用于再生橡膠粉精煉成型的多螺桿擠出裝置及精煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于再生橡膠粉精煉成型的多螺桿擠出裝置及精煉方法，屬于廢橡膠循環(huán)利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界上最大的橡膠消耗國，同時(shí)也是世界上最大的廢舊橡膠產(chǎn)生國，我國原料橡膠資源非常短缺，2014年僅天然橡膠就進(jìn)口420萬噸，橡膠供求相當(dāng)矛盾。而再生橡膠作為橡膠原料的有效補(bǔ)充，已經(jīng)成為不可或缺的第三大橡膠原料體系，因此，廢舊橡膠的循環(huán)利用對(duì)我國橡膠工業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。
[0003]隨著國家環(huán)保政策的推行，傳統(tǒng)低端落后的生產(chǎn)設(shè)備、工藝已經(jīng)處于淘汰現(xiàn)狀。目前再生膠行業(yè)中再生膠粉的精煉捏練加工大多采用傳統(tǒng)的“三機(jī)一線”或“四機(jī)一線”的精煉出片方式，得到加工性能和力學(xué)性能優(yōu)異的再生膠;但是這種間歇式的生產(chǎn)方式自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、開放式生產(chǎn)煙氣排放嚴(yán)重托，技術(shù)低端且存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，保證再生膠粉密閉、連續(xù)自動(dòng)化的精煉捏練成型，可以改善再生膠的性能，同時(shí)提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)環(huán)境及工人安全，是廢舊橡膠循環(huán)利用的關(guān)鍵技術(shù)和研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的缺點(diǎn)，本發(fā)明第一個(gè)目的是提供一種用于再生橡膠粉精煉的螺桿，包括擠壓輸送段、剪切段及剪切輸送段;擠壓輸送段依次包括第一輸送螺紋元件、第二輸送螺紋元件、第三輸送螺紋元件，三種輸送螺紋元件的螺距關(guān)系如下:第一輸送螺紋元件螺距Pl >第二輸送螺紋元件螺距P2 >第三輸送螺紋元件螺距P3，輸送螺紋元件之間設(shè)置至少一個(gè)第一剪切螺紋元件;其中第一輸送螺紋元件為大螺距螺紋元件，利于粉狀再生膠粉輸送進(jìn)入到螺桿擠出機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過第一剪切螺紋元件一定程度的剪切，再進(jìn)入小螺距的第二輸送螺紋元件，對(duì)粉狀松散物料進(jìn)行擠壓，再依次使用第一剪切元件、更小螺距的第三輸送螺紋元件，往復(fù)作用，使粉狀再生膠粉擠壓精密，有利于下道剪切段的強(qiáng)力剪切;Ρ2:Ρ1=1/5-1/2，Ρ3:Ρ2=1/5-1/2。輸送螺紋元件的螺距每節(jié)以1/5-1/2的程度逐漸減小，中間添加剪切元件，更有利于快速擠壓粉狀再生膠粉。剪切段包括至少一個(gè)第二剪切螺紋元件和第四輸送螺紋元件，還可任選的與反向螺紋元件、密煉螺紋元件、強(qiáng)力剪切螺紋元件進(jìn)行任意組合，第四輸送螺紋元件螺距P4 5P3;反向螺紋元件為輸送螺紋元件具有將部分物料施加反向的作用力，使物料重新返回前端元件中與后續(xù)的物料同時(shí)作用，起到混合的效果，這樣有利于物料混合及剪切的均勻性;密煉螺紋元件可保持一定剪切力的同時(shí)，增加密煉混合作用，提高剪切段混合、剪切作用;強(qiáng)力剪切螺紋元件為多個(gè)強(qiáng)力剪切元件串聯(lián)而成(90° /60° /45°)，可持續(xù)保持對(duì)物料的剪切，保證螺桿對(duì)再生物料的精煉、捏練作用，有效降低物料門尼粘度，增加可塑性與加工性。反向螺紋、密煉螺紋組合能有效提高膠料在擠出機(jī)中和混合、密煉作用，混合均勻，提高膠料自粘性，有利于強(qiáng)力剪切螺紋對(duì)膠料的高效剪切、捏練的作用，并且由于具有高效的混合功能，使膠料可得到均勻穩(wěn)定的剪切，質(zhì)量更佳穩(wěn)定，如此三者結(jié)合，效果更佳。剪切輸送段由至少一個(gè)第三剪切螺紋元件與第五輸送螺紋元件相間串聯(lián)組成，第五輸送螺紋元件螺距P5 < P4;剪切螺紋實(shí)現(xiàn)對(duì)前端物料的補(bǔ)充剪切，逐漸降低門尼粘度，提高膠料的塑性，由輸送螺紋持續(xù)穩(wěn)定向下段輸送物料，往復(fù)多次，實(shí)現(xiàn)機(jī)頭物料衡量均勻供給，使產(chǎn)品成型尺寸穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。第二剪切螺紋元件、第三剪切螺紋元件與第一剪切螺紋元件相同或不同。
[0005]本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉成型的多螺桿擠出裝置，采用上述螺桿進(jìn)行同向/異向平行結(jié)構(gòu)、品字結(jié)構(gòu)或圓筒結(jié)構(gòu)的排布。通過對(duì)傳統(tǒng)工藝作用的分解，采用不同形式的螺紋元件實(shí)現(xiàn)再生膠粉密閉、連續(xù)精煉成型，有效避免了傳統(tǒng)開放式生產(chǎn)技術(shù)污染嚴(yán)重、勞動(dòng)效率低強(qiáng)度大及自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)。多螺桿與單、雙螺桿比較，具有嚙合區(qū)多，產(chǎn)能大的優(yōu)點(diǎn)。多螺桿嚙合區(qū)多，每增加一條螺桿嚙合區(qū)即可得到大于I的功效，從而實(shí)現(xiàn)膠料強(qiáng)力三維剪切，在相同長徑比的情況下大大提高螺桿對(duì)膠料的剪切、捏練功效，提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備造價(jià)及廠房投資。
[0006]本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉的系統(tǒng)，包括計(jì)量喂料系統(tǒng)、剪切系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及制冷系統(tǒng);所述剪切系統(tǒng)采用如權(quán)利要求4所述的多螺桿擠出裝置;所述計(jì)量喂料系統(tǒng)為錐雙螺桿喂料裝置。優(yōu)選的是:所述制冷系統(tǒng)為冷水機(jī)。優(yōu)選的是:所述冷卻系統(tǒng)位于多螺桿擠出機(jī)機(jī)筒外部。
[0007]本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供采用上述系統(tǒng)對(duì)再生橡膠粉精煉的方法，包括如下步驟:
1)0-80°C的再生膠粉通過計(jì)量喂料系統(tǒng)，由喂料頻率與喂料電流控制，進(jìn)行衡量物料的喂料；
2)物料經(jīng)過多螺桿擠出機(jī)精煉、成型，制備粒狀再生橡膠；
3)各區(qū)溫度由冷卻系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)保持在0-100°C。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
1)采用密閉式擠出機(jī)替代開放式精煉機(jī)對(duì)再生膠粉進(jìn)行精煉、捏練加工成型，提高產(chǎn)線自動(dòng)化科技水平，有效避免開放式加工的污染難題，同時(shí)降低勞動(dòng)定員及勞動(dòng)強(qiáng)度；
2)采用嚙合效果好的多螺桿結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生1+1> 2的功效，實(shí)現(xiàn)對(duì)再生膠粉三維強(qiáng)力剪切，在同等長徑比條件下與單雙螺桿相比，可大大提高生產(chǎn)效率，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量；
3)采用輸送螺紋元件、剪切螺紋元件、反向螺紋元件、密煉螺紋元件及強(qiáng)力剪切螺紋元件進(jìn)行組合，達(dá)到最優(yōu)排布，有效避免膠料剪切不均勻造成質(zhì)量波動(dòng)、剪切不夠造成門尼粘度過高、剪切過度造成膠料主鏈斷裂嚴(yán)重從而降低性能等，實(shí)現(xiàn)對(duì)再生膠粉的最佳精煉、捏練處理，提尚再生膠的加工性能。
【附圖說明】
圖1擠壓輸送段簡易示意圖圖2剪切元件示意圖圖3剪切、輸送螺紋元件示意圖圖4反向螺紋元件示意圖圖5密煉螺紋元件示意圖圖6強(qiáng)力剪切螺紋元件示意圖圖7本發(fā)明的一種螺桿形式示意圖圖8單螺桿、雙螺桿與多螺桿嚙合對(duì)比示意圖
其中，1、I’、I”為輸送螺紋元件，2、2’、2”為剪切螺紋元件，3為反向螺紋元件，4為密煉螺紋元件，5為強(qiáng)力剪切螺紋元件，6為嚙合區(qū)
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種用于再生橡膠粉精煉的螺桿，包括擠壓輸送段、剪切段及剪切輸送段；
擠壓輸送段依次包括第一輸送螺紋元件1、第二輸送螺紋元件I’、第三輸送螺紋元件I”，三種輸送螺紋元件的螺距關(guān)系如下:第一輸送螺紋元件I螺距Pl>第二輸送螺紋元件I’螺距P2>第三輸送螺紋元件I”螺距P3，輸送螺紋元件之間設(shè)置至少一個(gè)第一剪切螺紋元件2；
剪切段包括至少一個(gè)第二剪切螺紋元件2’和第四輸送螺紋元件，還可任選的與反向螺紋元件3、密煉螺紋元件4、強(qiáng)力剪切螺紋元件5進(jìn)行任意組合，第四輸送螺紋元件螺距P4 5P3；
剪切輸送段由至少一個(gè)第三剪切螺紋元件2”與第五輸送螺紋元件相間串聯(lián)組成，第五輸送螺紋元件螺距P5 < P4；
第二剪切螺紋元件2’、第三剪切螺紋元件2”與第一剪切螺紋元件2相同或不同。
[0010]Ρ2:Ρ1=1/5-1/2，Ρ3:Ρ2=1/5-1/2。
[0011 ]強(qiáng)力剪切段為90° /60° /45°剪切螺紋元件的任意組合。
[0012]—種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉成型的多螺桿擠出裝置，采用上述螺桿進(jìn)行同向/異向平行結(jié)構(gòu)、品字結(jié)構(gòu)或圓筒結(jié)構(gòu)的排布。
[0013]—種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行再生的系統(tǒng)，包括計(jì)量喂料系統(tǒng)、剪切系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及制冷系統(tǒng);所述剪切系統(tǒng)采用上述多螺桿擠出裝置;所述計(jì)量喂料系統(tǒng)為錐雙螺桿喂料裝置。
[0014]所述制冷系統(tǒng)為冷水機(jī)。
[0015]所述冷卻系統(tǒng)位于多螺桿擠出機(jī)機(jī)筒外部。
[0016]采用上述系統(tǒng)對(duì)再生橡膠粉精煉的方法，包括如下步驟:
1)0-80°C的再生膠粉通過計(jì)量喂料系統(tǒng)，由喂料頻率與喂料電流控制，進(jìn)行衡量物料的喂料；
2)物料經(jīng)過多螺桿擠出機(jī)精煉、成型，制備粒狀再生橡膠；
3)各區(qū)溫度由冷卻系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)保持在0-100°C。
[0017]除上述實(shí)施例之外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式，凡使用同等替換或者等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于再生橡膠粉精煉的螺桿，其特征在于:包括擠壓輸送段、剪切段及剪切輸送段； 擠壓輸送段依次包括第一輸送螺紋元件、第二輸送螺紋元件、第三輸送螺紋元件，三種輸送螺紋元件的螺距關(guān)系如下:第一輸送螺紋元件螺距卩1>第二輸送螺紋元件螺距卩2>第三輸送螺紋元件螺距P3，輸送螺紋元件之間設(shè)置至少一個(gè)第一剪切螺紋元件； 剪切段包括至少一個(gè)第二剪切螺紋元件和第四輸送螺紋元件，還可任選的與反向螺紋元件、密煉螺紋元件、強(qiáng)力剪切螺紋元件進(jìn)行任意組合，第四輸送螺紋元件螺距P4 < P3； 剪切輸送段由至少一個(gè)第三剪切螺紋元件與第五輸送螺紋元件相間串聯(lián)組成，第五輸送螺紋元件螺距P5 < P4； 第二剪切螺紋元件、第三剪切螺紋元件與第一剪切螺紋元件相同或不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于再生橡膠粉精煉的螺桿，其特征在于:Ρ2:Ρ1=1/5-1/2，P3:P2=l/5-l/2o3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于再生橡膠粉精煉的螺桿，其特征在于:強(qiáng)力剪切段為90° /60° /45°剪切螺紋元件的任意組合。4.一種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉成型的多螺桿擠出裝置，其特征在于:采用如權(quán)利要求1-3任一所述螺桿進(jìn)行同向/異向平行結(jié)構(gòu)、品字結(jié)構(gòu)或圓筒結(jié)構(gòu)的排布。5.一種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉的系統(tǒng)，其特征在于:包括計(jì)量喂料系統(tǒng)、剪切系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及制冷系統(tǒng);所述剪切系統(tǒng)采用如權(quán)利要求4所述的多螺桿擠出裝置;所述計(jì)量喂料系統(tǒng)為錐雙螺桿喂料裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉的系統(tǒng)，其特征在于:所述制冷系統(tǒng)為冷水機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種對(duì)再生橡膠粉進(jìn)行精煉的系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻系統(tǒng)位于多螺桿擠出機(jī)機(jī)筒外部。8.采用如權(quán)利要求5-7任一所述系統(tǒng)對(duì)再生橡膠粉精煉的方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)0-80°C的再生膠粉通過計(jì)量喂料系統(tǒng)，由喂料頻率與喂料電流控制，進(jìn)行衡量物料的喂料； 2)物料經(jīng)過多螺桿擠出機(jī)精煉、成型，制備粒狀再生橡膠； 3)各區(qū)溫度由冷卻系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)保持在0-100°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于再生橡膠粉精煉成型的多螺桿擠出裝置及再生方法，采用特殊螺桿進(jìn)行同向/異向平行結(jié)構(gòu)、品字結(jié)構(gòu)或圓筒結(jié)構(gòu)的排布。通過對(duì)傳統(tǒng)工藝作用的分解，采用不同形式的螺紋元件實(shí)現(xiàn)再生膠粉密閉、連續(xù)精煉成型，有效避免了傳統(tǒng)開放式生產(chǎn)技術(shù)污染嚴(yán)重、勞動(dòng)效率低強(qiáng)度大及自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)。
【IPC分類】B29B9/06, B29C47/40, B29C47/60
【公開號(hào)】CN105599166
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510988796
【發(fā)明人】沈軍, 譚欽艷, 郭素炎
【申請(qǐng)人】中膠橡膠資源再生（青島）有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日