TWM562169U

TWM562169U - 廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置

Info

Publication number: TWM562169U
Application number: TW106217921U
Authority: TW
Inventors: Huang-Lin Zeng; Wan-Xiu Luo; Jun-Yu Chen; jun-hao Chen
Original assignee: Zeng Huang Lin; Luo Wan Xiu; Chen Jun Yu; Chen jun hao
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2018-06-21

Abstract

廢機動車輛粉碎殘餘物(ASR)的衝擊式連續軟化擠出裝置包括：本體、衝擊活塞以及形狀保持器。本體包括第一、第二、第三腔室。第二腔室連通於第一與第三腔室之間，且具有容置空間容置ASR，以作為一燃料基材。衝擊活塞設於第一腔室內，以進行往復運動。衝擊活塞與本體內壁間有間隙，容許ASR進出。形狀保持器設於第三腔室的一側，具有連通第三腔室的第一成型開口以及連通第一成型開口的第二成型開口，第一成型開口相對於本體具有瞬間減少的截面積，ASR藉衝擊活塞的往復運動從本體被推送衝擊到形狀保持器，以經由第一與第二成型開口擠出到外部。

Description

廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置

本創作是關於一種廢機動車輛粉碎殘餘物(Automobile Shredder Residue，簡稱ASR)的衝擊式連續軟化擠出裝置。尤其是在利用廢機動車輛粉碎殘餘物產生廢棄物衍生燃料時使用的衝擊式連續軟化擠出裝置。

近年來隨著經濟發展，機動車輛的使用逐漸增加，而報廢之機動車輛所產生之大量廢棄物對環境生態產生龐大的負擔以及汙染。這些廢機動車輛經拆解、粉碎回收有價物後，仍有近 30% 含有例如，泡綿、塑膠、橡膠、纖維、金屬、玻璃、塵土以及其他雜質等的難回收殘餘物，通稱為「廢機動車輛粉碎殘餘物(ASR)」。

已知能夠回收廢機動車輛粉碎殘餘物，篩選出可燃物後製成固態廢棄物衍生燃料(Densified Refuse Derived Fuel, RDF-5)，實現將廢棄物轉變成再生能源。

在習知技術中，利用廢棄物原料製造衍生燃料的成型過程，其步驟包括：篩選出具有一預定尺寸的原料；通過一輸送機將篩選後的原料送入加熱單元逐漸加熱熔融原料，加熱時間約為1至2小時，使原料成為熔融狀態；切除熱源，將熔融的原料攪拌均勻並降溫；以及降溫後送入造粒(擠出)機進行造粒(擠出)成型。

也就是說，在製造衍生燃料時，擠出裝置需要一額外的加熱單元與其搭配使用。在其他產業中，為了軟化各種原料以再次固塑成型，擠出裝置也都要求配合有一加熱單元。

因此，習知技術的擠出裝置的問題在於：(1) 擠出裝置需要配合一加熱單元；(2)加熱單元需要預熱、加熱的時間(如上所述，加熱到原料的熔融溫度的時間約至少1至2小時)；(3) 原料必須分批進入製程，待第一批原料加熱成為熔融狀態後，進入下一步驟時，第二批原料才能進入製程被加熱，也就是說，習知的擠出裝置無法連續加料，而無法連續性地進行經濟型的大量生產；以及(4)因為擠出裝置的加熱以及擠出造粒為兩個分開的步驟，進行擠出時，原料已經降溫，進一步可能固化，容易堵塞擠出口。

本創作的目的在於解決習知的擠出裝置所存在的問題，提供一種廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置。

本創作的廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置包括：一本體、一衝擊活塞以及一形狀保持器。本體包括一第一腔室、一第二腔室以及一第三腔室。第二腔室連通於第一腔室與第三腔室之間，且第二腔室具有一容置空間容置該廢機動車輛粉碎殘餘物，以作為一燃料基材。衝擊活塞設置於本體的第一腔室內，衝擊活塞在本體內以一預定頻率進行往復運動，其中衝擊活塞與本體的內壁間具有一間隙，容許少量的燃料基材進出。形狀保持器設置於本體的第三腔室遠離第二腔室的一側。形狀保持器具有一第一成型開口以及一第二成型開口。第一成型開口與第三腔室連通，第二成型開口連通第一成型開口並開口於形狀保持器遠離第三腔室的一側，第一成型開口相對於第三腔室具有瞬間減少的截面積，燃料基材藉由衝擊活塞的往復運動從本體被推送衝擊到形狀保持器，以經由第一成型開口與第二成型開口擠出到形狀保持器外部。

在本創作的一實施例中，第一成型開口與第二成型開口之間透過一通孔相連通，第一成型開口的內徑大於或等於通孔。

在本創作的一實施例中，第一成型開口的截面積為第三腔室的截面積的50%以下。

在本創作的一實施例中，衝擊活塞可以為柱狀或板狀。

在本創作的一實施例中，衝擊活塞可以以200 kg/cm ²以上1650 kg/cm ²以下的壓力進行往復運動。

在本創作的一實施例中，衝擊活塞可以以一秒內進行兩次以上的預定頻率進行往復運動。

在本創作的一實施例中，衝擊活塞可以與一飛輪連接。

在本創作的一實施例中，衝擊活塞可以使燃料基材的溫度達到150C以上。

在本創作的一實施例中，本體的第二腔室開口有一進料輸入口，進料輸入口的開口設置在與衝擊活塞的往復運動垂直的方向。

在本創作的一實施例中，衝擊活塞為一軸桿。

本創作提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置，與習知的擠出裝置相比，具有如下優點：採用衝擊活塞衝擊燃料基材摩擦生熱，使燃料基材達到高溫被連續熔融擠出，而不需要額外的加熱單元提供熱源對燃料基材加熱，也不需要耗費預熱、加熱的時間；本創作的結構能對燃料基材產生多段式的熱量，可以連續性地加料擠出，而不需批次生產；以及利用衝擊截面積減小的形狀保持器的方式於形狀保持器產生大量熱能，燃料基材在輸出時不容易固化堵塞。此外，本創作提供的廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置，能有效率地擠出燃料基材，並且節省擠出時所需的能源。

以下根據附圖說明本創作之實施方式。

圖1為本創作的一實施例的利用廢機動車輛粉碎殘餘物(ASR)的衝擊式連續軟化擠出裝置100的結構示意圖，該裝置可用於擠出軟化的廢機動車輛粉碎殘餘物ASR使其透過加工進一步成為廢棄物衍生燃料。如圖1所示，衝擊式連續軟化擠出裝置100包括：本體10、衝擊活塞20以及形狀保持器30。衝擊式連續軟化擠出裝置100可以如圖1所示，連接一輸料機200以及一飛輪300。

本體10包括第一腔室12、第二腔室14以及第三腔室16，第二腔室14連通於第一腔室12與第三腔室16之間。第二腔室14具有容置空間142。

容置空間142可以與如圖1所示的輸料機200連接，經由輸料機200的進料輸入口144輸入廢機動車輛粉碎殘餘物ASR。將輸入的廢機動車輛粉碎殘餘物ASR容置於容置空間142，作為一燃料基材(以下稱燃料基材ASR)。

雖然可以透過如圖1所示的輸料機200以及進料輸入口144輸入廢機動車輛粉碎殘餘物ASR，但輸料方式的構成並不限定為如圖1所示的輸料機200以及進料輸入口144。在本實施例中，廢機動車輛粉碎殘餘物ASR可先經過切割、篩選等預處理。

第一腔室12內設置有衝擊活塞20，衝擊活塞20在本體10內進行往復運動。衝擊活塞20的往復運動可以與進料輸入口144的開口為彼此垂直的方向。具體而言，衝擊活塞20在本體10的第一腔室12、第二腔室14以及第三腔室16之間進行往復地運動。圖1為衝擊活塞20位於第一腔室12的一初始位置的狀態，具有一下死點(虛線B)。衝擊活塞20可以例如與圖1所示的飛輪300連接，由飛輪300帶動衝擊活塞20運轉，並利用飛輪300轉動慣量增加衝擊活塞20往復運動時的瞬間衝擊力量。但是，帶動衝擊活塞20的方式不限於如圖1所示的飛輪300。

另外，在第三腔室16遠離第二腔室14的一側設置有形狀保持器30。具體而言，形狀保持器30具有第一成型開口30a以及第二成型開口30b。第一成型開口30a開口於形狀保持器30靠近第三腔室16的方向的一側，第二成型開口30b開口於形狀保持器30遠離第三腔室16的方向的一側。第一成型開口30a連通第二成型開口30b。如圖1所示，第一成型開口30a的內徑大幅小於第三腔室16的內徑，也就是說，相對於第三腔室的截面積，形狀保持器30具有瞬間減少的截面積。第一成型開口30a的截面積小於第三腔室16的截面積。第一成型開口30a的截面積可以為第三腔室16的截面積的50%以下。第一成型開口30a的截面積較佳可以為第三腔室16的截面積的25%~35%。

本實施例的衝擊式連續軟化擠出裝置100是利用衝擊活塞20快速的往復運動，產生高壓來衝擊、摩擦燃料基材ASR使燃料基材ASR產生高溫，並達到熔融溫度成為熔融狀態。衝擊活塞20可以在200 kg/cm ²以上，1650kg/cm ²以下的壓力條件下進行往復運動。在本實施例中，衝擊活塞20的衝擊力為350 kg/cm ²。

衝擊活塞20是以一預定頻率進行往復運動。舉例來說，衝擊活塞20可以在一秒內以兩次以上的預定頻率進行往復運動。在本實施例中，衝擊活塞20在一秒內進行三次的往復運動，但不以此為限。

廢機動車輛粉碎殘餘物ASR的熔融溫度約在150~260C之間。在本實施例中，衝擊式連續軟化擠出裝置100藉由衝擊活塞20以350 kg/cm ²衝擊力在一秒內進行三次的往復運動，可使在燃料基材ASR的溫度達到150

圖2(a)~(d)為本實施例的衝擊式連續軟化擠出裝置100的衝擊活塞20運作示意圖。如圖2(a)所示，衝擊活塞20利用其往復運動快速地衝擊容置於第二腔室14的燃料基材ASR，衝擊時燃料基材ASR被衝擊活塞20摩擦且被衝擊的燃料基材ASR間彼此間摩擦，產生大量熱能。即，提供了第一熱量於燃料基材ASR，使衝擊活塞20附近的燃料基材ASR產生高溫，而能夠使燃料基材ASR熔融而成軟化狀態的燃料基材ASR’。

衝擊活塞20與本體10的內壁間具有一間隙G，可以暫時容置燃料基材ASR並容許燃料基材ASR進出。進出間隙G的燃料基材ASR相對於容置空間142容置的燃料基材ASR為少量。如圖2(b)所示，當衝擊活塞20進行往復運動時，間隙G中的燃料基材ASR與衝擊活塞20以及本體10的內壁摩擦，產生大量熱能。即，藉由燃料基材ASR與本體10的內壁摩擦，提供了第二熱量於燃料基材ASR，使衝擊活塞20與本體10的內壁之間的燃料基材ASR產生高溫，而能夠使燃料基材ASR熔融而成軟化狀態的燃料基材ASR’。圖2(b)顯示為衝擊活塞20在第三腔室16(第一腔室12、第二腔室14以及第三腔室16的相對位置請參考圖1或圖2(a))時，進出間隙G內的燃料基材ASR與衝擊活塞20以及本體10的內壁摩擦的狀態，同時，衝擊活塞20的往復運動將軟化狀態的燃料基材ASR’推送到形狀保持器30前。

本實施例的衝擊式連續軟化擠出裝置100可以連續進料。也就是說，在衝擊活塞20進行往復運動同時可以持續從進料輸入口144輸入廢機動車輛粉碎殘餘物ASR，如圖2(a)~(d)所示。圖2(c)顯示為衝擊活塞20在第二腔室14時，從進料輸入口144輸入的廢機動車輛粉碎殘餘物ASR落於衝擊活塞20的狀態。

圖2(d)顯示為衝擊活塞20回到第一腔室12時，落於衝擊活塞20的廢機動車輛粉碎殘餘物ASR進入衝擊活塞20與本體10的內壁間的間隙G。間隙G中的燃料基材ASR與衝擊活塞20以及本體10的內壁摩擦，產生前述第二熱量於燃料基材ASR。

因此，本實施例的衝擊式連續軟化擠出裝置100在衝擊活塞20往復運動的各行程階段皆能連續地接收進料並同時產生熱能於燃料基材ASR。

衝擊活塞20的構成並不限定，只要其可以在本體10內進行往復運動，其可以為例如柱狀或板狀，或者衝擊活塞20可以為軸桿。

衝擊活塞20最遠行程到形狀保持器30之前(上死點，參考圖1虛線T)，衝擊活塞20的往復運動使燃料基材ASR從截面積大的第三腔室16被衝擊並推送到截面積瞬間減少的形狀保持器30，以藉由衝擊從第三腔室16擠入具有截面積差異的形狀保持器30，而產生一第三熱量於燃料基材ASR，而能夠使燃料基材ASR熔融而成軟化狀態的燃料基材ASR’。

第一熱量、第二熱量以及第三熱量的至少其中一者，達到使燃料基材ASR熔融的一熔融溫度。

衝擊活塞20的往復運動將被推送衝擊到形狀保持器30的燃料基材ASR經由第二成型開口30b擠出到形狀保持器30外部。

透過第一成型開口30a相對於第三腔室16瞬間減少的截面積，可以確保推送到形狀保持器30並從形狀保持器30擠出的燃料基材ASR熔融成軟化狀態的燃料基材ASR’，不會在擠出之前固化、堵塞形狀保持器30。

形狀保持器30的構成並不限定，其可以為單孔或多孔。在本實施例中，形狀保持器30為單孔，如圖3(a)所示。在另一實施例中，形狀保持器為多孔，如圖3(b) 所示。即形狀保持器30可以有一個或多個第一成型開口30a以及連通於各第一成型開口30a的第二成型開口30b，開口形狀可為例如圓形、方形等。第一成型開口30a與第二成型開口30b之間可以包括通孔30c，通孔30c連通第一成型開口30a以及第二成型開口30b。第一成型開口30a以及/或第二成型開口30b的內徑可以大於或等於通孔30c。也就是說，形狀保持器30連通第一成型開口30a、第二成型開口30b以及通孔30c的開口通道的剖面可以為長柱狀、漏斗錐狀或沙漏狀。圖4(a)~(c)為形狀保持器30的剖視圖。在本實施例中，形狀保持器30的第一成型開口30a大小與第二成型開口30b、通孔30c的開口大小相同，開口通道的剖面為長柱狀，如圖4(a)所示。圖4(b)為另一實施例的形狀保持器30，第一成型開口30a的大小大於第二成型開口30b以及通孔30c，開口通道的剖面為漏斗錐狀，圖4(c)為再一實施例的形狀保持器30，第一成型開口30a以及第二成型開口30b的大小大於通孔30c，開口通道的剖面為沙漏狀。

據此，本創作的衝擊式連續軟化擠出裝置100可以同時進行進料、軟化並擠出燃料基材ASR。本創作利用裝置內的衝擊摩擦達到高溫高壓，不需要另外的加熱步驟，可以以一單一裝置軟化並擠出燃料基材ASR，並且避免形狀保持器堵塞。利用本創作的衝擊式連續軟化擠出裝置100還能夠節省生產時間以及能源，達到真正意義上的環保與資源再利用。

雖然本創作是根據以上實施形態和實施例予以說明，但是本創作並非僅限於以上所述之內容，本領域技術人員能夠了解在不脫離本創作要旨的情況下，尚有各種變更、改良、組合等的可能，皆在本創作所主張之範圍中。

10‧‧‧本體

12‧‧‧第一腔室

14‧‧‧第二腔室

16‧‧‧第三腔室

20‧‧‧衝擊活塞

30‧‧‧形狀保持器

30a‧‧‧第一成型開口

30b‧‧‧第二成型開口

30c ‧‧‧通孔

142‧‧‧容置空間

144‧‧‧進料輸入口

100‧‧‧衝擊式連續軟化擠出裝置

200‧‧‧輸料機

300‧‧‧飛輪

ASR‧‧‧廢機動車輛粉碎殘餘物/燃料基材

ASR’‧‧‧熔融而成軟化狀態的燃料基材

G‧‧‧間隙

B‧‧‧下死點

T‧‧‧上死點

圖1為根據本創作之一實施例的衝擊式連續軟化擠出裝置100的結構示意圖，裝置100另外連接有一輸料機200以及一飛輪300；圖2(a)~(d)為圖1的衝擊式連續軟化擠出裝置100的衝擊活塞20運作示意圖；圖3(a)為圖1的衝擊式連續軟化擠出裝置100之單孔的形狀保持器30的前視圖，圖3(b)為另一實施例之多孔的形狀保持器30的前視圖；以及圖4(a)為根據圖1的衝擊式連續軟化擠出裝置100之形狀保持器30的第一成型開口30a大小與第二成型開口30b大小相同的剖視圖，圖4(b)為另一實施例的形狀保持器30的第一成型開口30a大小大於第二成型開口30b以及通孔30c的剖視圖，圖4(c)為再一實施例的形狀保持器30的第一成型開口30a以及第二成型開口30b大小大於通孔30c的剖視圖。

Claims

一種廢機動車輛粉碎殘餘物的衝擊式連續軟化擠出裝置，該裝置包括：一本體，包括一第一腔室、一第二腔室以及一第三腔室，該第二腔室連通於該第一腔室與該第三腔室之間，且該第二腔室具有一容置空間容置廢機動車輛粉碎殘餘物，以作為一燃料基材；一衝擊活塞，設置於該本體的該第一腔室內，該衝擊活塞在該本體內以一預定頻率進行往復運動，其中該衝擊活塞與該本體的內壁間具有一間隙，容許少量的該燃料基材進出；以及一形狀保持器，設置於該本體的該第三腔室遠離該第二腔室的一側，該形狀保持器具有一第一成型開口以及一第二成型開口，該第一成型開口與該第三腔室連通，該第二成型開口連通該第一成型開口並開口於該形狀保持器遠離該第三腔室的一側，該第一成型開口相對於該第三腔室具有瞬間減少的一截面積，其中該燃料基材藉由該衝擊活塞的往復運動從該本體被推送衝擊到該形狀保持器，以經由該第一成型開口與該第二成型開口擠出到該形狀保持器外部。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該第一成型開口與該第二成型開口與之間透過一通孔相連通，該第一成型開口的內徑大於或等於該通孔。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該第一成型開口的截面積為該第三腔室的截面積的50%以下。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該衝擊活塞為柱狀或板狀。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該衝擊活塞以200 kg/cm ²以上1650 kg/cm ²以下的壓力進行往復運動。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該衝擊活塞以一秒內進行兩次以上的該預定頻率進行往復運動。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該衝擊活塞與一飛輪連接。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該衝擊活塞使該燃料基材的溫度達到150C以上。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該本體的該第二腔室開口有一進料輸入口，該進料輸入口的開口設置在與該衝擊活塞的往復運動垂直的方向。
根據申請專利範圍第1項所述之衝擊式連續軟化擠出裝置，該衝擊活塞為一軸桿。