CN218558034U - 一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，包括：自动喂料机、主料螺杆机、主料增压泵、主料计量泵、辅料螺杆机、辅料增压泵、辅料计量泵、动态混合器、切粒机、控制器等。本实用新型的技术方案，采用先加热熔融后搅拌的方式，在各部件出料端设置压力变送器，来控制螺杆机、增压泵和计量泵的转速，实现了利用双泵结构进行增压粗计量和稳压精计量，保证主料和辅料配料比例精确稳定，能够保证同时满足管路压力和计量精度需求，有效地提高计量精度，减少计量泵负载，提高使用寿命。

Description

一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备

技术领域

本实用新型属于塑料加工装置领域，具体涉及一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备。

背景技术

塑料是重要的有机合成高分子材料，应用非常广泛。但是废弃塑料带来的“白色污染”也越来越严重，而可降解塑料的出现能够很好的改善目前人们面临的这一严峻问题。可降解塑料是一类可由自然界微生物作用使其降解的高分子聚合物。由于其具有良好的生物降解性及生物相容性使其成为当前高分子材料领域研究的热点。但在具体实际应用中仍然存在一些不足,因此国内外研究人员也对其开展了相应的改性研究。

现有技术中，申请号为2017104411675的专利文献提供了一种改性塑料生产系统，公开了主料添加系统包括加料装置和自动清洗混料搅拌机，加料装置包括自动化失重计量秤，按照产品配方比例，配置各种原辅材料，确保各种原辅材料比例满足产品配方要求。该专利文献中采用先混合、后搅拌的方式，存在混料不均、进料比例控制不稳定的问题。申请号为2021222846658的专利文献提供了一种可降解塑料改性用生产设备，公开了主料和辅料分别采用相应的螺杆机，采用先加热熔融后搅拌的方式，提高了物料搅拌的均匀性，解决了混料不均的问题。但是其采用的齿轮泵来计量进料，由于齿轮泵在不同物料、温度及压力下的容积效率不同，会影响计量准确性，尤其是齿轮泵在输送低粘度物料时，难以保证计量准确性；例如，随着换网器过滤物的积累会导致泵后压力增大，这样会引起齿轮泵的计量精度和效率降低，配比比例也会随之发生变化，导致产品品质发生变化；而且，齿轮泵在长时间运行磨损后效率降低，也会影响计量精度。

实用新型内容

本实用新型提供一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，以解决现有技术中齿轮泵计量精度较低的问题。

本实用新型的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备采用如下技术方案：

一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，其特征在于，包括：

自动喂料机，用于上料；

主料螺杆机，与自动喂料机的出料端连通，用于对主料进行加热熔融输送；主料螺杆机的出料端连接有第一压力变送器；

辅料螺杆机，用于对辅料进行加热熔融输送，辅料螺杆机的出料端连接有第四压力变送器；

动态混合器，用于对加热熔融后的主料和辅料进行搅拌混合，动态混合器的进料端与主料螺杆机的出料端依次通过主料增压泵和主料计量泵连通，并与辅料螺杆机的出料端依次通过辅料增压泵和辅料计量泵连通；主料增压泵和主料计量泵的出料端分别连接有第二压力变送器和第三压力变送器，辅料增压泵和辅料计量泵的出料端分别连接有第五压力变送器和第六压力变送器；

切粒机，用于对动态混合器输出的混合物料进行切分造粒；

控制器，分别与主料螺杆机、主料增压泵、主料计量泵、辅料螺杆机、辅料增压泵（6）、辅料计量泵及各压力变送器通讯连接，用于根据主料增压泵的流量控制主料螺杆机的给料量，根据第三压力变送器的测定值控制主料增压泵的给料量；以及，根据辅料增压泵的流量控制辅料螺杆机的给料量，根据第三压力变送器的测定值控制辅料增压泵的给料量。

作为改进，动态混合器与切粒机之间设有用于对未熔融的物料、颗粒以及其他杂质进行过滤的换网器。

作为改进，换网器与切粒机之间还设有用于排料取样的开车阀。

作为改进，开车阀处连接有用于接收排弃废料及取新料的排料取样箱。

作为改进，切粒机的出料端连接有用于对切割后的物料进行处理的干燥打包机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，通过将主料和辅料分别采用相应的螺杆机，采用先加热熔融后搅拌的方式，能够保证主料和辅料配料比例精确稳定；以及，通过在各部件出料端设置压力变送器，来控制螺杆机、增压泵和计量泵的转速，实现了利用双泵结构进行增压粗计量和稳压精计量，能够同时保证管路压力和计量精度需求，有效地提高了计量精度；相对于现有技术中心单泵增压计量的方式，双泵结构还可以减少计量泵负载，提高使用寿命。而且本实用新型提供的可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备具有性能可靠、成本较低等特点。。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备的具体实施例的结构示意图；

附图标记：

1、自动喂料机；2、主料螺杆机；21、第一压力变送器；3、主料增压泵；31、第二压力变送器；4、主料计量泵；41、第三压力变送器；5、辅料螺杆机；51、第四压力变送器；6、辅料增压泵；61、第五压力变送器；7、辅料计量泵；71、第六压力变送器；8、动态混合器；9、换网器；10、开车阀；11、切粒机；12、干燥打包机；13、排料取样箱；14、控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的基体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备的实施例，如图1所示，一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，包括自动喂料机1、主料螺杆机2、主料增压泵3、主料计量泵4、辅料螺杆机5、辅料增压泵6、辅料计量泵7、动态混合器8、切粒机11等，主料和辅料分别采用相应的螺杆机，采用先加热熔融后搅拌的方式，提高了物料搅拌的均匀性，能够保证主料和辅料配料比例精确稳定；并且采用双泵结构进行二级增压和计量，能够保证计量精度和管路压力需要，减少计量泵负载，提高寿命和计量精度。

自动喂料机1，用于上料。

主料螺杆机2，主料螺杆机2的进料端与自动喂料机1的出料端连通，用于对主料进行加热熔融输送。主料螺杆机2的出料端连接有第一压力变送器21，用于检测主料螺杆机2出料端输送物料时的压力。

辅料螺杆机5，用于对辅料进行加热熔融输送。辅料螺杆机5的出料端连接有第四压力变送器51，用于检测辅料螺杆机5出料端输送物料时的压力。

动态混合器8，用于对主料计量泵4和辅料计量泵7分别泵入的，加热熔融后的主料和辅料进行搅拌混合。动态混合器8的进料端包括两个进料口，一个进料口依次通过主料增压泵3和主料计量泵4与主料螺杆机2的出料端连通，另一个进料口通过依次通过辅料增压泵6和辅料计量泵7与辅料螺杆机5的出料端连通。其中，主料增压泵3用于对所输送物料进行增压及物料流量的粗计量，主料计量泵4用于对所输送物料进行物料流量的精确计量；辅料增压泵6用于对所输送物料进行增压及物料流量的粗计量，辅料计量泵7用于对所输送物料进行物料流量的精确计量，以及，主料计量泵4和辅料计量泵7的转速根据实际工况中主料和辅料的添加比例来成比例第设置。

以及，主料增压泵3和主料计量泵4的出料端分别连接有第二压力变送器31和第三压力变送器41，第二压力变送器31用于检测主料增压泵3出料端输送物料时的压力，第三压力变送器41用于检测主料计量泵4出料端输送物料时的压力；辅料增压泵6和辅料计量泵7的出料端分别连接有第五压力变送器61和第六压力变送器71，第五压力变送器61用于检测辅料增压泵6出料端输送物料时的压力，第六压力变送器71用于检测辅料计量泵7出料端输送物料时的压力。

切粒机11，用于对动态混合器8输出的混合物料进行切分造粒。进一步地，为了保证物料的纯净，动态混合器8与切粒机11之间设有用于对未熔融的物料、颗粒以及其他杂质进行过滤的换网器9。

控制器14，分别与主料螺杆机2、主料增压泵3、主料计量泵4、辅料螺杆机5、辅料增压泵6、辅料计量泵7及各压力变送器通讯连接，用于根据主料增压泵3的流量控制主料螺杆机2的给料量，达到在主料增压泵3的流量改变时自动改变给料量的目的；根据辅料增压泵6的流量控制辅料螺杆机5的给料量，达到在辅料增压泵6的流量改变时自动改变给料量的目的；根据第三压力变送器41的测定值控制主料增压泵3的给料量，根据第三压力变送器41的测定值控制辅料增压泵6的给料量。

其中，主料螺杆机2与第一压力变送器21组成压力PID闭环控制，控制器14获取第一压力变送器21所检测的压力值，并根据该压力值控制主料螺杆机2的转速，以使第一压力变送器21所检测的压力值达到第一预设压力值。主料增压泵3与第二压力变送器31组成压力PID闭环控制，控制器14获取第二压力变送器31和第三压力变送器41所检测的压力值，并根据第三压力变送器41所检测的压力值控制主料增压泵3的转速，以使第二压力变送器31所检测的压力值达到第三压力变送器41所检测的压力值，也即，将主料增压泵3出料端的压力设定为主料计量泵4出料端或动态混合器8进料端的主料入口的压力，从而控制主料增压泵3进行增压和粗计量，控制主料计量泵4进行二次精确计量。这里，主料计量泵4的转速或泵料量可以根据实际工况中实际产品的产量需求进行设定，设定为恒定转速计量模式，可以是计量泵前后压差较小，工作在较小负荷状态下，计量工作状态稳定，保证计量精度和管路压力需要，而且减少磨损，提高使用寿命。

以及，辅料螺杆机5与第四压力变送器51组成压力PID闭环控制，控制器14获取第四压力变送器51所检测的压力值，并根据该压力值控制辅料螺杆机5的转速，以使第四压力变送器51所检测的压力值达到第四预设压力值。辅料增压泵6与第五压力变送器61组成压力PID闭环控制，控制器14获取第五压力变送器61和第六压力变送器71所检测的压力值，并根据第六压力变送器71所检测的压力值控制辅料增压泵6的转速，以使第五压力变送器61所检测的压力值达到第六压力变送器71所检测的压力值，也即，将辅料增压泵6出料端的压力设定为辅料计量泵7出料端或动态混合器8进料端的辅料入口的压力，从而控制辅料增压泵6进行增压和粗计量，控制辅料计量泵7进行二次精确计量。这里，本实施例中的辅料螺杆机5为一台，在其他实施例中，可根据辅料的种类设置多台辅料螺杆机5，每台辅料螺杆机5均配备辅料增压泵6、辅料计量泵7及相应的压力变送器。

一种可选的实施方式中，本发明实施例的可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备还包括开车阀10，设置于换网器9与切粒机11之间，用于将混料不均的物料、设备内的废气预料进行排出。进一步地，开车阀10处连接有用于接收排弃废料及取新料的排料取样箱13。

以及，切粒机11的出料端连接有用于对切割后的物料进行处理的干燥打包机12。

需要说明的是，自动喂料机1、主料螺杆机2、辅料螺杆机5、动态混合器8、切粒机11、开车阀10、主料增压泵3、主料计量泵4、辅料增压泵6、辅料计量泵7及各压力变送器等设备具体结构和原理均为本领域技术人员公知的技术，本实施例中不再对其结构和原理进行赘述。例如，在实际的应用场景中，主料增压泵3、主料计量泵4、辅料增压泵6、辅料计量泵7均可采用电控齿轮泵。以及，本实用新型实施例的可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备中的控制器14，可采用例如STM32、S71500等现有设备实现，当然，还可以采用其他具有数据收发和处理功能的现有设备。控制器14还可以与自动喂料机1、切粒机11、开车阀10等部件或机器通讯连接并执行相应的控制功能，控制各机器的启停及转速等。

在使用时，先对自动喂料机1、主料螺杆机2、辅料螺杆机5、动态混合器8、切粒机11、开车阀10、主料增压泵3、主料计量泵4、辅料增压泵6、泵辅料计量泵7进行预热，具体根据物料特性先设置加热温度，使物料在进入后加热到一定的温度。加热温度达到设定温度后，主料通过自动喂料机1进入到主料螺杆机2，通过主料螺杆机2加热熔融后输送进入主料增压泵3及主料计量泵4，经过主料增压泵3和主料计量泵4的增压输送和流量计量后进入动态混合器8中；辅料通过辅料螺杆机5加热熔融输送到辅料增压泵6及辅料计量泵7中，通过辅料增压泵6和辅料计量泵7的增压输送和流量计量进入到动态混合器8中；经过计量的主料和辅料经过动态混合器8的均匀混合进入到换网器9中，换网器9把未熔融的物料、颗粒及其它杂质过滤掉使混合后的物料更纯净，然后通过开车阀10进入到切粒机11中，切下的粒子，经过干燥打包机12最终变成成品封装。以及，清理管道系统时把开车阀10打开，直到流出干净物料为止，也可以通过打开阀取样检测混合后的物料中否达到工艺要求，不满足要求时，改变工艺参数直到满足为止，在本实用新型中，根据产品应用场景，增加一种或多种辅料，使产品多样化生产。

本实用新型实施例的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，通过将主料和辅料分别采用相应的螺杆机，采用先加热熔融后搅拌的方式，能够保证主料和辅料配料比例精确稳定；以及，通过在各部件出料端设置压力变送器，来控制螺杆机、增压泵和计量泵的转速，实现了利用双泵结构进行增压粗计量和稳压精计量，能够同时保证管路压力和计量精度需求，有效地提高了计量精度；相对于现有技术中心单泵增压计量的方式，双泵结构还可以减少计量泵负载，提高使用寿命。而且本实用新型提供的可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备具有性能可靠、成本较低等特点。

需要指出，根据实施的需要，可将本实用新型实施例中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分组合成新的部件，以实现本实用新型实施例的目的。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，其特征在于，包括：

自动喂料机（1），用于上料；

主料螺杆机（2），与所述自动喂料机（1）的出料端连通，用于对主料进行加热熔融输送；所述主料螺杆机（2）的出料端连接有第一压力变送器（21）；

辅料螺杆机（5），用于对辅料进行加热熔融输送，所述辅料螺杆机（5）的出料端连接有第四压力变送器（51）；

动态混合器（8），用于对加热熔融后的主料和辅料进行搅拌混合，所述动态混合器（8）的进料端与所述主料螺杆机（2）的出料端依次通过主料增压泵（3）和主料计量泵（4）连通，并与辅料螺杆机（5）的出料端依次通过辅料增压泵（6）和辅料计量泵（7）连通；所述主料增压泵（3）和主料计量泵（4）的出料端分别连接有第二压力变送器（31）和第三压力变送器（41），所述辅料增压泵（6）和辅料计量泵（7）的出料端分别连接有第五压力变送器（61）和第六压力变送器（71）；

切粒机（11），用于对动态混合器（8）输出的混合物料进行切分造粒；

控制器（14），分别与主料螺杆机（2）、主料增压泵（3）、主料计量泵（4）、辅料螺杆机（5）、辅料增压泵（6）、辅料计量泵（7）及各压力变送器通讯连接，用于根据主料增压泵（3）的流量控制主料螺杆机（2）的给料量，根据第三压力变送器（41）的测定值控制主料增压泵（3）的给料量；以及，根据辅料增压泵（6）的流量控制辅料螺杆机（5）的给料量，根据第三压力变送器（41）的测定值控制辅料增压泵（6）的给料量。

2.根据权利要求1所述的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，其特征在于，所述动态混合器（8）与切粒机（11）之间设有用于对未熔融的物料、颗粒以及其他杂质进行过滤的换网器（9）。

3.根据权利要求2所述的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，其特征在于，所述换网器（9）与所述切粒机（11）之间还设有用于排料取样的开车阀（10）。

4.根据权利要求3所述的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，其特征在于，所述开车阀（10）处连接有用于接收排弃废料及取新料的排料取样箱（13）。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种可控制精确配比的降解塑料改性用生产设备，其特征在于，所述切粒机（11）的出料端连接有用于对切割后的物料进行处理的干燥打包机（12）。

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