CN114434684A - 液体密度分选机及其应用方法、废塑料粉碎清洗分选设备及其应用方法 - Google Patents

液体密度分选机及其应用方法、废塑料粉碎清洗分选设备及其应用方法 Download PDF

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Abstract

液体密度分选机及其应用方法、废塑料粉碎清洗分选设备及其应用方法，所述液体密度分选机由锥形斗、锥形斗上部的轻塑料颗粒出口、设置于轻塑料颗粒出口的循环刮料构件、位于锥形斗底部的旋转分离阀和设置于锥形斗上部的溢流管组成，所述循环刮料构件的底部和所述溢流管进口在同一平面，其中所述旋转分离阀底部为重塑料颗粒出口，所述旋转分离阀侧面设置排液孔。本发明提供的液体密度分选机用于分离出不同密度的废塑料颗粒和液体，提供的塑料粉碎清洗分选设备能够实现废塑料连续粉碎、清洗、分选过程。

Description

液体密度分选机及其应用方法、废塑料粉碎清洗分选设备及 其应用方法
技术领域
本技术涉及一种废塑料回收再利用设备与方法，更具体是关于废塑料在回收利用前的高效粉碎、清洗、分离过程设备与方法。
背景技术
塑料由于具有性能稳定、用途广泛、重量轻、价格便宜等特点，已成为卫生、建筑装和电子产品等许多领域的主要材料。很多塑料由于其使用的寿命周期短，经过一定时期的使用后成为废弃物，而塑料由于其性能稳定好，降解时间长，人类不得不与这些废弃物长时间地共同生存，它们严重影响着人类的健康，自1950年到2015年间，全球总生产聚合物和纤维产量达到78亿吨，约80％成为垃圾填埋。
另一方面，废旧塑料也可以作为一种资源回收再利用，例如聚乙烯(PE)燃烧后可以释放43MJ/kg的热量(汽油的燃烧值42.30MJ/公斤；煤油，46.50MJ/kg，柴油，45.20MJ/kg)，因此，如果能对废塑料回收加以利用，不仅能解决焚烧和露天焚烧是有害(如二恶英及其次生污染物(多氯代二苯并对二恶英和二苯并呋喃)的排放物，还能作为资源有效利用。
对塑料回收再利用，需要对其粉碎、清洗、分选处理，通过粉碎可以减小废塑料的体积，以便于在利用时的运输方便，清洗去除废塑料中的泥、沙、金属块和其他不溶于水的杂质，减少回收利用时的杂物，分选是对废塑料的分类处理，使清洗后的粉碎料品质更加纯净，以便于不同类型的废塑料应用于不同的目的，这些都是废塑料回收再利用中必不可少的工艺过程。
CN102574304A描述了一种废旧塑料的分选分离方法和分选分离设备，废塑料作为废弃物，特别是城市垃圾填埋场内，含有大量的泥土等杂质，清洗是废塑料预处理中必不可少的步骤，此技术仅对粉碎、分选技术进行了详细的描述，但是未提及如何高效地去除塑料中的泥土等杂质，因而在应用中存在一定的局限性。
CN103739871B描述了一种从混合废旧塑料中分选聚氯乙烯塑料的方法，其过程为：将废旧塑料粉碎到大小为2～10cm的废旧塑料碎片，在氢氧化钠溶液中反复揉搓洗涤，然后用清水洗净至中性，脱水并烘干：再将处理后的混合塑料置于分离溶液中充分搅拌，搅拌结束后静置，待聚氯乙烯塑料从溶液中沉降，与其他塑料分离；之后将分选得到的聚氯乙烯塑料用清水洗净，经脱水、干燥制粒的过程。此技术无详细的相应详细设备结构描述，实施中存在一定的难度。
CN107597794A描述了一种垃圾分选回收处理一体化装置，此技术对于处理城市填埋废塑料中含有泥土、沙石等杂质的清洗功能有限。
本发明的目的在于提供一种高效粉碎、清洗、分离过程设备与方法，使废塑料在利用前得到有效的粉碎、清洗、分选成二次利用的原材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，是在现有技术的基础上，提出一种液体密度分选机，适用于分选不同密度的废塑料颗粒。
本发明要解决的技术问题之二，是在现有技术的基础上，提出一种塑料粉碎清洗分选设备及其应用方法，使废塑料在利用前得到有效的粉碎、清洗、分选成二次利用的原材料。
第一方面，本发明提供一种液体密度分选机，由锥形斗、锥形斗上部的轻塑料颗粒出口、设置在轻塑料颗粒出口的循环刮料构件、位于锥形斗底部的旋转分离阀和设置于锥形斗上部的溢流管组成，所述循环刮料构件的底部和所述溢流管进口在同一平面，其中所述旋转分离阀底部为重塑料颗粒出口，所述旋转分离阀侧面设置排液孔。
第二方面，本发明提供一种液体密度分选机的应用方法，不同密度的塑料颗粒和液体的混合物进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，液体经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
第三方面，本发明提供一种废塑料粉碎清洗分选设备，包括由上至下依次相通的：第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机、螺旋毛辊子清洗机和上述的液体密度分选机，第一双轴撕碎机上部连接进料口，第二双轴撕碎机与第一双轴撕碎机的主轴错开90°安装，第二旋转轴撕碎机底部出口连接旋转刀切碎机的入口，旋转刀切碎机出料口连接螺旋毛辊子清洗机的颗粒入口，螺旋毛辊子清洗机的出料口经锥形料斗连接所述的液体密度分选机。
第四方面，本发明提供一种所述的废塑料粉碎清洗分选设备的应用方法，废塑料原料由进料口加入，经由第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机粉碎成颗粒，落入螺旋毛辊子清洗机的塑料入口，清洗液经清洗液入口引入螺旋毛辊子清洗机，动力系统带动旋转轴和螺旋毛辊子旋转，塑料颗粒在清洗液冲洗、毛刷的滚刷清洗去杂质，清洗干净的塑料颗粒在螺旋叶片的推动作用下，从螺旋毛辊子清洗机的末端出料口排出，经锥形料斗进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，清洗液经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
本发明提供的液体密度分选机及其应用方法的有益效果为：
本发明提供的液体密度分选机结构简单，分离效率高。能高效地将不同密度的塑料颗粒和清洗液混合物分离，将不同种类的废塑料分开以便后续处理；或者用于分离去除废塑料中的泥、沙、金属块和其他不溶于水的杂质，减少废塑料回收利用时的杂物。
本发明提供的塑料粉碎清洗分选设备及其应用方法的有益效果为：
本发明提供的塑料粉碎清洗分选设备结构简单，运转方便。适用于废塑料回收和处理，能够高效地粉碎废塑料，将不同密度的塑料颗粒和清洗液混合物分离，对不同材质的废塑料分类分离；或者分离除去废塑料中的泥、沙、金属块和其他不溶于水的杂质，减少废塑料回收利用时的杂物，以便于废塑料后续的高附加值回收利用。
附图说明：
图1是液体密度分选机的结构图。
图2是旋转分离阀的叶片顶部密封示意图。
图3是塑料粉碎清洗分选系统的组合立面图。
图4是双轴撕碎机结构示意图。
图5是螺旋毛棍子清洗机的结构图。
附图标记说明
1进料口 2-0第一双轴撕碎机 2-1撕碎轮A
2-2撕碎轮B 2-3旋转轴 3第二双轴撕碎机
4旋转刀切碎机 5连接锥体 6-0螺旋毛辊子清洗机
6-1颗粒入口 6-2清洗液入口 6-3壳体
6-4毛刷 6-5螺旋叶片 6-6旋转轴
6-7动力系统 6-8电机减速器 6-9支架
7锥形料斗 8-0循环刮料构件 8-1循环传输带
8-2导向轮 8-3刮料板
9-0液体密度分选机 9-1锥形斗 9-2轻塑料颗粒出口
9-3旋转分离阀 9-31转动叶片 9-32叶片橡胶密封条
9-4重塑料颗粒出口 9-5液体储存罐 9-6出液管
9-7排泄管 9-8排液孔 9-9溢流管
10循环泵
具体实施方式
以下详细说明本发明的具体实施方式。
第一方面，本发明提供一种液体密度分选机，由锥形斗、锥形斗上部的轻塑料颗粒出口、设置在轻塑料颗粒出口的循环刮料构件、位于锥形斗底部的旋转分离阀和设置于锥形斗上部的溢流管组成，所述循环刮料构件的底部和所述溢流管进口在同一平面，其中所述旋转分离阀底部为重塑料颗粒出口，所述旋转分离阀侧面设置清洗液出口。
可选地，所述的循环刮料构件由导向轮、导向轮引导的循环传输带和设置于循环传输带上的刮料板组成，所述循环传输带安装在导向轮上，在循环传输带改变方向位置处均设置导向轮。所述循环刮料机构底部安装在密度分选机液面上，使所述刮料板伸入液面之下。在工作时，由导向轮带动循环传输带做循环运动，刮料板将上浮物料轻塑料颗粒从液面刮出，坠入到轻塑料颗粒出口排出。
可选地，所述旋转分离阀由壳体、壳体内部的叶片和转轴组成，所述的壳体侧面开有排液孔，所述叶片中心对称安装在转轴上，叶片之间形成扇形空间。旋转分离器优选采用圆筒形壳体。当旋转分离阀工作时，转轴带动叶片转动，重塑料颗粒下沉入液体底部进入旋转分离阀的扇形空间内，叶片带动扇形空间内的重塑料颗粒和液体旋转，当重塑料颗粒和液体旋转到转轴水平面以下时，液体经旋转分离阀壳体上的排液孔流出，重塑料颗粒继续旋转到旋转分离阀的正下方，由底部重塑料颗粒出料口排出。
可选地，所述旋转分离阀侧面的排液孔连通液体储存罐，所述溢流管出口连通所述液体储存罐，所述液体储存罐设有排泄管。溢流管用于控制锥形斗的液位，优选情况下溢流管连接与锥形斗上部和液体储存罐，锥形斗上部液体排入所述液体储存罐内。
可选地，所述旋转分离阀与液体储罐之间相连接壁上开有排液孔，所述排液孔孔径为0.1～3mm，开孔率为40％～80％。所述排液孔用于将液体分离到液体储料罐中。旋转分离阀中的塑料颗粒和液体在旋转过程中被带到开孔壁面区域，清洗液经小孔排入到液体储存罐中，分离出的重塑料颗粒经旋转分离阀底部出口排出。
所述的液体密度分选机中，优选地，所述旋转分离阀侧下方安装液体储存罐，所述旋转分离阀与液体储罐之间相连接壁上开有排液孔，清洗液经开孔被分离到液体储料罐中。
第二方面，本发明提供一种液体密度分选机的应用方法，轻重不同密度的塑料颗粒和液体的混合物进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，液体经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
第三方面，本发明提供一种废塑料粉碎清洗分选设备，包括由上至下依次相通的：第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机、螺旋毛辊子清洗机和上述的液体密度分选机，第一双轴撕碎机上部连接进料口，第二双轴撕碎机与第一双轴撕碎机的主轴错开90°安装，第二旋转轴撕碎机底部出口连接旋转刀切碎机的入口，旋转刀切碎机出料口连接螺旋毛辊子清洗机的颗粒入口，螺旋毛辊子清洗机的出料口经锥形料斗连接液体密度分选机。
所述的第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机的结构参数相同或不同，所述的第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机由壳体、平行排列的两个旋转轴和安装在旋转轴上的两个撕碎轮组成，两个撕碎轮之间采用齿轮咬合。其中每个撕碎轮安装在相应的自己的旋转轴上，由各自的旋转轴带动相应的撕碎轮旋转，将输送来的废塑料撕碎，在两轴外采用一对咬合的齿轮传递两轴相对旋转运动。第二双轴撕碎机设置在第一双轴撕碎机的下方，两者结构相同，从顶视两者轴线相错90°安装，目的是将粉碎后废塑料碎片再经过错开90°粉碎，减少碎片的长度。所述的第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机可以采用本领域常规双轴撕碎机。
所述的旋转刀切碎机包括外壳、固定刀头、旋转刀头和转轴，两个或两个以上所述固定刀头对称分布安装在外壳内壁，两个或两个以上所述的旋转刀头安装在所述转轴上。其中，所述旋转刀头与所述固定刀头之间的间距为2～3.5mm。
在第二双轴撕碎机的下方设置旋转刀切碎机，旋转刀切碎机的主轴与第二双轴撕碎机相错45°安装，可以将经过两次双轴撕碎机破碎的碎片进一步粉碎成更细的颗粒，以便于下一步的清洗。
旋转刀粉碎机下部出料口经连接锥体与所述螺旋毛辊子清洗机的颗粒入口连通。在使用过程中，旋转刀粉碎机将废塑料切割成粒径为3～5mm的颗粒，得到的颗粒经连接锥体落入所述螺旋毛辊子清洗机中。
所述的螺旋毛辊子清洗机由圆筒型的壳体、旋转轴、旋转轴外部包裹的螺旋毛辊子和动力系统组成，所述的壳体上顺序设有清洗液入口、颗粒入口和出料口，所述清洗液入口设于螺旋毛棍子的最始端，所述颗粒入口位于清洗液入口之后，所述出料口位于螺旋毛棍子末端，所述动力系统连接旋转轴以带动旋转轴旋转。
可选地，所述的螺旋毛辊子由沿旋转轴螺旋设置的螺旋叶片和毛刷组成，所述毛刷紧密布置在螺旋叶片之间，毛刷外径小于螺旋叶片的外径。
可选地，所述毛刷的外径d与螺旋叶片D的比例为0.5～0.9:1；优选0.6～0.85：1；最优选0.7～0.85:1。
其中，所述的螺旋叶片固定在旋转轴上，所述毛刷紧密布置在螺旋叶片之间，毛刷根部与旋转轴固定，毛刷的高度低于螺旋叶片顶部高度。
可选地，所述毛刷由高分子纤维、动物毛(如鬃毛)、植物纤维或金属丝制成。
可选地，所述动力系统与旋转轴旋转连接。所述动力系统包括电机、电机减速器和传动部件。所述电机通过电机减速器和传动部件带动旋转轴转动。
优选地，在所述液体储存罐和所述螺旋毛辊子清洗机的清洗液入口之间设有循环管和循环泵。被过滤出的清洗液再由循环泵输送到螺旋毛辊子清洗机的清洗液入口，用于对输送来的废塑料颗粒进行清洗。
第四方面，本发明提供一种所述的废塑料粉碎清洗分选设备的应用方法，废塑料原料由进料口加入，经第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机粉碎成颗粒，落入螺旋毛辊子清洗机的塑料入口，清洗液经清洗液入口引入螺旋毛辊子清洗机，动力系统带动旋转轴和螺旋毛辊子旋转，塑料颗粒在清洗液冲洗、毛刷的滚刷清洗去杂质，清洗干净的塑料颗粒在螺旋叶片的推动作用下，从螺旋毛辊子清洗机的末端出料口排出，经锥形料斗进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，清洗液经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
可选地，所述的螺旋毛辊子清洗机的旋转轴的转速为：10～200r/min；优选15～150r/min；优选15～120r/min。
可选地，所述的清洗液为碱和金属盐中的一种或多种的水溶液；优选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和醋酸钠中一种或多种的水溶液。
可选地，所述的废塑料原料与清洗液的重量比为1:1.5～10；优选1:1.5～8；最优选1:1.5～6。
所述的清洗液密度可以介于上浮物料轻塑料颗粒与下沉物料重塑料颗粒之间，清洗液具有清洗废塑料颗粒中的油污、泥沙等杂质功能，同时又具有分选不同密度塑料颗粒的功能。
以下结合视图将对本发明予以进一步说明，但本发明并不因此而受到任何限制。
附图1是液体密度分选机的结构示意图。由附图1所示，所述的液体密度分选机9-0能够分离不同密度塑料和液体，密度重于液体的重塑料颗粒下沉于密度分选机的锥形斗9-1的底部，坠入旋转分离阀9-3中的叶片9-31之间扇形空间内，当此部分叶片转动到旋转分离阀9-3轴线水平位置以下阀壳体开有排液孔的部位时，被带入扇形空间的液体经旋转分离阀壳体上的排液孔9-8流出，废塑料颗粒仍保持在叶片9-31与旋转分离阀9-3壳体构成的扇形空间内，当此叶片9-31旋转到旋转分离阀的正下方时，重塑料颗粒将从底部的重塑料颗粒出口9-4排出；被过滤出的液体经排液孔9-8进入液体储存罐9-5内。在液体密度分选机9-0的液面装有循环刮料构件8-0，由循环传输带8-1、导向轮8-2、刮料板8-3组成，刮料板8-3安装在循环传输带8-1上，循环传输带8-1安装在导向轮8-2上，在循环传输带改变方向位置处均安装有导向轮8-2，由导向轮8-2带动循环传输带8-1做循环运动的塑料颗粒从液层表面刮出，坠入到轻塑料颗粒出口9-2排出。
本发明的液体密度分选机9-0分离机的液体储存罐9-5底部设有排泄管9-7及阀门，用于排泄清洗后的泥沙等杂物，在其侧面距离罐底部一定高度设有出液管9-6。
本发明所述的液体密度分选机9-0的锥形斗9-1上部设有溢流管9-9，溢流管的进口与所述的循环刮料构件8-0的底部处于同一平面。所述溢流管9-9用于控制锥形斗9-1中的液面位置。在设有液体储存罐9-5时，所述溢流管9-9与所述液体储存罐9-5连通。
附图2是旋转分离阀的叶片顶部密封示意图。如附图2所示，液体密度分选机9-0中的旋转分离阀9-3的叶片9-31的顶部、两侧设有叶片橡胶密封条9-32，用于密封液体从旋转叶片与两侧面、外壳体之间的间隙中泄漏。
附图3是塑料粉碎清洗分选设备的组合立面图。由附图3可见，本发明提供的塑料粉碎清洗分选设备包括：进料口1、相对运动咬合的第一双轴撕碎机2-0、第二双轴撕碎机3、旋转刀切碎机4、螺旋毛辊子清洗机6-0和液体密度分离机9，其中在旋转刀切碎机4与螺旋毛辊子清洗机6-0之间用锥形料斗5连接，经螺旋毛辊子清洗机6-0清洗后废塑料颗粒与液体经锥形料斗7供给于液体密度分选机9-0里，在液体密度分选机9-0的液体表面布置有循环刮料构件8-0。在液体储存罐的出料管9-6与螺旋毛辊子清洗机的清洗液进料口6-2之间由循环管和循环泵10连通，将液体密度分离机分离出的清洗液经循环泵10输送到螺旋毛辊子清洗机的液体进料口6-2用于对输送来的废塑料颗粒进行清洗。
附图4是双轴撕碎机结构示意图；由附图4可见，所述的第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机由撕碎轮A2-1和撕碎轮B2-2组成，其中每个撕碎轮安装在相应的自己的旋转轴2-3上，由各自的旋转轴带动相应的撕碎轮旋转，将输送来的废塑料撕碎，在两轴外采用一对咬合的齿轮传递两轴相对旋转运动。第二双轴撕碎机设置在第一双轴撕碎机的下方，两者结构相同，从顶视两者轴线相错90°安装，目的是将粉碎后废塑料碎片再经过错开90°粉碎，减少碎片的长度；在第二双轴撕碎机3的下方设置了旋转刀切碎机4，旋转刀切碎机的主轴与第二双轴撕碎机相错45°安装，可以将经过两次双轴撕碎机破碎的碎片进一步粉碎成更细的颗粒，以便于下一步的清洗。
附图5是螺旋毛棍子清洗机的结构图。由附图5可见，本发明提供的螺旋毛辊子清洗机6-0由圆筒型的壳体6-3、旋转轴6-6、旋转轴外部包裹的螺旋毛辊子和动力系统组成，所述的壳体上顺序设有清洗液入口6-2、颗粒入口6-1和出料口，所述清洗液入口6-2设于螺旋毛棍子的最始端，所述颗粒入口6-1位于清洗液入口之后，所述出料口位于螺旋毛棍子末端。清洗液入口6-2优选位于螺旋毛辊子的最起始端，目的冲刷从废塑料表面清洗下泥土杂质颗粒。
螺旋毛辊子由安装在旋转轴6-6上的螺旋叶片6-4、密集排列在螺旋叶片之间的毛刷6-5组成。动力系统包括电机减速器6-8和轴承系统6-7，螺旋毛棍子清洗机放置在支架6-9上。毛刷6-5的根部固定在旋转轴6-6的表面上，螺旋叶片6-4的直径D大于毛刷6-5直径d，毛刷辊子的外径d与螺旋叶片D的比例为：0.6～0.9:1，优选0.7～0.85：1，最优选0.8～0.85:1。毛刷6-5采用高分子纤维、动物毛(如鬃毛)、植物纤维、金属丝等制成。毛刷6-5顶部与壳体6-3组成的环形螺旋空间是构成清洗废塑料碎片的空间。
本发明提供的螺旋毛辊子清洗机的工作过程中，清洗液经过清洗液入口6-2输送到螺旋毛辊子清洗机6-0内，塑料颗粒经颗粒入口6-1加入，电机减速器6-8通过轴承系统6-7带动旋转轴6-6、螺旋叶片6-4、毛刷6-5旋转，废塑料颗粒在清洗液冲洗、毛刷6-5的滚刷、螺旋叶片6-4的推动作用下，实现了输送、清洗过程，将附着在废塑料颗粒上的泥土等杂物高效地清除掉，从清洗机的末端排出口排出。
螺旋毛辊子清洗机的旋转轴的转速n优选为：10～200r/min，优选15～150r/min，优选15～120r/min。
其中：废塑料颗粒的输送量：
Figure BDA0002731449460000111
Φ——废塑料颗粒填充率，D——螺旋叶片的外径，d——毛刷辊子的外径，ρ——颗粒填充密度，B——螺旋叶片间距，n——毛辊子轴的转速。
以下的实施例将对本发明予以进一步说明，但本发明并不因此而受限制。
实施例1
实施例1说明本发明提供的液体密度分选机和废塑料清洗分选设备的结构和效果。
采用附图3所示的废塑料清洗分选设备进行废塑料粉碎、清洗、分离试验。其中，第一双轴撕碎机的尺寸400×400mm，高300mm，撕碎轮直径200mm；第二双轴撕碎机与第一双轴撕碎机结构相同，顶视第二双轴撕碎机的旋转轴与第一双轴撕碎机的旋转轴交错90°安装。
旋转刀切碎机直径250mm、长250mm，三旋转刀均匀分布。
螺旋毛辊子清洗机的结构如附图5所示，总长度1500mm，旋转轴长度1200mm，直径150mm，螺纹间距89mm，毛刷辊子的外径100mm。液体密度分选机的结构见附图1，其锥形斗的锥底部长2500、宽1200mm，底部旋转分离阀直径200mm。
实验过程为：废塑料原料由进料斗加入，经由第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机粉碎成颗粒，落入螺旋毛辊子清洗机的塑料入口，清洗液经清洗液入口引入螺旋毛辊子清洗机，动力系统带动旋转轴和螺旋毛辊子旋转，塑料颗粒在清洗液冲洗、毛刷的滚刷清洗去杂质，清洗干净的塑料颗粒在螺旋叶片的推动作用下，从螺旋毛辊子清洗机的末端出料口排出，经锥形料斗进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，清洗液经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
工作过程中，第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机的转速为200r/min。旋转刀切碎机的转速为450r/min，螺旋毛棍子清洗机转速60r/min。
清洗液为质量浓度22wt％NaOH液体，液体密度～1.24kg/L，液体量100kg。
废塑料原料组成为：PVC管、PET瓶、PPR管、PS快餐盒，其中质量组成PVC管、PET瓶占比例31.4wt％，PPR管、PP快餐盒57.3wt％，泥土杂质占总质量12.3wt％)，废塑料处理量40kg，废塑料与清洗液的质量比1:2.5。
废塑料原料经过粉碎成颗粒状、片状的碎片，后经分选，分选处理，分选出轻密度塑料PPR与PS碎颗粒片与重密度PVC、PET碎片，重密度下料口带出了0.23kg的泥沙(不附着废塑料碎片表面，用30目的滤网过滤出)；碎颗粒与碎片平均当量直径6mm，最大当量直径10mm；对分选出轻密度塑料、重密度碎片经过150°热风烘干处理，得轻密度部分碎片23.38kg，其中含水量2.0wt％，重密度组分得12.79kg，其中含水量为1.8wt％；经过对分选后的碎颗粒片辨认，轻组分全部为PPR、PS碎颗粒片，重组分为PVC、PET碎颗粒片，塑料碎片表面上的泥土、杂质全部清除干净。
经分析轻组分PVC、PET回收：99.9％；重组分中PPR、PS的回收率99.9％，废塑料表面杂质去除率100％，在清洗液中含有少量直径约0.1mm塑料颗粒；清洗脱落的泥沙98％～99％随清洗液进入液体储存罐中。
其中粉碎、清洗耗时12min,分选耗时5min。
对比例1
采用旋转刀切碎机、搅拌釜搅拌清洗、人工浮选处理废塑料过程，采用实施例1中的旋转刀切碎机切碎废塑料，采用200L的搅拌釜清洗废塑料。
废塑料组分、密度分选液体与实施例1相同，其中废塑料组成PVC管、PET瓶占比例25.3wt％,PPR管、PS快餐盒比例48.4wt％，泥土杂质含量26.3wt％)，废塑料处理量40kg,清洗用22％NaOH液体100kg，废塑料与清洗液比例为1:2.5。
旋转刀切碎机的转速为450r/min,经过20min的粉碎，废塑料碎片平均当量直径15mm，最大30mm；经过10min的搅拌洗涤后，人工浮选出轻密度组分PPR、PS与重密度组分PVC、PET废塑料颗粒碎片，经过150°的热风干燥后，分选出20.99kg的轻密度组分PPR、PS废塑料颗粒碎片，其中含水量2.4wt％，杂质含量6.0wt％，废塑料碎片的含量为91.4wt％；重密度组分(PVC、PET)11.01kg，其中含水量2.1wt％，杂质含量6.7wt％，废塑料碎片的含量为91.6％。
其中轻密度PPR、PS废塑料的回收率99.9％，重密度PVC、PET废塑料的回收率99.8％，在清洗液中含有少量直径约0.1mm塑料颗粒。
由此可见对比例1中粉碎后的颗粒碎片粒度小，清洗干净、清洗时间短。
实施例2
实施例2说明本发明提供的液体密度分选机和废塑料清洗分选设备的结构和效果。
采用实施例1中的液体密度分选机和废塑料清洗分选设备进行实验，实验过程实施例1，工作过程中，第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机的转速为250r/min。旋转刀切碎机的转速为480r/min，螺旋毛棍子清洗机转速60r/min。
不同的是：采用的废塑原料为：PVC管、PET瓶、PPR管、PS快餐盒的分离，其中其中质量组成PVC管与PET瓶占比例32.7wt％,PPR管与PP快餐盒39.4wt％，泥土等杂质含量约27.9wt％。
废塑料(含杂质，用30目的滤网过滤出)处理量80kg。
清洗液为22wt％NaOH溶液，用量为160kg。废塑料(含杂质)与清洗液的质量比1:2。
经过14min的粉碎、4min清洗、5min浮选，分选出的轻组分、重组分废塑料碎片，重密度出料口带出了0.53kg的泥沙(不附着废塑料碎片表面)，轻、重组分的废塑料片表面的杂质均清洗干净，将废塑料片在150℃的热风下干燥，得废塑料颗粒碎片平均当量直径7mm，最大当量直径10mm。其中轻密度部分碎片32.18kg，其含水量2.1wt％；重密度组分得26.60kg，水含量1.7wt％。
其中轻密度PPR管、PP快餐盒的回收率99.9％，重密度PVC管、PET瓶的回收率99.9％，在清洗液中含有少量直径约0.1mm塑料颗粒。轻重密度完全分离，塑料碎片表面清洗干净；清洗脱落的泥沙98％～99％随清洗液进入液体储存罐中。
粉碎、清洗、浮选总耗时约24min。
对比例2
采用单个撕碎机、搅拌釜清洗、人工浮选处理废塑料过程，采用实施例1中的撕碎机粉碎废塑料，采用200L的搅拌釜清洗废塑料。
废塑料组分、密度分选液体与实施例1相同，其中废塑料组成PVC管、PET瓶、PPR管、PS快餐盒组成，其中PVC管与PET瓶比例46.7wt％，PPR管与PP快餐盒()38.2wt％，泥土等杂质含量约15.1wt％。废塑料(含杂质)处理量60kg，清洗液为22wt％NaOH溶液，用量为120kg。废塑料(含杂质)与清洗液的质量比1:2。
旋转刀切碎机的转速为200r/min,经过18min的粉碎，废塑料碎片平均当量直径25mm，长度最长～50mm；经过10min的搅拌洗涤后，人工浮选出轻密度组分PPR、PS与重密度组分PVC、PET废塑料颗粒碎片，经过150°的热风干燥后，废塑料碎片表面均含有少量的泥土等杂质。分选出轻密度组分PPR、PS得25.33kg，其中废塑料碎片的含量为89.5wt％，泥土、杂质含量为8.1wt％，水分含量2.4wt％；分离得重密度组分PVC、PET30.15kg，其中废塑料颗粒碎片含量为92.8wt％，泥土、杂质含量为5.6wt％，水分含量2.0wt％。
粉碎、清洗耗时～30min，大部分塑料碎片表面上杂质未去除干净。

Claims (17)

1.一种液体密度分选机，其特征在于，由锥形斗、锥形斗上部的轻塑料颗粒出口、设置于轻塑料颗粒出口的循环刮料构件、位于锥形斗底部的旋转分离阀和设置于锥形斗上部的溢流管组成，所述循环刮料构件的底部和所述溢流管进口在同一平面，其中所述旋转分离阀底部为重塑料颗粒出口，所述旋转分离阀侧面设置排液孔。
2.按照权利要求1所述的液体密度分选机，其特征在于，所述的循环刮料构件由导向轮、导向轮引导的循环传输带和设置于循环传输带上的刮料板组成，所述循环传输带安装在导向轮上，在循环传输带改变方向位置处设置导向轮。
3.按照权利要求1或2所述的液体密度分选机，其特征在于，所述旋转分离阀由壳体、壳体内部的叶片和转轴组成，所述的壳体侧面开有排液孔，所述叶片中心对称安装在转轴上，叶片之间形成扇形空间。
4.按照权利要求3所述的液体密度分选机，其特征在于，所述旋转分离阀侧面的排液孔连通液体储存罐，所述溢流管出口连通所述液体储存罐，所述液体储存罐设有排泄管。
5.按照权利要求4所述的液体密度分选机，其特征在于，所述旋转分离阀与液体储罐之间相连接壁上开有排液孔，所述排液孔孔径为0.1～3mm，开孔率为40％～80％。
6.权利要求1-5中任一种所述的液体密度分选机的应用方法，不同密度的塑料颗粒和液体的混合物进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，液体经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
7.一种废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，包括由上至下依次相通的：第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机、螺旋毛辊子清洗机和权利要求1-5中任一种所述的液体密度分选机，第一双轴撕碎机上部连接进料口，第二双轴撕碎机与第一双轴撕碎机的主轴错开90°安装，第二旋转轴撕碎机底部出口连接旋转刀切碎机的入口，旋转刀切碎机出料口连接螺旋毛辊子清洗机的颗粒入口，螺旋毛辊子清洗机的出料口经锥形料斗连接所述的液体密度分选机。
8.按照权利要求7所述的废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，所述的第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机由壳体、平行排列的两个旋转轴和安装在旋转轴上的两个撕碎轮组成，两个撕碎轮之间采用齿轮咬合。
9.按照权利要求7或8所述的废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，所述的旋转刀切碎机包括外壳、固定刀头、旋转刀头和转轴，两个或两个以上所述固定刀头对称分布安装在外壳内壁，两个或两个以上所述的旋转刀头安装在所述转轴上。
10.按照权利要求7或8所述的废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，所述螺旋毛辊子清洗机由圆筒型的壳体、旋转轴、旋转轴外部包裹的螺旋毛辊子和动力系统组成，所述的壳体上顺序设有清洗液入口、颗粒入口和出料口，所述清洗液入口设于螺旋毛辊子的最始端，所述颗粒入口位于清洗液入口之后，所述出料口位于螺旋毛辊子末端，所述动力系统带动旋转轴旋转。
11.按照权利要求10所述的废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，所述的螺旋毛辊子由沿旋转轴螺旋设置的螺旋叶片和毛刷组成，所述毛刷紧密布置在螺旋叶片之间，毛刷外径小于螺旋叶片的外径。
12.按照权利要求11所述的废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，所述毛刷的外径d与螺旋叶片D的比例为0.5～0.9:1；优选0.6～0.85：1；最优选0.7～0.85:1。
13.按照权利要求10所述的废塑料粉碎清洗分选设备，其特征在于，在所述液体储存罐和所述螺旋毛辊子清洗机的清洗液入口之间设有循环管和循环泵。
14.权利要求7-13中任一种所述的废塑料粉碎清洗分选设备的应用方法，其特征在于，废塑料原料由进料口加入，经由第一双轴撕碎机、第二双轴撕碎机、旋转刀切碎机粉碎成颗粒，落入螺旋毛辊子清洗机的塑料入口，清洗液经清洗液入口引入螺旋毛辊子清洗机，动力系统带动旋转轴和螺旋毛辊子旋转，塑料颗粒在清洗液冲洗、毛刷的滚刷清洗去杂质，清洗干净的塑料颗粒在螺旋叶片的推动作用下，从螺旋毛辊子清洗机的末端出料口排出，经锥形料斗进入液体密度分选机的锥形斗，其中，溢流管控制所述锥形斗内液面稳定，轻塑料颗粒悬浮在液面上，由循环刮料构件拨动从轻塑料颗粒出口排出，重塑料颗粒沉入液体底部，流入所述旋转分离阀内部的扇形空间，在旋转的叶片推动下进入壳体开有排液孔的区域，清洗液经排液孔排出，重塑料颗粒继续转动到底部重塑料颗粒出口排出。
15.按照权利要求14所述的废塑料粉碎清洗分选设备的应用方法，其特征在于，所述的螺旋毛辊子清洗机的旋转轴的转速为：10～200r/min；优选15～150r/min；优选15～120r/min。
16.按照权利要求14所述的废塑料粉碎清洗分选设备的应用方法，其特征在于，所述的清洗液为碱和金属盐中的一种或多种的水溶液；优选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和醋酸钠中一种或多种的水溶液。
17.按照权利要求14所述的废塑料粉碎清洗分选设备的应用方法，其特征在于，废塑料原料与清洗液的重量比为1:1.5～10；优选1:1.5～8；最优选1:1.5～6。
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