專(zhuān)利名稱(chēng)：空氣膨脹制冷低溫粉碎廢橡膠裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工橡膠機(jī)械領(lǐng)域。是利用渦輪膨脹制冷對(duì)低溫物料進(jìn)行粉碎的裝置。
目前城市街道和公路上川流不息的汽車(chē)是現(xiàn)代文明的標(biāo)志之一，而“汽車(chē)文明”的副產(chǎn)品-廢橡膠輪胎的“年產(chǎn)量”也異常突出地?cái)[在人們的面前。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，北美地區(qū)舊輪胎總數(shù)達(dá)30億個(gè)，我國(guó)近年來(lái)以廢舊輪胎為主產(chǎn)生的廢膠料約為200萬(wàn)噸/年。隨著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的發(fā)展以輪胎為主的橡膠產(chǎn)品的廢棄物也日趨增加，堆積如山的舊輪胎不僅污染環(huán)境，而且是極不安全的隱患，如加拿大某一舊輪胎場(chǎng)突然起火燃燒了九個(gè)月造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和不良后果。為了對(duì)廢橡膠進(jìn)行利用，目前采用兩種方法，一種是再生法;將廢輪胎橡膠常溫粉碎到30目后，經(jīng)蒸汽加熱脫硫并滾碾壓制成再生膠板。橡膠制品廠使用這種再生膠作為中低檔橡膠制品的部分原料。這種方法勞動(dòng)條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重，耗能高，工藝復(fù)雜。另一種方法是采用深冷技術(shù)，將廢橡膠低溫粉碎制成橡膠粉，然后將橡膠粉作為填加劑與原材料一起制成橡膠制品。目前國(guó)內(nèi)外采用深冷的方法是用液氮做冷源，將液氮直接噴入粉碎機(jī)中的廢橡膠上使橡膠達(dá)到玻璃化溫度，脆化、并粉碎。使用液氮深冷粉碎法要消耗大量的液氮，成本高、價(jià)格昂貴。
為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種利用空氣膨脹制冷低溫(深冷)粉碎廢橡膠的裝置，該裝置使壓縮空氣膨脹做功，將空氣溫度降低，獲得所需要的低溫。利用這種低溫空氣使橡膠達(dá)到玻璃化、脆化溫度然后進(jìn)行低溫粉碎，采用本發(fā)明粉碎橡膠的技術(shù)目前世界各國(guó)尚無(wú)先例，該發(fā)明無(wú)論是從環(huán)境保護(hù)方面，還是在橡膠工業(yè)二次原材料資源開(kāi)發(fā)降低成本方面均意義重大。
本發(fā)明主要是由一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)，二、制冷及余冷回收系統(tǒng)，三、物料的輸入、預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)，四、控制系統(tǒng)組成;一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)有空氣壓縮機(jī)(1)、穩(wěn)壓罐(2)、閥門(mén)組(37-1)～(37-8)、干燥塔(4-1)、(4-2)、電爐(5)、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)、初級(jí)冷箱(7)、過(guò)濾器(8-1)、(8-2)、閥門(mén)組(40-1)～(40-4)、低溫料倉(cāng)(14)、主冷箱(10)組成，其中初級(jí)冷箱(7)、主冷箱(10)和低溫料倉(cāng)(14)不僅僅本系統(tǒng)使用，其它系統(tǒng)如二、制冷及余冷回收、或三、物料的輸入、預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)中也要使用，因此上述部件不僅包括在系統(tǒng)一中，也要包括在系統(tǒng)二或三中。二、制冷和余冷回收系統(tǒng)有渦輪膨脹機(jī)組(9)該機(jī)組可單級(jí)或多級(jí)串并聯(lián)組成，有氟利昂制冷機(jī)組(28)、風(fēng)機(jī)(22)、主冷箱(10)、初級(jí)冷箱(7)、低溫閥門(mén)(17)、(11)及冷氣傳輸管道連接組成。三、物料的輸入、預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)有料斗(34)、定量送料器(35)、沉降室(33)、風(fēng)機(jī)(29)、出料閥(36)、(32)、(27)、供料器(30)、(24)、(18)、(15)、旋風(fēng)除塵器(31)、(26)、(20)、預(yù)冷室(25)、冷凍室(19)、出料閥(21)、(13)、低溫粉碎機(jī)(16)、高效旋風(fēng)除塵器(12)、高效旋風(fēng)除塵器可使用一級(jí)也可以用多級(jí)串聯(lián)而成，及低溫料倉(cāng)(14)組成。四、控制系統(tǒng)由自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合。本發(fā)明各個(gè)部件之間以及部件與閥門(mén)組之間的連接均由管道完成，物料的輸入由風(fēng)力傳送機(jī)構(gòu)及管道完成。
一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)(1)連接穩(wěn)壓罐(2)、在穩(wěn)壓罐(2)上裝有排污閥(3)，穩(wěn)壓罐(2)還連接閥門(mén)組(37-1)和(37-8)為干燥塔進(jìn)氣通道，閥門(mén)組(37-2)和(37-7)串接后兩端分別連接(37-1)和(37-8)的另一端，其公共端連接消音器(39)，消音器(39)的另一端通往空間，供水氣及二氧化碳排出，閥門(mén)組(37-1)、(37-2)、(37-7)、(37-8)分別與干燥塔(4-1)和(4-2)的一端相連，干燥塔(4-1)和(4-2)的另一端與閥門(mén)組(37-3)、(37-4)、(37-5)、(37-6)的一端相連，閥門(mén)組(37-3)和(37-6)的公共端連接閥門(mén)組(40-1)和(40-4)的公共端。閥門(mén)組(40-1)串接過(guò)濾器(8-1)，過(guò)濾器(8-1)串接閥門(mén)組(40-2)的一端，閥門(mén)組(40-4)串接過(guò)濾器(8-2)，過(guò)濾器(8-2)串接閥門(mén)組(40-3)，兩組串連后的過(guò)濾器和閥門(mén)組再并連，閥門(mén)組(40-2)、和(40-3)的公共端連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的空氣軸承供氣口，閥門(mén)組(37-3)和(37-6)的公共端還連接氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)的一端，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)的另一端連接初級(jí)冷箱(7)，經(jīng)初級(jí)冷箱(7)連接低溫料倉(cāng)(14)，低溫料倉(cāng)(14)的另一端連接主冷箱(10)，經(jīng)主冷箱(10)連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)進(jìn)氣口，閥門(mén)組(37-4)和(37-5)的公共端與電爐(5)的一端及閥門(mén)組(38-1)的一端相連、電爐(5)的另一端連接閥門(mén)組(38-2)的一端，閥門(mén)組(38-2)和(38-1)的公共端連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的壓氣機(jī)端(左端)排氣口，壓氣機(jī)(左端)的進(jìn)氣口連接初級(jí)冷箱(7)，經(jīng)初級(jí)冷箱(7)連接主冷箱(10)。
二、制冷及余冷回收系統(tǒng)，由渦輪膨脹機(jī)組(9)渦輪端(右端)低溫氣流輸出口，經(jīng)管道連接供料器(15)，通過(guò)低溫閥門(mén)(17)連接供料器(18)，通過(guò)低溫閥門(mén)(11)連接高效旋風(fēng)除塵器(12)、低溫氣流的余冷回收由主冷箱(10)的冷邊連接高效旋風(fēng)除塵器(12)連接旋風(fēng)除塵器(20)，氟利昂制冷機(jī)組(28)連接蒸發(fā)器(23)、蒸發(fā)器(23)的一端連接風(fēng)機(jī)(22)的出風(fēng)口，另一端連接供料器(24)，風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口連接旋風(fēng)除塵器(26);制冷和余冷回收過(guò)程是由渦輪膨脹機(jī)組(9)制出150°K以下的低溫氣流，該氣流分三路由渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)輸出，第一路經(jīng)低溫閥門(mén)(17)、經(jīng)供料器(18)送入冷凍室(19)，在冷凍室(19)中物料與冷氣換熱后一同傳送到旋風(fēng)除塵器(20)中進(jìn)行料、氣分離，氣送入主冷箱(10)的冷邊。第二路150°K以下的低溫氣流送供料器(15)，經(jīng)供料器(15)送低溫粉碎機(jī)(16)使物料在低溫下進(jìn)行粉碎，粉碎后的料、氣一同傳送到高效旋風(fēng)除塵器(12)中進(jìn)行料、氣分離，氣進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊，第三路150°K以下的低溫氣流通過(guò)低溫閥門(mén)(11)，經(jīng)高效旋風(fēng)除塵器(12)進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊，主冷箱(10)的冷邊回收的氣流經(jīng)過(guò)主冷箱(10)進(jìn)入初經(jīng)冷箱(7)經(jīng)初級(jí)冷箱(7)返回渦輪膨脹機(jī)組(9)的壓氣機(jī)端(左端)，整個(gè)制冷系統(tǒng)形成閉環(huán)循環(huán)回路由渦輪膨脹機(jī)組(9)壓氣機(jī)端(左端)抽氣，由渦輪端(右端)輸出冷氣。氟利昂制冷機(jī)組(28)制出243°K左右的冷氣，該冷氣由風(fēng)機(jī)(22)、蒸發(fā)器(23)吹送供料器(24)，料、氣一同傳送到預(yù)冷室(25)，料、氣在預(yù)冷室進(jìn)行熱交換后料、氣一同傳送到旋風(fēng)除塵器(26)中進(jìn)行料、氣分離，分離出的氣返回風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口，因此預(yù)冷的氣流也是閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)。
三、物料的輸入、預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)是由料斗(34)連接定量送料器(35)和出料閥(36)的一端，出料閥(36)的另一端連接供料器(30)，供料器(30)，以及其它供料器(24)、(18)、(15)均為三通式結(jié)構(gòu)，因此供料器(30)的另兩端分別連接風(fēng)機(jī)(29)和旋風(fēng)除塵器(31)，旋風(fēng)除塵器(31)的另一端連接沉降室(33)，沉降室(33)的出口通向空間，旋風(fēng)除塵器(31)的另一端連接出料閥(32)，出料閥(32)的另一端連接供料器(24)，供料器(24)的另兩端，一端連接蒸發(fā)器(23)的一端，蒸發(fā)器(23)的另一端連接風(fēng)機(jī)(22)的出風(fēng)口，供料器(24)的另一端與預(yù)冷室(25)連接，預(yù)冷室(25)連接旋風(fēng)除塵器(26)，旋風(fēng)除塵器(26)的一端連接風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口，另一端連接出料閥(27)、出料閥(27)與供料器(18)相連，供料器(18)的另兩端，一端連接低溫閥門(mén)(17)的一端，另一端連接冷凍室(19)，冷凍室(19)連接旋風(fēng)除塵器(20)，旋風(fēng)除塵器(20)與高效旋風(fēng)除塵器(12)的一端共同連接主冷箱(10)的冷邊進(jìn)氣通道，旋風(fēng)除塵器(20)的一端連接出料閥(21)、出料閥(21)的一端連接供料器(15)，供料器(15)的另兩端，一端連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)傳送低溫氣流的冷氣通道，另一端與低溫粉碎機(jī)(16)相連。低溫閥門(mén)(17)的另一端和低溫閥門(mén)(11)的另一端共同連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)冷氣通道，低溫粉碎機(jī)(16)連接高效旋風(fēng)除塵器(12)，高效旋風(fēng)除塵器(12)連接低溫閥門(mén)(11)的一端，高效旋風(fēng)除塵器(12)與出料閥(13)相連，出料閥(13)的另一端與低溫料端(14)相連，低溫料倉(cāng)(14)的另一端是成品粉料出口。物料的輸入是使用已有設(shè)備將廢舊輪胎和廢橡膠加工成顆粒，將顆粒狀廢橡膠物料送入料斗(34)，經(jīng)定量送料器(35)定量，經(jīng)出料閥(36)送供料器(30)，由風(fēng)機(jī)(29)將物料經(jīng)供料器(30)吹送入旋風(fēng)除塵器(31)分離出需要被粉碎的物料，排出塵埃及微粒送沉降室(33)凈化排放，需粉碎的物料經(jīng)出料閥(32)進(jìn)供料器(24)中與來(lái)自氟利昂制冷機(jī)組(28)經(jīng)風(fēng)機(jī)(22)、蒸發(fā)器(23)吹送來(lái)的冷氣混合，混合后的料、氣同時(shí)送入預(yù)冷室(25)進(jìn)行熱交換，然后料、氣共同送入旋風(fēng)除塵器(26)中進(jìn)行料、氣分離，氣回到風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口、料經(jīng)出料閥(27)送供料器(18)與經(jīng)低溫閥門(mén)(17)送來(lái)的渦輪膨脹機(jī)組(9)制出的低溫氣流混合，混合后的低溫料、氣共同送入冷凍室(19)，在冷凍室(19)中充分進(jìn)行熱交換，然后料、氣被送到旋風(fēng)除塵器(20)進(jìn)行料、氣分離，氣去主冷箱(10)的冷邊，料經(jīng)出料閥(21)送供料器(15)，在供料器(15)中與直接來(lái)的低溫氣流進(jìn)一步混合冷卻，然后料、氣進(jìn)入低溫粉碎機(jī)(16)，低溫粉碎機(jī)(16)將橡膠顆粒物料粉碎成80目以上的粉料，粉料與氣共同進(jìn)入高效旋風(fēng)除塵器(12)進(jìn)行料、氣分離，氣與通過(guò)低溫閥門(mén)(11)送來(lái)的第三路低溫氣流一起進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊，粉料通過(guò)出料閥(13)送入低溫料倉(cāng)(14)，在低溫料倉(cāng)(14)中粉料經(jīng)換熱回到0℃以上即可出倉(cāng)進(jìn)行包裝制成成品粉料。成品粉料可直接做為填加劑與原橡膠材料混合可共同制成橡膠制品。
四、本發(fā)明采用手動(dòng)和自動(dòng)雙向控制系統(tǒng)，進(jìn)料量和出量要根據(jù)溫度變化進(jìn)行隨機(jī)調(diào)節(jié)控制。
為了詳細(xì)敘述其工作過(guò)程及工作情況，以下分五部分進(jìn)行介紹一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)空氣由空氣壓縮機(jī)(1)增壓，壓縮空氣進(jìn)入穩(wěn)壓罐(2)后空氣中的沉積物由排污閥(3)排出，排污后的壓縮空氣經(jīng)轉(zhuǎn)換閥門(mén)組(37-1)和(37-3)或(37-8)和(37-6)進(jìn)入干燥塔(4-1)或(4-2)內(nèi)進(jìn)行凈化，除去大部分壓縮空氣中所含的H2O(水份)、CO2(二氧化碳)，干燥塔(4-1)和(4-2)是結(jié)構(gòu)相同的兩套設(shè)備，塔內(nèi)裝有分子篩，兩個(gè)干燥塔切換使用，一個(gè)供壓縮空氣進(jìn)入，另一個(gè)用電爐加熱后的熱空氣活化再生烘干備用?，F(xiàn)假設(shè)干燥塔(4-1)供壓縮空氣進(jìn)入，干燥塔(4-2)活化再生，此時(shí)工作情況是閥門(mén)組(37-1)和(37-3)打開(kāi)供壓縮空氣進(jìn)入干燥塔(4-1)，閥門(mén)組(37-8)和(37-6)關(guān)閉切斷進(jìn)入干燥塔(4-2)的壓縮空氣氣路，閥門(mén)組(37-2)和(37-4)關(guān)閉，使電爐(5)來(lái)的熱氣流不能進(jìn)入干燥塔(4-1)，將閥門(mén)組(37-5)和(37-7)打開(kāi)使電爐(5)產(chǎn)生的熱氣流烘吹干燥塔(4-2)，干燥塔內(nèi)的熱風(fēng)帶著水氣經(jīng)消音器(39)排出。烘吹干燥塔電爐(5)的工作分兩步進(jìn)行，首先打開(kāi)電爐(5)通電加熱，與此同時(shí)打開(kāi)閥門(mén)組(38-2)使渦輪膨脹機(jī)組(9)的壓氣機(jī)所回收的尾氣經(jīng)管道吹入電爐(5)，經(jīng)電爐(5)吹出的熱風(fēng)經(jīng)閥門(mén)組(37-5)烘哄干燥塔(4-2)，干燥塔內(nèi)的熱風(fēng)夾帶水氣經(jīng)閥門(mén)組(37-7)進(jìn)入消音器(39)排到空氣中，待干燥塔(4-2)被烘吹干后，關(guān)閉電爐(5)、關(guān)閉閥門(mén)組(38-2)、打開(kāi)閥門(mén)組(38-1)使渦輪膨脹機(jī)組(9)的壓氣機(jī)回收的尾氣經(jīng)閥門(mén)組(37-5)吹涼干燥塔(4-2)，相反當(dāng)干燥塔(4-1)活化再生;(4-2)供氣時(shí)其工作原理相同。
二、制冷經(jīng)干燥塔凈化后的壓縮空氣分兩路輸出，一路經(jīng)過(guò)濾器(8-1)經(jīng)閥門(mén)組(40-1)和(40-2)給渦輪膨脹機(jī)組(9)的空氣軸承供氣，過(guò)濾器(8-2)和閥門(mén)組(40-3)和(40-4)用做備份。另一路通過(guò)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)自動(dòng)控制壓力，經(jīng)過(guò)初級(jí)冷箱(7)進(jìn)入低溫料倉(cāng)(14)，經(jīng)低溫料倉(cāng)(14)進(jìn)入主冷箱(10)幾經(jīng)冷卻后然后經(jīng)主冷箱(10)進(jìn)入渦輪膨脹機(jī)組(9)由膨脹渦輪進(jìn)行膨脹加速，部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，調(diào)整氣流推動(dòng)渦輪葉輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，合動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，被同軸的壓氣機(jī)(圖中左側(cè))吸收，因此空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械功，從而使空氣的溫度和壓力降低產(chǎn)生出150°K以下的低溫低壓空氣流，壓力約為1.1×104帕，(150°K開(kāi)氏溫度折攝氏溫度-130℃左右)。渦輪膨脹機(jī)組(9)右端所產(chǎn)生的150°K的低溫氣流，一部分經(jīng)低溫閥門(mén)(17)進(jìn)入供料器(18)，經(jīng)供料器(18)進(jìn)入冷凍室(19)用作冷凍室的冷劑。另一部分經(jīng)供料器(15)挾帶物料進(jìn)入低溫粉碎機(jī)(16)，此股低溫氣流用于吸收物料在粉碎過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量，以保證粉碎過(guò)程中橡膠始終保持在玻璃化溫度以下。再一部分低溫氣流通過(guò)低溫閥門(mén)(11)進(jìn)入高效旋風(fēng)除塵器(12)，經(jīng)高效旋風(fēng)除塵器(12)進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊作為主冷箱(10)的冷邊空氣。
三、物料輸入、預(yù)冷及冷凍為了合理的使用氟利昂制冷和膨脹制冷的最佳工作區(qū)，提高致冷效率，本發(fā)明采用兩級(jí)冷卻，預(yù)冷室(25)的冷卻是用氟利昂制冷機(jī)組(28)產(chǎn)生的冷氣經(jīng)蒸發(fā)器(23)，經(jīng)供料器(24)送入預(yù)冷室(25)，對(duì)物料進(jìn)行予冷處理使物料由常溫冷卻到K氏243°K左右。物料的輸入是將已被常溫破碎的橡膠粗粒加入料斗(34)內(nèi)，經(jīng)定量送料器(35)和出料閥(36)進(jìn)入冷氣輸料系統(tǒng)，由風(fēng)機(jī)(29)吹來(lái)的空氣流在供料器(30)中與物料混合，料氣混合流進(jìn)入旋風(fēng)除塵器(31)分離出需粉碎的物料顆粒，物料中的微細(xì)粒子與塵埃隨空氣排入沉降室(33)經(jīng)凈化后排入大氣，以免污染環(huán)境，旋風(fēng)除塵器(31)分離沉積的物料，經(jīng)出料閥(32)進(jìn)入供料器(24)，與來(lái)自風(fēng)機(jī)(22)吹出的并經(jīng)氟利昂制冷機(jī)組(28)、蒸發(fā)器(23)、冷凍到約243°K(攝氏-30°左右)的低溫氣流混合后，物料氣流同時(shí)進(jìn)入預(yù)冷室(25)在預(yù)冷室內(nèi)充分進(jìn)行熱交換(即物料吸收冷氣，冷氣變熱)，然后物料經(jīng)旋風(fēng)除塵器(26)料、氣分離空氣返回風(fēng)機(jī)(22)的進(jìn)口循環(huán)使用。已預(yù)冷的物料，經(jīng)出料閥(27)進(jìn)入供料器(18)與通過(guò)低溫閥門(mén)(17)輸入來(lái)的低于150°K的低溫空氣混合，混合后的物料進(jìn)入冷凍室(19)，在冷凍室(19)內(nèi)充分進(jìn)行熱交換，使物料被冷凍到低于玻璃化溫度，有利于對(duì)橡膠物料的粉碎加工，物料經(jīng)冷凍室(19)被送入旋風(fēng)除塵器(20)中進(jìn)行料、氣分離，低溫空氣作為主冷箱(10)冷邊空氣的一部分輸入到主冷箱，低溫物料經(jīng)出料閥(21)進(jìn)供料器(15)。
四、余冷回收及成品粉料的制成冷凍到低于玻璃化溫度的物料，在供料器(15)中與直接來(lái)自膨脹渦輪機(jī)組(9)右端的150°K的低溫冷氣混合，物料隨氣流送入低溫粉碎機(jī)(16)中進(jìn)行粉碎，粉碎后的粉料隨氣流一起進(jìn)入高效旋風(fēng)除塵器(12)內(nèi)進(jìn)行料、氣分離，高效旋風(fēng)除塵器(12)將10μm及大于10μm的粉料分離沉積下來(lái)，空氣與來(lái)自低溫閥門(mén)(11)的低溫二次氣流一起進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊。在高效旋風(fēng)除塵器(12)中沉積的粉料通過(guò)出料閥(13)進(jìn)入低溫料倉(cāng)(14)，在低溫料倉(cāng)(14)中換熱(即粉料吸收常溫空氣的熱量常溫空氣變冷)，低溫料倉(cāng)(14)中有來(lái)自經(jīng)調(diào)壓閥(6)調(diào)制的定壓常溫空氣，這股空氣先經(jīng)過(guò)初級(jí)冷箱(7)吸收部分余冷，然后再進(jìn)入低溫料(14)使成品分料溫度回升到高于0℃便于出倉(cāng)包裝。
五、控制系統(tǒng)本發(fā)明的壓力、溫度控制系統(tǒng)采用自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的雙向系統(tǒng)，進(jìn)料量根據(jù)冷凍室的溫度及運(yùn)行情況通過(guò)變速電機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。本發(fā)明不僅僅能夠粉碎達(dá)到玻璃化溫度的橡膠物料，也可以粉碎其它在低溫下能粉碎的材料。物料的預(yù)冷冷氣可以采用氟利昂制冷機(jī)組(28)，也可以采用氨制冷。渦輪膨脹機(jī)組可以采用單級(jí)，也可采用多級(jí)串、并聯(lián)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、節(jié)能、節(jié)水、效率高成本低無(wú)環(huán)境污染。其積極效果是充分利用開(kāi)發(fā)了二次資源，使廢橡膠重復(fù)利用、變廢為寶，節(jié)約大量的原材料，節(jié)省大量的資金，解決了液氮制冷價(jià)格昂貴的困難。采用本發(fā)明制出的橡膠粉使用方便，無(wú)環(huán)境污染，其制品抗老化、耐磨性能均有提高。
本發(fā)明的附圖是

圖1.裝置工藝布置中的標(biāo)號(hào)名稱(chēng)如下1.空氣壓縮機(jī) 2.穩(wěn)壓罐3.排污閥 4-1.干燥塔4-2.干燥塔 5.電爐6.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 7.初級(jí)冷箱8-1.過(guò)濾器 8-2.過(guò)濾器9.渦輪膨脹機(jī)組 10.主冷箱11.低溫閥門(mén) 12.高效旋風(fēng)除塵器13.出料閥 14.低溫料倉(cāng)15.供料器 16.低溫粉碎機(jī)17.低溫閥門(mén) 18.供料器19.冷凍室 20.旋風(fēng)除塵器21.出料閥 22.風(fēng)機(jī)23.蒸發(fā)器 24.供料器25.預(yù)冷室 26.旋風(fēng)除塵器27.出料閥 28.氟利昂制冷機(jī)組29.風(fēng)機(jī) 30.供料器31.旋風(fēng)除塵器 32.出料閥33.沉降室 34.料斗35.定量送料器 36.出料閥37-1～37-8.閥門(mén)組 38-1.閥門(mén)組38-2.閥門(mén)組 39.消音器40-1～40-4.閥門(mén)組本發(fā)明的各部分連接關(guān)系結(jié)合實(shí)施例附圖描述如下由空氣增與凈化系統(tǒng)為渦輪膨脹機(jī)組(9)提供氣源，由渦輪膨脹機(jī)組(9)制出150°K低溫氣流供物料深冷脆化，利于粉碎，由氟利昂制冷機(jī)組(28)制出243°K溫度供物料預(yù)冷，物料的傳輸過(guò)程是物料首先進(jìn)入料斗(34)，經(jīng)出料閥進(jìn)供料器(30)進(jìn)旋風(fēng)除塵器(31)，然后經(jīng)出料閥(32)進(jìn)供料器(24)，經(jīng)預(yù)冷室(25)進(jìn)旋風(fēng)除塵器(26)經(jīng)出料閥(27)進(jìn)供料器(18)，經(jīng)冷凍室進(jìn)入旋風(fēng)除塵器(20)，幾經(jīng)預(yù)冷，旋風(fēng)除塵，冷凍旋風(fēng)除塵的物料經(jīng)出料閥(15)進(jìn)一步冷凍才進(jìn)入粉碎機(jī)(16)中加工粉碎成成品粉料，粉料再經(jīng)高效旋風(fēng)除塵器(12)，經(jīng)出料閥(13)送入低溫料倉(cāng)(14)，粉料在低溫料倉(cāng)是換熱，溫度回升到0℃以上，方可出倉(cāng)包裝，系統(tǒng)采用雙向控制自動(dòng)和手動(dòng)相結(jié)合，出料閥(13)，(21)采用適用于深冷環(huán)境使用的料閥，出料閥(27)、(32)、(36)采用預(yù)冷環(huán)境使用的料閥，連接通道均由管道和傳輸裝置完成，定量送料器(35)可根據(jù)溫度情況進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)料量。
權(quán)利要求
1.一種新型空氣膨脹制冷低溫粉碎廢橡膠裝置；其特征在于該裝置由一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)，二、制冷及余冷回收系統(tǒng)，三、物料的輸入、預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)，四、控制系統(tǒng)組成，系統(tǒng)之間以及各個(gè)部件與部件之間、部件與閥門(mén)組之間的連接均由管道完成，物料的輸入由管道和風(fēng)力傳送機(jī)構(gòu)完成。一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)包括有空氣壓縮機(jī)(1)、穩(wěn)壓罐(2)、閥門(mén)組(37-1)～(37-8)、干燥塔(4-1)、(4-2)、電爐(5)、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)、初級(jí)冷箱(7)、過(guò)濾器(8-1)、(8-2)、閥門(mén)組(40-1)～(40-4)、低溫料倉(cāng)(14)、主冷箱(10)，由空氣壓縮機(jī)(1)連接穩(wěn)壓罐(2)，在穩(wěn)壓罐(2)上裝有排污閥(3)，穩(wěn)壓罐(2)還連接閥門(mén)組(37-1)和(37-8)為干燥塔供氣，閥門(mén)組(37-2)和(37-7)串接后兩端分別連接(37-1)和(37-8)的另一端，其公共端連接消音器(39)，消音器(39)的另一端通往空間，供水氣和二氧化碳排出，閥門(mén)組(37-1)、(37-2)、(37-7)、(37-8)，分別與干燥塔(4-1)和(4-2)的一端相連，干燥塔(4-1)和(4-2)的另一端與閥門(mén)組(37-3)、(37-4)、(37-5)、(37-6)的一端相連，閥門(mén)組(37-3)和(37-6)的公共端連接閥門(mén)組(40-1)和(40-4)的公共端，閥門(mén)組(40-1)串接過(guò)濾器(8-1)，過(guò)濾器(8-1)串接閥門(mén)組(40-2)的一端，閥門(mén)組(40-4)串接過(guò)濾器(8-2)，過(guò)濾器(8-2)串接閥門(mén)組(40-3)，閥門(mén)組(40-2)和(40-3)的公共端連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的空氣軸承供氣口，閥門(mén)組(37-3)和(37-6)的公共端還連接氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)的一端，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)的另一端連接初級(jí)冷箱(7)，經(jīng)初級(jí)冷箱(7)連接低溫料倉(cāng)(14)，低溫料倉(cāng)(14)的另一端連接主冷箱(10)，經(jīng)主冷箱(10)連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)進(jìn)氣口，閥門(mén)組(37-4)和(37-5)的公共端與電爐(5)的一端及閥門(mén)組(38-1)的一端相連，電爐(5)的另一端連接閥門(mén)組(38-2)的一端，閥門(mén)組(38-2)和(38-1)的公共端連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的壓氣機(jī)端(左端)排氣口，壓氣機(jī)(左端)的進(jìn)氣口連接初級(jí)冷箱(7)，經(jīng)初級(jí)冷箱(7)連接主冷箱(10)；空氣由空氣壓縮機(jī)(1)增壓，壓縮空氣進(jìn)入穩(wěn)壓罐(2)沉積物由排污閥(3)排出，排污后的壓縮空氣經(jīng)閥門(mén)組(37-1)、(37-3)或(37-8)、(37-6)進(jìn)入干燥塔(4-1)或(4-2)內(nèi)進(jìn)行凈化，凈化后的壓縮空氣分兩路輸出，一路經(jīng)過(guò)濾器(8-1)經(jīng)閥門(mén)組(40-1)和(40-2)或經(jīng)(8-2)經(jīng)閥門(mén)組(40-3)和(40-4)送渦輪膨脹機(jī)組(9)給空氣軸承供氣，另一路通過(guò)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥(6)自動(dòng)控制壓力，經(jīng)初級(jí)冷箱(7)進(jìn)入低溫料倉(cāng)(14)，經(jīng)低溫料倉(cāng)(14)進(jìn)入主冷箱(10)，經(jīng)主冷箱(10)進(jìn)入渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)為其供氣制冷；二、制冷和余冷回收系統(tǒng)包括有渦輪膨脹機(jī)組(9)該機(jī)組可單級(jí)或多級(jí)串并連組成，有氟利昂制冷機(jī)組(28)、風(fēng)機(jī)(22)、主冷箱(10)、初級(jí)冷箱(7)、低溫閥門(mén)(17)、(11)及冷氣傳輸管道連接組成，由渦輪膨脹機(jī)組(9)渦輪端(右端)低溫氣流輸出口連接供料器(15)，通過(guò)低溫閥門(mén)(17)連接供料器(18)、通過(guò)低溫閥門(mén)(11)連接高效旋風(fēng)除塵器(12)、低溫氣流的余冷回收由主冷箱(10)的冷邊連接高效旋風(fēng)除塵器(12)連接旋風(fēng)除塵器(20)，氟利昂制冷機(jī)組(28)連接蒸發(fā)器(23)，蒸發(fā)器(23)的一端連接風(fēng)機(jī)(22)的出風(fēng)口，另一端連接供料器(24)，風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口連接旋風(fēng)除塵器(26)；由渦輪膨脹機(jī)組(9)制出150°K以下的低溫氣流，該氣流分三路由渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)輸出，第一路經(jīng)低溫閥門(mén)(17)，經(jīng)供料器(18)送冷凍室(19)，在冷凍室(19)中物料與冷氣換熱后一同傳送到旋風(fēng)除塵器(20)中進(jìn)行料、氣分離，氣送入主冷箱(10)的冷邊，第二路低溫氣流送供料器(15)，經(jīng)供料器(15)送低溫粉碎機(jī)(16)使物料在低溫下進(jìn)行粉碎，粉碎后的料、氣一同傳送到高效旋風(fēng)除塵器(12)中進(jìn)行料、氣分離，氣進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊，第三路低溫氣流通過(guò)低溫閥門(mén)(11)，經(jīng)高效旋風(fēng)除塵器(12)進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊，主冷箱(10)的冷邊回收的氣流經(jīng)過(guò)主冷箱(10)進(jìn)入初級(jí)冷箱(7)，經(jīng)初級(jí)冷箱(7)返回渦輪膨脹機(jī)組(9)的壓氣機(jī)端(左端)；由氟利昂制冷機(jī)組(28)制出243°K左右的冷氣，該冷氣由風(fēng)機(jī)(22)、蒸發(fā)器(23)吹送供料器(24)、料、氣一同傳送到預(yù)冷室(25)、料、氣在預(yù)冷室進(jìn)行熱交換后一同傳送到旋風(fēng)除塵器(26)中進(jìn)行料、氣分離，分離出的氣返回風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口，150°K以下的低溫氣流和243°K左右的冷氣均為閉環(huán)循環(huán)回路；三、物料的輸入、預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)包括有料斗(34)、定量送料器(35)、沉降室(33)、風(fēng)機(jī)(29)、出料閥(36)、(32)、(27)、供料器(30)、(24)、(18)、(15)、旋風(fēng)除塵器(31)、(26)、(20)、預(yù)冷室(25)、冷凍室(19)、出料閥(21)、(13)、低溫粉碎機(jī)(16)、高效旋風(fēng)除塵器(12)、高效旋風(fēng)除塵器可以用一級(jí)也可以用多級(jí)串聯(lián)而成，及低溫料倉(cāng)(14)組成，由料斗(34)連接定量送料器(35)和出料閥(36)的一端，出料閥(36)的另一端連接供料器(30)，供料器(30)、(24)、(18)、(15)均為三通式結(jié)構(gòu)，供料器(30)的另兩端分別連接風(fēng)機(jī)(29)和旋風(fēng)除塵器(31)，旋風(fēng)除塵器(31)的一端連接沉降室(33)，沉降室(33)的出口通向空間，旋風(fēng)除塵器(31)的另一端連接出料閥(32)，出料閥(32)的另一端連接供料器(24)，供料器(24)的另兩端，一端連接蒸發(fā)器(23)的一端，蒸發(fā)器(23)的另一端連接風(fēng)機(jī)(22)的出風(fēng)口，供料器(24)的另一端與預(yù)冷室(25)連接，預(yù)冷室(25)連接，預(yù)冷室(25)連接旋風(fēng)除塵器(26)，旋風(fēng)除塵器(26)的一端連接風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口，另一端連接出料閥(27)，出料閥(27)與供料器(18)相連，供料器(18)的另兩端，一端連接低溫閥門(mén)(17)的一端，另一端連接冷凍室(19)，冷凍室(19)連接旋風(fēng)除塵器(20)，旋風(fēng)除塵器(20)與高效旋風(fēng)除塵器(12)的一端共同連接主冷箱(10)的冷邊通道，旋風(fēng)除塵器(20)的一端連接出料閥(21)，出料閥(21)的一端連接供料器(15)，供料器(15)的另兩端，一端連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)，另一端與低溫粉碎機(jī)(16)相連，低溫閥門(mén)(17)的另一端和低溫閥門(mén)(11)的另一端共同連接渦輪膨脹機(jī)組(9)的渦輪端(右端)，低溫粉碎機(jī)(16)連接高效旋風(fēng)除塵器(12)，高效旋風(fēng)除塵器(12)連接低溫閥門(mén)(11)的一端，高效旋風(fēng)除塵器(12)與出料閥(13)相連，出料閥(13)的另一端與低溫料倉(cāng)(14)相連，低溫料倉(cāng)(14)的另一端是成品粉料的出口；物料的輸入是將顆粒狀廢橡膠物料送入料斗(34)，經(jīng)定量送料器(35)定量，經(jīng)出料閥(36)送供料器(30)，經(jīng)供料器(30)送入旋風(fēng)除塵器(31)分離出需要被粉碎的物料，將排出塵埃及微粒送沉降室(33)凈化排放，需粉碎的物料經(jīng)出料閥(32)進(jìn)供料器(24)與來(lái)自氟利昂制冷機(jī)組(28)經(jīng)風(fēng)機(jī)(22)，經(jīng)蒸發(fā)器(23)吹送來(lái)的冷氣混合，混合后的料氣同時(shí)送入預(yù)冷室(25)中進(jìn)行熱交換，然后料、氣共同送入旋風(fēng)除塵器(26)中進(jìn)行料、氣分離，氣回到風(fēng)機(jī)(22)的抽風(fēng)口，料經(jīng)出料閥(27)送供料器(18)與經(jīng)低溫閥門(mén)(17)送來(lái)的渦輪膨脹機(jī)組(9)制出的低溫氣流混合，混合后的低溫料、氣共同送入冷凍室(19)，在冷凍室(19)中充分進(jìn)行熱交換，然后料、氣被送到旋風(fēng)除塵器(20)中進(jìn)行料、氣分離，氣去主冷箱(10)的冷邊，料經(jīng)出料閥(21)送供料器(15)，在供料器(15)中與直接來(lái)的低溫氣流進(jìn)一步混合冷卻，然后料、氣進(jìn)入低溫粉碎機(jī)(16)，低溫粉碎機(jī)(16)將橡膠顆粒物料粉碎成80目以上的粉料，粉料與氣共同進(jìn)入高效旋風(fēng)除塵器(12)進(jìn)行料、氣分離，氣與通過(guò)低溫閥門(mén)(11)送來(lái)的第三路低溫氣流一起進(jìn)入主冷箱(10)的冷邊，粉料通過(guò)出料閥(13)送入低溫料倉(cāng)(14)，在低溫料倉(cāng)(14)中粉料換熱回升到0℃以上即可出倉(cāng)包裝成成品粉料；四、本裝置的控制系統(tǒng)采用自動(dòng)和手動(dòng)雙向相結(jié)合對(duì)溫度、壓力及進(jìn)、出料量進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于干燥塔(4-1)和(4-2)切換使用，一個(gè)干燥塔供壓縮空氣輸入，另一個(gè)干燥塔用于活化再生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置;其特征在于過(guò)濾器(8-1)和閥門(mén)組(40-1)、(40-2)串連組;與過(guò)濾器(8-2)和閥門(mén)組(40-3)、(40-4)串連組，兩組切換使用，一組使用時(shí)另一組為備份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置;其特征在于該裝置不僅能粉碎達(dá)到玻璃化溫度可以粉碎的橡膠物料，同時(shí)也可以粉碎其它需要在低溫下能被粉碎的材料。
全文摘要
一種新型空氣膨脹制冷低溫粉碎廢橡膠裝置。該裝置由一、空氣增壓與凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)有空氣壓縮機(jī)、穩(wěn)壓罐、閥門(mén)組、干燥塔、電爐、過(guò)濾器、初級(jí)冷箱等組成。經(jīng)增壓凈化后的空氣由干燥塔輸出一路經(jīng)初級(jí)冷箱、低溫料倉(cāng)、主冷箱送渦輪膨脹機(jī)組渦輪端(右端)膨脹制冷，另一路經(jīng)過(guò)濾器推動(dòng)機(jī)組的氣體軸承。二、制冷及余冷回收系統(tǒng)。由渦輪膨脹機(jī)組制低溫冷氣，由氟利昂制冷機(jī)組制冷氣，由主冷箱回收余冷送壓氣機(jī)端。三、物料的預(yù)冷、冷凍及成品粉料的制成系統(tǒng)。物料加工由預(yù)冷室、冷凍室、多級(jí)旋風(fēng)除塵器和粉碎機(jī)等傳輸完成，成品粉料進(jìn)低溫料倉(cāng)。四、控制系統(tǒng)采用自動(dòng)和手動(dòng)控制。
文檔編號(hào)B29B13/10GK1069688SQ9110572
公開(kāi)日1993年3月10日 申請(qǐng)日期1991年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月20日
發(fā)明者步荒, 高秀蘭, 陳寶根, 賈友祥 申請(qǐng)人:中國(guó)航空機(jī)載設(shè)備總公司