新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備的製作方法
2023-05-16 18:13:26
新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備的製作方法
【專利摘要】一種新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備，涉及塑料機械【技術領域】，主要有工作部分和底座支架兩大部分構成，工作部分主體為加熱熔管，加熱熔管內部設有三段研磨機構，加熱熔管右端連接有出絲機構，出絲機構下端設置冷卻裝置，底座支架部分主要包括底座和設置在底座上的發動機與變速齒輪箱，發動機通過傳動軸與變速齒輪箱連接，變速齒輪箱和加熱熔管相接，三段研磨機構包括料筒及設於料筒內的螺杆，螺杆的螺紋上開有一個寬12mm，深度1.5mm的槽子，槽子內噴塗有鎳基陶瓷合金粉末。採用三段雙排氣研磨技術，充分的對廢塑原料進行加熱研磨，廢塑研磨細度達到40-60納米或分子狀態，實現98％一次成品率，節約能耗46％以上。
【專利說明】新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料機械【技術領域】，具體涉及一種新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備，主要應用於廢塑再生行業，出絲在汽車、建築、軍事、生活等領域有著廣泛的應用。
【背景技術】
[0002]自1930年現代塑料工業形成以來，經過80多年的飛速發展，塑料工業已經成為輕工業的中流砥柱。在塑料產品的廣泛應用的同時，也產生了巨大的塑料汙染，對全球的生態環境造成了極大的破壞。對廢塑料垃圾的處理方法主要是填埋處理和焚燒處理，然而填埋處理由於其佔用空間較大，增加了土地資源壓力，同時由於廢塑難於降解，嚴重的妨礙了水的滲透和地下水流通，其次廢塑中的添加劑還會對土地造成二次汙染。焚燒處理由於燃燒產生的CO、多環芳香烴化合物以及重金屬會隨著煙塵和焚燒殘渣一起排放而對環境造成很大的汙染。隨著科學技術的進步，開始出現利用塑料再生機械隊廢舊塑料進行再生改性，才真正意識上實現了資源循環。
[0003]目前，國內的廢塑再生改性機械技術與國外發達國家的相關技術相比而言較為落後，而由於國內每年費時產生量的逐漸增加，不斷加重了我國的生態系統的降解負擔，大幅提高國內的廢塑再生改性機械技術已經是不得不面對的問題。國內現有市場，廢舊塑料的再生改性造粒機械較多，但大部分存在著再生階段對廢舊塑料改性時球磨的細度不夠，再生改性料理化性能差，設備易損壞、性能不穩定等缺陷，具有缺陷如下:
[0004]I)傳統設備結構為直接下料，研磨，受研磨段深度尺寸影響，造成吃料不能保持均勻，導致出絲成品達不到所需的質量要求標準。
[0005]2)由於廢舊塑料在研磨之前，需要經過破碎清洗工序，其清洗後的塑料片帶有大量水分，需要對含有水分的塑料進行脫水，才能進行正常的增強改性程序，否則，將會降低改性料的理化性能，從而影響所製成的塑料製品的質量性能。目前廢舊塑料改性再生行業中，對於清洗後含有水分的廢舊塑料進行的脫水工序，一般採用烘乾機進行烘乾，或在太陽下曬乾的方式進行脫水作業。其存在的缺陷是烘乾機能耗較高，同時廢塑改性生產流程中增加一個環節，其能耗更為嚴重，增加了生產成本；而曬乾則需要動用大量人力資源，工作效率低且浪費勞動資源。
[0006]3)傳動的螺杆直徑是159_，溫度變化快，不穩定，導致產品質量也不穩定。
[0007]4)現有技術中，用於螺杆傳動裝置的傳動機構多為皮帶傳動方式,傳動機構工作時振動比較強烈，會帶動螺杆跟著振動，損失一部分機械能，同時影響到螺杆內部研磨質量。皮帶傳動中打滑現象同樣不可避免，造成改性料的生產效率受到限制，並且皮帶傳動產生的噪音大，造成噪音汙染。
[0008]5)由於螺杆在使用過程中的磨損很大，有其是廢舊塑料再生設備的螺杆，使用1-2月就很難在使用了，需要更換，成本高。
[0009]6)在廢塑改性設備的料筒與螺杆間隙方面，國內現有的同類產品的間隙一般處理80絲左右，同時由於螺杆表面處理技術不過關，螺杆容易發生膨脹現象，螺杆螺紋與料筒內壁發生接觸摩擦，最終導致設備無法正常運行。
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的技術問題在於提供一種能耗低，出絲質量高的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備。
[0011]本發明所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現:
[0012]一種新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備，主要有工作部分和底座支架兩大部分構成，其中所述工作部分主體為加熱熔管，在所述加熱熔管內部設有三段研磨機構，所述加熱熔管右端連接有出絲機構，在所述出絲機構下端設置冷卻裝置，所述底座支架部分主要包括底座和設置在底座上的發動機與變速齒輪箱，所述發動機通過傳動軸與變速齒輪箱連接，所述變速齒輪箱和加熱熔管相接，所述三段研磨機構包括料筒及設於料筒內的螺杆，在所述螺杆的螺紋上開有一個寬12mm，深度1.5mm的槽子，在所述槽子內噴塗有鎳基陶瓷合金粉末。
[0013]所述鎳基陶瓷合金粉末利用氧一乙炔噴焊技術進行處理，具體方法如下:
[0014]I)對螺杆噴焊表面粗化處理，去除工件表面氧化層，然後打磨螺杆噴焊層位置的氧化層；
[0015]2)通過噴焊炬利用氧一乙炔燃燒產生的高溫預先將螺杆的螺紋表面加熱到400-450 0C ；
[0016]3)將噴焊炬的噴焊嘴接近工件表面，保持一定距離(一般在50_15mm)把鎳基陶瓷合金粉末通過噴焊嘴用火焰熔融至工件表面，保溫15分鐘，然後消除噴焊產生的熱應力，使鎳基陶瓷合金粉末與母材相互熔敷、相互擴散、相互滲透形成組織密緻、牢固、鏡面光澤的合金層。
[0017]所述料筒採用高級滲氮鋼(38鉻鑰鋁)製成，具有很高滲氮性能和力學性能，良好的耐熱性和耐腐蝕性，經滲氮處理後，能得到高的表面硬度、高的疲勞強度及良好的抗過熱性，無回火脆性，切削加工性好，工作溫度可達500°C，經過處理的高級滲氮鋼料筒具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優勢。
[0018]所述變速齒輪箱內的變速齒輪右端通過螺栓和加熱熔管固定。
[0019]所述三段研磨機構包括第一段研磨機構、第二段研磨機構和第三段研磨機構，在所述第一段研磨機構上端制有入料口，在入料口上設有料鬥，在整個對廢塑進行改性過程中，三個階段的充分研磨能夠使其研磨的細度達到了 40-60納米或分子狀態，達到了廢舊塑料改性時各原料成分能夠充分地耦合、交聯、重新成核為新的分子的所需要求，使得改性料的出絲質量和出絲效率得以提高。在加熱熔管中進行研磨的同時也進行了一些改性控制操作，第一段研磨機構包括加料、壓縮、計量和混煉，還包括緊接混煉的調壓，第二段研磨機構包括排氣、突變，第三段研磨機構包括進入噴絲設置，同時經過添加增強劑、抗氧化劑、成核劑等改性輔料與其一系列的控制操作，形成新的改性料，其質量優秀成品率高。
[0020]所述第一段研磨機構和第二段研磨機構的料筒上部均設有排氣孔，下端設有排水口，當清洗後溼料從料鬥進入後，其一部分水分從下方排水口排出，同時在螺杆旋轉傳送廢塑的同時，廢塑不斷被擠壓，經加熱裝置對其進行加熱，使塑料中的殘留水分被加熱成水蒸氣，從上方排氣孔平排出，從而實現自動脫水。廢塑經過雙重脫水處理，能夠很好去除塑料表面水分，同時對廢塑中的雜質進行了進一步的去除，提高塑絲質量。
[0021]所述排氣孔為長10cm，寬4cm的孔，雙排氣孔能夠將塑料裡面的水氣排除的更加為徹底，使得塑料研磨細度、密度便於與增強劑、抗氧化劑、成核劑充分耦合、交聯，實現產品質量的提聞。
[0022]所述螺杆的直徑為220_，甚至更大，增大直徑後的螺杆溫度穩定性強，從而使產品的質量標準達到更高，所述螺杆與料筒之間的間隙處於10-20絲範圍內。
[0023]本發明的有益效果是:
[0024]I)採用三段雙排氣研磨技術，充分的對廢塑原料進行加熱研磨，廢塑研磨細度達到40-60納米或分子狀態，實現98%一次成品率，節約能耗46%以上；雙排氣孔設計，能夠更為徹底的吧塑料裡面的水分排出，實現產品質量的提高；
[0025]2)本發明通過在螺杆表面增加一層合金層，從而使螺杆擁有耐磨、耐腐蝕、耐高溫
等優勢性能的強化表面層，進一步使螺杆的使用壽命增加10倍以上，增強了設備的使用效益。
[0026]3)本發明採用變速齒輪箱裝置，具有傳動可靠、傳遞的功率大、效率高、變速範圍大等優點，可以根據機內的塑料改性情況進行變速調節，使其充分地對廢塑進行研磨改性，提高廢塑改性質量，增加出絲效率；同時可以維持改性機的持續高速運轉，使改性料在機內不易累料；
[0027]4)本發明通過對螺杆和料筒間隙的工藝設計，設備較同類產品能耗最低，改性料研磨細度、密度更有利於廢舊塑料再生改性，混合效果更好，出絲質量高；
[0028]5)以高級滲氮鋼作為料筒原材料，具有很高的滲氮性能、力學性能、耐熱性能和耐腐蝕性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0031]如圖1所示，一種新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備，主要有工作部分和底座支架兩大部分構成，其中工作部分主體為加熱熔管10，在加熱熔管10內部設有三段研磨機構，加熱熔管10右端連接有出絲機構20，在出絲機構20下端設置冷卻裝置30，底座支架部分主要包括底座40和設置在底座40上的發動機50與變速齒輪箱60，發動機50通過傳動軸與變速齒輪箱60連接，變速齒輪箱60和加熱熔管10相接，變速齒輪箱60內的變速齒輪右端通過螺栓和加熱熔管10固定。三段研磨機構包括料筒及設於料筒內的螺杆，在螺杆的螺紋上開有一個寬12mm，深度1.5mm的槽子，在槽子內噴塗有鎳基陶瓷合金粉末。
[0032]鎳基陶瓷合金粉末利用氧一乙炔噴焊技術進行處理，具體方法如下:
[0033]I)對螺杆噴焊表面粗化處理，去除工件表面氧化層，然後打磨螺杆噴焊層位置的氧化層；[0034]2)通過噴焊炬利用氧一乙炔燃燒產生的高溫預先將螺杆的螺紋表面加熱到400-450 0C ；
[0035]3)將噴焊炬的噴焊嘴接近工件表面，保持一定距離(一般在50_15mm)把鎳基陶瓷合金粉末通過噴焊嘴用火焰熔融至工件表面，保溫15分鐘，然後消除噴焊產生的熱應力，使鎳基陶瓷合金粉末與母材相互熔敷、相互擴散、相互滲透形成組織密緻、牢固、鏡面光澤的合金層。
[0036]料筒採用高級滲氮鋼(38鉻鑰鋁)製成，具有很高滲氮性能和力學性能，良好的耐熱性和耐腐蝕性，經滲氮處理後，能得到高的表面硬度、高的疲勞強度及良好的抗過熱性，無回火脆性，切削加工性好，工作溫度可達500°C，經過處理的高級滲氮鋼料筒具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優勢。
[0037]三段研磨機構包括第一段研磨機構101、第二段研磨機構102和第三段研磨機構103，在第一段研磨機構101上端制有入料口，在入料口上設有料鬥104，在整個對廢塑進行改性過程中，三個階段的充分研磨能夠使其研磨的細度達到了 40-60納米或分子狀態，達到了廢舊塑料改性時各原料成分能夠充分地耦合、交聯、重新成核為新的分子的所需要求，使得改性料的出絲質量和出絲效率得以提高。在加熱熔管10中進行研磨的同時也進行了一些改性控制操作，第一段研磨機構101包括加料、壓縮、計量和混煉，還包括緊接混煉的調壓，第二段研磨機構102包括排氣、突變，第三段研磨機構103包括進入噴絲設置，同時經過添加增強劑、抗氧化劑、成核劑等改性輔料與其一系列的控制操作，形成新的改性料，其質量優秀成品率高。第一段研磨機構101和第二段研磨機構102的料筒上部均設有排氣孔，下端設有排水口，當清洗後溼料從料鬥進入後，其一部分水分從下方排水口排出，同時在螺杆旋轉傳送廢塑的同時，廢塑不斷被擠壓，經加熱裝置對其進行加熱，使塑料中的殘留水分被加熱成水蒸氣，從上方排氣孔平排出，從而實現自動脫水。廢塑經過雙重脫水處理，能夠很好去除塑料表面水分，同時對廢塑中的雜質進行了進一步的去除，提高塑絲質量。排氣孔為長10cm，寬4cm的孔，雙排氣孔能夠將塑料裡面的水氣排除的更加為徹底，使得塑料研磨細度、密度便於與增強劑、抗氧化劑、成核劑充分耦合、交聯，實現產品質量的提高。螺杆的直徑為220_，甚至更大，增大直徑後的螺杆溫度穩定性強，從而使產品的質量標準達到更高，所述螺杆與料筒之間的間隙處於10-20絲範圍內。
[0038]本發明預期達到的主要技術、性能指標:螺杆氮化層深度達到1.2mm ;螺杆外圓硬度達到840HV以上；螺杆軸線的直線度為低於0.065mm，達到7級標準範圍；螺杆定位配合部位(外圓)對基準線的同軸度達到0.022mm，達到8級範圍以內；螺杆外面的表面粗糙度Ra小於0.8 μ m ;螺槽底徑的表面粗糙度Ra低於0.8 μ m，螺稜兩側的表面粗糙度Ra小於1.6 μ m ;機筒內孔軸線直線度達到0.070mm,達到7級標準；機孔內孔的表面粗糙度小於
1.6 μ m ;—次成品率達到98 %以上，較同類產品節約能耗46 %以上。
[0039]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備，主要有工作部分和底座支架兩大部分構成，其中所述工作部分主體為加熱熔管，其特徵在於:在所述加熱熔管內部設有三段研磨機構，所述加熱熔管右端連接有出絲機構，在所述出絲機構下端設置冷卻裝置，所述底座支架部分主要包括底座和設置在底座上的發動機與變速齒輪箱，所述發動機通過傳動軸與變速齒輪箱連接，所述變速齒輪箱和加熱熔管相接，所述三段研磨機構包括料筒及設於料筒內的螺杆，在所述螺杆的螺紋上開有一個寬12mm，深度1.5mm的槽子，在所述槽子內噴塗有鎳基陶瓷合金粉末。
2.根據權利要求1所述的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備窗戶，其特徵在於:所述鎳基陶瓷合金粉末利用氧一乙炔噴焊技術進行處理，具體方法如下: 1)對螺杆噴焊表面粗化處理，去除工件表面氧化層，然後打磨螺杆噴焊層位置的氧化層； 2)通過噴焊炬利用氧一乙炔燃燒產生的高溫預先將螺杆的螺紋表面加熱到400-450 0C ； 3)將噴焊炬的噴焊嘴接近工件表面，保持距離50-15mm的距離，把鎳基陶瓷合金粉末通過噴焊嘴用火焰熔融至工件表面，保溫15分鐘，然後消除噴焊產生的熱應力。
3.根據權利要求1所述的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備窗戶，其特徵在於:所述料筒採用高級滲氮鋼製成。
4.根據權利要求1所述的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備窗戶，其特徵在於:所述三段研磨機構包括第一段研磨機構、第二段研磨機構和第三段研磨機構，在所述第一段研磨機構上端制有入料口，在入料口上設有料鬥。
5.根據權利要求4所述的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備窗戶，其特徵在於:所述第一段研磨機構和第二段研磨機構的料筒上部均設有排氣孔，下端設有排水□。
6.根據權利要求5所述的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備窗戶，其特徵在於:所述排氣孔為長10cm，寬4cm的孔。
7.根據權利要求1所述的新型三段式鎳基螺杆研磨廢塑改性再生節能設備窗戶，其特徵在於:所述螺杆的直徑為220mm。
【文檔編號】B29C47/76GK103978584SQ201410184662
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】郭戈 申請人:界首市雙馬機械有限公司