雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備的製作方法

2023-05-31 01:41:21

專利名稱：雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙階澱粉基生物降解樹脂材料的生產設備，特別涉及一種可 以實現片材與切粒一機兩用的生產設備。
背景技術：
地球只有一個，環保是人類共同關心的事業。首先，隨著塑料原料與石油化工愈來 愈短缺，塑料廢棄物已對環境造成了嚴重汙染；其次，目前世界上採用普通塑料加工工藝路 線生產澱粉基物料的片材與切粒需要在不同的機器上生產，其產量小、能耗高，浪費了設備 資源，增加了生產成本，制約了澱粉基樹脂行業的發展。而我公司研發的成果「澱粉基生物 降解樹脂及片材成套設備」，該設備生產的澱粉基製品澱粉含量最高可達80%，並能生物降 解，解決了白色汙染的嚴重問題。因此，如何提高澱粉基生物降解樹脂的產量，並實現一機兩用(切粒或片材)，降 低能耗是本申請所追求的目標。
發明內容針對現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種雙階澱粉基生物降解樹 脂的片材與切粒一體生產設備，縮短螺杆長徑比，應用雙階擠出取代高溫熔體泵，縮短並優 化工藝過程，達到風冷模面熱切粒及片材壓光成型；採用PCC或PCL連鎖控制，在提高澱粉 基生物降解樹脂產量的同時，節能降耗，實現一機兩用(切粒或片材)。應用「低溫高剪切」 「粉料一步法」的新工藝，生產製造植物澱粉含量達60 80% 生物降解樹脂及片材，降低能耗、提高產能。本技術改變了「高溫高剪切」在澱粉基行業生產上的工藝常規，根據澱粉的特性實 現了 「低溫高剪切」的工藝路線，攻克了 「高溫高剪切」不利於澱粉基生產的技術難題。同 時本技術生產澱粉基可塑性材料，一步法粉料生產片材或風冷模面切粒(無需水環切粒)， 縮短了工藝，解決了澱粉基材料水環切粒，含水量大，難以加工的難題。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特徵在於，包括 有一個平行雙螺杆擠出機，由一個第一電機驅動，該平行雙螺杆擠出機具有至少一 個用來接收物料的入料口，該平行雙螺杆擠出機的出料口與一臺單螺杆擠出機的入料口相 接，該單螺杆擠出機由一個第二電機驅動，其該單螺杆擠出機的輸出端與一個切粒模頭或 者片材模頭相連，該切粒模頭與片材模頭能夠互換，一機兩用或分開使用；一個片材生產線，連接在該片材模頭的下遊位置；一個切粒生產線，連接在該切粒模頭的下遊位置。其中該片材生產線包括一個與該片材模頭相接的三輥壓光機，一個託架接在該 三輥壓光機的下遊位置，該託架上還設有切邊刀，至少兩臺片材收卷機設置在該託架的下遊。其中該切粒生產線包括一個與該風冷模面切粒模頭相連的風冷切粒機頭，一個 切粒滑道設置在切粒機頭下方，將粒材予以初步收集，通過風道送入旋風分離器冷卻。其中一個第一級旋風分離器通過第一管道與該切粒滑道相連，一個第二級旋風 分離器又通過第二管道與該第一級旋風分離器相連，一個震動篩接在該第二級旋風分離器 的下遊位置，該震動篩下遊再連接一個成品料倉；其中，在該第一級旋風分離器、第二級旋 風分離器以及震動篩上分別設有第一風機、第二風機和第三風機。其中該三輥壓光機上設有導軌及移動電機，以控制該三輥壓光機靠近或者遠離 該片材模頭。其中該三輥壓光機上的三個輥子由三個獨立傳動電機驅動旋轉。其中該託架上還連接有一個冷卻機組，供三輥壓光機冷卻使用。其中該平行雙螺杆擠出機的長徑比為D/L = 44 48，螺杆Φ 50 95mm，該單螺 杆擠出機的長徑比為5 15，螺杆Φ 50 250mm。其中該片材模頭的模唇幅寬700 2500mm。與現有技術相比較，採用上述技術方案的本實用新型具有的優點在於一、產量提高雙階擠出機、平行雙螺杆擠出機的螺杆長徑比L/D = 44 48，螺杆 Φ 50 95mm，單螺杆擠出機的長徑比L/D = 5 15，螺杆Φ 50 250mm，平行雙螺杆為塑 化段、單螺杆為擠出段，可以增大輸出，提高產量。二、技術創新粉料一步法生產片材或風冷模面切粒，具有加工溫度低、流動性能 良好的特點，並且澱粉在制品中的含量達60 80%。三、工藝創新澱粉基物料難以加工，它始終都是「固態」，所以它不利於「溶體泵」 作業，本申請取而代之的是雙階擠出機(雙螺杆混煉、單螺杆擠出)，產量大(是同類機型的 2 3倍)，裝機總功率比舊工藝降低了 30 %，能耗低，並能一機二用，處於行業領先水平。

圖1是本實用新型的整體結構平面布置示意圖；圖2是本實用新型的雙階擠出機組的結構示意圖；圖3是本實用新型的片材生產線的結構示意圖；圖3A是三臺片材收卷機設置在託架的下遊的示意圖；圖4是本實用新型的切粒生產線的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，是本實用新型的整體結構平面布置示意圖，一種澱粉基生物降解樹 脂的片材與切粒一體生產設備，包括有雙階擠出機組2，參見圖2所示，一個第一電機(最好是直流電機)21帶動一個平 行雙螺杆擠出機22工作，而該平行雙螺杆擠出機22的入料口 221與一個澱粉改性鍋(圖 中未示)相接，平行雙螺杆擠出機22的出料口 222與一個單螺杆擠出機23的入料口相接， 該單螺杆擠出機23由一臺第二電機231 (最好是直流電機)帶動運轉，使得經過改性的澱 粉在該平行雙螺杆擠出機22內混煉、塑化、聚合，並在該單螺杆擠出機23中轉變成熔融狀態增壓擠出；從圖3、圖4中可以看到，該單螺杆擠出機23的輸出端232經過一個換網器24 後與一個片材模頭25或者切粒模頭26相連，該片材模頭25與切粒模頭26可以互換；片材生產線，結合圖1與圖3描述其結構如下一個三輥壓光機12與該片材模頭 25相接，將片材模頭25處輸出的熔融狀澱粉壓製成片材；其中該三輥壓光機12上設有導 軌5及移動電機10，可供控制該三輥壓光機12靠近或者遠離該片材模頭25 ；該三輥壓光機 12上的三個輥子由三個傳動電機11驅動旋轉；一個託架14接在該三輥壓光機12的下遊 位置，引導片材移動；該託架14上還連接有一個冷卻機組13，用來對三輥壓光機12進行冷 卻處理；該託架14上還設有三把或五把切邊刀(見圖1)，使經過託架14的片材分割成三 片(當然也可以分割成兩片或者四片，按下遊成型機寬幅規格而定)，並使每片片材具有預 定的寬度；在本實施例中，如圖3A所示，三臺片材收卷機16設置在該託架14的下遊，將分 割開的三片片材被分別收捲起來；而上述切邊刀所切割下來的廢邊，則由該託架14上設置 的廢邊收卷機15所收集；切粒生產線，結合圖1與圖4描述其結構如下將片材模頭25更換為切粒模頭26 後，一個切粒機頭4與該切粒模頭26相連，並在該切粒機頭4下方設置一個切粒滑道3，結 合該切粒滑道3上設置的滑道風機3-1的輔助作用將粒材予以初步收集，通過風道送入旋 風分離器冷卻。在本實施例中，一個第一級旋風分離器6通過第一管道6-1與該切粒滑道 3相連，一個第二級旋風分離器7又通過第二管道7-1與該第一級旋風分離器6相連，一個 震動篩8接在該第二級旋風分離器7的下遊位置，該震動篩8下遊再連接一個成品料倉9 ； 其中，在該第一級旋風分離器6、第二級旋風分離器7與震動篩8上分別設有第一風機6-2、 第二風機7-2和第三風機8-2，用來將粒材往下遊吹送，同時，通過空氣流動將粒材的熱量 快速帶走，達到降溫的目的。該成套設備組合能夠實現一機二用，通過切換切粒模頭與片材模頭，滿足用戶所 需。切粒時，該三輥壓光機12通過導軌5及移動電機10前進或倒退，拆除片材模頭，然後 接入切粒模頭及切粒系統；生產片材時，更換為片材模頭，三輥壓光機12前進，即可生產片 材。以上只是對本實用新型的整體結構一個大概說明，以下以一個具體產品系列為 例，介紹本實用新型的具體組成，以體現本實用新型的特點。該設備從原料投入到製品造粒、片材收卷全程電腦自動控制等具體機械主要配置 如下1、電儀控制系統PCL或PCC+觸控螢幕控制系統主斷路開關熱保護器、主交流接觸 器為西門子產品，其它部件為法國施耐德、LG產品等。(1)主機溫控表為日本、西門子及LG、調速器為英國歐陸公司品牌產品，雙通道， 智能型；(2)主機電源值採用液晶真彩觸控螢幕顯示，且與主機聯鎖，實現過電流瞬間保護停 車；(3)熔體壓力和熔體溫度均採用數字顯示，並與主機聯鎖，實現超壓報警並停車保 護；(4)其他低壓電器均採用國內合資廠或韓國LG名牌產品。2,95/180 雙階機裝配功率 350KW、50 60HZ、380V，總電源採用 BVR12CMM ；95 平雙長徑比L/D = 44，電加熱器加熱，水環冷確，螺杆轉速500轉/MIN ； 180單螺杆長徑比L/D =7 12，電加熱器加熱，風冷冷卻，螺杆轉速60轉/MIN，螺杆採用優質氮化鋼氮化處理或 鍍鎳磷，螺紋套為合金套等。為了便於操作和清理螺杆，雙螺杆主機與單螺杆主機之間出、 入料口採用活環扣連接，並且雙螺杆主機下部裝有八隻滾輪和滑道，前後移動方便。(1)雙螺杆主機螺杆直徑Φ 93ΜΜ螺杆長徑比L/D = 44，螺杆元件與芯軸採用漸開 線花鍵聯接，電機為Ζ4直流調速電機，功率160KW、螺杆轉速50 500rpm，雙螺杆筒體及 元件採用優質氫化鋼氮表面鍍鎳磷處理，筒體加熱器為鑄鋁或鑄銅加熱器，加熱功率46KW， 筒體採用軟水冷卻，冷卻水泵功率0. 55KW，傳動箱採用高扭矩設計，潤滑系流油泵電機功率
0.55KW。(2)單螺杆擠出機螺杆直徑Φ 180ΜΜ,長徑比L/D = 12，主電機為Ζ4直流調速電 機，功率75KW，螺杆轉速0 60rpm，筒體及元件材質為優質氮化鋼表面鍍鎳磷處理，銅體為 鑄鋁加熱，加熱功率35KW，強制風冷卻，風機功率1. 5KW，電動液壓換網，氣站功率1. 5KW，機 頭加熱器功率3. 5KW。3、特製風冷模面切粒系統電磁滑差調速，風冷卻切粒，帶切粒導軌，配兩級旋風 分離及冷卻振動篩成品料倉。(1)熱切機頭鑄鋁電加熱，功率5KW，配特殊切粒裝置；(2)風冷模面熱切粒機，不鏽鋼切粒罩帶水冷夾套，滑差電機無級調速，功率
1.5KW ；(3) 二套不鏽鋼旋風分離器冷卻，送風機、文式三通、不鏽鋼輸送風管等；(4)風冷振動篩為不鏽鋼材質；(5)成品料倉為不鏽鋼其容積-.2. 5立方；不鏽鋼輸送管道與風機。4、模頭部份模具形式為衣架式，模唇幅寬2500MM，模唇兩邊各有25MM活動堵料 板，以便調節片材寬幅，模頭調節厚度範圍0. 2 3MM，模頭加熱棒加熱。(1)模頭形式衣架式(2)模唇幅寬2500MM(3)模唇調節厚度範圍0· 3 2mm(4)模頭加熱棒總功率37kw(或用油模溫機控制加熱，功率15KW)5、三輥壓光機輥筒排列方式為斜三輥壓光，三臺獨立轉動電機帶測速控制器，輥 筒長度250CMM，輥筒材料45#，輥筒硬度HRC50，表面鍍鉻鏡面。三輥徑向跳動範圍小於 0. OlMJN ；三輥線速度0-80M/MIN ；水循環模溫控制器流量為12T。(1)製品厚度0· 3-2謹(2)輥筒材料:45#鋼⑶輥筒直徑Φ41& πι(4)輥筒排列方式斜三輥壓光(5)輥面長度25OOmm(6)輥筒熱處理方式表面鍍硬鉻(7)輥筒硬度HRC50(8)輥筒表面粗糙度彡RaO. 05(9)輥筒表面鏡面[0065](10)輥筒徑向跳動範圍≤0. Olmm(11)三輥線速度0-80m/min(12)傳動方式獨立傳動，電機功率3KW變頻(13)導輥直徑Φ63_(14)導輥長度Φ2500_(15)變頻器華為或其它(16)密封件進口(17)液壓閥進口(18)液壓壓力IOMpa(19)模溫控制器水循環、三組封閉水循環加熱；水泵功率2. 2KWX3 ；加熱功率 9KW ；最高溫度90°C。6、託架牽引鋁合金託架輥直徑Φ65ΜΜ，牽引輥雙橡膠輥Φ 16(MM，幅寬250CMM， 五把刀切邊切幅，幅寬(800MM以內X 3) 2400MM、片材模頭幅面寬，根據用戶需求，可多刀切 幅、切邊，廢邊收卷等。(1)託架輥鋁合金輥(2)託架輥直徑Φ 65mm(3)牽引輥雙橡膠輥(4)牽引輥直徑Φ 160mm(5)牽引電機=P = 2. 2KW(6)牽引速度0-80m/min(7)牽引調距方式氣缸氣動(8)切邊幅寬2400mm (3 X 800mm)(9)切邊刀數5把(10)廢邊收卷部件電機型號YLJ112M-101000r/min收卷線速度0-100m/min7、力矩電機雙工位收卷、收卷直徑80(MM以內，卷取線速度0 100M/MIN，並同時 實現3臺或4臺雙工位片材收卷機同時收卷。(1)卷芯直徑Φ 76謹(2)取卷幅寬2400(800X3)mm(3)取卷線速度0-100m/min(4)最大取卷直徑Φ 800mm(5)力矩電機:YLJ112M-10-6N = 1000r/minT = ΙΟΝ · m(6)橡膠導輥直徑Φ 80mm(7)導輥長度=25OOmm ；8、該成套設備組合，一機二用，切粒模頭與片材擠出機成型模頭，根據用戶所需材 料可互換，風冷模面造粒或粉料一步法生產片材，制粒時片材附機倒退接入制粒模頭及切 粒系統；生產片材時，更換片材擠出模頭，片材附機前進即可實施「粉料一步法」生產片材； 該機組造粒、片材還可分開組合使用。[0097] 以上說明對本實用新型而言，只是說明性的，而非限制性的，供本領域普通技術人 員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或調整， 並都將落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特徵在於，包括有一個平行雙螺杆擠出機，由一個第一電機驅動，該平行雙螺杆擠出機具有至少一個用來接收物料的入料口，該平行雙螺杆擠出機的出料口與一臺單螺杆擠出機的入料口相接，該單螺杆擠出機由一個第二電機驅動，其該單螺杆擠出機的輸出端與一個切粒模頭或者片材模頭相連，該切粒模頭與片材模頭能夠互換，一機兩用；一個片材生產線，連接在該片材模頭的下遊位置；一個切粒生產線，連接在該切粒模頭的下遊位置。
2.根據權利要求1所述的雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特 徵在於該片材生產線包括一個與該片材模頭相接的三輥壓光機，一個託架接在該三輥壓 光機的下遊位置，該託架上還設有切邊刀，至少兩臺片材收卷機設置在該託架的下遊。
3.根據權利要求1或2所述的雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備， 其特徵在於該切粒生產線包括一個與該風冷模面切粒模頭相連的風冷切粒機頭，一個切 粒滑道設置在切粒機頭下方，將粒材予以初步收集，通過風道送入旋風分離器冷卻。
4.根據權利要求3所述的雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特 徵在於一個第一級旋風分離器通過第一管道與該切粒滑道相連，一個第二級旋風分離器 又通過第二管道與該第一級旋風分離器相連，一個震動篩接在該第二級旋風分離器的下遊 位置，該震動篩下遊再連接一個成品料倉；其中，在該第一級旋風分離器、第二級旋風分離 器以及震動篩上分別設有第一風機、第二風機和第三風機。
5.根據權利要求2所述的雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特 徵在於該三輥壓光機上設有導軌及移動電機，以控制該三輥壓光機靠近或者遠離該片材 模頭。
6.根據權利要求2所述的雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特 徵在於該三輥壓光機上的三個輥子由三個獨立傳動電機驅動旋轉。
7.根據權利要求2所述的澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特徵在 於該託架上還連接有一個冷卻機組，供三輥壓光機冷卻使用。
8.根據權利要求2所述的雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特 徵在於風冷模面切粒，該平行雙螺杆擠出機的長徑比為D/L = 44 48，螺杆Φ 50 95mm， 該單螺杆擠出機的長徑比為5 15，螺杆Φ 50 250mm。
9.根據權利要求2所述的澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，其特徵在 於粉料一步法擠出片材，該片材模頭的模唇幅寬700 2500mm。
專利摘要本實用新型是一種雙階澱粉基生物降解樹脂的片材與切粒一體生產設備，包括有一個平行雙螺杆擠出機，由一個第一電機驅動，該平行雙螺杆擠出機具有至少一個用來接收物料的入料口，該平行雙螺杆擠出機的出料口與一臺單螺杆擠出機的入料口相接，該單螺杆擠出機由一個第二電機驅動，其該單螺杆擠出機的輸出端與一個切粒模頭或者片材模頭分體，該切粒模頭與片材模頭能夠互換；一個片材生產線，連接在該片材模頭的下遊位置；一個切粒生產線，連接在該切粒模頭的下遊位置。通過切換切粒模頭和片材模頭，並分別連接切粒生產線與片材生產線，應用PCL或PCC控制系統，實現一機兩用。
文檔編號B29C43/32GK201633142SQ201020139560
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月10日 優先權日2010年3月10日
發明者祝劍, 祝順生 申請人:武漢綠舟環保科技有限公司