进行吹风，将胶粉颗粒吹到风选箱中，不同大小的颗粒飞行距离不同，就会落入到设置好的不同落料槽中，达到筛分的目的，接料器内有可更换筛网，能够根据需求及时更换。利用布置好的预冷温度传感器、冷冻温度传感器、螺旋上料转速传感器、送料速度传感器、冲击速度传感器来获取粉碎过程中的预冷温度、粉碎区冷冻温度、上料速度、送料速度、冲击速度，将数据信号传入控制处理器，并根据设定好的期望得到的颗粒目数值，运行处理后得到各个参数的新值，再反馈回给预冷电磁节流阀、冷冻电磁节流阀、上料变频电机、送料变频电机、冲击液压缸的液压阀开度，通过改变电磁节流阀的开度，分别控制进入预冷箱、冷冻粉碎区的液氮流量，以达到改变预冷箱、冷冻粉碎区温度，通过改变变频电机的转速来达到改变螺旋上料器速度、送料器速度，风速和吹风时间，通过改变冲击液压缸的液压阀开度来达到改变冲击速度和冲击力，来调整各个机构之间的工作节拍，以免出现各步骤混乱或不协调的情况。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，包括：

预冷装置，包括预冷箱和冷却箱，通过预冷箱预先对废旧轮胎橡胶进行预冷，并在进行粉碎前通过冷却箱进行再冷却，使废旧轮胎橡胶处于玻璃态温度以下；

自动给料装置，包括上料装置和送料机构，通过上料装置将预冷后的废旧轮胎橡胶输送到送料机构，由送料机构进入冲击粉碎装置；

冲击粉碎装置，用于对处于玻璃态温度以下的废旧轮胎橡胶进行冲击粉碎；

风选筛分装置，用于对粉碎后的胶粉进行筛选和收集；

控制装置，用于采集粉碎过程中的预冷箱温度、冷却箱温度、上料装置的上料速度、送料机构的送料速度、冲击粉碎装置的冲击速度，并进行反馈控制。

2.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述预冷装置还包括液氮罐、真空绝热低温管，液氮罐的出口通过两根真空绝热低温软管分别给预冷箱和冷却箱提供液氮。

3.根据权利要求2所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述液氮罐出口的两根真空绝热低温软管上分别安装有预冷电磁节流阀和冷冻电磁节流阀；通过预冷电磁节流阀和冷冻电磁节流阀控制流量，使预冷箱和冷却箱中的温度处于需要的玻璃态温度以下。

4.根据权利要求3所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述自动给料装置包括上料装置和送料机构，送料机构设置在冷却箱内，上料装置的一端布置在预冷箱内，另一端布置在冷却箱内且位于送料机构的上料端，送料机构的出料端与冲击粉碎装置进料口相连。

5.根据权利要求4所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述上料装置采用螺旋上料器，废旧橡胶粗颗粒在预冷箱内预冷后由螺旋上料器运送至送料机构的上料端。

6.根据权利要求5所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述送料机构包括直线电机定子、线性导轨、直线电机动子、动子座、托盘、载料盘、支座、推杆活塞、液压缸、磁头和磁栅，线性导轨固定于直线电机定子上，直线电机动子和动子座固定在一起，动子座在线性导轨上直线滑动，托盘固定在动子座上，支座分别固定在载料盘底部和托盘上表面，推杆活塞通过支座与载料盘连接，液压缸通过支座与托盘连接，磁头固定在动子座上，磁栅固定在线性导轨侧面。

7.根据权利要求4所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述冲击粉碎装置包括砧座、下砧、上砧、锤头、锤杆、冲击液压缸、立柱，下砧安装在砧座上且位于上砧正下方，上砧安装在锤头上，锤头与锤杆固定在一起，锤杆固定在冲击液压缸上，冲击液压缸固定于立柱上，立柱固定在砧座上。

8.根据权利要求7所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述风选筛分装置包括鼓风机、料槽、筛网、收集箱、筛分箱壳体，筛分箱壳体底部开有多个出口，料槽固定于筛分箱壳体底部的出口处，筛网安装于料槽下端，收集箱放置于筛网正下方，鼓风机将冲击粉碎装置粉碎后的颗粒吹入到筛分箱壳体内。

9.根据权利要求8所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述筛分箱壳体底部的出口还设置有挡板，挡板位于筛分箱壳体内且位于两个出口之间。

10.根据权利要求7所述的一种废旧橡胶轮胎低温冲击粉碎设备，其特征在于，所述控制装置包括控制处理器、用于获取螺旋上料器电机转速的上料转速传感器、用于获取送料机构动子座运动速度的送料速度传感器、用于获取预冷箱内温度的预冷温度传感器、用于获取冷却箱中粉碎区内温度的冷冻温度传感器、用于获取冲击锤头冲击速度的冲击速度传感器，以上传感器均将采集到的数据传递给控制处理器，控制处理器控制送料机构动子座的进给速度、螺旋上料器电机的转速、预冷电磁节流阀的开度、冷冻电磁节流阀的开度、冲击液压缸的液压阀开度，最终获得目数不同的精细胶粉。

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