免加热型塑料造粒机

技术领域

本发明涉及造粒设备技术领域，具体涉及一种免加热型塑料造粒机。

背景技术

当前，塑料污染问题逐渐成为仅次于气候变化的全球第二大焦点环境问题。统计显示，1950年到2022年，全球累计生产约120亿吨塑料，预计到2050年，全球塑料累计产量将达到340亿吨，年塑料废弃物产生量约为3亿吨。作为塑料生产和消费大国，我国塑料废弃物年产生量达6000万吨。

面对塑料污染问题，我国不断加强塑料废弃物的回收和利用，积极发展塑料循环经济，从生产、消费、流通和处置等环节推行全生命周期治理，加快构建从塑料设计生产、流通消费到废弃后回收处置的闭合式循环发展模式，探索塑料使用与生态环境保护的协调发展之路。提高废塑料回收利用水平，是解决塑料污染的有效途径。世界各国都在积极研发有效的回收利用设备和生产线。

目前我国已经成为全球首屈一指的废塑料处理大国，得益于我国庞大的人口基数，产生塑料垃圾较多。加上我国废塑料处理技术已经发展起来，废旧塑料再生利用企业也都具有了一定的规模，但是不足只是再生利用的处理成本较高，耗能耗材较高，处理工艺复杂。

在此技术背景下，研究低耗能，高安全、简便易操作的生产线设备是当务之急。目前废旧塑料分为四种：工业废旧塑料、医用废塑料、生活废塑料、农业废旧塑料。回收处理方式基本分为两类：工业塑料、农业塑料、生活塑料为一类，适用于普通清洗、加热塑化造粒处理；医用塑料需要经过消杀、清洗、加热塑化造粒等指定资质工厂去处理。

目前国内外，所采取的清洗后加热塑化造粒，是塑料回收利用的最主要的技术，此技术有两种模式，一种是煤炭加热，让塑料塑化，相对比较落后、工艺繁琐；另外一种是电磁、线圈加热，相对来说用电比较先进，但是耗能也比较高，电磁和线圈容易损坏，耗材高，另外开机启动预热时间太长，需要两个多小时，停机时还需要完全清空螺杆内仓才可以停机，遇到紧急情况停机，会造成无法再次启动，加热塑化还会产生塑料烟雾废气等污染问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种免加热型塑料造粒机，杜绝高耗能，提高了工作效率，同时提升设备运行的安全性，减少生产人员烫伤问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

提供一种免加热型塑料造粒机，包括第一机座和第二机座，第一机座上安装有双螺杆免加热软化挤出机构，第二机座上安装有单螺杆深度塑化机构；单螺杆深度塑化机构的上料口承接在双螺杆免加热软化挤出机构的下料口，单螺杆深度塑化机构的下料口通过过滤模头连接有风冷环切机。

进一步的，双螺杆免加热软化挤出机构的上料口连接有剪切挤压式强制喂料脱水机构，剪切挤压式强制喂料脱水机构包括锥型箱体和通过转动轴转动设置在锥形箱体中心的锥度渐变型螺旋叶片，螺旋叶片的锥度渐变为由上向下依次变小，锥形箱体上部安装有通过链条传动结构与转动轴传动连接的减速电机。

剪切挤压式强制喂料脱水机构的动力传动是用减速电机通过链条带动锥度渐变型螺旋叶片转动，锥度渐变型螺旋叶片主要作用是把塑料剪切撕碎然后挤压脱水后推进到下一道双螺杆免加热挤出机构内进行加工。

进一步的，锥形箱体的内壁安装有带螺旋分布阻料齿的不锈钢筛网，锥形箱体的底部侧面开设有出水口。

不锈钢筛网可与锥度渐变型螺旋叶片配合利用阻料齿与叶片共同作用把塑料剪切撕碎然后挤压脱水，起到碎料和脱水的作用，产生的集水通过出水口排出。

进一步的，双螺杆免加热软化挤出机构包括双腔体螺筒，双腔体螺筒内转动安装有反向咬合渐变沟槽的第一螺杆和第二螺杆，两螺杆在安装剪切挤压式强制喂料脱水机构的一端分别安装有相互啮合的十字形对轮，且第一螺杆上还安装有驱动轮，第一机座上安装有连接重型减速机的电磁调速电机，重型减速机通过传动皮带与第一螺杆的驱动轮传动连接。

双螺杆免加热挤出机构主要作用是让塑料在两个螺杆的作用下碾磨升温塑化，重型减速机通过传动皮带带动第一螺杆，再由第一螺杆通过齿轮带动第二螺杆实现的运行，在双腔体螺筒的有限腔体内，通过两个螺杆渐变螺旋上边的摩擦梗达到升温和碾磨的作用，在碾磨升温的作用下塑料逐步软化达到液态状，从末端流出进入到下一道深度塑化区工序。

进一步的，双螺杆免加热软化挤出机构的下料口为连接在双腔体螺筒端部的双螺杆锥度出料口，且锥度出料口的锥尖连接开口向下的弯头。

双螺杆锥度出料口的作用第一是把两个螺杆挤出的半流动性塑料集中向出口均匀排出。第二是是双螺杆内造成一定的压力，使塑料能够得到更充分的碾磨塑化。

进一步的，反向咬合渐变沟槽螺纹是指螺距及螺旋高度逐渐变小的顺时针螺旋和逆时针螺旋并排交错重叠在一起旋转咬合，在螺距逐渐变小的螺旋叶片上设置有斑马线状沟槽螺纹且随叶片走向逐渐变密。

反向咬合渐变沟槽螺纹的设计作用是增加磋磨程度，做工作过程中使温度升高和使塑料得到充分碾磨，更有效地塑化塑料。

进一步的，单螺杆深度塑化机构包括沟槽单螺杆和单螺筒，沟槽单螺杆上具有渐变型推进的螺旋叶片，螺距内设置有阻梗，单螺筒内设置有与沟槽单螺杆上螺旋叶片拖进方向一致的镶嵌式螺旋纹和沟槽。

沟槽单螺杆上螺旋渐变型推进的螺旋叶片，螺距内设置有阻梗，螺筒内设置与螺杆螺旋拖进方向一直的镶嵌式螺旋纹和沟槽，让软化后的塑料进一步深度均匀塑化，杜绝半塑化状态，从而能顺利通过下一道工序的过滤模头进行均匀切粒。

进一步的，沟槽单螺杆在靠近第一机座的一端安装有传动轮，第二机座在靠近第一机座的一端安装有用于驱动沟槽单螺杆的辅机减速机和辅机电机。

辅机电机通过皮带带动辅机减速机，再由辅机减速机带动单沟槽螺杆转动实现送料。

进一步的，过滤模头内设空腔，且空腔中部通过设置板网分隔为进料腔和出料腔，进料腔对应单螺杆深度塑化机构开设有进口，出料腔对应风冷环切机开设出口，板网在进料腔的一面转动安装有旋转刮刀，模头侧面安装有驱动旋转刮刀的模头动力电机，模头在进料腔的底部开设有杂质出口并安装有排渣阀门。

过滤模头通过板网分隔为进料腔和出料腔，塑料经进口进入进料腔内通过板网进行过滤后进入出料腔然后进入风冷环切机内进行切粒，塑料内的杂质被板网过滤下来而在进料腔内积累，通过刮刀旋转进行切除，并可通过排渣阀门从杂质出口排出杂质。

作为优选，排渣阀门为压力电磁阀。

压力电磁阀具有压力传感器用于检测进料腔内的压力，当压力达到上限时会自动打开排渣阀门，利用刮刀转动刮下异物，通过阀门排出模头。

本发明的有益效果：

本发明采用环磨原理使清洗后的含水废旧塑料首先经过脱水、然后进入机械塑化区达到自热和塑化效果，不需要额外再消耗大量电能用于加热，降低了耗能；去掉了易损的加热附件，降低了耗材成本，替代电磁加热线圈，排除了漏电的安全隐患，杜绝了所产生的废弃排放污染问题。

另外，本发明的造粒机可以随时启停，不受限于更换班组、突发停电等带来的影响，优先使用率高，产能大。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中反向咬合渐变沟槽的第一螺杆和第二螺杆的截面示意图。

图3为本发明中反向咬合渐变沟槽的第一螺杆和第二螺杆的俯视示意图。

图4为本发明沟槽单螺杆剖面示意图。

图5为本发明中过滤模头的结构示意图。

图中所示：

1-锥型箱体，2-锥型渐变螺旋叶片，3-减速电机，4-双腔体螺筒，5-重型减速机，6-电磁调速电机，7-第一机座，8-沟槽双螺杆，9-单螺筒，10-沟槽单螺杆，11-双螺杆锥度出料口，12-十字形对轮，13-驱动轮，14-辅机电机，15-过滤模头，16-刮刀，17-压力电磁阀，18-风冷环切机，19-变频电机，20-辅机电机，21-辅机减速机，22-第二机座，23-不锈钢筛网，24-出水口，25-传动轮，26-进料腔，27-出料腔，28-进口，29-板网，30-沟槽，31-阻梗，32-镶嵌式螺纹。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种免加热型塑料造粒机，包括第一机座7和第二机座22，第一机座7上安装有双螺杆免加热软化挤出机构，第二机座22上安装有单螺杆深度塑化机构；单螺杆深度塑化机构的上料口承接在双螺杆免加热软化挤出机构的下料口，单螺杆深度塑化机构的下料口通过过滤模头15连接有风冷环切机18，风冷环切机18由变频电机19驱动。

双螺杆免加热软化挤出机构的上料口连接有剪切挤压式强制喂料脱水机构，剪切挤压式强制喂料脱水机构包括锥型箱体1和通过转动轴转动设置在锥形箱体1中心的锥度渐变型螺旋叶片2，螺旋叶片2的锥度渐变为由上向下依次变小，锥形箱体1上部安装有通过链条传动结构与转动轴传动连接的减速电机3。

锥形箱体1的内壁安装有带螺旋分布阻料齿的不锈钢筛网23，锥形箱体1的底部侧面开设有出水口24。

双螺杆免加热软化挤出机构包括双腔体螺筒4，双腔体螺筒4内转动安装有反向咬合渐变沟槽的沟槽双螺杆8，沟槽双螺杆8包括第一螺杆和第二螺杆，两螺杆在安装剪切挤压式强制喂料脱水机构的一端分别安装有相互啮合的十字形对轮12，且第一螺杆上还安装有驱动轮13，第一机座7上安装有连接重型减速机5的电磁调速电机6，重型减速机5通过传动皮带与第一螺杆的驱动轮13传动连接。

双螺杆免加热软化挤出机构的下料口为连接在双腔体螺筒端部的双螺杆锥度出料口11，且锥度出料口11的锥尖连接开口向下的弯头。

反向咬合渐变沟槽螺纹是指螺距及螺旋高度逐渐变小的顺时针螺旋和逆时针螺旋并排交错重叠在一起旋转即为咬合，在螺距逐渐变小的螺旋片上设置有向斑马线一样的沟槽螺纹随叶片走向逐渐变密。作用是增加磋磨程度，做工作过程中使温度升高和使塑料得到充分碾磨，更有效地塑化塑料。

如图4所示，单螺杆深度塑化机构包括沟槽单螺杆10和单螺筒9，沟槽单螺杆10上具有渐变型推进的螺旋叶片，螺距内设置有阻梗31，单螺筒9内设置有与沟槽单螺杆10上螺旋叶片拖进方向一致的镶嵌式螺旋纹32和沟槽30。在本发明中，双螺杆免加热软化挤出机构的沟槽双螺杆8具有与上述沟槽单螺杆10一样的螺旋叶片结构，也具有阻梗31，镶嵌式螺旋纹32和沟槽30，如图3所示。

沟槽单螺杆10在靠近第一机座7的一端安装有传动轮，第二机座22在靠近第一机7座的一端安装有用于驱动沟槽单螺杆10的辅机减速机21和辅机电机20。

如图5所示，过滤模头15内设空腔，且空腔中部通过设置板网29分隔为进料腔26和出料腔27，进料腔26对应单螺杆深度塑化机构开设有进口28，出料腔27对应风冷环切机开设出口，板网29在进料腔26的一面转动安装有旋转刮刀16，过滤模头15侧面安装有驱动旋转刮刀16的模头动力电机14，过滤模头15在进料腔26的底部开设杂质出口并安装有排渣阀门17。排渣阀门17为压力电磁阀，可根据进料腔26内的压力实现自动开闭。

本发明设备主要形成有四个分区：剪切挤压式强制喂料脱水区、双螺杆免加热软化挤出区、单螺杆深度塑化区、自动排渣过滤模头和风冷切粒区。分别对应剪切挤压式强制喂料脱水机构、双螺杆免加热软化挤出机构、单螺杆深度塑化机构、过滤模头15和风冷环切机18。

工作原理是：废旧塑料进入剪切式强制喂料脱水区，破碎脱水后进入双螺杆免加热塑化区塑化后再进入单螺杆深度塑化区，深度均匀塑化后进入过滤模头15，经过过滤模头15过滤后再进进入风冷环切机18切粒。通过强制喂料机锥度渐变型螺旋叶片2与阻料齿共同作用把塑料剪切撕碎然后挤压脱水，进入双腔体螺筒4，在有限的腔体内，通过两个螺杆渐变螺旋上边的摩擦梗达到升温和碾磨的作用，在碾磨升温的作用下塑料逐步软化达到液态状，从末端流出进入单螺筒9，让软化后的塑料进一步深度均匀塑化，杜绝半塑化状态，经过滤模头15将杂质过滤然后进入风冷环切机18进行均匀切粒。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。