基本信息
- 项目名称：
- 废旧塑料再生利用工艺研究与装备制作
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该设备是在挤出机的基础上加以改进，加热采用陶瓷线圈加热可使电能的利用率达到80%以上。尾部采用的是曲线槽轮间歇运动机构实现间歇切粒其动力特性远比直线槽轮机构动力特性高的多。整体降低了设备的尺寸。 关键技术：螺杆的加工技术、陶瓷加热圈温度的控制技术、机筒与螺杆的间隙控制技术。
- 详细介绍：
- 研究背景 随着塑料的大规模使用，带来的环境污染日趋严重，塑料的废弃与处置已经引起一系列环境问题。现有的处理方式是填埋、焚烧和造粒机。这些处理方式造成了环境的严重污染和资源的大力浪费。对造粒机加以改进使其电能的利用率提高至80%以上， 产品介绍 该设备是在挤出机的基础上加以改进，加热采用陶瓷线圈加热可使电能的利用率达到80%以上。尾部采用的是曲线槽轮间歇运动机构实现间歇切粒其动力特性远比直线槽轮机构动力特性高的多。整体降低了设备的尺寸。 创新点 （1）、加热先进性 依靠机械磨擦和陶瓷加热熔炼塑料，具有能耗低，电能利用率在80%以上。 （2）、自切削功能 在机头部分我们采用力学剪切力原理，是螺杆旋转时与机头相对运动，形成剪切力，物料受到螺杆的继续推进作用强制其通过机头并由螺杆尾部自动切成条状挤出，后经切粒机构成粒 （3）、真空炉熔炼挤压 加工过程分成三个部分：加料段、熔融段、计量段。我们使螺杆与机筒几乎为间隙配合，废料进入机筒后，依靠阻力自动压实，进入无氧环境，并且还具有熔炼后快速传输，提高生产效率 关键技术：螺杆的加工技术、陶瓷加热圈温度的控制技术、机筒与螺杆的间隙控制技术。 4、主要技术指标： 电动机型号 Y90L—4 温度调节范围 200 ℃∽275℃ 螺杆直径 Φ60 螺杆机筒间隙 0.5mm 螺杆转速 60r/min 螺槽深度 15mm
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计理念：让能源利用更加充分 该设备是在挤出机的基础上加以改进，加热采用陶瓷线圈加热可使电能的利用率达到80%以上。尾部采用的是曲线槽轮间歇运动机构实现间歇切粒其动力特性远比直线槽轮机构动力特性高的多。整体降低了设备的尺寸。 创新点 （1）、加热先进性 依靠机械磨擦和陶瓷加热熔炼塑料，具有能耗低，电能利用率在80%以上。 （2）、自切削功能 在机头部分我们采用力学剪切力原理，是螺杆旋转时与机头相对运动，形成剪切力，物料受到螺杆的继续推进作用强制其通过机头并由螺杆尾部自动切成条状挤出，后经切粒机构成粒 （3）、真空炉熔炼挤压 加工过程分成三个部分：加料段、熔融段、计量段。我们使螺杆与机筒几乎为间隙配合，废料进入机筒后，依靠阻力自动压实，进入无氧环境，并且还具有熔炼后快速传输，提高生产效率 关键技术：螺杆的加工技术、陶瓷加热圈温度的控制技术、机筒与螺杆的间隙控制技术。 4、主要技术指标： 电动机型号 Y90L—4 温度调节范围 200 ℃∽275℃ 螺杆直径 Φ60 螺杆机筒间隙 0.5mm 螺杆转速 60r/min 螺槽深度 15mm
科学性、先进性
- 节能方面的创新点： ◆加热模块巧妙设计：依靠陶瓷线圈进行加热熔炼塑料，并利用机械磨擦和外界加热组合系统使塑料保持着软化点温度，并在机筒外部设置有陶瓷线圈，具有能耗低—电能利用率在80%以上。 ◆自切削性能：物料受到螺杆的继续推进作用，被强制通过机头并由螺杆尾部自动形成条状挤出，经内部冷却后螺杆带动的槽轮机构携带刀片切成颗粒，使加热与切削成为一个整体，减少了重新进入切割加热单元的过程，直接的减少了电能的浪费。 ◆真空炉熔炼挤压：使螺杆与机筒进行小间隙配合，废料进入机筒后，依靠阻力自动压实，进入无氧环境，便于传输，提高了再生回收的生产效率。 减排方面的创新点： ★利用再生颗粒制造技术处理废旧塑料，从根本上杜绝了直接掩埋、焚烧处理这些方案，减少了土壤与大气的污染。 ★废旧塑料原材料主要来源PP塑料，包括废旧塑料薄膜、及废旧普通塑料制品，很大程度的减少了资金的投入，而且有助于减少环境中的白色污染。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 知识产权转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 模型 图纸 图片 录像 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术比较： 1.加热部分采用陶瓷线圈加热。与现有的电阻丝加热相比具有以下特点： ★减少预热时间，降低机筒内壁温度梯度。 ★采温器对温度调节的反应较电阻加热的灵敏，提高了的温度稳定性，改善了颗粒的质量。 ★陶瓷线圈温度低于机筒温度，较电阻加热器可节省电能30%以上。 ★陶瓷加热器较电阻式加热器寿命长。 2.尾部切粒采用的是曲线槽轮机构。 其动力特性经分析却远比直线槽轮好。因此，具有曲线槽的外啮合槽轮机构对现场生产有较大实用价值。
同类课题研究水平概述
- 造粒机的发展史 造粒机起源于18世纪,英格兰的Joseph Bramah于1795年制造的用于制造无缝铅管的手动活塞式压出机被认为是世界上第一台造粒机.从那时开始，在19世纪前50年内,造粒机基本上只应用于铅管的生产、通心粉和其它食品的加工、制砖及陶瓷工业。 1870年出现的橡胶挤出机是热喂料挤出机。它喂入的胶料要求必须经过热炼，且供料均匀、稳定、等速，料温保持在50～70℃。其螺杆短，螺纹沟深，均化效果不理想。从20世纪70年代起。一度出现长径比变小的现象。由于热喂料挤出机可连续挤出、操作简单、生产效率高、挤出成品形状稳定，目前在很多制品的生产工艺中，仍然采用热喂料挤出机。 冷喂料挤出机出现于20世纪40年代，60年代开始得到推广和普及，80年代成为发展主流。至90年代初期，欧美等发达国家用冷喂料挤出机生产的产品已经占到生产总量的95％ 。目前有分离型螺杆挤出机、挡板螺杆挤出机、空穴式螺杆挤出机、传递式混炼挤出机、销钉螺杆挤出机和多流道传递混合螺杆(MCT)挤出机等。冷喂料排气挤出机的出现源于195 6年Bern hatdt提出的抽真空挤出机螺杆的设计。它使用的螺杆按胶料窄压缩段螺槽中的流动状态可分普通型冷排螺杆和强力剪切型冷排螺杆。冷喂料排气挤出机的螺杆分为喂料段、压缩段、节流段、排气段和挤出段。 在橡胶工业生产中，复合挤出机主要用于轮胎复合胎面的挤出，汽车密封胶条、彩色力车胎胎面，胶管复合及胶塑复合挤出，以及胶板多层共挤等。随着冷喂料挤出机的出现和广泛应用，热喂料挤出机的应用范围正逐步缩小。橡胶挤出机由热喂料向冷喂料发展，冷喂料销钉式挤出机已成为发展主流。目前，销钉式挤出机已较多地在我国橡胶工业中应用，涉及轮胎胎面、子午线轮胎胎侧、胎圈胶、各种胶管及内衬层胶片等。 随着挤出工艺对挤出机性能要求的提高和驱动技术的进步，挤出机的驱动系统发生了许多变化。
