CN1179126A - 为回收利用使含拉伸的热塑性塑料的松散物料松弛和使混合料流中的热塑性塑料有选择地软化的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于按要求控制混合料流中的塑料的温度的装置,借以达到松弛或软化的目的。按照本发明,上述装置具有螺旋输送机形式,配备有热辐射源,借以提供热能。

Description

为回收利用使含拉伸的热塑性塑料的松散物料松弛和使混 合料流中的热塑性塑料有选择地软化的装置
本发明涉及下述装置的结构，利用这种装置可对含拉伸的热塑性塑料的松散物料进行热处理，使得拉伸的热塑性塑料在热处理过程中经历它的松弛(热回复变形，热缩)范围。在为回收目的而对拉伸的热塑性塑料进行制备时，拉伸的热塑性塑料的松弛可有利地加以利用，确切地说可用于提高松散比重或者用于物料的脆化。
与此同时，采用上述装置还可以对含有不同种类塑料的混合料进行热处理，在这些混合料中有某种热塑性塑料应有选择地加以软化，随后将处于软化和热状态中的混合料传送到后续设备。
专利WO 93/14915和专利DE 42 20 665已公开过一些方法，为回收目的，利用这些方法对拉伸的热塑性塑料实现松弛，使得混合料流中一定的热塑性塑料按照其种类之不同分别加以松弛，从而使获得的所选择的物理性质发生变化，这种物理性质的改变使得继后的自动化分选成为可能。专利WO 94/00241和专利WO 93/17852也公开过一些方法，利用这些方法对含有不同种类塑料的混合料流中的某些热塑性塑料品种有选择性加以软化，然后根据其产生的物理性质变化在以后的工序中对这些塑料品种进行自动化分选。
专利GB-A-1 313 203公开了一种装置，利用这种装置将先经过碎化处理的聚苯乙烯泡沫塑料作为颗粒用振动输送法分别地加以输送。安设在输送段上方的红外线-热辐射器对被输送的物料进行热处理，这时，物料过渡到它的松弛范围，并借此实现热缩。振动输送设备的表面须加以冷却，以防止该表面受红外线辐射而变得过热，表面的过热会导致被输送的物料颗粒熔化，从而导致熔化的颗粒粘附在该表面上，致使输送过程中断。在采用上述方法的情况下，处理过程的时间除了受待处理物料的粒度影响之外，还取决于以下几个因素：红外线辐射元件离输送表面的距离；所装设备的冷却能力；以及由前面两个因素所决定的输送速度。这些情况导致两种结果：要么须有长的处理段，要么因设置高的冷却能力使热量利用率差。由于振动输送或固有频率输送的特性与可以实现的设备的结构大小的共同作用之故，人们在输送能力方面受到一定的约束。上述方法还有一个缺点，就是待处理的物料颗粒以其下侧停留在输送表面上，所以这些区域不能受到红外线辐射的直接照射。这一情况造成的后果是，要么部分颗粒松弛得不充分，要么要延长处理过程。
专利US-A-3 883 624公开过一种方法，按照该方法，聚苯乙烯泡沫塑料在经过输入侧的碎化之后在一金属输送带上被引导通过热处理，这时泡沫塑料实现热缩，并局部地熔合成一层，经冷却后脆化，随后再将它碎化成可塑化加工的颗粒。由于聚苯乙烯的熔化行为，上述方法不适用于将颗粒的选择性热处理转用到一种含有其它种塑料的混合料流中。在回收利用实践中出现的各种杂质都会对该方法的结果产生不利影响。
已知螺旋输送法有许多技术上的改进，借以解决热处理提出的任务。
本发明的基本任务在于：在连续作业中，从机器制造技术上着眼，使得在含有其它种塑料的混合料中的热塑性塑料也能实现选择性松弛即选择性软化，从而可以在尽可能保持精确的温度范围内对各塑料部分进行预定的快速的热处理。
按本发明提出的任务是采取下述措施加以解决的：为输送可松装的混合料流应用了螺旋输送原理，在螺旋输送器或管状螺旋输送器输送时有利地通过热辐射对所输送的物料输入热量以便进行热处理。
螺旋输送机的特有使用优点是：
--由于输送是以推进为基础的，所以在一般情况下至少在被输
  送物料同有推进作用的螺旋齿面的接触区，实现物料的循环
  旋动。这种旋动效应在管状螺旋输送机上表现得特别明显，
  因为在这里槽壁也附带被带动。借助循环旋动，可对被输送
  的物料实现均匀的热处理。尤其在应用松弛化处理的场合，
  螺旋的输送行为效果特别良好，这是因为因密度的变化而已
  松弛颗粒趋向于向下挤，而尚待松弛的颗粒则向上而进入直
  接的红外线照射区。
--由于相应的螺旋输送机具有一种分区性结构，所以还可以将
  在本来的热处理过程前后接连的各道工序从机器制造技术上
  合而为一。因此，对各种热处理方法而言，例如都要求达到
  热处理区段尽可能精确的均匀供料。按照振动输送方案，上
  述要求例如可以通过串接一个供料叶轮闸门的办法来加以实
  现(参照专利GB-A-1 313 203)。除了从专业上须加以
  实现的定量配料区段以外，在以后的描述过程中还要对其它
  利于前述任务的解决的螺旋输送区段进行描述。
在所附的示意图中将以不同的实施例来说明本发明，从附图可以看出本发明的一些有利的细节，所指出的涉及功能的各个解决方案和本发明提出的各个解决方案可以有利地结合起来，从而获得高的总效率。
图1a至1e以横截面表示出与螺旋输送器相关的红外线辐射器(IR-辐射器)的各种结构形式。螺旋输送器在附图中示例性地作为实心螺旋输送器加以设计的。其它的螺旋输送器形式也可采用，例如螺旋带、桨叶式螺旋，等等，这些螺旋输送器也有一定的优点，那就是用于被输送物料的IR-照射较少地被遮盖。
图1a示明一个槽式螺旋输送器。弯曲的结构5中的平面IR-辐射器安置在槽式螺旋输送器3的上部和通常可卸下的封盖4所形成的夹角内。螺旋输送器槽的壁和螺旋输送器本身最好涂一层红外线反射层，或者就用红外线反射材料如铝制成，以便于提高堆满的物料内在物料中有效的红外线辐射部分。
图1b中用作为IR-辐射器的棒状元件6安置在图1a中所示的同一位置上。在该图中还表明：棒状IR-辐射器6例如可以安置在螺旋输送器2的蜗杆轴内部，其条件是蜗杆轴应是空心的，而且配有相应的开口以便于红外线辐射自由射出，从而使被输送的物料受到红外线辐射的加荷。
在图1c中，IR-辐射器6安置在反射器7的焦点内，以便于将辐射最佳地聚焦在被输送物料上，并尽可能地使蜗杆轴远离直接的辐射区。
图1d中，管套9是作为螺旋输送器外壳加以设计的。管套上例如装配了用透红外线的石英玻璃制做的窗口，窗口后面安装了IR-辐射器8。上述窗口具有双层壁结构，可以让一种冷却介质流通，冷却介质本身也是透红外线的(例如空气)，借以防止窗口过度受热。这些窗口可以安置在被输送物料的料位以上，也可以安装在料位以下。
图1e示明一个啮合的双式螺旋输送器10，用作输送元件。在此，IR-辐射器6被安置在槽式螺旋输送器的封盖下方。
图1f示明一个加热绕组11，以之作为对被输送物料热处理的补充元件。该加热绕组例如可以用电或者用蒸汽、油、水及其它载热介质进行加热。加热绕组11可以覆盖螺旋输送器外壳1的一些部位，或者还可以覆盖管套9，如图1d中所示。加热绕组11所需的热能例如还可以通过部分地利用从其它工序的冷却区域获得的废热来提供。同别的邻近的设备实现热连接的办法也同样是可取的。
按照本发明，一个以螺旋输送器为基础的热处理区段在入口一侧与同一螺旋输送器的一个所谓的进料定量配送区相联。物料从一个简单的贮料容器(料仓之类)经过一个料漏斗而被送往一个首先作为实心螺旋输送器设计制做的螺旋输送器。进料定量配送区是考虑到螺旋输送器容量设计的，以便精确地接受物料量，该物料量在螺旋输送器的下一行程中，即在所谓的热处理区正好是所要求的填充度。在与进料区相连的定量配送区，螺旋输送器容量有所扩大，使得在热处理区的开始点便能获得所希望的填充度。图2中示明的本发明的实施例是作为螺旋输送器的范例绘制的。一种管状螺旋输送器是同样可用的，不过在这里采用轴向给料方法。已被碎化的待处理的物料被装入给料斗20。物料的碎化也可直接在给料斗20之后和进料区之前，在一个缓慢运行的配有与之相连的缓冲存料室的粉碎机中进行。从那里，物料到达安装在传动轴22上的螺旋输送机的进料区。传动轴22在本实施例中以同一转速传动着具有三个不同功能区的螺旋输送机。由于在各个功能区中螺旋输送机具有不同的结构和螺距23、24、25，因此根据物料所在的区域之不同，可以达到不同的输送速度，从而完成不同的任务。物料从进料区23出来，进入定量配送区24，在此定量配送区中借助螺旋输送机在螺距和几何构形方面的相应构造以及传动轴22的转速，便可以确保：只有严格限制朝上的物料量才能进入热处理区25，而且装料充满度Ф可加以调节，使得下述装置27所用的支架在任何情况下都可保持不与物料相接触。在Ф≈0.02-0.15的条件下，很有把握做到上述之点。在热处理区25中，安置了一个用于红外线辐射器28的装置27的支架；热处理区在这里选用了以螺旋带作为螺旋结构，以便能够让物料不受各螺旋部位的遮蔽而充分曝露在IR-辐射之下，同时由于减小了输送机元件的表面能尽可能小地保持辐射热对输送机元件的加荷。如在这里所指出的，支架27只能单侧地被支承在固定支座33中，但是根据其长度和构造之不同，如图中所示例如配一个在轴22上随动的支座32也可以实现两侧支承或多点支承。支架27在物料以上或者在螺旋套管26的相关最低点以上的高度，是规定可以调节的，以便能够对红外线辐射器28向物料发射出的IR-辐射强度进行调整。上述对待处理物料发射出的辐射强度的调整可以在设备投产时进行一次，或者经过一个无接触性测量的温度传感器34连续进行调整，该传感器例如安置在螺旋套管26外，并经一窗口实现测量，或者例如也可安置在支架27上，以测量物料的温度。利用所发出的测量信号，例如可以影响支架的高度或影响另一个对调节物料中有效红外线辐射强度来说很有用的调节参数(如辐射器温度，所接通的辐射器数目，等等)，从而使得热处理符合于额定值。支架上的装置所用的供电导线例如可通过固定的或柔性的引导件从支架引到机架上。
待处理的物料被输送通过热处理区25，从而使之经历热处理，图中示明：以杂质29表示部分地处理过的物料，以杂质30表示充分处理过的物料。物料例如可以经过一个排料溜槽31而被传送到下一道工序。螺旋带35的变改之处可能在于：螺旋带是用空心材料做成的，一种载热介质例如循环流过其中，从而对螺旋本身进行稳定的热处理，并作为附加的效果一并对待处理的物料进行加热或者有时也进行冷却。同样的办法亦适用于定量配送区24和进料区23中的螺旋部分。
图2示出的一个封闭的螺旋套管26也有它的优点，就是能够在处理过程中利用加热过的空气，例如经过给料口20，吸走可能产生的发射物(粉尘，气味)，并将之留住在所连接的过滤器中，但也可按照示例所指出的，在螺旋输送器进料区36吸走发射物，并将之送到一个输送器-过滤器单元37。这里的空气经过最佳过滤后可排入大气39中，或者经过一个空气循环机构将空气再用于热处理区25中物料的热处理，借此达到节约能源的目的。在这种情况下，最好将抽吸时带走的热量加以利用，即用来预热给料区20以及进料区23和定量配送区24中的物料。
对于某些应用场合和用专利WO 93/14915和DE 42 20 665中所介绍的方法进行分选工作时(例如对泡沫塑料进行松弛和分选)，可将本发明提出的有关装置在输出端同一个辅助的冷却区或在相同的输送元件的同一平面上联结起来。
            图1和图2中所用代号一览表
1  螺旋输送器外壳，下部
2  螺旋(螺旋输送器)
3  螺旋输送器外壳，槽式螺旋输送机的上部
4  槽式螺旋输送机的封盖
5  红外线辐射器，弯曲结构
6  红外线辐射器，棒状结构
7  反射器
8  红外线辐射器，扁平的或者仅有轻微弯曲的结构
9  螺旋输送器外壳，作为管套结构
10 相啮合的双螺旋输送器
11 加热绕组
20 物料给料点
21 被给出的物料
22 螺旋输送器的传动轴
23 进料区
24 定量配送区
25 热处理区
26 螺旋输送器套管
27 装置所用的支架
28 红外线辐射器
29 部分地被处理过的带有杂质的物料
30 进一步被处理过的带有杂质的物料
31 排料溜槽
32 在传动轴(22)上随行的轴承，轴承高度是可调的
33 固定轴承，轴承高度可调
34 无接触测量温度传感器
35 螺旋输送器带
36 废气抽吸
37 输送器-过滤器单元
38 空气循环机构
39 排入大气中的废气

Claims (6)

1.供螺旋输送机中含有塑料的松散物料热处理用的装置，其特征在于：热量的引入是通过热辐射源如红外线辐射器或高频辐射器实现的，这些热辐射源是这样设置的，使得热辐射主要地能直接作用于螺旋输送机有效输送区内的被输送物料。
2.按照权利要求1中所述的装置，其特征在于：热辐射源安置在螺旋输送器元件的回转直径之外(图1a至1f)。
3.按照权利要求1中所述的装置，其特征在于：热辐射源安置一个在设计结构上能透过辐射的螺旋输送器轴中(图1b)。
4.按照权利要求1中所述的装置，其特征在于：在按带式螺旋输送器原理的螺旋输送机上或者管状螺旋输送机上，热辐射源被安置在回转直径的中心区。
5.按照权利要求4中所述的装置，其特征在于：热辐射器安置在装置(27)所用的一个支架上，装置所用的该支架在其高度上是随意可调的。
6.按照权利要求1至5的一项中所述的装置，其特征在于：螺旋输送器在专业上是这样设计的，使得不同作用区如一个进料区(23)和/或一个定量配送区(24)都设置在热处理区(25)之前。
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