CN201339006Y - 废旧橡胶资源化再生冷却定性装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，由输入接口、冷却输送螺旋、螺旋外套、支承系统、动力系统等组成；输入接口从再生反应器引导胶料进入本装置，冷却输送螺旋安装在螺旋外套内相对于螺旋外套转动并推动胶料前进，冷却输送螺旋可转动地被支承系统固定，冷却输送螺旋的一端连接动力系统，螺旋外套为夹层中空结构，冷却输送螺旋为中空结构，分别设置冷却液输入和输出口，螺旋外套上设置有出料口。该装置可以快速持续稳定地冷却经过再生反应的胶料并完成胶料输送，节约时间和资源消耗；冷却输送过程中隔绝氧气接触，避免焦烧反应，稳定和提高再生橡胶质量；输送和冷却过程在密闭路径中进行，避免有害气体挥发所产生的环境污染。

Description

废旧橡胶资源化再生冷却定性装置

技术领域

本实用新型涉及一种冷却定性装置，特别涉及一种废旧橡胶资源化再生冷却定性装置。

背景技术

橡胶资源再利用行业的发展，在中国已有百年历史了。由于橡胶的特殊物性，导致了它不可能像塑料一样简单重复利用。经过硫化的橡胶，分子结构已经发生了改变，从可塑性极强的线性分子链结构变成了三维立体网络状的分子结构，满足了橡胶制品例如轮胎、胶鞋等对它的强度等要求，但同时也给其废旧制品的再利用带来了麻烦。要重新利用硫化后的橡胶，就需要经过特殊的工艺和设备恢复它的可塑性。一直以来，这种恢复了可塑性、可以重新利用的橡胶被称为再生胶，这是一种形象化的称呼，实际上它的性能远远不能恢复到天然橡胶或者合成橡胶的性能水平。

近十年来，由于全社会资源节约和循环利用的意识越来越强，橡胶资源循环利用行业也获得了长足的发展，新的工艺层出不穷、新的设备不断涌现，再生胶产量逐年上升。时至今日，我国的再生胶产量已位居世界第一位，相关工艺和设备的技术水平也位居世界前列。

随着硫化橡胶再利用行业的发展，再生胶的性能也从远远不及原生橡胶变得接近于原生橡胶的技术性能，这种性能越来越接近于原生橡胶的“再生”胶，各项性能指标达到原生橡胶的80～90％，在最大的程度上复原了原生橡胶的性能，故也被橡胶资源循环利用行业称为复原胶。

目前各种流行的废旧橡胶再生工艺，基本都是在特定的高温和压力下，配合特定的助剂，断开硫化橡胶中的含S高分子链，恢复其硫化前的性能。其断链装置，目前普遍使用的是脱硫罐，也有采用密炼机等设备的，这些装置共同的特点是，它们可以提供反应所需要的高温和压力，但是反应完成后，它们无法快速降低温度以稳定再生/复原胶性能。实际生产中有的生产企业采用出罐后摊铺的方法以降低反应后的胶粉温度，但这种方法需消耗大量的时间和人工，而且高温胶粉暴露在空气中会发生焦烧反应，影响产品质量，同时会造成环境污染。有的生产企业采用在罐中停留的办法降低出罐温度，但是停留也需要消耗大量的时间，同时胶粉堆积在罐内温度不均匀，同样影响产品质量，若在停留的同时持续开机搅拌，虽然能在一定程度上缓解温度不均匀的问题，但是又多消耗了大量的能源，产品质量还是不能得到有效的保证。采用密炼机等其它设备也存在类似的问题，而且问题得不到解决。

随着橡胶循环利用行业的发展和行业技术水平的提高，对产品质量稳定性和环境保护都有了更高的要求，以上问题到了迫切需要解决的时候。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种在隔绝空气情况下快速环保地降低再生后橡胶温度、稳定再生橡胶性能的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，由高温胶料输入接口、输入接口连接的具有中空夹层及冷却液输入输出口的螺旋外套和具有中空结构的冷却输送螺旋、支承系统、动力系统等组成。

该废旧橡胶资源化再生冷却定性装置将输入接口一端与再生反应器的出口连接，一端与冷却输送螺旋外套相应的喂料开口连接，从冷却液输入口输入冷却液例如冷却水，电机带动冷却输送螺旋在螺旋外套内旋转，硫化橡胶经过再生反应后，从输入接口进入冷却输送螺旋，通过输入接口中段的视窗可以观察高温胶料输入的情况。进入冷却输送螺旋的高温胶料在冷却输送螺旋的旋转推进下向前移动，由于高温胶料与螺旋外套及其中空夹层中的冷却液存在温度差，高温胶料与螺旋外套及其中空夹层中的冷却液产生热交换，降低胶料的温度；同时由于高温胶料与冷却输送螺旋及其中心空腔中的冷却液也存在着温度差，高温胶料与冷却输送螺旋及其中心空腔中的冷却液也产生热交换，降低胶料的温度。冷却输送螺旋所连接的冷却液输入口持续通入冷却液，冷却输送螺旋中因热交换变热的冷却液在压力的作用下从冷却输送螺旋所连接的冷却液输出口排出，保证冷却输送螺旋及其内腔中的冷却液与胶料存在一定的温度差，温度低于胶料温度。螺旋外套中空夹层设置的冷却液输入口也持续通入冷却液，螺旋外套中空夹层中因热交换变热的冷却液从另一端设置的冷却液输出口排出，保证冷却液及螺旋外套与胶料存在一定的温度差，温度低于胶料温度。冷却液的持续稳定补充保证了胶料与冷却液热交换的持续稳定，有利于快速均衡地降低胶料温度，稳定胶料性能。经过持续稳定的冷却之后，胶料温度降低到环境温度并最终被输送到冷却输送螺旋另一端的出口处排出。

该装置的高温胶料输入接口用于将硫化橡胶断链后的再生/复原橡胶引导进入冷却输送螺旋内。一端与冷却输送螺旋外套相应的喂料开口连接，另一端与脱硫罐或密炼机或专门的废旧橡胶再生反应器等的出料口连接，连接可以采取固定连接例如焊接式连接，也可以采用活动连接例如法兰式螺栓连接等方式，优先采用法兰式螺栓连接。根据所连接设备的特点，可以采取与所连接设备出料口相配口径的刚性连接，也可以采取适应性强的柔性连接。

输入接口中段安装有视窗，用以观察高温胶料输入冷却输送螺旋的情况。

冷却输送螺旋安装在螺旋外套内，螺旋外套两端分别固定在支承座和支承座上，固定方式采取带密封垫的法兰式螺栓连接，也可以采用焊接等其它形式的固定方式。螺旋外套设置一个喂料口和一个排料口，分别设置在螺旋外套的两端。

冷却输送螺旋和相应的螺旋外套设置为若干段，每段螺旋外套各设置一个喂料口和一个排料口，分别设置在螺旋外套的两端。每段冷却输送螺旋分别安装在每段螺旋外套内，螺旋外套两端分别固定在支承座1和支承座2上，固定方式采取带密封垫的法兰式螺栓连接，也可以采用焊接等其它形式的固定方式。第一段螺旋外套的排料口与第二段螺旋外套的喂料口位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。第二段螺旋外套另一端的排料口与第三段螺旋外套的喂料口位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。依此类推，最终冷却后的胶料从最后一段螺旋外套的排料口排出。

多段冷却输送螺旋和相应的螺旋外套可以设置为多种布置形式，优先设置为从上往下平行布置的立式结构，便于利用胶料自身的重力从上段螺旋外套的排料口自行喂入到下段螺旋外套的喂料口；也可以设置为卧式结构，但各段冷却输送螺旋和相应的螺旋外套成倾斜布置，并且两两交错，前段螺旋外套的排料口对应设置在后段螺旋外套喂料口的上方，这样既便于利用胶料自身的重力从前段螺旋外套的排料口自行喂入到后段螺旋外套的喂料口，又有利于降低设备高度，适应不同的废旧橡胶再生反应器的出料口高度。

螺旋外套为夹层中空结构，其上设置有冷却液输入口和输出口。冷却液输入口用以将冷却液通入螺旋外套中的空腔内，冷却在冷却输送螺旋内输送的胶料，并将升温后的冷却液从冷却液输出口排出。

冷却输送螺旋可以采用中空形式，在其一端轴头设置旋转接头，用以将冷却液通入冷却输送螺旋中的空腔内，冷却在冷却输送螺旋内输送的胶料，并将升温后的冷却液导出冷却输送螺旋的中空内腔。

根据需要，螺旋外套或者冷却输送螺旋可以不采用中空形式以简化结构。

支承系统主要设置有支承座1和支承座2，支承座1和支承座2采用分体式，并通过底座组装成整体的结构，也可以是相互独立的分体式结构或直接制作成整体。在支承座1和支承座2内分别设置有与冷却输送螺旋排列位置相适应的轴承座，轴承座内安装有支承轴承，支承轴承采用滑动轴承，也可以采用滚动轴承。冷却输送螺旋的一端可转动地固定于支承座1上的支承轴承内，冷却输送螺旋的另一端可转动地固定于支承座2上的支承轴承内，支承座1和支承座2具有密封的外壳，安装后形成密闭的空间。

冷却输送螺旋在支承座中从支承轴承中伸出的轴头通过键连接与传动分配器连接，传动分配器内为一组传动分配齿轮，与支承座制作成一个整体的结构。传动分配器也可以是特定的多出轴减速器，不限定为齿轮传动形式，也不限定要与支承座制作成一个整体。底座上安装有电机，电机通过联轴器与传动分配器连接。电机通过联轴器、传动分配器带动冷却输送螺旋在支承轴承内转动，也可以通过其它能够实现冷却输送螺旋类似转动的其它传动形式。根据需要，可以采用调速电机，这样转动速度可以分别调节。

该装置设计的螺旋外套和冷却输送螺旋可以为1段也可以为若干段，实际配置时根据高温胶料的具体品种和废旧橡胶再生温度以及产量情况灵活设置，以1～15段为宜但不限定于此。

该装置的螺旋外套内径以100～500mm为宜。

该装置的冷却输送螺旋总长度与相应的螺旋外套总长度均以1.5～30m为宜。

该装置除了输送螺旋的最终出口外，其余部分全部处于封闭状态，不与空气相接触。由此保证硫化橡胶经过再生后所经过的路径隔绝空气，不会与空气中的氧气接触发生焦烧反应，直至其温度降低、物性稳定后才会在输送螺旋的最终出口处遭遇空气，避免了其过早与空气接触所导致的产品质量问题。同时由于高温状态的再生橡胶被隔离在密闭路径中，避免了有害气体挥发所产生的环境污染。

本实用新型具有以下有益效果：

1快速、持续、稳定地冷却经过废旧橡胶再生反应的胶料，同时完成胶料的输送，节约了工艺时间和资源消耗；

2输送和冷却过程中高温胶料隔绝了氧气接触，避免了焦烧反应，提高了胶料的质量，并保证了胶料质量的稳定；

3输送和冷却过程是在封闭环境中进行的，高温胶料被隔离在密闭路径中，与外界大气没有物质交换，避免了有害气体挥发所产生的环境污染。

附图说明

附图是本实用新型的结构示意图。

图中的标号所表示的零部件为：1——输入接口；2——螺旋外套；3——冷却输送螺旋；4——支承座；5——支承座；7——支承轴承；8——轴承座；9——轴头；13——电机；15——废旧橡胶再生反应器；16——视窗；17——冷却液输入口；18——冷却液输出口；19——旋转接头；20——排料口；21——喂料口；22——排料口；23——底座；24——轴头；25——传动分配器；26——联轴器。

具体实施方式

见附图，本实施例的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置由一个输入接口1、6段螺旋外套2、6段冷却输送螺旋3、支承系统、动力系统组成。每段螺旋外套2各设置一个喂料口21和一个排料口22，分别设置在螺旋外套2的两端。每段冷却输送螺旋3分别安装在每段螺旋外套2内，螺旋外套2两端分别固定在支承座4和支承座5上，固定方式采取带密封垫的法兰式螺栓连接，也可以采用焊接等其它形式的固定方式。支承座4和支承座5采用分体式，并通过底座23组装成整体的结构，也可以是相互独立的分体式结构或直接制作成整体。在支承座4和支承座5内分别设置有6组与冷却输送螺旋3排列位置相适应的轴承座8，轴承座8内安装有支承轴承7，支承轴承7采用滑动轴承，当然也可以采用滚动轴承。冷却输送螺旋3的一端可转动地固定于支承座4上的支承轴承7内，冷却输送螺旋3的另一端可转动地固定于支承座5上的支承轴承7内，6段冷却输送螺旋3的轴头9和24对应安装在两个支承座4和5各自相应的6组支承轴承7内。支承座4和支承座5具有密封的外壳，安装后形成密闭的空间。6段冷却输送螺旋3在支承座4中从支承轴承7中伸出的6段轴头24通过键连接与传动分配器25连接，传动分配器25内为一组传动分配齿轮，与支承座4制作成一个整体的结构。传动分配器25也可以是特定的多出轴减速器，不限定为齿轮传动形式，也不限定要与支承座4制作成一个整体。底座23上安装有电机13，电机13通过联轴器26与传动分配器25连接。电机13通过联轴器26、传动分配器25分别带动6段冷却输送螺旋3在支承轴承7内转动，也可以通过其它能够实现冷却输送螺旋3类似转动的其它传动形式。输入接口1的一端采用带密封垫的可拆卸式连接例如螺栓连接与再生反应器15等设备的出口相连，输入接口1的另外一端采用带密封的可拆卸式连接与最上端的螺旋外套2的喂料口21相连。输入接口1中段安装有视窗16，用以观察高温胶料的输入情况。第一段螺旋外套2的排料口22与第二段螺旋外套2的喂料口21位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。第二段螺旋外套2另一端的排料口22与第三段螺旋外套2的喂料口21位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。依此类推，最终冷却后的胶料从第六段螺旋外套2的排料口20排出。6段螺旋外套2为夹层中空结构，其上设置有冷却液输入口17和输出口18。冷却输送螺旋3采用中空形式，在其一端轴头9设置旋转接头19，用以将冷却液通入冷却输送螺旋3中的空腔内，冷却在冷却输送螺旋3内输送的胶料，并将升温后的冷却液导出冷却输送螺旋3的中空内腔。根据需要，冷却输送螺旋3可以不采用中空形式以简化结构。

本实施例设置的螺旋外套2和冷却输送螺旋3为6段，实际配置时根据高温胶料的实际温度和产量情况可以灵活设置为若干段，不限定为6段，以1～15段为宜但不限定于此。

本实施例螺旋外套2内径100mm，螺旋外套2和冷却输送螺旋3的长度均为2m。

本实施例的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置运转前先将输入接口1不与螺旋外套2连接的一端与再生反应器15的出口连接，从设置在螺旋外套2上的冷却液输入口17和设置在冷却输送螺旋3上的旋转接头19输入冷却液例如冷却水。启动电机13通过联轴器26、传动分配器25带动冷却输送螺旋3在螺旋外套2内旋转，硫化橡胶经过再生反应后，从输入接口1下落进入第一段冷却输送螺旋3，通过输入接口1中段的视窗16可以观察高温胶料输入的情况。进入冷却输送螺旋3的高温胶料在冷却输送螺旋3的旋转推进下向前移动，由于高温胶料与螺旋外套2及螺旋外套2空腔中的冷却液存在温度差，高温胶料与螺旋外套2及其内腔中的冷却液产生热交换，降低胶料的温度，同时由于高温胶料与冷却输送螺旋3及其内腔内的冷却液也存在着温度差，高温胶料与冷却输送螺旋3及其内腔中的冷却液也产生热交换，降低胶料的温度。旋转接头19的进口持续通入冷却液，冷却输送螺旋3中因热交换变热的冷却液在压力的作用下从旋转接头19的出口排出，保证冷却输送螺旋3及其内腔中的冷却液与胶料存在一定的温度差，温度低于胶料温度。螺旋外套2上设置的冷却液输入口17也持续通入冷却液，螺旋外套2内腔中因热交换变热的冷却液从螺旋外套2上设置的冷却液输出口18排出，保证螺旋外套2及其内腔中的冷却液与胶料存在一定的温度差，温度低于胶料温度。冷却液的持续稳定补充保证了胶料与冷却液热交换的持续稳定，有利于快速均衡地降低胶料温度，稳定胶料性能。胶料从第一段冷却输送螺旋3的喂料口21处被输送到排料口22处并经过第一阶段的冷却之后，从第一段冷却输送螺旋3的排料口22下落进入第二段冷却输送螺旋3的喂料口21，被第二段冷却输送螺旋3推动向另一端的排料口22运动，中间经历和在第一段冷却输送螺旋3中时同样的冷却过程，进一步进行热交换并进一步降低温度。依此类推，最终经过6段持续稳定冷却后的胶料温度降低到环境温度并从第六段螺旋外套2的排料口20排出。

Claims (10)

1、一种废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：由胶料输入接口、冷却输送螺旋、螺旋外套、冷却输送螺旋冷却系统、螺旋外套冷却系统、支承系统、动力系统等组成；输入接口一端与再生反应器的出口连接，一端与冷却输送螺旋外套相应的喂料开口连接，螺旋外套内安装有冷却输送螺旋，冷却输送螺旋可以相对于螺旋外套转动并推动胶料前进，冷却输送螺旋可转动地被支承系统固定，冷却输送螺旋的一端轴头连接有由电机、联轴器、减速器或传动分配器组成的动力系统，螺旋外套为夹层中空结构，两端分别设置有冷却液输入口和输出口，冷却输送螺旋为中空结构，设置有冷却液输入和输出口，螺旋外套上在喂料开口的另一端设置有出料口。

2、根据权利要求1所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的输入接口中段安装有视窗，可以观察高温胶料输入冷却输送螺旋的情况。

3、根据权利要求1所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的支承系统主要设置有两个支承座，两个支承座采用分体式，并通过底座组装成整体的结构；在两个支承座内分别设置有与冷却输送螺旋排列位置相适应的轴承座，轴承座内安装有支承轴承，支承轴承采用滑动轴承；冷却输送螺旋的一端可转动地固定于一侧支承座上的支承轴承内，冷却输送螺旋的另一端可转动地固定于另一侧支承座上的支承轴承内；两个支承座具有密封的外壳，安装后形成密闭的空间。

4、根据权利要求1、2或3所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的冷却输送螺旋和相应的螺旋外套设置为若干段，每段螺旋外套各设置一个喂料口和一个排料口，分别设置在螺旋外套的两端；每段冷却输送螺旋分别安装在每段螺旋外套内，螺旋外套两端分别固定在两边的支承座上；前一段螺旋外套的排料口与后一段螺旋外套的喂料口位置相互对应，用带密封垫的螺栓连接相互固定。

5、根据权利要求1、2或3所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的若干段冷却输送螺旋和相应的螺旋外套设置为从上往下平行布置的立式结构，利用胶料自身的重力从上段螺旋外套的排料口自行喂入到下段螺旋外套的喂料口；

6、根据权利要求1、2或3所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的冷却输送螺旋和相应的螺旋外套设置为1～15段。

7、根据权利要求1、2或3中任一权利要求所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的螺旋外套内径为100～500mm。

8、根据权利要求1、2或3中任一权利要求所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的冷却输送螺旋总长度与相应的螺旋外套总长度均为1.5～30m。

9、根据权利要求1、2或3所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的冷却输送螺旋在支承座中从支承轴承中伸出的轴头通过键连接与传动分配器连接，传动分配器内为一组传动分配齿轮，传动分配器通过联轴器与安装在底座上的电机连接。

10、根据权利要求1、2或3所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置，其特征在于：所述的废旧橡胶资源化再生冷却定性装置除了输送螺旋的最终出口外，其余部分全部处于密封状态。

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