CN112706314B - 聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置，所述装置包括如下部件：收集洗涤室(2)，所述收集洗涤室(2)内设有放料槽(3)和洗涤槽(4)，所述放料槽(3)的上方设有冷却喷淋器(6)，所述洗涤槽(4)中设有格栅板(8)，所述洗涤槽(4)的上方设有吸料嘴(9)和洗涤喷淋器(7)；所述吸料嘴(9)通过珠粒输送管(10)与分离器(11)连接，所述分离器(11)的出气口与真空泵(16)连接。本发明实现了釜式法生产EPP珠粒产品收集、洗涤环节的自动化，降低了人工操作强度，并提高了生产效率。

Description

聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置及方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置及方法。
背景技术
发泡聚丙烯(EPP)珠粒是通过对直径0.6-1.2mm的聚丙烯微粒进行发泡得到的圆粒状发泡材料，其具有优异的性能，可用于在成型设备的模腔中进行二次膨胀使珠粒间互相黏连，以制备复杂形状的制品，在轻量化汽车等领域具有广泛应用。专利CN103665420A、CN103665567A、CN103665583A等均采用釜式法(又称间歇釜式法)制备EPP珠粒，其典型发泡方法是在高压釜中，将聚丙烯微粒与助剂混合，在惰性发泡剂(氮气或二氧化碳)气氛中，在发泡压力和发泡温度下持续搅拌后，将釜内物料排泄至收集罐中收集，再洗涤、干燥、包装成EPP珠粒产品，通过调整操作条件和配方，得到的EPP珠粒密度在0.02～0.3g/cm3范围内。
釜式法能保证较高的熔体强度，易实现高倍率、高闭孔率的发泡，是生产EPP珠粒的主流工艺之一。但釜式法也存在一些不足，如工艺较为复杂，不能连续生产，生产效率受到较大的限制，综合成本较高。反应釜卸料时排出的高温物料会形成大量蒸汽，操作环境恶劣。此外聚丙烯发泡后体积膨胀较大，工人在收集、洗涤环节费时、费力，洗涤后的珠粒堆积吸附在一起且夹带大量水份，需要花费较长的时间干燥，这些因素都制约了工业化生产的规模和效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的EPP珠粒不能连续生产，收集、洗涤环节费时、费力，干燥时间长的问题，提供一种聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置及方法，可以解决釜式法生产EPP珠粒在收集、洗涤环节的自动化问题，提高生产效率，改善工人操作环境，并可以在一定程度上促进EPP珠粒的干燥。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置，所述装置包括收集洗涤室2、分离器11和真空泵16，
其中，收集洗涤室2内设有放料槽3和洗涤槽4，放料槽3的上方设有冷却喷淋器6，洗涤槽4中设有格栅板8，洗涤槽4的上方设有吸料嘴9和带有若干个喷头的洗涤喷淋器7；吸料嘴9通过珠粒输送管10与分离器11连接，分离器11的出气口与真空泵16连接。
根据本发明的一些实施方式，放料槽3和洗涤槽4之间通过一侧壁连接，相连的侧壁高度低于两槽的其它侧壁。
根据本发明的一些实施方式，收集洗涤室2与反应釜1相连接，反应釜1出料口伸入收集洗涤室2内。
根据本发明的一些实施方式，放料槽3中心位于反应釜1出料口正下方，上方设置覆盖放料槽3上空的冷却喷淋器6，冷却喷淋器6高度略高于反应釜出料口末端。
根据本发明的一些实施方式，冷却喷淋器6和洗涤喷淋器7内通入室温的新鲜水，洗涤槽4上方设置洗涤喷淋器7。
根据本发明的一些实施方式，格栅板8为V字型格栅板，其与水平方向的夹角为φ2，10°≤φ2≤45°，优选15°≤φ2≤30°。
根据本发明的一些实施方式，洗涤喷淋器7包括若干个喷头，喷头与竖直方向的夹角为φ1，10°≤φ1≤55°，优选15°≤φ1≤30°。
根据本发明的一些实施方式，φ1+φ2≤65°，优选30°≤φ1+φ2≤60°。
根据本发明的一些实施方式，为防止EPP珠粒从V字格栅板落入洗涤槽底部，格栅板孔径小于EPP珠粒粒径。
根据本发明的一些实施方式，洗涤喷淋器7的喷头个数在4个以上，优选6-12个，相邻两个喷头在水平方向上的夹角α互相相等。
根据本发明的一些实施方式，装置还包括旋风分离器13，旋风分离器13的入口与分离器11的出气口连接，旋风分离器13的出气口与真空泵16连接。
根据本发明的一些实施方式，装置还包括一号旋转供料器12，一号旋转供料器12的入口与分离器11的出料口连接。
根据本发明的一些实施方式，装置还包括二号旋转供料器14，二号旋转供料器14的入口与旋风分离器13的出料口连接。
根据本发明的一些实施方式，装置还包括移动料斗15，移动料斗15位于一号旋转供料器12和二号旋转供料器14的下方。
根据本发明的一些实施方式，装置还包括排水管19，排水管19位于收集洗涤室的底部。
为解决上述技术问题，本发明第二方面提供一种用于聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤方法，其利用本发明第一方面的装置，包括如下步骤：
保持放料槽3上方的冷却喷淋器6持续喷淋新鲜水，开始放料，反应釜1内物料从放料口放出后，经新鲜水喷淋迅速降温并落入放料槽3漂浮在水面上，随后被水流夹带漂入洗涤槽4，落在V字形格栅板8表面，经洗涤喷淋器7洗涤，聚集到格栅板8中心，通过负压吸送入分离器11和旋风分离器13中，最终出料至珠粒料仓或料斗中。
具体技术方案如下：
反应釜1出料前，先打开放料槽3上方的冷却喷淋器6开始喷淋新鲜水，待放料槽3内水位达到最高水位的二分之一以上，开启反应釜1的放料阀5开始放料，EPP珠粒被喷淋的新鲜水迅速降温，并落入放料槽3漂浮在水面上。在喷淋放料过程中，放料槽3内的水位逐渐上升，达到两槽间相连侧壁的高度后，溢流入洗涤槽4中，水面上的EPP珠粒也被水流夹带入洗涤槽4中，被洗涤槽4内的V字形格栅板8截留在表面，废水通过格栅板8漏入洗涤槽4中，并通过排水管19排出。关闭冷却喷淋器6，打开洗涤喷淋器7洗涤珠粒表面夹带的助剂，同时珠粒在水流的冲击下将向V字形格栅板8中部的吸料嘴9附近堆积，洗涤完毕后关闭洗涤喷淋器7和洗涤槽4的排水管19。开启风动设备，珠粒输送管10内形成负压，EPP珠粒被气体夹带从吸料嘴9进入管道内，吸送到分离器11和旋风分离器13中，分别靠珠粒自身重力和离心力作用从气流中分离出来。
本发明的有益效果：
本发明实现了釜式法生产EPP珠粒产品收集、洗涤环节的自动化，降低了人工操作强度，并提高了生产效率；通过设置收集洗涤室，隔绝了反应釜卸料时放出的高温物料(热水形成的大量蒸汽)，且工人在日常生产中无需进入收集洗涤室现场操作，改善了操作环境；通过负压吸送过程，珠粒夹带的水份含量也有所降低，降低了后续干燥环节的负荷，这些改进都有利于EPP珠粒的大规模生产和降低成本。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式所示的聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置的结构示意图；
图2为本发明的一个实施方式所示的聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置局部俯视图；
其中，附图标记为：
1-反应釜；2-收集洗涤室；3-放料槽；4-洗涤槽；5-放料阀；6-冷却喷淋器；7-洗涤喷淋器；8-格栅板；9-吸料嘴；10-珠粒输送管；11-分离器，12-一号旋转供料器；13-旋风分离器；14-二号旋转供料器；15-移动料斗；16-真空泵；17-EPP珠粒；18-新鲜水管；19-排水管；20-排气管；21-反应釜出料口；22-洗涤喷淋器喷头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加容易理解，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置，所述装置包括收集洗涤室2、分离器11和真空泵16，其中，收集洗涤室2内设有放料槽3和洗涤槽4，放料槽3的上方设有冷却喷淋器6，洗涤槽4中设有格栅板8，洗涤槽4的上方设有吸料嘴9和带有若干个喷头的洗涤喷淋器7；吸料嘴9通过珠粒输送管10与分离器11连接，分离器11的出气口与真空泵16连接；放料槽3和洗涤槽4之间通过一侧壁连接，相连的侧壁高度低于两槽的其它侧壁；
收集洗涤室2与反应釜1相连接，反应釜1出料口伸入收集洗涤室2内；
放料槽3中心位于反应釜1出料口正下方，上方设置覆盖放料槽3上空的冷却喷淋器6，冷却喷淋器6高度略高于反应釜出料口末端；
冷却喷淋器6和洗涤喷淋器7内通入室温的新鲜水，洗涤槽4上方设置洗涤喷淋器7；
本发明中，格栅板8为V字型格栅板，其与水平方向的夹角为φ2，10°≤φ2≤45°，优选15°≤φ2≤30°；
本发明中，洗涤喷淋器7包括若干个喷头，喷头与竖直方向的夹角为φ1，10°≤φ1≤55°，优选15°≤φ1≤30°；
本发明中，φ1+φ2≤65°，优选30°≤φ1+φ2≤60°；
本发明中，洗涤喷淋器7的喷头个数在4个以上，优选6-12个，相邻两个喷头在水平方向上的夹角α互相相等；
本发明装置还包括旋风分离器13，旋风分离器13的入口与分离器11的出气口连接，旋风分离器13的出气口与真空泵16连接；
本发明装置还包括一号旋转供料器12，一号旋转供料器12的入口与分离器11的出料口连接；
本发明装置还包括二号旋转供料器14，二号旋转供料器14的入口与旋风分离器13的出料口连接；
本发明装置还包括移动料斗15，移动料斗15位于一号旋转供料器12和二号旋转供料器14的下方；
本发明装置还包括排水管19，排水管19位于收集洗涤室的底部。
实施例1
本实施例涉及一种用于聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置(如图1所示)，包括收集洗涤室2、分离器11和真空泵16，
其中，收集洗涤室2设置在反应釜1下方，反应釜1出料口伸入收集洗涤室2内部；收集洗涤室2内部并排设置放料槽3和洗涤槽4，两槽之间有一侧侧壁相连，相连的侧壁高度低于两槽的其它侧壁50cm，放料槽3的中心位于反应釜出料口21正下方，洗涤槽4中心位置的正上方设置吸料嘴9，下方设置排水管19；收集洗涤室2外设置分离器11，与吸料嘴9通过珠粒输送管10相连，分离器11的出气口与旋风分离器13的入口相连，旋风分离器13的出气口与真空泵16进口相连，分离器11和旋风分离器13底部出料口分别连接旋转供料器12和14，下方设置移动料斗15。放料槽3的上空设置冷却喷淋器6，冷却喷淋器6高度略高于反应釜1的出料口末端，覆盖放料槽3上方空间，冷却喷淋器6与新鲜水管18相连；洗涤槽4上方设置洗涤喷淋器7，也与新鲜水管18相连，洗涤喷淋器7末端分为六个喷头22，在洗涤槽4上空均匀分布，喷头与铅锤方向的夹角为φ1，在本实施例中φ1为30°，各喷头之间在水平方向上夹角α为60°；洗涤槽4内设置V字形格栅板8，其中心位于吸料嘴9正下方，与水平方向的夹角为φ2，在本实施例中φ2为25°，格栅板8的孔径小于EPP珠粒粒径，以防止珠粒从格栅板8落入洗涤槽4内。
实施例2
本实施例涉及一种用于聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置(如图1所示)，包括收集洗涤室2、分离器11和真空泵16，
其中，收集洗涤室2设置在反应釜1下方，反应釜1出料口伸入收集洗涤室2内部；收集洗涤室2内部并排设置放料槽3和洗涤槽4，两槽之间有一侧侧壁相连，相连的侧壁高度低于两槽的其它侧壁50cm，放料槽3的中心位于反应釜出料口21正下方，洗涤槽4中心位置的正上方设置吸料嘴9，下方设置排水管19；收集洗涤室2外设置分离器11，与吸料嘴9通过珠粒输送管10相连，分离器11的出气口与真空泵16进口相连，分离器11底部出料口连接旋转供料器12，下方设置移动料斗15。放料槽3的上空设置冷却喷淋器6，冷却喷淋器6高度略高于反应釜1的出料口末端，覆盖放料槽3上方空间，冷却喷淋器6与新鲜水管18相连；洗涤槽4上方设置洗涤喷淋器7，也与新鲜水管18相连，洗涤喷淋器7末端分为六个喷头22，在洗涤槽4上空均匀分布，喷头与铅锤方向的夹角为φ1，在本实施例中φ1为30°，各喷头之间在水平方向上夹角α为60°；洗涤槽4内设置V字形格栅板8，其中心位于吸料嘴9正下方，与水平方向的夹角为φ2，在本实施例中φ2为25°，格栅板8的孔径小于EPP珠粒粒径，以防止珠粒从格栅板8落入洗涤槽4内。
实施例3
本实施例提供一种利用实施例2装置对聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤方法，包括如下步骤：
反应釜1出料前，先将冷却喷淋器6打开，待放料槽3的水位达到最高水位的二分之一处，将放料阀5打开，使反应釜1内的物料排泄到常压的收集洗涤室2中，在新鲜水的喷淋下，EPP珠粒17迅速冷却并漂浮在水面上，随着喷淋时间的延长，放料槽3的水位上升，水流夹带着EPP珠粒17溢流入洗涤槽4中，其中，EPP珠粒17落到V字形格栅板8的表面上，冷却水从格栅板8上的小孔漏入洗涤槽4的底部，打开洗涤槽4底部的排水管19排出废水，关闭冷却喷淋器6，打开洗涤喷淋器7，冲洗珠粒表面夹带的助剂，同时珠粒在水流的冲击下向格栅板8中部的吸料嘴9附近聚集，关闭洗涤喷淋器7和排水管19。开启真空泵16，抽吸收集洗涤室2内的空气，使珠粒输送管10内形成负压，吸料嘴9处形成EPP珠粒与气体的两相流，进入珠粒输送管10，吸送到分离器11中，靠珠粒自身重力作用从气流中分离出来，通过旋转供料器12落入移动料斗15，少量未分离的珠粒被气体夹带进入旋风分离器13，靠离心力作用从气流中分离出来，通过旋转供料器14落入移动料斗15中，气体经真空泵16排出，至此完成对EPP珠粒的收集。
应当注意的是，以上的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其它所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (15)

1.聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤装置，所述装置包括收集洗涤室（2）、分离器（11）和真空泵（16），其中，所述收集洗涤室（2）内设有放料槽（3）和洗涤槽（4），所述放料槽（3）的上方设有冷却喷淋器（6），所述洗涤槽（4）中设有格栅板（8），所述洗涤槽（4）的上方设有吸料嘴（9）和洗涤喷淋器（7）；所述吸料嘴（9）通过珠粒输送管（10）与分离器（11）连接，所述分离器（11）的出气口与真空泵（16）连接；
所述放料槽（3）和所述洗涤槽（4）之间通过一段高度低于两槽其它侧壁的侧壁相连；所述格栅板（8）为V字型格栅板且其中心位于吸料嘴（9）的正下方。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述V字型格栅板与水平方向的夹角为φ2，10°≤φ2≤45°。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，15°≤φ2≤30°。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述洗涤喷淋器（7）包括若干个喷头，所述喷头与竖直方向的夹角为φ1，10°≤φ1≤55°。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，15°≤φ1≤30°。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，φ1+φ2≤65°。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，30°≤φ1+φ2≤60°。
8.根据权利要求4-7中任一所述的装置，其特征在于，所述洗涤喷淋器（7）的喷头个数在4个以上，两个相邻所述喷头在水平方向上的夹角α互相相等。
9.根据权利要求4-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述洗涤喷淋器（7）的喷头个数为6-12个，两个相邻所述喷头在水平方向上的夹角α互相相等。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括旋风分离器（13），所述旋风分离器（13）的入口与所述分离器（11）的出气口连接，所述旋风分离器（13）的出气口与所述真空泵（16）连接。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一号旋转供料器（12）和二号旋转供料器（14），所述一号旋转供料器（12）的入口与所述分离器（11）的出料口连接，所述二号旋转供料器（14）的入口与所述旋风分离器（13）的出料口连接。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括移动料斗（15），所述移动料斗（15）位于所述一号旋转供料器（12）和所述二号旋转供料器（14）的下方。
13.一种聚丙烯发泡珠粒的自动化收集洗涤方法，所述方法利用权利要求1-12中任一项所述的装置。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、将反应釜（1）中的物料放入放料槽（3）中冷却、洗涤，然后在洗涤槽（4）中再次洗涤，得到洗涤的聚丙烯发泡珠粒。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括步骤2）：洗涤的聚丙烯发泡珠粒通过珠粒输送管（10）进入分离器和旋风分离器中，出料得到洗涤干净的聚丙烯发泡珠粒。
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