CN211389686U - 一种有机复合材料母粒的造粒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有机复合材料母粒的造粒系统，属于有机复合材料母粒生产设备。其包括：依次连接的混料装置、挤出装置、冷却装置、切料装置、输送装置和打包装置；挤出装置包括：机壳、设置在机壳内的挤出螺杆、设置在挤出螺杆上的监测部件以及与监测部件连接的控制柜，挤出螺杆包括：依次连接的挤出加料段、挤出压缩段和挤出计量段，挤出加料段的进料口与混料装置的出料口连接。本实用新型的造粒系统可实现对每个过程的精准控制，实现塑化熔融区可控反应挤出及流体剪切控制，实现高分子熔体的可控反应挤出，并通过精准控制剪切单元实现不同基体相及多元体系的多尺度可控混合，其操作简单，自动化程度高。

Description

一种有机复合材料母粒的造粒系统

技术领域

本实用新型涉及有机复合材料母粒生产设备技术领域，具体涉及一种有机复合材料母粒的造粒系统，更具体涉及一种聚酯类有机复合材料母粒的造粒系统，再具体涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯有机复合材料母粒的造粒系统。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET，其作为一种性能优良的高分子材料，具有力学性能、耐热性、耐候性等优点而广泛应于包装、医疗器械、汽车等领域。目前聚对苯二甲酸乙二醇酯常应用于PET聚酯瓶或者PET真空采血管，但其加工过程要求高，其中母粒造粒环节直接影响着后期制品的光泽度及性能。由于PET在挤出加工过程中易发生热裂解、热氧化降解、水解，因此对挤出设备有更高的要求，而目前市面上高阻隔聚对苯二甲酸乙二醇酯基复合材料母粒造粒装置存在生产自动化程度低，挤出设备不达标，反应挤出无法精准控制，多相多组分体系的可控塑化的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种有机复合材料母粒的造粒系统，更具体涉及一种聚酯类有机复合材料母粒的造粒系统，再具体涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯有机复合材料母粒的造粒系统，以解决现有市面上对聚苯二甲酸乙二醇酯基复合材料母粒造粒装置存在生产自动化程度低，挤出设备不达标，反应挤出无法精准控制，多相多组分体系的可控塑化的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种有机复合材料母粒的造粒系统，包括：依次连接的混料装置、挤出装置、冷却装置、切料装置、输送装置和打包装置；挤出装置包括：机壳、设置在机壳内的挤出螺杆、设置在挤出螺杆上的监测部件以及与监测部件连接的控制柜，挤出螺杆包括：依次连接的挤出加料段、挤出压缩段和挤出计量段，挤出加料段的进料口与混料装置的出料口连接；挤出压缩段包括：交替设置的捏合块和反捏合块，捏合块和反捏合块通过螺纹元件连接；

监测部件包括：螺杆转速监测器、金属监测过滤器、氧气监测器、湿度监测器和温度监测器，螺杆转速监测器设置在挤出加料段上，金属监测过滤器设置在挤出压缩段上，氧气监测器和湿度监测器设置在挤出计量段的排气口，温度监测器均匀分布在挤出螺杆上。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述机壳外还设置有散热鼓风机，且散热鼓风机分别设置在挤出压缩段和挤出计量段的下方。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述机壳内壁对应挤出压缩段和挤出计量段设置有保温层，且机壳上方对应挤出压缩段和挤出计量段均匀开设有通气孔。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述挤出计量段的排气口处设置有喇叭状导气罩，喇叭状导气罩的出气口设置有半透膜；湿度监测器设置在喇叭状导气罩的进气口，氧气监测器设置在喇叭状导气罩内。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述捏合块和反捏合块的错列角为40°-50°。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述混料装置包括：从上到下依次连通的控料室、计量室和混合储料室以及控制室，控料室的上方设置有原料进料口，原料进料口通过负压吸料管与原料箱连通，控料室内设置有进料螺杆；计量室内设置有计量泵；混合储料室包括：相互连通的混合仓和储料仓，混合仓与计量室连通，且混合仓内均匀设置有多个搅拌叶片；储料仓内壁设置有多个螺旋片；控制室分别与进料螺杆、计量泵、搅拌叶片和螺旋片连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述控料室内设有多个控料仓，每个控料仓内均设置有进料螺杆，且每个控料仓上方均设置有原料进料口，每个控料仓对应设置有计量仓，且每个计量仓内均设置有计量泵；混合仓的截面为半球形，且搅拌叶片呈圆周均匀分布在混合仓内；储料仓的截面为倒梯形，螺旋片交替分布在储料仓的内壁上。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述冷却装置包括：冷却台和冷却机，冷却台两端分别设置有导引滚轮，导引滚轮上连接有冷却传送带，冷却传送带的输入端与设置在挤出装置的出料口连接，冷却传送带的输出端与冷却机的进料口连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述输送装置通过负压吸料管与打包装置连通，输送装置包括：输送箱以及从上到下依次设置在输送箱内的翻料杆、旋转载料盘和烘干机，翻料杆的顶端与输送箱的顶壁铰接且均匀分布，且翻料杆向下延伸并靠近旋转载料盘；旋转载料盘的下方设置有滚轮；旋转载料盘均匀开设有多个通气孔；翻料杆的底端与旋转载料盘的距离为10cm-20cm。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述打包装置包括：箱体以及设置在箱体的负压动力控制器、装料箱和打包传输带，负压动力控制器与负压吸料管连接，打包传送带上对应负压吸料管设置有压力感应器，装料箱设置在打包传输带上，且位于压力感应器上方；箱体两内壁相对装料箱设置有水平伸缩挡板，箱体两内壁上还铰接有档杆，且档杆位于水平伸缩挡板的上方，档杆的末端延伸至装料箱。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的造粒系统通过混料、挤出、冷却、切料、输送和打包六个过程对有机复合材料母粒进行造粒，可实现对每个过程的精准控制，实现塑化熔融区可控反应挤出及流体剪切控制，实现高分子熔体的可控反应挤出，并通过精准控制剪切单元实现不同基体相及多元体系的多尺度可控混合，其操作简单，自动化程度高。

2、本实用新型的挤压装置，通过控制柜严格控制加过过程中螺杆温度、转速、物料中的水、氧分含量实现对有机复合材料母粒的可控反应挤出。其中，螺杆转速监测器用于实时监测螺杆转速；温度监测器与鼓风散热机相配合，实现螺杆温度可检测控制；金属监测过滤器用于对物料的金属颗粒进行监测且过滤，既保证生产安全同时也确保生产出母粒的纯净度；压缩段采用组合式螺杆，捏合块和反捏合块交替分别，可提高压缩的螺杆的剪切应力和剪切速率，使其具有更强的分布混合与分散混合能力,从而更有利于物料的混合，对物料的均匀分散度和微观形态有明显提升；针对聚合物的热氧降解和水解，在计量段的出气口增设导气罩，并通过湿度检测器和氧气检测器实时监测物料中的水氧含量，并及时进行加热抽气处理，确保物料处于无氧环境下加工。

3、本实用新型的混料装置通过控料室和计量室来精准控制物料进料配比，满足生产需求；在混合储料室中现在混合仓中充分混合均匀之后，再由储料仓进行可控性下料，其使用方便、物料混合充分。

4、本实用新型的运输装置，由烘干器对进入到运输箱中的粒料进行及时充分烘干，在烘干的同时通过旋转载料盘和翻料杆的相互配合，对旋转载料盘上的粒料进行充分翻料，同时实现对粒料的烘干和输送。

附图说明

图1为本实用新型的造粒系统的结构示意图；

图2为本实用新型的混料装置的结构示意图；

图3为本实用新型的挤出装置的结构示意图；

图4为本实用新型的挤出装置的挤出压缩段的结构示意图；

图5为本实用新型的挤出装置的导气罩的结构示意图；

图6为本实用新型的挤出装置的挤出压缩段的一侧结构示意图；

图7为本实用新型的输送装置的结构示意图；

图8为本实用新型的输送装置的旋转载料盘的结构示意图；

图9为本实用新型的输送装置的打包装置的结构示意图。

图中：100-混料装置；110-控料室；111-原料进料口；112-进料螺杆；113-控料仓；120-计量室；121-计量泵；122-计量仓；130-混合储料室；131-混合仓；132-储料仓；133-搅拌叶片；134-螺旋片；140-控制室；200-挤出装置；210-机壳；220-挤出螺杆；230-控制柜；240-挤出加料段；250-挤出压缩段；251-捏合块；252-反捏合块；253-螺纹元件；260-挤出计量段；261-导气罩；262-半透膜；271-螺杆转速监测器；272-金属监测过滤器；273-氧气监测器；274-湿度监测器；275-温度监测器；280-散热鼓风机；290-保温层；291-通气孔；300-冷却装置；310-冷却台；311-导引滚轮；312-冷却传送带；320-冷却机；400-切料装置；500-输送装置；510-输送箱；520-翻料杆；530-旋转载料盘；531-滚轮；532-散气孔；540-烘干机；600-打包装置；610-箱体；611-水平伸缩挡板；612-档杆；620-负压动力控制器；630-装料箱；640-打包传输带；641-压力感应器；700-负压吸料管；800-原料箱；900-粒料传输器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

请参照图1，本实用新型的有机复合材料母粒的造粒系统，包括：依次连接的混料装置100、挤出装置200、冷却装置300、切料装置400、输送装置500和打包装置600。

请参照图1和2，混料装置100包括：从上到下依次连通的控料室110、计量室120和混合储料室130以及控制室140，且控制室140分别与控料室110、计量室120和混合储料室130，控制室140用于控制控料室110的进料速度、控制计量室120的加量以及控制混合储料室130的搅拌速度和下料速度。

控料室110内设有多个控料仓113，且每个控料仓113上方均设置有原料进料口111，原料进料口111通过负压吸料管700与原料箱800连通，每个控料仓113内均设置有进料螺杆112，进料螺杆112与控制室140连接，通过进料螺杆112来控制进料速度。

计量室120内设置有多个计量仓122，每个计量仓122与控料仓113对应设置，且每个计量仓122内均设置有计量泵121，计量泵121与控制室140连接，通过计量泵121来控制物料对混合储料室130的加量。设置多个控料仓113和计量仓122，实现对每种物料的进料控制，确保混料的有序进行。

混合储料室130包括：连通的混合仓131和储料仓132，混合仓131与计量室120连通，且混合仓131内均匀设置有多个搅拌叶片133，在本实施例中，混合仓131的截面为半球形，且搅拌叶片133呈圆周均匀分布在混合仓131内，半球形的混料仓以及圆周分布的搅拌叶片133更有利于物料的混合。搅拌叶片133与控制室140连接。

储料仓132内壁设置有多个螺旋片134，储料仓132的截面为倒梯形，螺旋片134交替分布在储料仓132的内壁上，储料仓132的截面为倒梯形更有利于螺旋片134控制物料下料速度。在本实施例中，螺旋片134倾斜设置在储料仓132的内壁上，且螺旋片134的叶片向下倾斜角度为10°-20°，螺旋片134与控制室140连接。

请参照图1和3，挤出装置200包括：机壳210、挤出螺杆220、监测部件和控制柜230，挤出螺杆220设置在机壳210内，监测部件设置挤出螺杆220上，监测部件与控制柜230连接。机壳210外还设置有散热鼓风机280，且散热鼓风机280分别设置在挤出压缩段250和挤出计量段260的下方。机壳210内壁对应挤出压缩段250和挤出计量段260设置有保温层290，且机壳210上方对应挤出压缩段250和挤出计量段260均匀开设有通气孔291。

请参照图3和4，挤出螺杆220包括：依次连接的挤出加料段240、挤出压缩段250和挤出计量段260，挤出加料段240的进料口与混料装置100的出料口连接。挤出压缩段250包括：交替设置的捏合块251和反捏合块252，捏合块251和反捏合块252通过螺纹元件253连接，捏合块251和反捏合块252的错列角分别为40°-50°。

请参照图3和5，挤出计量段260的排气口处设置有喇叭状导气罩261，喇叭状导气罩261的出气口设置有半透膜262，湿度监测器274设置在喇叭状导气罩261的进气口，氧气监测器273设置在喇叭状导气罩261内。

请参照图3、4、5和6，监测部件包括：螺杆转速监测器271、金属监测过滤器272、氧气监测器273、湿度监测器274和温度监测器275，螺杆转速监测器271设置在挤出加料段240上，金属监测过滤器272设置在挤出压缩段250上，氧气监测器273和湿度监测器274设置在挤出计量段260的排气口，温度监测器275均匀分布在挤出螺杆220上。

在本实施例中，挤出螺杆220上均匀设置有八段温度监测点，每个温度监测点上均设有温度监测器275；挤出计量段260设置为2段，每段的排气口处都设置有喇叭状导气罩261；散热鼓风机280的数量为3，共设三段分别对应设置在挤出压缩段250和挤出计量段260，可对压缩段和计量段里的物料通风散热。其中，螺杆转速监测器271用于监测和控制挤压螺杆的转速从而控制挤压进程；金属监测过滤器272(包括金属监测器和金属过滤网，金属监测器设置在金属过滤网上，其中金属过滤网设置在挤出螺杆上可随挤出螺杆转动，对物料的金属颗粒进行过滤)，用于检测过滤混入物料中的金属颗粒，确保物料的纯度同时也确保设备的安全运行。湿度监测器274和氧气监测器273用于检测挤出计量段260中物料的水分和氧分含量。控制柜230可对螺杆转速监测器271；金属监测过滤器272；氧气监测器273；湿度监测器274；温度监测器275的工作状态进行实时监控，可由控制柜230控制实现不同双相及多元体系的多尺度可控混合物料挤出。

请参照图1，冷却装置300包括：冷却台310和冷却机320，冷却台310两端分别设置有导引滚轮311，导引滚轮311上连接有冷却传送带312，冷却传送带312的输入端与挤出装置200的出料口(挤出螺杆220的螺杆机头)连接，冷却传送带312的输出端与冷却机320的进料口连接，在本实施例中，冷却机320的类型为强冷风对流冷却机。经混料装置100混合均匀的物料通过冷却传送带312运输到冷却机320中进行强冷风对流冷却处理后运送到切料装置400进行切料处理。

请参照图1、7和8，输送装置500通过负压吸料管700与打包装置600连通，输送装置500包括：输送箱510、从上到下依次设置在输送箱510内的翻料杆520、旋转载料盘530和烘干机540，翻料杆520的顶端与输送箱510的顶壁铰接且均匀分布，且翻料杆520向下延伸并靠近旋转载料盘530；旋转载料盘530的下方设置有滚轮531；旋转载料盘530均匀开设有多个散气孔532；翻料杆520的底端与旋转载料盘530的距离为10cm-20cm。

在本实施例中，烘干机540的类型为负压抽气烘干机，且负压吸料管700的进料口位于输送箱510内且位于旋转载料盘530的上方，通过负压吸料管700进行吸料能避免粒料与空气相接触确保粒料的干燥，也有方便粒料的自动化出料，提高其输送效率。

请参照图1和8，输送装置500通过负压吸料管700与打包装置600连通，物料经输送装置500干燥处理后通过负压吸料管700自动吸料进入到打包装置600。打包装置600包括：箱体610以及设置在箱体610的负压动力控制器620、装料箱630和打包传输带640，负压动力控制器620与负压吸料管700连接，打包传输带640上对应负压吸料管700设置有压力感应器641，装料箱630设置在打包传输带640上，且位于压力感应器641上方；箱体610两内壁相对装料箱630设置有水平伸缩挡板611，箱体610两内壁上还铰接有档杆612，且档杆612位于水平伸缩挡板611的上方，档杆612的末端延伸至装料箱630。负压吸料管700的进料口设置在输送箱510内且位于旋转载料盘530的上方。

本实用新型的工作过程：

有机复合材料从原料箱800由负压吸料管700通过负压吸料进入到控料室110中，实现自动喂料，通过控制进料螺杆112来控制原料的进入速度，使其可控有序进入到计量室120，并通过计量泵121实现按配方物料比进行计算称量，计量后的物料先进入到混合仓131中进行进行机械搅拌混合，待混合均匀之后物料进入到储料仓132中，螺旋片134旋转控制物料进料速度。

储料仓132中的物料由挤出装置200挤出由冷却传动带运输到冷却机320中进行强冷风对流，待冷却完全后由冷却传动带运输到切粒机进行切粒处理，得到初始粒料，初始粒料又粒料传输机运输到输送装置500中由烘干机540对进入到运输箱中的粒料进行及时充分烘干，在烘干的同时通过旋转载料盘530和翻料杆520的相互配合，对旋转载料盘530上的粒料进行充分翻料，最后通过负压吸料管700将粒料运送到打包装置600中进行打包。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，包括：依次连接的混料装置(100)、挤出装置(200)、冷却装置(300)、切料装置(400)、输送装置(500)和打包装置(600)；

所述挤出装置(200)包括：机壳(210)、设置在所述机壳(210)内的挤出螺杆(220)、设置在所述挤出螺杆(220)上的监测部件以及与所述监测部件连接的控制柜(230)，所述挤出螺杆(220)包括：依次连接的挤出加料段(240)、挤出压缩段(250)和挤出计量段(260)，所述挤出加料段(240)的进料口与所述混料装置(100)的出料口连接；所述挤出压缩段(250)包括：交替设置的捏合块(251)和反捏合块(252)，所述捏合块(251)和所述反捏合块(252)通过螺纹元件(253)连接；

所述监测部件包括：螺杆转速监测器(271)、金属监测过滤器(272)、氧气监测器(273)、湿度监测器(274)和温度监测器(275)，所述螺杆转速监测器(271)设置在所述挤出加料段(240)上，所述金属监测过滤器(272)设置在所述挤出压缩段(250)上，所述氧气监测器(273)和所述湿度监测器(274)设置在所述挤出计量段(260)的排气口，所述温度监测器(275)均匀分布在所述挤出螺杆(220)上。

2.根据权利要求1所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述机壳(210)外还设置有散热鼓风机(280)，且所述散热鼓风机(280)分别设置在所述挤出压缩段(250)和所述挤出计量段(260)的下方。

3.根据权利要求1所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述机壳(210)内壁对应所述挤出压缩段(250)和所述挤出计量段(260)设置有保温层(290)，且所述机壳(210)上方对应所述挤出压缩段(250)和所述挤出计量段(260)均匀开设有通气孔(291)。

4.根据权利要求1所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述挤出计量段(260)的排气口处设置有喇叭状导气罩(261)，所述喇叭状导气罩(261)的出气口设置有半透膜(262)；所述湿度监测器(274)设置在所述喇叭状导气罩(261)的进气口，所述氧气监测器(273)设置在所述喇叭状导气罩(261)内。

5.根据权利要求1所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述捏合块(251)和所述反捏合块(252)的错列角分别为40°-50°。

6.根据权利要求5所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述混料装置(100)包括：从上到下依次连通的控料室(110)、计量室(120)和混合储料室(130)以及控制室(140)，所述控料室(110)的上方设置有原料进料口(111)，所述原料进料口(111)通过负压吸料管(700)与原料箱(800)连通，所述控料室(110)内设置有进料螺杆(112)；所述计量室(120)内设置有计量泵(121)；所述混合储料室(130)包括：相互连通的混合仓(131)和储料仓(132)，所述混合仓(131)与所述计量室(120)连通，且所述混合仓(131)内均匀设置有多个搅拌叶片(133)；所述储料仓(132)内壁设置有多个螺旋片(134)；所述控制室(140)分别与所述进料螺杆(112)、所述计量泵(121)、所述搅拌叶片(133)和所述螺旋片(134)连接。

7.根据权利要求6所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述控料室(110)内设有多个控料仓(113)，每个所述控料仓(113)内均设置有所述进料螺杆(112)，且每个所述控料仓(113)上方均设置有原料进料口(111)，每个所述控料仓(113)对应设置有计量仓(122)，且每个所述计量仓(122)内均设置有所述计量泵(121)；所述混合仓(131)的截面为半球形，且所述搅拌叶片(133)呈圆周均匀分布在所述混合仓(131)内；所述储料仓(132)的截面为倒梯形，所述螺旋片(134)交替分布在所述储料仓(132)的内壁上。

8.根据权利要求5所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述冷却装置(300)包括：冷却台(310)和冷却机(320)，所述冷却台(310)两端分别设置有导引滚轮(311)，所述导引滚轮(311)上连接有冷却传送带(312)，所述冷却传送带(312)的输入端与设置在所述挤出装置(200)的出料口连接，所述冷却传送带(312)的输出端与所述冷却机(320)的进料口连接。

9.根据权利要求5所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述输送装置(500)通过负压吸料管(700)与所述打包装置(600)连通，所述输送装置(500)包括：输送箱(510)以及从上到下依次设置在所述输送箱(510)内的翻料杆(520)、旋转载料盘(530)和烘干机(540)，所述翻料杆(520)的顶端与所述输送箱(510)的顶壁铰接且均匀分布，且所述翻料杆(520)向下延伸并靠近所述旋转载料盘(530)；所述旋转载料盘(530)的下方设置有滚轮(531)；所述旋转载料盘(530)均匀开设有多个散气孔(532)；所述翻料杆(520)的底端与所述旋转载料盘(530)的距离为10cm-20cm。

10.根据权利要求6所述的有机复合材料母粒的造粒系统，其特征在于，所述打包装置(600)包括：箱体(610)以及设置在所述箱体(610)的负压动力控制器(620)、装料箱(630)和打包传输带(640)，所述负压动力控制器(620)与所述负压吸料管(700)连接；

所述打包传输带(640)上对应所述负压吸料管(700)设置有压力感应器(641)，所述装料箱(630)设置在所述打包传输带(640)上，且位于所述压力感应器(641)上方；所述箱体(610)两内壁相对所述装料箱(630)设置有水平伸缩挡板(611)，所述箱体(610)两内壁上还铰接有档杆(612)，且所述档杆(612)位于所述水平伸缩挡板(611)的上方，所述档杆(612)的末端延伸至所述装料箱(630)。

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