CN115746394B - 一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，包括机架、一段反应釜、二段反应釜、尾气冷凝净化器、转料控制阀、出料控制阀、排气阀，一段反应釜、二段反应釜均嵌于机架内，一段反应釜、二段反应釜顶部均设一个加料口，底部均设一个出料口，侧表面均设一个排气口，且一段反应釜的出料口与二段反应釜加料口间通过转料控制阀连通，二段反应釜的出料口与出料控制阀连接，排气口与尾气冷凝净化器连通。本发明极大的简化了设备结构，提高了设备的集成化、模块化程度，同时克服了传统再生胶制品生产所需的高压设备运行时普遍存在的高压安全隐患。

Description

一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置及方法

技术领域

本发明涉及一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置及方法，属再生胶生产设备技术领域。

背景技术

目前在进行再生橡胶制品生产及加工中，所使用的拓扑变构设备往往均时采用传统的以高温高压反应釜为基础的设备结构，虽然可以满足实际生产活动那个的需要，但在实际使用中，当前这类高压高温脱硫罐在运行，一方面往往设备结构复杂、设备结构及自重均相对较大，设备运行时需要占用较大的生产空间，并需要较大的运行能耗；另一方面当前使用的传统高压高脱硫罐在日常生产和运行中，需要频繁进行设备停机检修，并定期进行耐压检测作业，且受到国家强制10年寿命到期报废的标准限制，从而严重影响了再生橡胶生产制备作业的连续性、稳定性，也进一步增加了设备运行、维护作业的成本，从而导致当前再生橡胶制品的生产效率、生产成本均相对较高，且生产活动也因高压设备而存在较大的安全隐患。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置及再生胶制备方法，该发明结极大的简化了设备结构，同时克服了传统再生胶制品生产所需的高压设备运行、原料加工时需要消耗大量水资源的缺陷、高压安全隐患及尾气排放量大造成的环境污染现象，同时也有效克服了高压设备需要定期维护及更换而造成的设备运行成本高和影响运行生产活动连续性、稳定性的缺陷，从而可极大的降低再生橡胶制品的生产成本和环境污染性，并有效提高生产安全性和生产效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，包括机架、一段反应釜、二段反应釜、上料器、搅拌机构、转料控制阀、出料控制阀、排气阀、驱动器及驱动电路，机架为轴向截面呈矩形的框架结构，且机架内另通过隔板分割为驱动腔和作业腔，一段反应釜、二段反应釜均至少一个并嵌于作业腔内，其中一个一段反应釜和一个二段反应釜构成一个工作组，同一工作组中的一段反应釜位于二段反应釜正上方并相互平行分布，一段反应釜、二段反应釜顶部均设一个加料口，底部均设一个出料口，侧表面均设一个排气口，一段反应釜的出料口与二段反应釜加料口间通过转料控制阀连通，一段反应釜的加料口处通过转料控制阀与上料器连通，二段反应釜的出料口与出料控制阀连接，上料器均与机架外侧面连接，一段反应釜、二段反应釜内分别设一个与其同轴分布的搅拌机构，搅拌机构外侧面与一段反应釜、二段反应釜内侧面间间距不大于20毫米，驱动电路和驱动器均位于驱动腔内，其中所述驱动器分别与各搅拌机构连接，驱动电路分别与一段反应釜、二段反应釜、上料器、转料控制阀、出料控制阀、排气阀、驱动器电气连接。

进一步的，所述一段反应釜、二段反应釜均为常压反应釜，通过滑轨与机架间滑动连接，且一段反应釜、二段反应釜轴线与水平面呈0°—60°夹角，所述一段反应釜、二段反应釜间另通过若干承载弹簧相互连接，所述机架底部设横断面呈矩形、等腰梯形中任意一种结构的集料槽，所述集料槽位于二段反应釜下方，并与机架底部间通过驱动导轨滑动连接，所述驱动导轨轴向与机架轴线间平行分布，并与驱动电路电气连接，此外所述驱动电路为基于可编程控制器、DSP芯片及FPGA芯片中的任意一种，所述驱动器为基于电动机设备为基础的动力系统。

进一步的，所述一段反应釜外表面与其同轴分布的电加热机构，二段反应釜外表面设与其同轴分布的降温机构，所述电加热机构和降温机构均与驱动电路电气连接，其中所述电加热机构和降温机构均包括保温防护罩、换热条、温湿度传感器、承载机架，分流管及控制阀，所述承载机架为与一段反应釜、二段反应釜同轴分布的框架结构，所述保温防护罩包覆在承载机架外并与承载机架构成轴向截面呈矩形的空心柱状结构，所述承载机架包覆在一段反应釜、二段反应釜外，所述承载机架内侧面设若干环绕承载机架轴线均布的装配槽，所述装配槽均与承载机架轴线平行分布，且每条装配槽内均设一条与装配槽轴线平行分布的换热条，所述换热条上半部嵌于装配槽内，下端面与一段反应釜、二段反应釜外表面相抵，所述换热条内设一条与换热条同轴分布的热交换腔，且各换热条的热交换腔间并联，所述换热条两端位置的热交换腔分别通过控制阀与1-2各分流管连通，并通过分流管与尾气冷凝净化器连通，所述温湿度传感器至少两个，分别嵌于一段反应釜、二段反应釜的侧壁内表面内，所述温湿度传感器和控制阀均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述换热条为横断面呈矩形、“丄”字形结构中的任意一种，其中对称分布在一段反应釜轴线两侧最上方位置的两条换热条间的圆心角不小于60°；同时所述一段反应釜连接的换热条的热交换腔内一条与热交换腔同轴分布的电加热器，且所述电加热器与驱动电路电气连接。

进一步的，所述机架上另设尾气冷凝净化器，所述尾气冷凝净化器分别与一段反应釜、二段反应釜的排气口连通，同时另与上料器间相互连通，所述尾气冷凝净化器包括承载架、增压气泵、补水泵、低温换热腔、换热器、空气涡流管、多通阀、温度传感器、气压传感器及液位传感器，所述空气涡流管和低温换热腔均嵌于承载架内，所述低温换热腔为轴向截面呈矩形的罐装结构，所述低温换热腔均设一个进气口和一个排气口，其最低点位置设一个排水口和一个补水口，所述低温换热腔内另均设至少一个换热器，其中换热器一端与空气涡流管的低温温出口间通过管道连通，另一端通过导流管与多通阀连通并通过多通阀与增压气泵连通，同时，所述进气口与一段反应釜、二段反应釜的排气口间通过控制阀连通，所述排气口和排水口均通过导流管与二段反应釜的降温机构进气端连通，同时排水口另通过导流支管与二段反应釜的加料口处连通，所述空气涡流管高温出口通过导流管与一段反应釜的电加热机构的进气端连通，空气涡流管的低温温出口另通过多通阀与二段反应釜降温机构的进气端连通，空气涡流管的进气端通过导流管与增压气泵连通，所述增压气泵通过导流管与多通阀间相互连接，且所述多通阀另通过导流管分别与一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构排气端连通及外部空气环境连通，所述增压气泵、补水泵均与承载架连接，且补水泵另与补水口间通过控制阀连通，所述增压气泵、补水泵、多通阀、温度传感器、气压传感器及液位传感器均与驱动电路电气连接，所述温度传感器、气压传感器及液位传感器均位于低温换热腔内，且温度传感器、气压传感器位于低温换气腔顶部，液位传感器位于换热器下方并与换热器间间距不小于低温换热腔高度的1/4。

进一步的，所述上料器包括机械上料管、气动上料管、驱动绞龙、气力驱动泵、料斗、换热管及底托，所述机械上料管、气动上料管及换热管均至少一条，均为空心管状结构，且机械上料管、气动上料管间平行分布，通过若干沿其轴线均布的底托连接，并通过底托与机架相互连接，所述换热管位于机械上料管、气动上料管之间位置，与机械上料管、气动上料管外表面相抵并与其平行分布，所述机械上料管、气动上料管下端面均嵌于料斗内并与料斗底部间间距不大于料斗深度的1/3，所述换热管一端与一段反应釜、二段反应釜的排气口处通过控制阀连通，另一端与外部排气管道连通，所述驱动绞龙嵌于机械上料管内并与机械上料管同轴分布，所述气动上料管下端面另设气力驱动泵，并通过气力驱动泵与料斗连通，所述驱动绞龙、气力驱动泵均与驱动电路电气连接。

一种基于废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，所述再生胶制备方法包括：

S1,设备预调温，首先分别驱动一段反应釜、二段反应釜运行，对一段反应釜预升温、对二段反应釜进行预降温作业，并在一段反应釜预升温至40—120℃、二段反应釜内部温度达到50—100℃时，一段反应釜开始上料作业；

S2，一段反应，将用于再生胶制备的原料和催化助剂通过上料器输送至一段反应釜内，使原料在一段反应釜内随炉升温至40—120℃并持续匀速搅拌50—80分钟，且搅拌速度为8—20转/分钟；然后再匀速升温至100—180℃并将搅拌速度调节为0—5转/分钟，并保温40—120分钟，即可完成一段反应，并将完成一段反应后的混合物料通过转料控制阀输送至二段反应釜内；

S3,二段反应，将物料输送至二段反应釜内后，首先关闭转料控制阀，一方面一段反应釜继续对后续原料按照S2步骤反应加工，另一方面对二段反应釜内的物料在保持搅拌状态下，在10—20分钟内降温至90℃，并在搅拌混合时同时向二段反应釜内添加催化助剂，然后在50—80分钟内从90℃降温至60℃以下，且降温时的搅拌速度为8-20转/分钟，完成降温后将物料通过出料控制阀将物料从二段反应釜排出，即可得到成品原料，并将成品原料通过外部设备输送至后续加工设备处，同时二段反应釜在完成物料排放后，再次将一段反应内物料转运至二段反应釜内，并由二段反应釜对后续物料反应加工即可。

进一步的，所述S2步骤中的原料为油和胶粉以1：3-4；所述S2步骤中一段反应釜内添加的催化助剂为由下列重量分数组分构成：活性二氧化硅2.1%—4.5%、裂解催化剂0.01%—0.2%、三甲基铝0—13%、HLT纳米橡胶补强剂0%—1.5%、表面活性剂0.1%—0.5%、润滑剂0.05%—0.2%、偶联剂1.1%—2.7，余量为改性树脂；二段反应釜内添加的催化助剂为，由下列重量分数组分构成活性二氧化硅1.1%—2.5%、三甲基铝0—8%、HLT纳米橡胶补强剂0.1%—1.5%、表面活性剂0.2%—0.8%、润滑剂0.05%—0.2%、偶联剂1.1%—2.7、抗疲劳剂0.5%—1.1%、抗氧化剂0.2%—1.8%，余量为改性树脂，同时，S2步骤中，催化助剂添加量为一段反应釜内原料量的0.1%—1.5%；所述S3步骤中，催化助剂添加量为二段反应釜内混合物料总量的的0.1—2.5%。

进一步的，所述S1步骤中，上料作业时10-40分钟完成上料，上料量不大于一段反应釜容积的90%，所述S3步骤中中，物料在降温至90℃过程中，另可向二段反应釜内注入占总物料量1%—10%温度不大于80℃的水及惰性气体中的任意一种或两种以任意比例得混合物。

进一步的，所述S1步骤中，当未设置尾气冷凝净化器时，一段反应釜和二段反应釜的排气口，直接与上料器连通，利用尾气对物料进行预热；当设置有尾气冷凝净化器时，由尾气冷凝净化器协同一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构驱动一段反应釜、二段反应釜预调温作业，同时，在上料过程中协助上料器对物料进行预热，且预热后的物料温度不小于40℃。

本发明结构简单，操作灵活方便，集成化、模块化及自动化程度高，环境适应好，在有效的满足再生橡胶生产制备作业需要的同时，极大的简化了设备结构，同时克服了传统再生胶制品生产所需的高压设备运行、原料加工时需要消耗大量水资源的缺陷、高压安全隐患及尾气排放量大造成的环境污染现象，同时也有效克服了高压设备需要定期维护及更换而造成的设备运行成本高和影响运行生产活动连续性、稳定性的缺陷，从而可极大的降低再生橡胶制品的生产成本和环境污染性，并有效提高生产安全性和生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为一段反应釜、二段反应釜横断面局部结构结构示意图；

图3为电加热机构、降温机构剖视局部结构示意图；

图4为电加热机构、降温机构横断面局部结构示意图；

图5为尾气冷凝净化器局部结构示意图；

图6为上料器局部结构示意图；

图7为本发明实施方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-6所示，一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，包括机架1、一段反应釜2、二段反应釜3、上料器5、搅拌机构6、转料控制阀7、出料控制阀8、排气阀9、驱动器10及驱动电路11，机架1为轴向截面呈矩形的框架结构，且机架1内另通过隔板12分割为驱动腔121和作业腔122，一段反应釜2、二段反应釜3均至少一个并嵌于作业腔122内，其中一个一段反应釜2和一个二段反应釜3构成一个工作组，同一工作组中的一段反应釜2位于二段反应釜3正上方并相互平行分布，一段反应釜2、二段反应釜3顶部均设一个加料口13，底部均设一个出料口14，侧表面均设一个排气口15，一段反应釜2的出料口与二段反应釜3加料口13间通过转料控制阀7连通，一段反应釜2的加料口13处通过转料控制阀7与上料器5连通，二段反应釜3的出料口14与出料控制阀8连接，上料器5与机架1外侧面连接，一段反应釜2、二段反应釜3内分别设一个与其同轴分布的搅拌机构6，搅拌机构6外侧面与一段反应釜2、二段反应釜3内侧面间间距不大于20毫米，驱动电路11和驱动器10均位于驱动腔121内，其中驱动器10分别与各搅拌机构6连接，驱动电路11分别与一段反应釜2、二段反应釜3、上料器5、转料控制阀6、出料控制阀7、排气阀9、驱动器10电气连接。

本实施例中，所述一段反应釜2、二段反应釜3均为常压反应釜，通过滑轨16与机架1间滑动连接，且一段反应釜2、二段反应釜3轴线与水平面呈0°—60°夹角，所述一段反应釜2、二段反应釜3间另通过若干承载弹簧17相互连接，所述机架1底部设横断面呈矩形、等腰梯形中任意一种结构的集料槽18，所述集料槽18位于二段反应釜3下方，并与机架1底部间通过驱动导轨19滑动连接，所述驱动导轨19轴向与机架1轴线间平行分布，并与驱动电路11电气连接，此外所述驱动电路11为基于可编程控制器、DSP芯片及FPGA芯片中的任意一种，所述驱动器为基于电动机设备为基础的动力系统。

重点说明的，所述一段反应釜2外表面与其同轴分布的电加热机构21，二段反应釜3外表面设与其同轴分布的降温机构31，所述电加热机构21和降温机构31均与驱动电路11电气连接，其中所述电加热机构21和降温机构31均包括保温防护罩231、换热条232、温湿度传感器233、承载机架234，分流管235及控制阀236，所述承载机架234为与一段反应釜2、二段反应釜3同轴分布的框架结构，所述保温防护罩231包覆在承载机架234外并与承载机架234构成轴向截面呈矩形的空心柱状结构，所述承载机架234包覆在一段反应釜2、二段反应釜3外，所述承载机架234内侧面设若干环绕承载机架234轴线均布的装配槽237，所述装配槽237均与承载机架234轴线平行分布，且每条装配槽内均设一条与装配槽237轴线平行分布的换热条232，所述换热条232上半部嵌于装配槽237内，下端面与一段反应釜2、二段反应釜3外表面相抵，所述换热条232内设一条与换热条232同轴分布的热交换腔238，且各换热条232的热交换腔238间并联，所述换热条232两端位置的热交换腔238分别通过控制阀236与1-2各分流管235连通，并通过分流管235与尾气冷凝净化器4连通，所述温湿度传感器233至少两个，分别嵌于一段反应釜2、二段反应釜3的侧壁内表面内，所述温湿度传感器233和控制阀236均与驱动电路11电气连接。

特别说明的，所述换热条232为横断面呈矩形、“丄”字形结构中的任意一种，其中对称分布在一段反应釜2轴线两侧最上方位置的两条换热条232间的圆心角不小于60°；同时所述一段反应釜2连接的换热条232的热交换腔238内一条与热交换腔238同轴分布的电加热器230，且所述电加热器230与驱动电路11电气连接。

通过设定的电加热器可在无换热介质进行加热作业时，或需要协助换热介质快速进行加热时，电加热器可临时应急进行加热作业，提高加热作业的灵活性。

通过设置装配式的换热条结构，可实现在设备运行中，精确调整调温作业的位置，提高调温精度，同时另可实现在个别换热条故障时，在不影响设备整体运行情况下进行同步设备更换维护，从而提高设备运行的连续性和稳定性。

需要特别说明的，所述机架1上另设尾气冷凝净化器4，所述尾气冷凝净化器4分别与一段反应釜2、二段反应釜3的排气口15连通，同时另与上料器5间相互连通，所述尾气冷凝净化器4包括尾气冷凝净化器4包括承载架41、增压气泵42、补水泵43、低温换热腔44、换热器45、空气涡流管46、多通阀47、温度传感器48、气压传感器49及液位传感器40，所述空气涡流管46和低温换热腔44均嵌于承载架41内，所述低温换热腔44为轴向截面呈矩形的罐装结构，所述低温换热腔44均设一个进气口441和一个排气口15，其最低点位置设一个排水口442和一个补水口443，所述低温换热腔44内另均设至少一个换热器45，其中换热器45一端与空气涡流管46的低温温出口间通过管道连通，另一端通过导流管与多通阀47连通并通过多通阀47与增压气泵42连通，同时，所述进气口441与一段反应釜2、二段反应釜3的排气口15间通过控制阀236连通，所述排气口15和排水口442均通过导流管与二段反应釜3的降温机构31进气端连通，同时排水口442另通过导流支管与二段反应釜3的加料口13处连通，所述空气涡流管46高温出口通过导流管与一段反应釜2的电加热机构21的进气端连通，空气涡流管46的低温温出口另通过多通阀47与二段反应釜3降温机构31的进气端连通，空气涡流管46的进气端通过导流管与增压气泵42连通，所述增压气泵42通过导流管与多通阀47间相互连接，且所述多通阀47另通过导流管分别与一段反应釜2、二段反应釜3的电加热机构21和降温机构31排气端连通及外部空气环境连通，所述增压气泵42、补水泵43均与承载架41连接，且补水泵43另与补水口443间通过控制阀236连通，所述增压气泵42、补水泵43、多通阀47、温度传感器48、气压传感器49及液位传感器40均与驱动电路11电气连接，所述温度传感器48、气压传感器49及液位传感器40均位于低温换热腔44内，且温度传感器48、气压传感器49位于低温换气腔44顶部，液位传感器40位于换热器45下方并与换热器45间间距不小于低温换热腔44高度的1/4。

在尾气冷凝净化器对尾气净化处理过程中，首先通过增压泵对外部空气进行增压后输送至空气涡流管，由空气涡流管通过空气涡流得到高温气体和低温气体，高温气体则这几输送至一段反应釜电加热器的各换热条内，通过换热条与一段反应釜间热交换实现对一段反应釜升温作业的需要，且在气流温度达到加热需要时则可停止电加热器运行，在满足加热需要的同时降低设备运行能耗；低温气流则一部分输送至换热器中对低温换热腔进行降温，并使一段反应釜、二段反应釜产生的尾气在通过低温换热腔时进行降温作业，另一部分输送至二段反应釜降温机构内，对二段反应釜进行降温作业，从而实现通过尾气冷凝净化器在完成尾气降温的同时，即可同步实现为一段反应釜、二段反应釜提供热能供给，有效降低设备运行能耗。

同时一段反应釜、二段反应釜产生的尾气在未降温前，一部分直接输送至上料器，实现对上料过程中物料进行预热，通过预热物料降低尾气温度的同时另提高物料在反应釜中加热时的能耗，提高尾气余热利用率，在尾气通过低温换热腔降温后，得到的低温气体输送至二段反应釜降温机构内，对二段反应釜进行降温作业，同时冷凝水可在进行回收利用，或直接作为添加剂作为原料反流至二段反应釜内参与物料降温作业，从而极大的提高了尾气综合利用率，降低了尾气大量排放造成的环境污染，同时另可有效的提高资源综合利用率。

本实施例中，所述上料器5包括机械上料管51、气动上料管52、驱动绞龙53、气力驱动泵54、料斗55、换热管56及底托57，所述机械上料管51、气动上料管52及换热管55均至少一条，均为空心管状结构，且机械上料管51、气动上料管52间平行分布，通过若干沿其轴线均布的底托57连接，并通过底托57与机架1相互连接，所述换热管56位于机械上料管51、气动上料管52之间位置，与机械上料管51、气动上料管52外表面相抵并与其平行分布，所述机械上料管51、气动上料管52下端面均嵌于料斗55内并与料斗55底部间间距不大于料斗55深度的1/3，所述换热管56一端与一段反应釜2、二段反应釜3的排气口15处通过控制阀236连通，另一端与外部排气管道连通，所述驱动绞龙53嵌于机械上料管51内并与机械上料管51同轴分布，所述气动上料管52下端面另设气力驱动泵54，并通过气力驱动泵54与料斗55连通，所述驱动绞龙53、气力驱动泵54均与驱动电路11电气连接。

在运行中，通过将一段反应釜、二段反应釜排出的含有预热的气体通过换热管，利用换热管与通过机械上料管、气动上料管上料时的物料进行热交换，一方面实现对物料进行预热，降低物料在反应釜内加工作业时设备运行能耗，另一方面对尾气进行降温，提高能源综合利用率的同时，另可有效的降低尾气排放温度，减少挥发性物质及蒸汽排放量，提高设备尾气排放的环保性能。

实施例1

如图7所示，一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，再生胶制备方法具体包括以下步骤：

S1,设备预调温，首先分别驱动一段反应釜、二段反应釜运行，对一段反应釜预升温、对二段反应釜进行预降温作业，并在一段反应釜预升温至40℃、二段反应釜内部温度达到50℃时，一段反应釜开始上料作业；

S2，一段反应，将用于再生胶制备的原料和催化助剂通过上料器输送至一段反应釜内，使原料在一段反应釜内随炉升温至40℃并持续匀速搅拌80分钟，且搅拌速度为20转/分钟；然后再匀速升温至100℃并将搅拌速度调节为5转/分钟，并保温120分钟，即可完成一段反应，并将完成一段反应后的混合物料通过转料控制阀输送至二段反应釜内；

S3,二段反应，将物料输送至二段反应釜内后，首先关闭转料控制阀，一方面一段反应釜继续对后续原料按照S2步骤反应加工，另一方面对二段反应釜内的物料在保持搅拌状态下，在10分钟内降温至90℃，并在搅拌混合时同时向二段反应釜内添加催化助剂，然后在50分钟内从90℃降温至60℃以下，且降温时的搅拌速度为8转/分钟，完成降温后将物料通过出料控制阀将物料从二段反应釜排出，即可得到成品原料，并将成品原料通过外部设备输送至后续加工设备处，同时二段反应釜在完成物料排放后，再次将一段反应内物料转运至二段反应釜内，并由二段反应釜对后续物料反应加工即可。

本实施例中，所述S2步骤中的原料为油和胶粉以1：3；所述S2步骤中一段反应釜内添加的催化助剂为由下列重量分数组分构成：活性二氧化硅2.1%、裂解催化剂0.01%、表面活性剂0.1%、润滑剂0.05%、偶联剂1.1%，余量为改性树脂；二段反应釜内添加的催化助剂为，由下列重量分数组分构成活性二氧化硅1.1%、HLT纳米橡胶补强剂0.1%表面活性剂0.2%、润滑剂0.05%、偶联剂1.1%、抗疲劳剂0.5%、抗氧化剂0.2%，余量为改性树脂，同时，S2步骤中，催化助剂添加量为一段反应釜内原料量的0.1%；所述S3步骤中，催化助剂添加量为二段反应釜内混合物料总量的的0.1%。

本实施例中，所述S1步骤中，上料作业时10分钟完成上料，上料量不大于一段反应釜容积的90%，所述S3步骤中，物料在降温至90℃过程中，另可向二段反应釜内注入占总物料量1%温度不大于80℃的水及惰性气体中的任意一种或两种以任意比例得混合物。

进一步优化的，所述S1步骤中，当未设置尾气冷凝净化器时，一段反应釜和二段反应釜的排气口，直接与上料器连通，利用尾气对物料进行预热；当设置有尾气冷凝净化器时，由尾气冷凝净化器协同一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构驱动一段反应釜、二段反应釜预调温作业，同时，在上料过程中协助上料器对物料进行预热，且预热后的物料温度不小于40℃。

实施例2

如图7所示，一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，再生胶制备方法具体包括以下步骤：

一种基于废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，所述再生胶制备方法包括：

S1,设备预调温，首先分别驱动一段反应釜、二段反应釜运行，对一段反应釜预升温、对二段反应釜进行预降温作业，并在一段反应釜预升温至120℃、二段反应釜内部温度达到100℃时，一段反应釜开始上料作业；

S2，一段反应，将用于再生胶制备的原料和催化助剂通过上料器输送至一段反应釜内，使原料在一段反应釜内随炉升温至120℃并持续匀速搅拌80分钟，且搅拌速度为20转/分钟；然后再匀速升温至180℃并将搅拌速度调节为0转/分钟，并保温40分钟，即可完成一段反应，并将完成一段反应后的混合物料通过转料控制阀输送至二段反应釜内；

S3,二段反应，将物料输送至二段反应釜内后，首先关闭转料控制阀，一方面一段反应釜继续对后续原料按照S2步骤反应加工，另一方面对二段反应釜内的物料在保持搅拌状态下，在20分钟内降温至90℃，并在搅拌混合时同时向二段反应釜内添加催化助剂，然后在80分钟内从60℃以下，且降温时的搅拌速度为20转/分钟，完成降温后将物料通过出料控制阀将物料从二段反应釜排出，即可得到成品原料，并将成品原料通过外部设备输送至后续加工设备处，同时二段反应釜在完成物料排放后，再次将一段反应内物料转运至二段反应釜内，并由二段反应釜对后续物料反应加工即可。

同时，所述S2步骤中的原料为油和胶粉以1：-4；所述S2步骤中一段反应釜内添加的催化助剂为由下列重量分数组分构成：活性二氧化硅4.5%、裂解催化剂0.2%、三甲基铝13%、HLT纳米橡胶补强剂1.5%、表面活性剂0.5%、润滑剂0.2%、偶联剂2.7%，余量为改性树脂；二段反应釜内添加的催化助剂为，由下列重量分数组分构成活性二氧化硅2.5%、三甲基铝8%、HLT纳米橡胶补强剂1.5%、表面活性剂0.8%、润滑剂0.2%、偶联剂2.7%、抗疲劳剂1.1%、抗氧化剂1.8%，余量为改性树脂，同时，S2步骤中，催化助剂添加量为一段反应釜内原料量的1.5%；所述S3步骤中，催化助剂添加量为二段反应釜内混合物料总量的2.5%。

特别说明的，所述S1步骤中，上料作业时40分钟完成上料，上料量不大于一段反应釜容积的90%，所述S3步骤中中，物料在降温至90℃过程中，另可向二段反应釜内注入占总物料量10%温度不大于80℃的水。

进一步优化的，所述S1步骤中，当未设置尾气冷凝净化器时，一段反应釜和二段反应釜的排气口，直接与上料器连通，利用尾气对物料进行预热；当设置有尾气冷凝净化器时，由尾气冷凝净化器协同一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构驱动一段反应釜、二段反应釜预调温作业，同时，在上料过程中协助上料器对物料进行预热，且预热后的物料温度不小于40℃。

实施例3

如图7所示，一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，再生胶制备方法具体包括以下步骤：

一种基于废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，所述再生胶制备方法包括：

S1,设备预调温，首先分别驱动一段反应釜、二段反应釜运行，对一段反应釜预升温、对二段反应釜进行预降温作业，并在一段反应釜预升温至60℃、二段反应釜内部温度达到60℃时，一段反应釜开始上料作业；

S2，一段反应，将用于再生胶制备的原料和催化助剂通过上料器输送至一段反应釜内，使原料在一段反应釜内随炉升温至100℃并持续匀速搅拌60分钟，且搅拌速度为10转/分钟；然后再匀速升温至140℃并将搅拌速度调节为1转/分钟，并保温120分钟，即可完成一段反应，并将完成一段反应后的混合物料通过转料控制阀输送至二段反应釜内；

S3,二段反应，将物料输送至二段反应釜内后，首先关闭转料控制阀，一方面一段反应釜继续对后续原料按照S2步骤反应加工，另一方面对二段反应釜内的物料在保持搅拌状态下，在15分钟内降温至90℃，并在搅拌混合时同时向二段反应釜内添加催化助剂，然后在70分钟内从90℃降温至60℃以下，且降温时的搅拌速度为15转/分钟，完成降温后将物料通过出料控制阀将物料从二段反应釜排出，即可得到成品原料，并将成品原料通过外部设备输送至后续加工设备处，同时二段反应釜在完成物料排放后，再次将一段反应内物料转运至二段反应釜内，并由二段反应釜对后续物料反应加工即可。

特别说明的，所述S2步骤中的原料为油和胶粉以1：3.5；所述S2步骤中一段反应釜内添加的催化助剂为由下列重量分数组分构成：活性二氧化硅3.1%、裂解催化剂0.05%、三甲基铝1%、表面活性剂0.2%、润滑剂0.01%、偶联剂1.7%，余量为改性树脂；二段反应釜内添加的催化助剂为，由下列重量分数组分构成活性二氧化硅2%、三甲基铝7%、HLT纳米橡胶补强剂1.1%、表面活性剂0.6%、润滑剂0.08%、偶联剂1.8%、抗疲劳剂0.9%、抗氧化剂0.8%，余量为改性树脂，同时，S2步骤中，催化助剂添加量为一段反应釜内原料量的0.3%；所述S3步骤中，催化助剂添加量为二段反应釜内混合物料总量的的0.2%。

同时，所述S1步骤中，上料作业时20分钟完成上料，上料量不大于一段反应釜容积的90%，所述S3步骤中中，物料在降温至90℃过程中，另可向二段反应釜内注入占总物料量3%温度不大于80℃的惰性气体，惰性气体为氮气、二氧化碳中的任意一种。

此外，所述S1步骤中，当未设置尾气冷凝净化器时，一段反应釜和二段反应釜的排气口，直接与上料器连通，利用尾气对物料进行预热；当设置有尾气冷凝净化器时，由尾气冷凝净化器协同一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构驱动一段反应釜、二段反应釜预调温作业，同时，在上料过程中协助上料器对物料进行预热，且预热后的物料温度不小于40℃。

实施例4

如图7所示，一种基于废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，所述再生胶制备方法包括：

S1,设备预调温，首先分别驱动一段反应釜、二段反应釜运行，对一段反应釜预升温、对二段反应釜进行预降温作业，并在一段反应釜预升温至70℃、二段反应釜内部温度达到80℃时，一段反应釜开始上料作业；

S2，一段反应，将用于再生胶制备的原料和催化助剂通过上料器输送至一段反应釜内，使原料在一段反应釜内随炉升温至110℃并持续匀速搅拌50—80分钟，且搅拌速度为15转/分钟；然后再匀速升温至170℃并将搅拌速度调节为0转/分钟，并保温100分钟，即可完成一段反应，并将完成一段反应后的混合物料通过转料控制阀输送至二段反应釜内；

S3,二段反应，将物料输送至二段反应釜内后，首先关闭转料控制阀，一方面一段反应釜继续对后续原料按照S2步骤反应加工，另一方面对二段反应釜内的物料在保持搅拌状态下，在10分钟内降温至90℃，并在搅拌混合时同时向二段反应釜内添加催化助剂，然后在60分钟内从90℃降温至60℃以下，且降温时的搅拌速度为15转/分钟，完成降温后将物料通过出料控制阀将物料从二段反应釜排出，即可得到成品原料，并将成品原料通过外部设备输送至后续加工设备处，同时二段反应釜在完成物料排放后，再次将一段反应内物料转运至二段反应釜内，并由二段反应釜对后续物料反应加工即可。

本实施例中，所述S2步骤中的原料为油和胶粉以1：3.5；所述S2步骤中一段反应釜内添加的催化助剂为由下列重量分数组分构成：活性二氧化硅4%、裂解催化剂0.015%、表面活性剂0.4%、润滑剂0.15%、偶联剂1.3%，余量为改性树脂；二段反应釜内添加的催化助剂为，由下列重量分数组分构成活性二氧化硅1.3%、三甲基铝1.1%、HLT纳米橡胶补强剂1.5%、表面活性剂0.3%、润滑剂0.12%、偶联剂1.2%、抗疲劳剂0.9%、抗氧化剂0.9%，余量为改性树脂，同时，S2步骤中，催化助剂添加量为一段反应釜内原料量的0.1%；所述S3步骤中，催化助剂添加量为二段反应釜内混合物料总量的的0.3%。

同时，所述S1步骤中，上料作业时30分钟完成上料，上料量不大于一段反应釜容积的90%，所述S3步骤中中，物料在降温至90℃过程中，另可向二段反应釜内注入占总物料量1.5%温度不大于80℃的水。

此外，所述S1步骤中，当未设置尾气冷凝净化器时，一段反应釜和二段反应釜的排气口，直接与上料器连通，利用尾气对物料进行预热；当设置有尾气冷凝净化器时，由尾气冷凝净化器协同一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构驱动一段反应釜、二段反应釜预调温作业，同时，在上料过程中协助上料器对物料进行预热，且预热后的物料温度不小于40℃。

需要特别说明的，S2步骤和S3步骤中所添加的催化助剂中，另设置占催化助剂总量0.01%—1.5%的醇改性氯铂酸催化剂、铂-乙烯基硅氧烷和作物催化剂及铂-炔烃基合作物中的任意一种。

同时，所使用的改性树脂为有机硅改性树脂。

本发明结构简单，操作灵活方便，集成化、模块化及自动化程度高，环境适应好，在有效的满足再生橡胶生产制备作业需要的同时，极大的简化了设备结构，同时克服了传统再生胶制品生产所需的高压设备运行、原料加工时需要消耗大量水资源的缺陷、高压安全隐患及尾气排放量大造成的环境污染现象，同时也有效克服了高压设备需要定期维护及更换而造成的设备运行成本高和影响运行生产活动连续性、稳定性的缺陷，从而可极大的降低再生橡胶制品的生产成本和环境污染性，并有效提高生产安全性和生产效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于：所述的废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置包括机架、一段反应釜、二段反应釜、上料器、搅拌机构、转料控制阀、出料控制阀、排气阀、驱动器及驱动电路，所述机架为轴向截面呈矩形的框架结构，且机架内另通过隔板分割为驱动腔和作业腔，所述一段反应釜、二段反应釜均至少一个并嵌于作业腔内，其中一个一段反应釜和一个二段反应釜构成一个工作组，同一工作组中的一段反应釜位于二段反应釜正上方并相互平行分布，所述一段反应釜、二段反应釜顶部均设一个加料口，底部均设一个出料口，侧表面均设一个排气口，所述一段反应釜的出料口与二段反应釜加料口间通过转料控制阀连通，一段反应釜的加料口处通过转料控制阀与上料器连通，二段反应釜的出料口与出料控制阀连接，所述上料器均与机架外侧面连接，所述一段反应釜、二段反应釜内分别设一个与其同轴分布的搅拌机构，所述搅拌机构外侧面与一段反应釜、二段反应釜内侧面间间距不大于20毫米，所述驱动电路和驱动器均位于驱动腔内，其中所述驱动器分别与各搅拌机构连接，所述驱动电路分别与一段反应釜、二段反应釜、上料器、转料控制阀、出料控制阀、排气阀、驱动器电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于：所述一段反应釜、二段反应釜均为常压反应釜，通过滑轨与机架间滑动连接，且一段反应釜、二段反应釜轴线与水平面呈0°—60°夹角，所述一段反应釜、二段反应釜间另通过若干承载弹簧相互连接，所述机架底部设横断面呈矩形、等腰梯形中任意一种结构的集料槽，所述集料槽位于二段反应釜下方，并与机架底部间通过驱动导轨滑动连接，所述驱动导轨轴向与机架轴线间平行分布，并与驱动电路电气连接，此外所述驱动电路为基于可编程控制器、DSP芯片及FPGA芯片中的任意一种，所述驱动器为基于电动机设备为基础的动力系统。

3.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于，所述一段反应釜外表面与其同轴分布的电加热机构，二段反应釜外表面设与其同轴分布的降温机构，所述电加热机构和降温机构均与驱动电路电气连接，其中所述电加热机构和降温机构均包括保温防护罩、换热条、温湿度传感器、承载机架，分流管及控制阀，所述承载机架为与一段反应釜、二段反应釜同轴分布的框架结构，所述保温防护罩包覆在承载机架外并与承载机架构成轴向截面呈矩形的空心柱状结构，所述承载机架包覆在一段反应釜、二段反应釜外，所述承载机架内侧面设若干环绕承载机架轴线均布的装配槽，所述装配槽均与承载机架轴线平行分布，且每条装配槽内均设一条与装配槽轴线平行分布的换热条，所述换热条上半部嵌于装配槽内，下端面与一段反应釜、二段反应釜外表面相抵，所述换热条内设一条与换热条同轴分布的热交换腔，且各换热条的热交换腔间并联，所述换热条两端位置的热交换腔分别通过控制阀与1-2各分流管连通，并通过分流管与尾气冷凝净化器连通，所述温湿度传感器至少两个，分别嵌于一段反应釜、二段反应釜的侧壁内表面内，所述温湿度传感器和控制阀均与驱动电路电气连接。

4.根据权利要求3所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于，所述换热条为横断面呈矩形、“丄”字形结构中的任意一种，其中对称分布在一段反应釜轴线两侧最上方位置的两条换热条间的圆心角不小于60°；同时所述一段反应釜连接的换热条的热交换腔内一条与热交换腔同轴分布的电加热器，且所述电加热器与驱动电路电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于：所述机架上另设尾气冷凝净化器，所述尾气冷凝净化器分别与一段反应釜、二段反应釜的排气口连通，同时另与上料器间相互连通，所述尾气冷凝净化器包括承载架、增压气泵、补水泵、低温换热腔、换热器、空气涡流管、多通阀、温度传感器、气压传感器及液位传感器，所述空气涡流管和低温换热腔均嵌于承载架内，所述低温换热腔为轴向截面呈矩形的罐装结构，所述低温换热腔均设一个进气口和一个排气口，其最低点位置设一个排水口和一个补水口，所述低温换热腔内另均设至少一个换热器，其中换热器一端与空气涡流管的低温温出口间通过管道连通，另一端通过导流管与多通阀连通并通过多通阀与增压气泵连通，同时，所述进气口与一段反应釜、二段反应釜的排气口间通过控制阀连通，所述排气口和排水口均通过导流管与二段反应釜的降温机构进气端连通，同时排水口另通过导流支管与二段反应釜的加料口处连通，所述空气涡流管高温出口通过导流管与一段反应釜的电加热机构的进气端连通，空气涡流管的低温温出口另通过多通阀与二段反应釜降温机构的进气端连通，空气涡流管的进气端通过导流管与增压气泵连通，所述增压气泵通过导流管与多通阀间相互连接，且所述多通阀另通过导流管分别与一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构排气端连通及外部空气环境连通，所述增压气泵、补水泵均与承载架连接，且补水泵另与补水口间通过控制阀连通，所述增压气泵、补水泵、多通阀、温度传感器、气压传感器及液位传感器均与驱动电路电气连接，所述温度传感器、气压传感器及液位传感器均位于低温换热腔内，且温度传感器、气压传感器位于低温换气腔顶部，液位传感器位于换热器下方并与换热器间间距不小于低温换热腔高度的1/4。

6.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于：所述上料器包括机械上料管、气动上料管、驱动绞龙、气力驱动泵、料斗、换热管及底托，所述机械上料管、气动上料管及换热管均至少一条，均为空心管状结构，且机械上料管、气动上料管间平行分布，通过若干沿其轴线均布的底托连接，并通过底托与机架相互连接，所述换热管位于机械上料管、气动上料管之间位置，与机械上料管、气动上料管外表面相抵并与其平行分布，所述机械上料管、气动上料管下端面均嵌于料斗内并与料斗底部间间距不大于料斗深度的1/3，所述换热管一端与一段反应釜、二段反应釜的排气口处通过控制阀连通，另一端与外部排气管道连通，所述驱动绞龙嵌于机械上料管内并与机械上料管同轴分布，所述气动上料管下端面另设气力驱动泵，并通过气力驱动泵与料斗连通，所述驱动绞龙、气力驱动泵均与驱动电路电气连接。

7.基于权利要求1所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置的再生胶制备方法，其特征在于，所述再生胶制备方法包括：

S1,设备预调温，首先分别驱动一段反应釜、二段反应釜运行，对一段反应釜预升温、对二段反应釜进行预降温作业，并在一段反应釜预升温至40—120℃、二段反应釜内部温度达到50—100℃时，一段反应釜开始上料作业；

S2，一段反应，将用于再生胶制备的原料和催化助剂通过上料器输送至一段反应釜内，使原料在一段反应釜内随炉升温至40—120℃并持续匀速搅拌50—80分钟，且搅拌速度为8—20转/分钟；然后再匀速升温至100—180℃并将搅拌速度调节为0—5转/分钟，并保温40—120分钟，即可完成一段反应，并将完成一段反应后的混合物料通过转料控制阀输送至二段反应釜内；

S3,二段反应，将物料输送至二段反应釜内后，首先关闭转料控制阀，一方面一段反应釜继续对后续原料按照S2步骤反应加工，另一方面对二段反应釜内的物料在保持搅拌状态下，在10—20分钟内降温至90℃，并在搅拌混合时同时向二段反应釜内添加催化助剂，然后在50—80分钟内从90℃降温至60℃以下，且降温时的搅拌速度为8-20转/分钟，完成降温后将物料通过出料控制阀将物料从二段反应釜排出，即可得到成品原料，并将成品原料通过外部设备输送至后续加工设备处，同时二段反应釜在完成物料排放后，再次将一段反应内物料转运至二段反应釜内，并由二段反应釜对后续物料反应加工即可。

8.根据权利要求7所述的一种废旧橡胶制品常压再生拓扑变构再生胶装置，其特征在于：所述S1步骤中，当未设置尾气冷凝净化器时，一段反应釜和二段反应釜的排气口，直接与上料器连通，利用尾气对物料进行预热；当设置有尾气冷凝净化器时，由尾气冷凝净化器协同一段反应釜、二段反应釜的电加热机构和降温机构驱动一段反应釜、二段反应釜预调温作业，同时，在上料过程中协助上料器对物料进行预热，且预热后的物料温度不小于40℃。