CN201633142U - 双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备 - Google Patents

双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型是一种双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，包括有：一个平行双螺杆挤出机，由一个第一电机驱动，该平行双螺杆挤出机具有至少一个用来接收物料的入料口，该平行双螺杆挤出机的出料口与一台单螺杆挤出机的入料口相接，该单螺杆挤出机由一个第二电机驱动，其该单螺杆挤出机的输出端与一个切粒模头或者片材模头分体，该切粒模头与片材模头能够互换；一个片材生产线，连接在该片材模头的下游位置；一个切粒生产线，连接在该切粒模头的下游位置。通过切换切粒模头和片材模头，并分别连接切粒生产线与片材生产线，应用PCL或PCC控制系统，实现一机两用。

Description

双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备
技术领域
本实用新型涉及一种双阶淀粉基生物降解树脂材料的生产设备，特别涉及一种可以实现片材与切粒一机两用的生产设备。
背景技术
地球只有一个，环保是人类共同关心的事业。首先，随着塑料原料与石油化工愈来愈短缺，塑料废弃物已对环境造成了严重污染；其次，目前世界上采用普通塑料加工工艺路线生产淀粉基物料的片材与切粒需要在不同的机器上生产，其产量小、能耗高，浪费了设备资源，增加了生产成本，制约了淀粉基树脂行业的发展。而我公司研发的成果“淀粉基生物降解树脂及片材成套设备”，该设备生产的淀粉基制品淀粉含量最高可达80％，并能生物降解，解决了白色污染的严重问题。
因此，如何提高淀粉基生物降解树脂的产量，并实现一机两用(切粒或片材)，降低能耗是本申请所追求的目标。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，缩短螺杆长径比，应用双阶挤出取代高温熔体泵，缩短并优化工艺过程，达到风冷模面热切粒及片材压光成型；采用PCC或PCL连锁控制，在提高淀粉基生物降解树脂产量的同时，节能降耗，实现一机两用(切粒或片材)。
应用“低温高剪切”“粉料一步法”的新工艺，生产制造植物淀粉含量达60～80％生物降解树脂及片材，降低能耗、提高产能。
本技术改变了“高温高剪切”在淀粉基行业生产上的工艺常规，根据淀粉的特性实现了“低温高剪切”的工艺路线，攻克了“高温高剪切”不利于淀粉基生产的技术难题。同时本技术生产淀粉基可塑性材料，一步法粉料生产片材或风冷模面切粒(无需水环切粒)，缩短了工艺，解决了淀粉基材料水环切粒，含水量大，难以加工的难题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于，包括有：
一个平行双螺杆挤出机，由一个第一电机驱动，该平行双螺杆挤出机具有至少一个用来接收物料的入料口，该平行双螺杆挤出机的出料口与一台单螺杆挤出机的入料口相接，该单螺杆挤出机由一个第二电机驱动，其该单螺杆挤出机的输出端与一个切粒模头或者片材模头相连，该切粒模头与片材模头能够互换，一机两用或分开使用；
一个片材生产线，连接在该片材模头的下游位置；
一个切粒生产线，连接在该切粒模头的下游位置。
其中：该片材生产线包括一个与该片材模头相接的三辊压光机，一个托架接在该三辊压光机的下游位置，该托架上还设有切边刀，至少两台片材收卷机设置在该托架的下游。
其中：该切粒生产线包括一个与该风冷模面切粒模头相连的风冷切粒机头，一个切粒滑道设置在切粒机头下方，将粒材予以初步收集，通过风道送入旋风分离器冷却。
其中：一个第一级旋风分离器通过第一管道与该切粒滑道相连，一个第二级旋风分离器又通过第二管道与该第一级旋风分离器相连，一个震动筛接在该第二级旋风分离器的下游位置，该震动筛下游再连接一个成品料仓；其中，在该第一级旋风分离器、第二级旋风分离器以及震动筛上分别设有第一风机、第二风机和第三风机。
其中：该三辊压光机上设有导轨及移动电机，以控制该三辊压光机靠近或者远离该片材模头。
其中：该三辊压光机上的三个辊子由三个独立传动电机驱动旋转。
其中：该托架上还连接有一个冷却机组，供三辊压光机冷却使用。
其中：该平行双螺杆挤出机的长径比为D/L＝44～48，螺杆φ50～95mm，该单螺杆挤出机的长径比为5～15，螺杆φ50～250mm。
其中：该片材模头的模唇幅宽700～2500mm。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：
一、产量提高：双阶挤出机、平行双螺杆挤出机的螺杆长径比L/D＝44～48，螺杆φ50～95mm，单螺杆挤出机的长径比L/D＝5～15，螺杆φ50～250mm，平行双螺杆为塑化段、单螺杆为挤出段，可以增大输出，提高产量。
二、技术创新：粉料一步法生产片材或风冷模面切粒，具有加工温度低、流动性能良好的特点，并且淀粉在制品中的含量达60～80％。
三、工艺创新：淀粉基物料难以加工，它始终都是“固态”，所以它不利于“溶体泵”作业，本申请取而代之的是双阶挤出机(双螺杆混炼、单螺杆挤出)，产量大(是同类机型的2～3倍)，装机总功率比旧工艺降低了30％，能耗低，并能一机二用，处于行业领先水平。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构平面布置示意图；
图2是本实用新型的双阶挤出机组的结构示意图；
图3是本实用新型的片材生产线的结构示意图；
图3A是三台片材收卷机设置在托架的下游的示意图；
图4是本实用新型的切粒生产线的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本实用新型的整体结构平面布置示意图，一种淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，包括有：
双阶挤出机组2，参见图2所示，一个第一电机(最好是直流电机)21带动一个平行双螺杆挤出机22工作，而该平行双螺杆挤出机22的入料口221与一个淀粉改性锅(图中未示)相接，平行双螺杆挤出机22的出料口222与一个单螺杆挤出机23的入料口相接，该单螺杆挤出机23由一台第二电机231(最好是直流电机)带动运转，使得经过改性的淀粉在该平行双螺杆挤出机22内混炼、塑化、聚合，并在该单螺杆挤出机23中转变成熔融状态增压挤出；从图3、图4中可以看到，该单螺杆挤出机23的输出端232经过一个换网器24后与一个片材模头25或者切粒模头26相连，该片材模头25与切粒模头26可以互换；
片材生产线，结合图1与图3描述其结构如下：一个三辊压光机12与该片材模头25相接，将片材模头25处输出的熔融状淀粉压制成片材；其中该三辊压光机12上设有导轨5及移动电机10，可供控制该三辊压光机12靠近或者远离该片材模头25；该三辊压光机12上的三个辊子由三个传动电机11驱动旋转；一个托架14接在该三辊压光机12的下游位置，引导片材移动；该托架14上还连接有一个冷却机组13，用来对三辊压光机12进行冷却处理；该托架14上还设有三把或五把切边刀(见图1)，使经过托架14的片材分割成三片(当然也可以分割成两片或者四片，按下游成型机宽幅规格而定)，并使每片片材具有预定的宽度；在本实施例中，如图3A所示，三台片材收卷机16设置在该托架14的下游，将分割开的三片片材被分别收卷起来；而上述切边刀所切割下来的废边，则由该托架14上设置的废边收卷机15所收集；
切粒生产线，结合图1与图4描述其结构如下：将片材模头25更换为切粒模头26后，一个切粒机头4与该切粒模头26相连，并在该切粒机头4下方设置一个切粒滑道3，结合该切粒滑道3上设置的滑道风机3-1的辅助作用将粒材予以初步收集，通过风道送入旋风分离器冷却。在本实施例中，一个第一级旋风分离器6通过第一管道6-1与该切粒滑道3相连，一个第二级旋风分离器7又通过第二管道7-1与该第一级旋风分离器6相连，一个震动筛8接在该第二级旋风分离器7的下游位置，该震动筛8下游再连接一个成品料仓9；其中，在该第一级旋风分离器6、第二级旋风分离器7与震动筛8上分别设有第一风机6-2、第二风机7-2和第三风机8-2，用来将粒材往下游吹送，同时，通过空气流动将粒材的热量快速带走，达到降温的目的。
该成套设备组合能够实现一机二用，通过切换切粒模头与片材模头，满足用户所需。切粒时，该三辊压光机12通过导轨5及移动电机10前进或倒退，拆除片材模头，然后接入切粒模头及切粒系统；生产片材时，更换为片材模头，三辊压光机12前进，即可生产片材。
以上只是对本实用新型的整体结构一个大概说明，以下以一个具体产品系列为例，介绍本实用新型的具体组成，以体现本实用新型的特点。
该设备从原料投入到制品造粒、片材收卷全程电脑自动控制等具体机械主要配置如下：
1、电仪控制系统PCL或PCC+触摸屏控制系统：主断路开关热保护器、主交流接触器为西门子产品，其它部件为法国施耐德、LG产品等。
(1)主机温控表为日本、西门子及LG、调速器为英国欧陆公司品牌产品，双通道，智能型；
(2)主机电源值采用液晶真彩触摸屏显示，且与主机联锁，实现过电流瞬间保护停车；
(3)熔体压力和熔体温度均采用数字显示，并与主机联锁，实现超压报警并停车保护；
(4)其他低压电器均采用国内合资厂或韩国LG名牌产品。
2、95/180双阶机：装配功率350KW、50～60HZ、380V，总电源采用BVR120MM；95平双长径比L/D＝44，电加热器加热，水环冷确，螺杆转速500转/MIN；180单螺杆长径比L/D＝7～12，电加热器加热，风冷冷却，螺杆转速60转/MIN，螺杆采用优质氮化钢氮化处理或镀镍磷，螺纹套为合金套等。为了便于操作和清理螺杆，双螺杆主机与单螺杆主机之间出、入料口采用活环扣连接，并且双螺杆主机下部装有八只滚轮和滑道，前后移动方便。
(1)双螺杆主机螺杆直径φ93MM螺杆长径比L/D＝44，螺杆元件与芯轴采用渐开线花键联接，电机为Z4直流调速电机，功率160KW、螺杆转速50～500rpm，双螺杆筒体及元件采用优质氢化钢氮表面镀镍磷处理，筒体加热器为铸铝或铸铜加热器，加热功率46KW，筒体采用软水冷却，冷却水泵功率0.55KW，传动箱采用高扭矩设计，润滑系流油泵电机功率0.55KW。
(2)单螺杆挤出机：螺杆直径φ180MM，长径比L/D＝12，主电机为Z4直流调速电机，功率75KW，螺杆转速0～60rpm，筒体及元件材质为优质氮化钢表面镀镍磷处理，铜体为铸铝加热，加热功率35KW，强制风冷却，风机功率1.5KW，电动液压换网，气站功率1.5KW，机头加热器功率3.5KW。
3、特制风冷模面切粒系统：电磁滑差调速，风冷却切粒，带切粒导轨，配两级旋风分离及冷却振动筛成品料仓。
(1)热切机头铸铝电加热，功率5KW，配特殊切粒装置；
(2)风冷模面热切粒机，不锈钢切粒罩带水冷夹套，滑差电机无级调速，功率1.5KW；
(3)二套不锈钢旋风分离器冷却，送风机、文式三通、不锈钢输送风管等；
(4)风冷振动筛为不锈钢材质；
(5)成品料仓为不锈钢其容积：2.5立方；不锈钢输送管道与风机。
4、模头部份：模具形式为衣架式，模唇幅宽2500MM，模唇两边各有25MM活动堵料板，以便调节片材宽幅，模头调节厚度范围：0.2～3MM，模头加热棒加热。
(1)模头形式：衣架式
(2)模唇幅宽：2500MM
(3)模唇调节厚度范围：0.3～2mm
(4)模头加热棒总功率：37kw(或用油模温机控制加热，功率15KW)
5、三辊压光机辊筒排列方式为斜三辊压光，三台独立转动电机带测速控制器，辊筒长度2500MM，辊筒材料45#，辊筒硬度HRC50，表面镀铬镜面。三辊径向跳动范围小于0.01MJN；三辊线速度0-80M/MIN；水循环模温控制器流量为12T。
(1)制品厚度：0.3-2mm
(2)辊筒材料：45#钢
(3)辊筒直径：φ415mm
(4)辊筒排列方式：斜三辊压光
(5)辊面长度：2500mm
(6)辊筒热处理方式：表面镀硬铬
(7)辊筒硬度：HRC50
(8)辊筒表面粗糙度≤Ra0.05
(9)辊筒表面：镜面
(10)辊筒径向跳动范围≤0.01mm
(11)三辊线速度：0-80m/min
(12)传动方式：独立传动，电机功率：3KW变频
(13)导辊直径：φ63mm
(14)导辊长度：φ2500mm
(15)变频器：华为或其它
(16)密封件：进口
(17)液压阀：进口
(18)液压压力：10Mpa
(19)模温控制器：水循环、三组封闭水循环加热；水泵功率：2.2KW×3；加热功率9KW；最高温度：90℃。
6、托架牵引：铝合金托架辊直径φ65MM，牵引辊双橡胶辊φ160MM，幅宽2500MM，五把刀切边切幅，幅宽(800MM以内×3)2400MM、片材模头幅面宽，根据用户需求，可多刀切幅、切边，废边收卷等。
(1)托架辊：铝合金辊
(2)托架辊直径：φ65mm
(3)牵引辊：双橡胶辊
(4)牵引辊直径：φ160mm
(5)牵引电机：P＝2.2KW
(6)牵引速度：0-80m/min
(7)牵引调距方式：气缸气动
(8)切边幅宽：2400mm(3×800mm)
(9)切边刀数：5把
(10)废边收卷部件：
电机型号：YLJ112M-101000r/min
收卷线速度：0-100m/min
7、力矩电机双工位收卷、收卷直径：800MM以内，卷取线速度0～100M/MIN，并同时实现3台或4台双工位片材收卷机同时收卷。
(1)卷芯直径：φ76mm
(2)取卷幅宽：2400(800×3)mm
(3)取卷线速度：0-100m/min
(4)最大取卷直径：φ800mm
(5)力矩电机：YLJ112M-10-6N＝1000r/minT＝10N·m
(6)橡胶导辊直径：φ80mm
(7)导辊长度：2500mm；
8、该成套设备组合，一机二用，切粒模头与片材挤出机成型模头，根据用户所需材料可互换，风冷模面造粒或粉料一步法生产片材，制粒时片材附机倒退接入制粒模头及切粒系统；生产片材时，更换片材挤出模头，片材附机前进即可实施“粉料一步法”生产片材；该机组造粒、片材还可分开组合使用。
以上说明对本实用新型而言，只是说明性的，而非限制性的，供本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或调整，并都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于，包括有：
一个平行双螺杆挤出机，由一个第一电机驱动，该平行双螺杆挤出机具有至少一个用来接收物料的入料口，该平行双螺杆挤出机的出料口与一台单螺杆挤出机的入料口相接，该单螺杆挤出机由一个第二电机驱动，其该单螺杆挤出机的输出端与一个切粒模头或者片材模头相连，该切粒模头与片材模头能够互换，一机两用；
一个片材生产线，连接在该片材模头的下游位置；
一个切粒生产线，连接在该切粒模头的下游位置。
2.根据权利要求1所述的双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：该片材生产线包括一个与该片材模头相接的三辊压光机，一个托架接在该三辊压光机的下游位置，该托架上还设有切边刀，至少两台片材收卷机设置在该托架的下游。
3.根据权利要求1或2所述的双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：该切粒生产线包括一个与该风冷模面切粒模头相连的风冷切粒机头，一个切粒滑道设置在切粒机头下方，将粒材予以初步收集，通过风道送入旋风分离器冷却。
4.根据权利要求3所述的双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：一个第一级旋风分离器通过第一管道与该切粒滑道相连，一个第二级旋风分离器又通过第二管道与该第一级旋风分离器相连，一个震动筛接在该第二级旋风分离器的下游位置，该震动筛下游再连接一个成品料仓；其中，在该第一级旋风分离器、第二级旋风分离器以及震动筛上分别设有第一风机、第二风机和第三风机。
5.根据权利要求2所述的双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：该三辊压光机上设有导轨及移动电机，以控制该三辊压光机靠近或者远离该片材模头。
6.根据权利要求2所述的双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：该三辊压光机上的三个辊子由三个独立传动电机驱动旋转。
7.根据权利要求2所述的淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：该托架上还连接有一个冷却机组，供三辊压光机冷却使用。
8.根据权利要求2所述的双阶淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：风冷模面切粒，该平行双螺杆挤出机的长径比为D/L＝44～48，螺杆φ50～95mm，该单螺杆挤出机的长径比为5～15，螺杆φ50～250mm。
9.根据权利要求2所述的淀粉基生物降解树脂的片材与切粒一体生产设备，其特征在于：粉料一步法挤出片材，该片材模头的模唇幅宽700～2500mm。
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