一元化工藝顆粒再生產系統的製作方法

2023-08-11 11:17:51

專利名稱：一元化工藝顆粒再生產系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種一元化工藝顆粒再生產系統，它有別於現有的技術，無需在進行鑄造模具時對已生產的顆粒進行附加的熱處理過程，而在熔融PET瓶或PET碎片之後，擠出成形成麵條形狀的膠狀，接下來將較長的膠狀熔融物通過一元化工藝進行冷卻並硬化，之後將其切碎。
背景技術：
顆粒型熱可塑性樹脂，因為其優良的鑄造模具成形性能而被廣泛使用於形狀複雜的產品的成形中，而且因為其表面堅硬而平滑，耐藥性及耐溼性強，因此廣泛應用於鑄造成形等具備各種用途的產品的成形中。
一般來說，顆粒(Pellet)是小的塊狀或碎末形態的物質，也稱作碎片(chip)，通常是指用於鑄造成形的樹脂性物質。
圖1為一般使用的成形用顆粒的圖像。
如圖所示，圖1(A)所示的透明形態的顆粒(Pellet)是對塑料樹脂進行一次壓縮處理而得到的，而圖1(B)所示的白色形態的顆粒是對圖1(A)的透明形態的顆粒(Pellet)進行再一次的熱處理而得到的。
一般來說，顆粒大多是對廢塑料樹脂進行再加工所得到的，但是這樣生產出來的顆粒大都以鑄造成形各種產品時的鑄造成形材料來使用，這裡所使用的顆粒是圖1(B)所示的白色形態的顆粒。
因此，圖1(A)所示的透明形態的顆粒(Pellet)不能用作鑄造成形的材料。即，由於當熔融透明形態的顆粒時，其自身相互凝結，因此不能直接用於產品成形中，只有進行附加的熱處理才能在產品成形中使用。
但是，以往存在技術力量不足、處理過程的不完善、機械製造的經濟性等各種問題，如圖1(A)所示，只能對經過一次熱處理的透明形態的顆粒進行重複熱處理，才能得到在實際鑄造成形中能使用的如圖1(B)所示的白色形態的顆粒。

發明內容
如上所述，現有的經過二次熱處理等才能得到用於鑄造成形等的白色形態的顆粒的工藝，存在效率低、經濟性差、耗費大量的人力和物力的問題。
本發明人通過多年來從事塑料樹脂產品的處理、生產，為改善聚酯樹脂處理及提高聚酯顆粒生產效率而進行了長時間的研究，從而發明出了以下所述的一元化工藝顆粒再生產系統。
本實用新型提供了一種一元化工藝顆粒再生產系統，其特徵在於包括熔融擠出部、熱處理部、熱處理冷卻部及顆粒化切斷部，通過上述構成部中進行的工序而排出的顆粒，無需進行附加的熱處理工藝即可直接在壓模成型中使用，其特徵在於，上述熔融擠出部由以下部件構成為了按一定比率投入樹脂顆粒或膜片而上下開放的筒形狀送料鬥；將通過上述送料鬥所供應的材料按一定量進行移送的送料器；使上述送料器所供應的材料在220℃-240℃的溫度下熔融的同時，向一個方向進行移送的熔融爐；在出口一側形成多個直徑為0.5-2mm的孔，從而能夠將上述熔融爐所移送的熔融加工材料擠出成形為麵條形狀的擠出爐，上述熱處理部具備多個加熱器，使從上述熔融擠出部投入的膠狀顆粒熔融物的溫度在上述加熱器的前端部升溫，而隨著靠近後端部逐漸降低溫度，並移送膠狀顆粒熔融物，上述多個加熱器設置在通過電機所提供的動力進行旋轉並移送從上述熔融擠出部投入的膠狀顆粒熔融物的擱板的上部，上述多個加熱器構成為高20-50cm並被包圍成筒狀，其前端部放出的熱風的溫度高於從上述熔融擠出部投入的膠狀顆粒熔融物的溫度，而隨著靠近後端部所放出的熱風的溫度逐漸降低，上述熱處理冷卻部具備多個加熱器和呈筒狀的冷卻裝置，從而使上述所投入的膠狀顆粒熔融物逐漸硬化，多個加熱器設置在通過電機所提供的動力進行旋轉並移送從上述熱處理部投入的膠狀顆粒熔融物的擱板的上部，上述多個加熱器構成為高20-50cm並被包圍成筒狀，其前端部放出的熱風的溫度高於從上述熱處理部投入的膠狀顆粒熔融物的溫度，而隨著靠近後端部所放出的熱風的溫度逐漸降低，上述冷卻裝置將噴射從氣體冷卻氣缸供給的冷卻氣體，上述顆粒化切斷部的切斷滑輪在其圓周上等間隔形成多個刀刃，並設置成在上述熱處理部的排出側通過動力而能夠轉動，其下部具備排出被切斷的顆粒的排出管，從而顆粒化切斷部將從上述熱處理冷卻部排出的已硬化而未被切斷的顆粒按一定顆粒長度進行切斷並排出。
因此，本實用新型是為解決上述問題而提出的，本實用新型的目的在於提供一種有關無需一次或二次的熱處理過程等附加工藝，僅通過一次工藝就可製造出產品鑄造成形用顆粒的一元化工藝顆粒再生產系統的技術，該技術是這樣完成的，即利用PET瓶等能夠製造顆粒的材料及再生材料，使其熔融，將類似於麵條狀的較長的膠狀熔融物通過一元化工藝進行冷卻、硬化，之後將其切碎。


圖1為一般使用的成形用顆粒的圖像。
圖2為根據本實用新型的一個實施例的一元化工藝顆粒再生產系統的結構圖。
圖3至圖6為圖2的實施例中的各組成部分的詳細示意圖。
符號說明10熔融擠出部110送料鬥120送料器121螺旋推進器122電機130排出管140熔融爐150擠出爐160動力裝置20熱處理部211-216加熱器220擱板
231a、231b滑輪232電機30熱處理冷卻部311-314加熱 320擱板331a、331b滑輪340氣體冷卻氣缸 341、342冷卻裝置40顆粒化切斷部410切斷滑輪 420電機430排出管 440收集筒具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一元化工藝顆粒再生產系統進行詳細的說明。
圖2為根據本實用新型的一個實施例的一元化工藝顆粒再生產系統的結構圖，其中，圖2(a)為側面圖，而圖2(b)為平面圖。另外，圖3為圖2實施例中的熔融擠出部，圖4為熱處理部，圖5為熱處理冷卻部，圖6為顆粒化切斷部的詳細示意圖。
如圖所示，根據本實用新型的一個實施例的一元化工藝顆粒再生產系統大致包括熔融擠出部10、熱處理部20、熱處理冷卻部30及顆粒化切斷部40。
在熔融擠出部10的上部形成有送料鬥110，而上述送料鬥110的形狀為能夠盛裝顆粒等待加工材料的桶狀，而且上部開放，下部逐漸變窄的形狀。在上述送料鬥110的下部出口部分形成有送料器120，上述送料器120的作用是將流入至其內部的加工材料按一定量向相反方向移送，在本實施例中，在其內部形成有螺旋推進器121，其通過電機122旋轉，從而將送料器120移送。在送料器120的下部相連並形成有排出管130，通過該排出管130將加工材料排到下部。
在排出管130的出口一側連接有熔融爐140，而上述熔融爐140呈圓筒形態的罐筒形狀，在其周圍設置有熱線裝置，從而對所投入的聚酯顆粒或聚酯片(scrap)等加工材料進行熔融。與此同時，因為在其內部設置有螺旋推進器(未圖示)，因此通過上述螺旋推進器的自身旋轉將經過熔融的加工材料擠出並移送至擠出爐150。在本實施例中，在上述熔融爐140的下部形成有支撐腿。
擠出爐150呈具備一定的空間體積的桶狀，而且在出口一側形成有多個直徑為0.5-2mm的孔，使經過熔融的加工材料以長長的麵條的形狀吐出。
為了向熔融爐140及擠出爐150傳達驅動力，在熔融爐150的下部設有動力裝置160，而在上述動力裝置的內部設有電源裝置及電機等，從而產生熔融爐140及擠出爐150啟動所需的驅動力。
因此所投入的PET碎片(PET scrap)在送料器120下端的熔融爐130中變成具有粘性的熔融PET膠，而熔融的PET膠通過位於熔融擠出部10的擠出電機140的旋轉而緩緩地擠出到下一階段的熱處理部20中。
這樣從熔融擠出部10吐出的熔融PET膠的溫度大約在221-240℃左右。因此這裡大量擠出的是像在開水中煮過的麵條一樣的溼軟的液體。
在下一階段的熱處理部20中設有6個加熱器211-216。在這裡進行熱處理時，先將從上述熔融擠出部10擠出的麵條狀的熔融PET膠重新加熱至300℃-320℃之後，在下一階段的構成部依次進行降溫。
仔細觀察上述熱處理部20可知，加熱器211-216固定設置於帶狀擱板220的支撐體上端，而各加熱器211-216安裝在從帶狀的擱板220上端向上部升高20-50cm的位置。上述加熱器211-216將把設置於內部的熱源所產生的熱風(熱)吹向膠狀顆粒熔融物，而且為了使所產生的熱風(熱)不易洩露出去，其外部形成四周被包圍的筒狀。
首先，從第一加熱器211中吹出約300℃-320℃的熱風吹向注入至熱處理部20的麵條形狀的熔融加工材料上。從下一階段的第二加熱器212中吹出比第一加熱器211約低15℃的熱風(熱)，對在上述第一加熱器211中進行過處理的熔融加工材料進行熱處理。餘下的加熱器211依次吹出比上一個加熱器約低15℃的熱風(熱)，向一定的方向移動的同時進行熱處理。雖然本實施例採用了6個加熱器211-216，並如上所述，這些加熱器211-216依次降低溫度而對膠狀顆粒熔融物進行處理，因此只要能達到與本實用新型相同的處理效果，就可以每隔一定距離安裝所需數量的加熱器。
加熱器211-216的下方就是擱板220。如圖所示，因為擱板220的兩個末端設有被旋轉驅動的滑輪231a、231b，而且與設置於下部的電機232相連，因此在對置於擱板220的麵條形狀的熔融加工材料進行熱處理的同時能夠向後移送。與此同時，上述熱處理部20的前端的熔融擠出部10和擱板220的高度相同，而且，此高度將在後面說明的熱處理冷卻部30和顆粒化切斷部40中也相同。
在熱處理部20後端的熱處理冷卻部30也設有加熱器311-314，而且在上述加熱器311-314的後端連續安裝有冷卻裝置341、342。另外，在其上部設有呈倒扣的大杯子形狀的氣體冷卻氣缸340。在本實施例的熱處理冷卻部30中，為了達到更好的冷卻效果，其氣體冷卻氣缸340膠狀顆粒熔融物的冷卻氣體噴向冷卻裝置341、342，使膠狀顆粒熔融物完全硬化。另外，在上述熱處理冷卻部30也設有帶狀擱板320、被旋轉驅動的滑輪331a、331b，從而使上述擱板320旋轉驅動。本實施例的熱處理冷卻部30的滑輪331a、331b的驅動力來自熱處理部20的電機232，而上述驅動力也可以來自熱處理冷卻部30的內部。
因此，熱處理冷卻部30在最終完成熱處理的同時，使其冷卻並完全硬化。
僅僅從熱處理過程的角度去考慮，上一階段的熱處理部20的熱處理過程和上述熱處理冷卻部30的熱處理過程是連續的一系列過程，因此雖然本實施例中是分別進行處理，但如上所述，也可以將上述熱處理過程設計在同一個裝置中。
在本實施例中，熱處理部20所處理的熔融顆粒膠的溫度約為210℃。因此上述熔融顆粒膠在上述熱處理冷卻部30以依次降溫的方式進行熱處理，從而最後一個加熱器314末端的溫度約為140℃-160℃。
之後，通過最後加熱器314的熔融顆粒膠引入到連接氣體冷卻氣缸330的冷卻裝置341、342中。上述氣體冷卻氣缸330的作用為通過噴射冷卻氣體，使未被切斷的較長的熔融顆粒膠以硬化的狀態進行冷卻。在本實施例中，因為噴射低溫的氮(N2)氣，因此在確保較長的熔融顆粒膠不被氧化並快速冷卻，從而能夠將約150℃的熔融顆粒膠完全硬化，獲得約冷卻至5-10℃左右的未切斷的較長的顆粒物。
一般來說，被稱作PET瓶等的樹脂為聚酯(polyester)，而且如果對上述聚酯樹脂進行冷卻，除熱處理過程之外容易被氧化。因此，在本實施例中是通過噴射低溫氮(N2)氣來達到冷卻的目的。
在本實施例中將上述氣體冷卻氣缸330置於加熱裝置(311-314)的上部，但只要完成熱處理之後還能進行冷卻，對其位置沒有限制。
在熱處理冷卻部30的後端，連著設置有顆粒化切斷部40。上述顆粒化切斷部40由切斷滑輪410和向其提供動力的電機420構成，另外，還包括排出被切斷的顆粒的排出管430和收集排出的顆粒的收集筒440。
切斷滑輪410的形狀為圓筒形，而且在其圓周上形成有一定量的刀刃，因此可以對注入的已硬化的麵條形狀的顆粒條按一定長度進行旋轉切斷。但是，只要能夠切斷成一定長度的顆粒，本系統則不一定要採用本實施例的旋轉方式的切斷滑輪410，而可以採用其他的切斷方式。
在切斷滑輪410上，連接有設置於顆粒化切斷部40下部的電機420，從而可以藉助上述電機420的動力進行旋轉。另外，如圖所示，在切斷滑輪410的下部，連結形成有以管道形狀中空的排出管430，而在上述排出管430的出口一側設置有盒子形狀的收集筒440。
因此注入至上述顆粒化切斷部40的硬化顆粒熔融物，在後端的顆粒化切斷部40被切斷成約2-5mm的長度。
眾所周知，普通的顆粒大小相當於飯粒或瓜子的大小。在熱處理冷卻部30冷卻的狀態為像麵條或塑料筷子一樣堅硬(硬化)的狀態、不被切斷的狀態長長地排出。而上述顆粒切斷部40將上述狀態的熔融物切斷成飯粒或瓜子大小的顆粒。
與此同時，上述熱處理概念也部分適用於後端的熱處理冷卻部30，而上述熱處理過程能夠直接製造出圖1所示的白色的二次熱處理顆粒。因此，通過本實用新型的一元化工藝顆粒再生產系統生產的顆粒無需一次或二次熱處理過程，而且，最終製造出來的顆粒可直接用作成形材料。
不僅如此，在本實用新型的一元化工藝顆粒再生產系統中，熔融過程、熱處理過程及熱處理冷卻過程，可根據其工藝速度進行10-20℃左右的變化進行顆粒的製造。而且，在本技術思想的基礎上可進行多種變化。
如上所述，本實用新型無需現有技術的一次、二次熱處理過程，而通過一元化工藝系統的製造工藝直接生產鑄造成形時直接使用的顆粒。
從而，試驗證明，所生產出來的顆粒與以往顆粒相比在使用上也不存在任何問題，而且由於回收利用廢棄PET瓶或廢棄樹脂等材料生產出優良的產業加工原料，不僅解決了加工原料供應問題及生產經濟性問題，而且也能防止環境汙染。
權利要求1.一種一元化工藝顆粒再生產系統，包括熔融擠出部(10)、熱處理部(20)、熱處理冷卻部(30)及顆粒化切斷部(40)，通過上述構成部中進行的工序而排出的顆粒，無需進行附加的熱處理工藝即可直接在壓模成型中使用，其特徵在於，上述熔融擠出部(10)由以下部件構成為了按一定比率投入樹脂顆粒或膜片而上下開放的筒形狀送料鬥(110)；將通過上述送料鬥(110)所供應的材料按一定量進行移送的送料器(120)；使上述送料器(120)所供應的材料在220℃-240℃的溫度下熔融的同時，向一個方向進行移送的熔融爐(140)；在出口一側形成多個直徑為0.5-2mm的孔，從而能夠將上述熔融爐(140)所移送的熔融加工材料擠出成形為麵條形狀的擠出爐(150)，上述熱處理部(20)具備多個加熱器，使從上述熔融擠出部投入的膠狀顆粒熔融物的溫度在上述加熱器的前端部升溫，而隨著靠近後端部逐漸降低溫度，並移送膠狀顆粒熔融物，上述多個加熱器設置在通過電機(232)所提供的動力進行旋轉並移送從上述熔融擠出部(10)投入的膠狀顆粒熔融物的擱板(220)的上部，上述多個加熱器構成為高20-50cm並被包圍成筒狀，其前端部放出的熱風的溫度高於從上述熔融擠出部(10)投入的膠狀顆粒熔融物的溫度，而隨著靠近後端部所放出的熱風的溫度逐漸降低，上述熱處理冷卻部(30)具備多個加熱器和呈筒狀的冷卻裝置(341、342)，從而使上述所投入的膠狀顆粒熔融物逐漸硬化，多個加熱器設置在通過電機(232)所提供的動力進行旋轉並移送從上述熱處理部(20)投入的膠狀顆粒熔融物的擱板(320)的上部，上述多個加熱器構成為高20-50cm並被包圍成筒狀，其前端部放出的熱風的溫度高於從上述熱處理部(20)投入的膠狀顆粒熔融物的溫度，而隨著靠近後端部所放出的熱風的溫度逐漸降低，上述冷卻裝置將噴射從氣體冷卻氣缸(340)供給的冷卻氣體，上述顆粒化切斷部(40)的切斷滑輪(410)在其圓周上等間隔形成多個刀刃，並設置成在上述熱處理部(30)的排出側通過動力而能夠轉動，上述顆粒化切斷部的下部具備排出被切斷的顆粒的排出管(430)，從而顆粒化切斷部將從上述熱處理冷卻部(30)排出的已硬化而未被切斷的顆粒按一定顆粒長度進行切斷並排出。
2.根據權利要求1所述的一元化工藝顆粒再生產系統，其特徵在於，上述樹脂顆粒或膜片為聚酯類樹脂。
專利摘要本實用新型涉及一種一元化工藝顆粒(pellet)再生產系統，尤其是一種再生裝置。其包括熔融擠出部(10)、熱處理部(20)、熱處理冷卻部(30)及顆粒化切斷部(40)，其中，上述熔融擠出部按一定比率投入的樹脂顆粒或膜片進行熔融之後，將擠出大量220－240℃左右的較長的麵條形狀的熔融的PET膠；熱處理部(20)安裝有多個加熱器；熱處理冷卻部(30)向通過對熱處理部進行連續熱處理過程而使溫度變成140℃－160℃左右的溫度，並向熔融物噴射冷卻用氣體，對其進行硬化；顆粒化切斷部按一定長度切斷熔融物，從而製造出顆粒並吐出。利用本系統生產的顆粒，具有無需附加的熱處理工藝，就能夠直接壓模成型的效果。
文檔編號B29B9/06GK2769022SQ200420096009
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月23日 優先權日2003年9月24日
發明者樸正吉 申請人:樸正吉