CN217775121U - 一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，包括箱体、控制器、喷淋装置、光照装置、加热装置；喷淋装置包括湿度传感器，光照装置包括紫外线传感器，加热装置包括温度传感器，湿度传感器、紫外线传感器和温度传感器分别与控制器信号连接喷淋装置上外接有补水箱，箱体对应补水箱位置处还设有向补水箱添加降解催化剂的催化箱；箱体的内腔对应回收降解盒下方设有过滤网，回收降解盒降解后的水通过过滤网后被喷淋装置收集回收。本实用新型结构设计合理，集成了水解、光降解、热降解和微生物降解，有效控制降解环境，多种降解方式并行，使聚乳酸快速降解，并且回收的碳纤维可再次利用，减少环境污染和资源浪费。

Description

一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置

技术领域

本实用新型涉及聚乳酸技术领域，尤其涉及一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置。

背景技术

聚乳酸复合材料是以聚乳酸为树脂基体，通过纤维增强的复合材料，是一种新型的生物降解材料。因为聚乳酸复合材料拥有良好的生物降解性、生物相容性、无毒及加工性能好等优点，而被广泛应用于包装、农业、纺织、汽车配件和医疗器械等领域。

现有针对聚乳酸材料的降解装置，如CN204638203U公开了一种辅助左旋聚乳酸材料降解的装置，通过搅拌装置和温度控制装置，对槽体内液体进行加热保温，加速聚乳酸材料的降解。如CN211170542U公开的一种辅助聚乳酸材料及制品的降解装置所示，采用喷头对待降解材料进行喷淋，并采用转动电机对待降解材料进行搅拌，提高降解效率。

传统的聚乳酸复合材料在自然界中的降解速度缓慢，不利于产品报废后的降解处理，现有的针对聚乳酸复合材料的降解装置，则通常采用单一的手段进行降解处理，降解效率差，并且降解后碳纤维等增强纤维无法回收再利用，存在环境污染和资源浪费的缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本实用新型提供一种可有效控制降解环境，采用多种降解方式并行，使聚乳酸快速降解，并且可回收碳纤维再次利用，有效减少环境污染和资源浪费的便携快速降解回收装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，包括箱体和控制器，箱体内中空具有内腔，所述的内腔内设有供待降解产品放置的回收降解盒，所述的箱体内还设有喷淋装置、光照装置、加热装置；所述的喷淋装置包括湿度传感器，所述的光照装置包括紫外线传感器，所述的加热装置包括温度传感器，所述的湿度传感器、紫外线传感器和温度传感器分别与控制器信号连接所述的喷淋装置上外接有补水箱，所述的箱体对应补水箱位置处还设有向补水箱添加降解催化剂的催化箱；所述的箱体的内腔对应回收降解盒下方设有过滤网，所述的回收降解盒降解后的水通过过滤网后被喷淋装置收集回收。

优选的，为了对聚乳酸进行水解，并对喷淋水进行循环利用，所述的喷淋装置包括喷淋头、循环水管、补水箱、循环泵和电源，所述的循环水环连接在内腔与补水箱之间，喷淋头与补水箱管路连通，所述的循环泵设置在补水箱上，所述的电源与循环泵电路连接并为循环泵供电。

优选的，为了通过紫外线对聚乳酸进行光解，所述的光照装置包括紫外线光源和紫外线传感器，所述的紫外线光源的照射方向指向待降解产品，所述的紫外线传感器则设置在紫外线光源下方。

优选的，为了对聚乳酸进行热降解，所述的加热装置包括电加热器和循环风扇，所述的电加热器和循环风扇安装在箱体上，所述的循环风扇将电加热器产生热量在箱体内腔内循环吹送。

更进一步的，为了在水解基础上对喷淋水进行过滤，便于碳纤维的回收利用和降解过程中残留的水的过滤回收利用，所述的过滤网支撑设置在回收降解盒底部，所述的过滤网上还设有过滤器，所述的循环水管一端与补水箱连接、另一端端口设置在过滤网的滤出侧。

优选的，所述的回收降解盒内设有旋转台，所述的回收降解盒内设有旋转台，待降解产品则放置在旋转台的台面上。通过旋转台的设置，待降解产品可在旋转台带动下进行旋转，便于待降解产品周向均匀进行水解、光解、热降解。

优选的，为了便于向箱体内投入待降解产品。所述的箱体顶部开合设有上盖。

优选的，为了便于箱体的转运实用，所述的箱体表面上铰接有提手，通过提手，可将该回收装置方便提拎至需要进行降解操作的位置。

本实用新型的有益效果是，本实用新型提供的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，结构设计合理，集成了水解、光降解、热降解和微生物降解，有效控制降解环境，多种降解方式并行，使聚乳酸快速降解，并且回收的碳纤维可再次利用，减少环境污染和资源浪费。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型最优实施例的结构示意图。

图中 1、提手 2、上盖 3、紫外线光源 4、紫外线传感器 5、温度传感器 6、湿度传感器 7、回收降解盒 8、待降解产品 9、旋转台 10、过滤网 11、过滤器 12、循环水管 13、电源 14、循环泵 15、补水箱 16、催化箱 17、电加热器 18、循环风扇 19、喷淋头 20、控制器。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

如图1所示的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，是本实用新型最优实施例，包括箱体和控制器20，箱体内中空具有内腔。箱体顶部开合设有上盖2，可方便开盖并向箱体内投入待降解产品8。箱体表面上铰接有提手1，通过提手1，可将该回收装置方便提拎至需要进行降解操作的位置。

内腔内设有供待降解产品8放置的回收降解盒7。回收降解盒7内设有旋转台9，回收降解盒7内设有旋转台9，待降解产品8则放置在旋转台9的台面上。通过旋转台9的设置，待降解产品8可在旋转台9带动下进行旋转，便于待降解产品8周向均匀进行水解、光解、热降解。箱体内设有喷淋装置、光照装置、加热装置。喷淋装置、光照装置、加热装置均有控制器20控制工作。

水解：

喷淋装置包括喷淋头19、循环水管12、补水箱15、循环泵14和电源13，循环水管12连接在内腔与补水箱15之间，循环泵14设置在补水箱15上，电源13与循环泵14电路连接并为循环泵14供电。如图1所示，喷淋头19固定在箱体内壁上，通过管路与补水箱15连接，由补水箱15供水，并由循环泵14提供喷淋压力。喷淋头19斜指待降解产品8喷洒，湿度传感器6则对应设置在待降解产品8侧的箱体内壁上，待降解产品8随旋转台9转动而被喷淋头19周向均匀喷洒进行水解。

为了实现水的循环利用，避免降解过程中的水的浪费，喷淋装置上外接有补水箱15，箱体的内腔对应回收降解盒7下方设有过滤网10，过滤网10支撑设置在回收降解盒7底部，过滤网10上还设有过滤器11，循环水管12一端与补水箱15连接、另一端端口设置在过滤网10的滤出侧。回收降解盒7降解后的水通过过滤网10和过滤器11后被循环水管12收集回收入补水箱15，在循环泵14加压作用下通过喷淋头19喷出进行水解操作。

在水解作用之外，还可在箱体对应补水箱15位置处设计催化箱16，催化箱16内设有降解催化剂，用于向补水箱15添加降解催化剂，从而通过喷淋头19将降解催化剂均匀喷洒在待降解产品8上，加速聚乳酸降解。

光解：

光照装置包括紫外线光源3和紫外线传感器4，紫外线光源3的照射方向指向待降解产品8。紫外线光源3与电源13电路连接，并由电源13供电。同样的，待降解产品8随旋转台9转动而被紫外线光源3周向均匀光照进行光解。同时紫外线传感器4可优选固定在紫外线光源3与待降解产品8之间的箱体内壁上。

热降解：

加热装置包括电加热器17、循环风扇18和温度传感器5，电加热器17、循环风扇18和温度传感器5均安装在箱体上，且与电源13电路连接，并由电源13供电，循环风扇18将电加热器17产生热量在箱体内腔内循环吹送，用于将内腔内的温度维持在一定范围内。

湿度传感器6、紫外线传感器4和温度传感器5分别与控制器20信号连接，用于提供参数，并通过控制器20设计参数进行动态启停。

上述降解回收装置，具有如下使用方法及功能：

首先打开降解回收装置，将待降解的再生碳纤维聚乳酸复合材料产品放入回收降解盒7，在PID控制器20上设置相应参数，启动设备。

加热装置首先启动，设备开始预热，循环风扇18打开，确保装置内温度均匀一致，温度范围为20℃～60℃。

随后紫外线光照设备和喷淋装置启动，旋转台9开始匀速旋转，紫外线光照强度为0.5W/m²/nm～5W/m²/nm，诱发聚乳酸产品表面水解和光解，引发体内降解通道、侵蚀。

设备启动2～5小时后，紫外线光照设备关闭，降解催化剂进入补水箱15内，催化剂均匀喷洒至产品表面，加速聚乳酸降解。

设备内加热器和喷淋装置由PID控制器20控制，根据设定参数动态启停，温度控制范围20～60℃，湿度控制范围70～95％，此时水解、热降解、催化剂加速降解并行。

产品降解过程中残留的水和碳纤维通过过滤网10和过滤器11过滤，可回收碳纤维留在回收/降解盒中，喷洒的水和降解过程中产生的水通过过滤器11过滤，由循环泵14加压后循环使用。

降解完成后取出降解回收盒，收集盒中的碳纤维，回收的碳纤维可提供给产品制造商回收循环使用。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：包括箱体和控制器(20)，箱体内中空具有内腔，所述的内腔内设有供待降解产品(8)放置的回收降解盒(7)，所述的箱体内还设有喷淋装置、光照装置、加热装置；

所述的喷淋装置包括湿度传感器(6)，所述的光照装置包括紫外线传感器(4)，所述的加热装置包括温度传感器(5)，所述的湿度传感器(6)、紫外线传感器(4)和温度传感器(5)分别与控制器(20)信号连接所述的喷淋装置上外接有补水箱(15)，所述的箱体对应补水箱(15)位置处还设有向补水箱(15)添加降解催化剂的催化箱(16)；

所述的箱体的内腔对应回收降解盒(7)下方设有过滤网(10)，所述的回收降解盒(7)降解后的水通过过滤网(10)后被喷淋装置收集回收。

2.如权利要求1所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的喷淋装置包括喷淋头(19)、循环水管(12)、补水箱(15)、循环泵(14)和电源(13)，所述的循环水管(12)连接在内腔与补水箱(15)之间，喷淋头(19)与补水箱(15)管路连通，所述的循环泵(14)设置在补水箱(15)上，所述的电源(13)与循环泵(14)电路连接并为循环泵(14)供电。

3.如权利要求1所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的光照装置包括紫外线光源(3)和紫外线传感器(4)，所述的紫外线光源(3)的照射方向指向待降解产品(8)，所述的紫外线传感器(4)则设置在紫外线光源(3)下方。

4.如权利要求1所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的加热装置包括电加热器(17)和循环风扇(18)，所述的电加热器(17)和循环风扇(18)安装在箱体上，所述的循环风扇(18)将电加热器(17)产生热量在箱体内腔内循环吹送。

5.如权利要求2所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的过滤网(10)支撑设置在回收降解盒(7)底部，所述的过滤网(10)上还设有过滤器(11)，所述的循环水管(12)一端与补水箱(15)连接、另一端端口设置在过滤网(10)的滤出侧。

6.如权利要求1所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的回收降解盒(7)内设有旋转台(9)，待降解产品(8)则放置在旋转台(9)的台面上。

7.如权利要求1所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的箱体顶部开合设有上盖(2)。

8.如权利要求1所述的一种再生碳纤维增强聚乳酸复合材料的降解回收装置，其特征在于：所述的箱体表面上铰接有提手(1)。

Images