CN117799083B - 一种生物降解颗粒制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物降解颗粒制备装置及方法，涉及塑料颗粒制备技术领域。包括制备组件，制备组件上设置有搅拌组件、双螺杆组件和冷却组件，搅拌组件上设置有开关组件，制备组件包括底座，底座上固定连接有配重支架和螺杆外壳，配重支架上固定安装有配重箱，搅拌组件包括搅拌桶和搅拌轴，搅拌轴上固定连接有外搅拌器和下横板，下横板上固定连接有斜搅拌器，斜搅拌器转动连接在搅拌桶上，搅拌桶固定安装在配重箱的第一端上，配重箱的第二端固定安装在螺杆外壳上，冷却组件包括冷却管道和三向输送管，冷却管道转动连接在三向输送管上，三向输送管上固定连接有冷却箱。

Description

一种生物降解颗粒制备装置及方法

技术领域

本发明公开了一种生物降解颗粒制备装置及方法，涉及塑料颗粒制备技术领域。

背景技术

生物降解材料是一种能够在自然环境中分解并降解成无害物质的材料。在生物降解材料的制备中，颗粒化是常见的方法，可以改善材料的物理性质和处理能力。

公告号为CN109049602B的中国发明专利公开了一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，通过单螺杆挤压并混合淀粉基塑料混合后的原料，并通过纳米红外加热圈进行加热，使其塑化最终通过螺杆挤出，形成产品。

上述专利在螺杆泵内部进行淀粉原料的混合，会使其淀粉粉末和其他原料的混合不均匀，使得颗粒质量不一致，分散不均匀，并且挤出淀粉基生物降解塑料颗粒的制备的重要过程，挤出时，需要及时对其冷却，塑料颗粒因为高温粘在一起。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种生物降解颗粒制备装置，包括制备组件，所述制备组件上设置有搅拌组件、双螺杆组件和冷却组件，搅拌组件上设置有开关组件，制备组件包括底座，底座上固定连接有配重支架和螺杆外壳，配重支架上固定安装有配重箱，搅拌组件包括搅拌桶和搅拌轴，搅拌轴上固定连接有外搅拌器和下横板，下横板上固定连接有斜搅拌器，斜搅拌器转动连接在搅拌桶上，搅拌桶固定安装在配重箱的第一端上，配重箱的第二端固定安装在螺杆外壳上，双螺杆组件包括左螺杆和右螺杆，左螺杆转动连接在螺杆外壳上，右螺杆滑动连接在螺杆外壳上， 冷却组件包括冷却管道和三向输送管，冷却管道转动连接在三向输送管上，三向输送管上固定连接有冷却箱。

优选的、所述的搅拌组件还包括搅拌电机，搅拌电机固定安装在电机支架上，电机支架固定连接在搅拌支架上，搅拌支架固定连接在底座上，搅拌轴固定安装在搅拌电机的输出轴上，搅拌轴上固定连接有内搅拌器，电机支架上滑动连接有上盖。

优选的、所述的搅拌轴上转动连接有驱动杆，驱动杆上固定连接有连接杆的第一端，连接杆的第二端固定连接在转环上，转环转动连接在搅拌桶上，转环上设置有滑槽，该滑槽上滑动连接有挡板的凸轴，挡板转动连接在转轴上，转轴固定连接在搅拌桶和连接块上，连接块转动连接在搅拌轴上，斜搅拌器转动连接在连接块上。

优选的、所述的制备组件还包括电箱，电箱固定安装在底座上，电箱上固定连接有电磁线圈的第一端，电磁线圈的第二端缠绕在螺杆外壳上，螺杆外壳上远离配重箱的一端固定连接有前端外壳，前端外壳上转动连接有左螺杆，前端外壳上还滑动连接有右螺杆，左螺杆上固定连接有切割刀具和挤出模具。

优选的、所述的双螺杆组件还包括驱动电机和中间连接轴，驱动电机的输出轴上固定连接有第一锥齿轮，中间连接轴上固定连接有中间齿轮和第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，左螺杆和右螺杆上都固定连接有一个侧齿轮，两个侧齿轮都与中间齿轮啮合。

优选的、所述的右螺杆上固定连接有驱动环，驱动环上设置有滑槽，螺杆外壳上固定连接有中间连接轴，中间连接轴所在支架上固定连接有固定杆的第一端，固定杆的第二端滑动连接在驱动环上的滑槽中。

优选的、所述的冷却组件还包括前端输送管道，前端输送管道的第一端固定连接在挤出模具上，前端输送管道的第二端固定连接在冷却管道上，冷却管道上摩擦连接有第一皮带，底座上转动连接有传动轴，传动轴的第一端与第一皮带摩擦连接，传动轴的第二端上摩擦连接有第二皮带，第二皮带还摩擦连接在左螺杆上。

优选的、所述的冷却组件还包括收集箱，通过收集箱收集冷却后的颗粒。

优选的、一种生物降解颗粒制备装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：控制上盖在电机支架上向上滑动，从而使上盖与搅拌桶分开，通过开口放入淀粉等原料；

步骤二：启动搅拌电机，控制外搅拌器、内搅拌器、下横板和斜搅拌器转动，对搅拌桶内部的原料进行搅拌；

步骤三：搅拌后控制搅拌电机反转，通过驱动杆转动，通过转环上的滑槽驱动挡板在转轴上转动，从而打开搅拌桶的开口，使物料进入配重箱中；

步骤四：通过配重箱对物料进行称重，并自动控制物料进入螺杆外壳中；

步骤五：通过驱动电机驱动中间连接轴转动，从而通过中间齿轮驱动两个侧齿轮转动，进而驱动左螺杆和右螺杆转动，从而挤压螺杆外壳内部的物料，进一步混合物料；

步骤六：通过驱动环与固定杆的配合，控制右螺杆在螺杆外壳上滑动，通过右螺杆和左螺杆挤压物料，将物料内部的空气排出；

步骤七：通过电磁线圈对物料进行加热，使其塑化；

步骤八：通过左螺杆挤出物料，通过切割刀具进行切割；

步骤九：切割后的颗粒落入冷却管道中，将冷却箱内的液氮通入冷却管道内对颗粒进行冷却，然后落入收集箱中收集。

本发明提供了一种生物降解颗粒制备装置及方法，具备以下有益效果：（1）本发明通过搅拌轴驱动外搅拌器、内搅拌器、下横板和斜搅拌器转动，对搅拌桶内的淀粉等物料进行搅拌混合，使其混合均匀，避免生产出来的颗粒质量不一致；（2）本发明通过左螺杆和右螺杆的配合进一步的混合物料，并通过右螺杆的往复移动，对物料进行挤压，使物料内部的空气排出，避免塑化和生产的颗粒出现气腔等问题；（3）本发明通过电磁线圈对螺杆外壳内部的物料进行加热，使其塑化；（4）本发明通过液氮对生产出来的颗粒进行降温，避免因为高温产生粘连。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明俯视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明搅拌组件的结构示意图；

图6为图5中A处的局部结构放大图；

图7为本发明开关组件的结构示意图；

图8为本发明配重箱的结构示意图；

图9为图8中B处的局部结构示意图；

图10为本发明电磁线圈的结构示意图；

图11为图10中C处的局部结构放大图；

图12为图10中D处的局部结构放大图；

图13为本发明切割刀具的结构示意图；

图中：1-搅拌组件；2-开关组件；3-制备组件；4-双螺杆组件；5-冷却组件；101-搅拌电机；102-搅拌轴；103-外搅拌器；104-内搅拌器；105-下横板；106-斜搅拌器；107-上盖；108-搅拌桶；109-搅拌支架；110-电机支架；201-驱动杆；202-连接杆；203-转环；204-挡板；205-转轴；206-连接块；301-配重箱；302-配重支架；303-螺杆外壳；304-底座；305-电箱；306-电磁线圈；307-切割刀具；308-挤出模具；309-前端外壳；401-驱动电机；402-第一锥齿轮；403-第二锥齿轮；404-中间连接轴；405-中间齿轮；406-侧齿轮；407-驱动环；408-固定杆；409-左螺杆；410-右螺杆；501-前端输送管道；502-冷却管道；503-第一皮带；504-传动轴；505-第二皮带；506-三向输送管；507-冷却箱；508-收集箱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

请参阅图1到图13所示，本发明提供一种技术方案：一种生物降解颗粒制备装置，包括制备组件3，所述制备组件3上设置有搅拌组件1、双螺杆组件4和冷却组件5，搅拌组件1上设置有开关组件2，制备组件3包括底座304，底座304上固定连接有配重支架302和螺杆外壳303，配重支架302上固定安装有配重箱301，搅拌组件1包括搅拌桶108和搅拌轴102，搅拌轴102上固定连接有外搅拌器103和下横板105，下横板105上固定连接有斜搅拌器106，斜搅拌器106转动连接在搅拌桶108上，搅拌桶108固定安装在配重箱301的第一端上，配重箱301的第二端固定安装在螺杆外壳303上，双螺杆组件4包括左螺杆409和右螺杆410，左螺杆409转动连接在螺杆外壳303上，右螺杆410滑动连接在螺杆外壳303上， 冷却组件5包括冷却管道502和三向输送管506，冷却管道502转动连接在三向输送管506上，三向输送管506上固定连接有冷却箱507。

搅拌组件1还包括搅拌电机101，搅拌电机101固定安装在电机支架110上，电机支架110固定连接在搅拌支架109上，搅拌支架109固定连接在底座304上，搅拌轴102固定安装在搅拌电机101的输出轴上，搅拌轴102上固定连接有内搅拌器104，电机支架110上滑动连接有上盖107。

如图5所示，内搅拌器104上设置有两组螺纹形搅拌棒，外搅拌器103也为螺旋形搅拌棒，且外搅拌器103的外边缘紧贴搅拌桶108的侧边内壁，斜搅拌器106的外边缘紧贴搅拌桶108的底部锥形内壁，通过内搅拌器104对搅拌桶108内部物料进行搅拌，通过外搅拌器103和斜搅拌器106将搅拌桶108内壁上的物料刮下来，并且进行搅拌，搅拌时，斜搅拌器106在连接块206上转动，并在挡板204上滑动。

如图2和图5所示，使用时，手动抬升上盖107，使上盖107在电机支架110上向上滑动，上盖107远离搅拌桶108的上端，从而漏出搅拌桶108上端的开口，通过该开口添加淀粉等物料，添加完后，上盖107自由落下。搅拌时，启动搅拌电机101，驱动搅拌轴102转动，进而驱动外搅拌器103、内搅拌器104、下横板105和斜搅拌器106转动，从而对物料进行搅拌。

搅拌轴102上转动连接有驱动杆201，驱动杆201上固定连接有连接杆202的第一端，连接杆202的第二端固定连接在转环203上，转环203转动连接在搅拌桶108上，转环203上设置有滑槽，该滑槽上滑动连接有挡板204的凸轴，挡板204转动连接在转轴205上，转轴205固定连接在搅拌桶108和连接块206上，连接块206转动连接在搅拌轴102上，斜搅拌器106转动连接在连接块206上。

如图6和图7所示，连接块206上设置有多组挡板204和转轴205，通过挡板204在转轴205上转动，实现对搅拌桶108内物料输出的控制，驱动杆201上设置有棘轮，而搅拌轴102上设置有棘爪，从而搅拌轴102正转时，不会驱动驱动杆201转动，当搅拌轴102反转时，将驱动驱动杆201转动，即斜搅拌器106进行搅拌时，搅拌轴102不会驱动驱动杆201转动，搅拌结束后，需要让搅拌桶108内的物料进入配重箱301内部时，驱动搅拌轴102反转，通过棘轮棘爪驱动驱动杆201跟随搅拌轴102反转，从而驱动挡板204的转动，实现搅拌桶108下端输出口的开合。

使用时，搅拌轴102驱动驱动杆201转动，驱动杆201上横杆的两端在搅拌桶108上转动，并通过连接杆202驱动转环203在搅拌桶108上转动，转环203上的倾斜滑槽驱动挡板204的凸轴，从而驱动挡板204在转轴205上转动，从而控制搅拌桶108输出口的开合。

制备组件3还包括电箱305，电箱305固定安装在底座304上，电箱305上固定连接有电磁线圈306的第一端，电磁线圈306的第二端缠绕在螺杆外壳303上，螺杆外壳303上远离配重箱301的一端固定连接有前端外壳309，前端外壳309上转动连接有左螺杆409，前端外壳309上还滑动连接有右螺杆410，左螺杆409上固定连接有切割刀具307和挤出模具308。

如图8、图9和图10所示，初步混合后的物料进入配重箱301内，通过配重箱301对其进行称重，并定量输送到螺杆外壳303内，避免过多物料进入螺杆外壳303，影响后续工序。

进一步混合后，通过左螺杆409和右螺杆410将物料输送到电磁线圈306所在位置，通过电箱305控制电磁线圈306对螺杆外壳303内的物料进行加热，从而使其塑化，进而推送物料通过挤出模具308挤出，挤出时，通过左螺杆409的转动来驱动切割刀具307的转动，从而从挤出模具308的输出端进行切割，使产品变为颗粒状。

双螺杆组件4还包括驱动电机401和中间连接轴404，驱动电机401的输出轴上固定连接有第一锥齿轮402，中间连接轴404上固定连接有中间齿轮405和第二锥齿轮403，第二锥齿轮403与第一锥齿轮402啮合，左螺杆409和右螺杆410上都固定连接有一个侧齿轮406，两个侧齿轮406都与中间齿轮405啮合。

右螺杆410上固定连接有驱动环407，驱动环407上设置有滑槽，螺杆外壳303上固定连接有中间连接轴404，中间连接轴404所在支架上固定连接有固定杆408的第一端，固定杆408的第二端滑动连接在驱动环407上的滑槽中。

如图9所示，使用时，启动驱动电机401，驱动电机401驱动第一锥齿轮402转动，第一锥齿轮402驱动第二锥齿轮403转动，进而驱动中间连接轴404和中间齿轮405转动，中间齿轮405再驱动两侧的侧齿轮406转动，进而驱动两侧的左螺杆409和右螺杆410同向转动，左螺杆409和右螺杆410上的螺纹交替设置，右螺杆410转动时，驱动环407跟随右螺杆410同步转动，通过驱动环407上的滑槽与中间连接轴404支架上的固定杆408相配合，驱动右螺杆410在螺杆外壳303上往复移动，使得右螺杆410上的螺纹与左螺杆409上的螺纹接近与远离，从而对螺杆外壳303内部的物料进行挤压，使其内部的空气排出，从而避免后续进行塑化和切割时，影响塑料颗粒成型的质量。

冷却组件5还包括前端输送管道501，前端输送管道501的第一端固定连接在挤出模具308上，前端输送管道501的第二端固定连接在冷却管道502上，冷却管道502上摩擦连接有第一皮带503，底座304上转动连接有传动轴504，传动轴504的第一端与第一皮带503摩擦连接，传动轴504的第二端上摩擦连接有第二皮带505，第二皮带505还摩擦连接在左螺杆409上。

冷却组件5还包括收集箱508，通过收集箱508收集冷却后的颗粒。

如图10、图11和图12所示，使用时，生产的颗粒落到前端输送管道501上，通过前端输送管道501再落到冷却管道502上，左螺杆409转动时，通过第二皮带505驱动传动轴504转动，传动轴504再通过第一皮带503驱动冷却管道502在三向输送管506和前端输送管道501上转动，进而使冷却管道502内部的颗粒持续滚动并输送到三向输送管506上，输送的过程中，控制冷却箱507内的液氮喷出，通过三向输送管506内部的喷口，冷空气喷向冷却管道502，从而冷却冷却管道502内部的颗粒，冷却后，颗粒沿着三向输送管506的管道落到收集箱508中，从而进行收集。

一种生物降解颗粒制备装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：控制上盖107在电机支架110上向上滑动，从而使上盖107与搅拌桶108分开，通过开口放入淀粉等原料。

步骤二：启动搅拌电机101，控制外搅拌器103、内搅拌器104、下横板105和斜搅拌器106转动，对搅拌桶108内部的原料进行搅拌。

步骤三：搅拌后控制搅拌电机101反转，通过驱动杆201转动，通过转环203上的滑槽驱动挡板204在转轴205上转动，从而打开搅拌桶108的开口，使物料进入配重箱301中。

步骤四：通过配重箱301对物料进行称重，并自动控制物料进入螺杆外壳303中。

步骤五：通过驱动电机401驱动中间连接轴404转动，从而通过中间齿轮405驱动两个侧齿轮406转动，进而驱动左螺杆409和右螺杆410转动，从而挤压螺杆外壳303内部的物料，进一步混合物料。

步骤六：通过驱动环407与固定杆408的配合，控制右螺杆410在螺杆外壳303上滑动，通过右螺杆410和左螺杆409挤压物料，将物料内部的空气排出。

步骤七：通过电磁线圈306对物料进行加热，使其塑化。

步骤八：通过左螺杆409挤出物料，通过切割刀具307进行切割。

步骤九：切割后的颗粒落入冷却管道502中，将冷却箱507内的液氮通入冷却管道502内对颗粒进行冷却，然后落入收集箱508中收集。

本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种生物降解颗粒制备装置，包括制备组件（3），其特征在于：所述制备组件（3）上设置有搅拌组件（1）、双螺杆组件（4）和冷却组件（5），搅拌组件（1）上设置有开关组件（2），制备组件（3）包括底座（304），底座（304）上固定连接有配重支架（302）和螺杆外壳（303），配重支架（302）上固定安装有配重箱（301），搅拌组件（1）包括搅拌桶（108）和搅拌轴（102），搅拌轴（102）上固定连接有外搅拌器（103）和下横板（105），下横板（105）上固定连接有斜搅拌器（106），斜搅拌器（106）转动连接在搅拌桶（108）上，搅拌桶（108）固定安装在配重箱（301）的第一端上，配重箱（301）的第二端固定安装在螺杆外壳（303）上，双螺杆组件（4）包括左螺杆（409）和右螺杆（410），左螺杆（409）转动连接在螺杆外壳（303）上，右螺杆（410）滑动连接在螺杆外壳（303）上，冷却组件（5）包括冷却管道（502）和三向输送管（506），冷却管道（502）转动连接在三向输送管（506）上，三向输送管（506）上固定连接有冷却箱（507）；

所述的搅拌组件（1）还包括搅拌电机（101），搅拌电机（101）固定安装在电机支架（110）上，电机支架（110）固定连接在搅拌支架（109）上，搅拌支架（109）固定连接在底座（304）上，搅拌轴（102）固定安装在搅拌电机（101）的输出轴上，搅拌轴（102）上固定连接有内搅拌器（104），电机支架（110）上滑动连接有上盖（107）；

所述的搅拌轴（102）上转动连接有驱动杆（201），驱动杆（201）上固定连接有连接杆（202）的第一端，连接杆（202）的第二端固定连接在转环（203）上，转环（203）转动连接在搅拌桶（108）上，转环（203）上设置有滑槽，该滑槽上滑动连接有挡板（204）的凸轴，挡板（204）转动连接在转轴（205）上，转轴（205）固定连接在搅拌桶（108）和连接块（206）上，连接块（206）转动连接在搅拌轴（102）上，斜搅拌器（106）转动连接在连接块（206）上；

所述的双螺杆组件（4）还包括驱动电机（401）和中间连接轴（404），驱动电机（401）的输出轴上固定连接有第一锥齿轮（402），中间连接轴（404）上固定连接有中间齿轮（405）和第二锥齿轮（403），第二锥齿轮（403）与第一锥齿轮（402）啮合，左螺杆（409）和右螺杆（410）上都固定连接有一个侧齿轮（406），两个侧齿轮（406）都与中间齿轮（405）啮合；

所述的右螺杆（410）上固定连接有驱动环（407），驱动环（407）上设置有滑槽，螺杆外壳（303）上固定连接有中间连接轴（404），中间连接轴（404）所在支架上固定连接有固定杆（408）的第一端，固定杆（408）的第二端滑动连接在驱动环（407）上的滑槽中。

2.根据权利要求1所述的一种生物降解颗粒制备装置，其特征在于：所述的制备组件（3）还包括电箱（305），电箱（305）固定安装在底座（304）上，电箱（305）上固定连接有电磁线圈（306）的第一端，电磁线圈（306）的第二端缠绕在螺杆外壳（303）上，螺杆外壳（303）上远离配重箱（301）的一端固定连接有前端外壳（309），前端外壳（309）上转动连接有左螺杆（409），前端外壳（309）上还滑动连接有右螺杆（410），左螺杆（409）上固定连接有切割刀具（307）和挤出模具（308）。

3.根据权利要求1所述的一种生物降解颗粒制备装置，其特征在于：所述的冷却组件（5）还包括前端输送管道（501），前端输送管道（501）的第一端固定连接在挤出模具（308）上，前端输送管道（501）的第二端固定连接在冷却管道（502）上，冷却管道（502）上摩擦连接有第一皮带（503），底座（304）上转动连接有传动轴（504），传动轴（504）的第一端与第一皮带（503）摩擦连接，传动轴（504）的第二端上摩擦连接有第二皮带（505），第二皮带（505）还摩擦连接在左螺杆（409）上。

4.根据权利要求1所述的一种生物降解颗粒制备装置，其特征在于：所述的冷却组件（5）还包括收集箱（508），通过收集箱（508）收集冷却后的颗粒。

5.一种使用如权利要求1-4任意一项所述的一种生物降解颗粒制备装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：控制上盖（107）在电机支架（110）上向上滑动，从而使上盖（107）与搅拌桶（108）分开，通过开口放入原料；

步骤二：启动搅拌电机（101），控制外搅拌器（103）、内搅拌器（104）、下横板（105）和斜搅拌器（106）转动，对搅拌桶（108）内部的原料进行搅拌；

步骤三：搅拌后控制搅拌电机（101）反转，通过驱动杆（201）转动，通过转环（203）上的滑槽驱动挡板（204）在转轴（205）上转动，从而打开搅拌桶（108）的开口，使物料进入配重箱（301）中；

步骤四：通过配重箱（301）对物料进行称重，并自动控制物料进入螺杆外壳（303）中；

步骤五：通过驱动电机（401）驱动中间连接轴（404）转动，从而通过中间齿轮（405）驱动两个侧齿轮（406）转动，进而驱动左螺杆（409）和右螺杆（410）转动，从而挤压螺杆外壳（303）内部的物料，进一步混合物料；

步骤六：通过驱动环（407）与固定杆（408）的配合，控制右螺杆（410）在螺杆外壳（303）上滑动，通过右螺杆（410）和左螺杆（409）挤压物料，将物料内部的空气排出；

步骤七：通过电磁线圈（306）对物料进行加热，使其塑化；

步骤八：通过左螺杆（409）挤出物料，通过切割刀具（307）进行切割；

步骤九：切割后的颗粒落入冷却管道（502）中，将冷却箱（507）内的液氮通入冷却管道（502）内对颗粒进行冷却，然后落入收集箱（508）中收集。