常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，包括：罐体，罐体连接有氩气进口、且内装设有不锈钢搅拌桨；常压射流处理机，常压射流处理机包括：电源、入口、喷枪，电源为常压射流处理机供电，从入口进入的等离子体、水及气体经处理后，经喷枪喷出，喷枪与罐体密封连接；自动控制及感应系统，自动控制及感应系统包括：温度传感单元、数据采集单元及控制单元，温度传感单元设于罐体内并对罐体内的温度进行检测，通过数据采集单元传递给控制单元，控制单元判断是否启动常压射流处理机对罐体内部进行等离子水冷喷射。本发明是一种颗粒聚合物的常压等离子体处理方法及其处理装置。
【专利说明】
常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备
技术领域
[0001]本发明属于等离子体处理装置领域，尤其涉及一种常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备。
【背景技术】
[0002]通过低温等离子体对颗粒材料的表面改性，一方面可以在材料表面产生极性基团、自由基等活性基团如羟基，羧基等，提高其亲水性、润性及表面活性。而另一方面对于天然可降解高分子材料则是增加材料的机械强度，降低材料的自身降解速度，延长其使用寿命。因此可提升水处理填料、塑胶料、活性炭颗粒、塑胶填料等无机聚合物颗粒材料的性能。具有广阔的应用前景。国内对于该领域的研究尚处于实验室阶段，还没有适合工业化，大规模连续生产的设备和工艺。
[0003]低温等离子表面改性处理目前主要是低气压下，在密封容器中设置电极形成电场，用真空栗等设备实现一定的真空度，由于真空中分子间距及分子或离子的自由运动距离长，受电场放电作用，发生碰撞而形成离子体，离子体使材料表面的结构、成分和基团发生变化，得到满足实际要求的表面。由于低气压等离子技术需要使用真空设备，实际操作不方便，应用成本高，也不利于大规模生产。
[0004]同时近几年常压中/高频冷弧空气等离子射流设备不断兴起，主要使用于粘结、印刷等平面处理行业。它具有使用方便，运行成本低，但对表面处理的效果较差、处理有效面积小、有一定的时效性等缺点。
[0005]因此，亟需一种颗粒聚合物的常压等离子体处理设备。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种颗粒聚合物的常压等离子体处理设备。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为:提供一种常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，包括:
罐体，所述罐体连接有氩气进口、且内装设有不锈钢搅拌桨；
常压射流处理机，所述常压射流处理机包括:电源、入口、喷枪，所述电源为所述常压射流处理机供电，从所述入口进入的等离子体、水及气体经处理后，经所述喷枪喷出，所述喷枪与所述罐体密封连接；自动控制及感应系统，所述自动控制及感应系统包括:温度传感单元、数据采集单元及控制单元，所述温度传感单元设于所述罐体内并对所述罐体内的温度进行检测，通过所述数据采集单元传递给所述控制单元，所述控制单元判断是否启动所述常压射流处理机对所述罐体内部进行等离子水冷喷射。
[0008]所述罐体顶部设有进料口，底部设有手动蝶阀出料口，颗粒物料从所述进料口进入，处理后的颗粒物料从所述手动蝶阀出料口排出输送带，或收料容器。
[0009]所述罐体底部设有感应排气口。
[0010]还包括用于驱动所述不锈钢搅拌桨的电动机，所述电动机为直流调速电机。
[0011]还包括机架，所述罐体承载于所述机架上。
[0012]所述不锈钢搅拌桨的两轴端与罐体采用陶瓷密封器进行密封，且所述不锈钢搅拌桨其中一个轴端通过皮带与所述直流减速电机进行连接。
[0013]所述常压射流处理机的所述电源接有外部空气源、冷却水、220V电源的接口，内部设有气压和水流感应器、无水无空气报警装置。
[0014]所述常压射流处理机的所述喷枪设有环状冷却管路，对工作状态下的等离子枪进行水冷。
[0015]所述常压射流处理机的所述喷枪内设有空气回旋装置，所述空气回旋装置可产生射流，并将高压放电状态下生成的等离子体吹出所述喷枪，形成冷等离子体焰。
[0016]所述自动控制及感应系统对进料、充氩气、不锈钢搅拌桨的启停、等离子射流工作启停、感应温度、罐体内部氩气压力进行控制，同时可外接RS485接口，光纤数据传输，可实现联机控制适合大规模工业生产。
[0017]与现有技术相比，由于在本发明颗粒聚合物的常压等离子体处理设备适用于对水处理改性填料、塑胶料、活性炭颗粒、塑胶填料等聚合物颗粒进行表面改性处理，既不受限于常规处理材料表面所需的负压环境，又大大提高了常规等离子体喷枪的使用面积，并增加了水冷系统，故本发明具有大气环境下进行颗粒聚合物材料的等离子体表面处理的良好性能。本发明具有的有益效果:本发明可实现在常压常温下进行无机聚合物颗粒料的进料、充气、等离子体处理、出料，能够实现不间断的的处理，可以节约时间，提高生产效率，另一方面，在反应气体下对颗粒料等离子体处理后，可提升其性能满足改性需求。整个过程操作简单，设备投入低，可以实现规模化普及。
[0018]通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
【附图说明】
[0019]图1为本发明常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0020]现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1所示，本发明提供一种常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备100，包括:
罐体1，所述罐体I为不锈钢材质，所述罐体I连接有氩气进口 2、且内装设有不锈钢搅拌桨3;常压射流处理机4，所述常压射流处理机4包括:电源41、入口42、喷枪43，所述电源41为所述常压射流处理机4供电，从所述入口42进入的等离子体、水及气体经处理后，经所述喷枪43喷出，所述喷枪43与所述罐体I密封连接；自动控制及感应系统5，所述自动控制及感应系统5包括:温度传感单元、数据采集单元及控制单元，所述温度传感单元设于所述罐体I内并对所述罐体I内的温度进行检测，通过所述数据采集单元传递给所述控制单元，所述控制单元判断是否启动所述常压射流处理机4对所述罐体I内部进行等离子水冷喷射。
[0021]一个实施例中，所述罐体I顶部设有进料口 11，所述进料口 11带有密封装置，底部设有手动蝶阀出料口 6，颗粒物料从所述进料口 11进入，处理后的颗粒物料从所述手动蝶阀出料口6排出输送带，或收料容器。所述进料口 11设有有透明的观察窗11a，且所述观察窗Ila有密封装置。该密封装置能够使得所述观察窗Ila与所述罐体I达到气密封。
[0022]—个实施例中，所述罐体I底部设有感应排气口 7ο当所述罐体I内的气压力超过设定值时，所述感应排气口 I内的压力开关工作开始排出内部空气。因此通过所述眼影排气口7能够防止所述罐体I内的压力过大，确保设备安全使用。
[0023]—个实施例中，还包括用于驱动所述不锈钢搅拌桨3的电动机8，所述电动机8为直流调速电机。
[0024]—个实施例中，还包括机架9，所述罐体I承载于所述机架9上。
[0025]—个实施例中，所述不锈钢搅拌桨3的两轴端与罐体I采用陶瓷密封器Ia进行密封，且所述不锈钢搅拌桨3其中一个轴端通过皮带10与所述直流减速电机进行连接。
[0026]一个实施例中，所述常压射流处理机4的所述电源41接有外部空气源、冷却水、220V电源的接口，内部设有气压和水流感应器、无水无空气报警装置。因此能够感应到进入所述常压射流处理机4的气压和水压的大小，当进入所述常压射流处理机4的气压或水压的大小低于设定值时，所述无水无空气报警装置会启动报警。
[0027]一个实施例中，所述常压射流处理机4的所述喷枪43设有环状冷却管路，对工作状态下的等离子枪进行水冷。
[0028]一个实施例中，所述常压射流处理机4的所述喷枪43内设有空气回旋装置，所述空气回旋装置可产生射流，并将高压放电状态下生成的等离子体吹出所述喷枪43，形成冷等呙子体焰。
[0029]一个实施例中，所述自动控制及感应系统5对进料、充氩气、不锈钢搅拌桨3的启停、等离子射流工作启停、感应温度、罐体I内部氩气压力进行控制，同时可外接RS485接口，光纤数据传输，可实现联机控制适合大规模工业生产。
[0030]下面详细描述本发明常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备100的常规参数和工作流程:
电源参数:输入电压:AC220±10%V，输出功率:3KW，电流:0.5A，电压:6KV，最高电压1KV，频率25Khz波形准正弦波。
[0031]氩气参数:纯度:2 99.99%，压力>0.210^，空气源压力0.2?0.4 MPA之间，罐体填充氩气压力:0.11-0.12MPA。
[0032]步骤一，将需处理物料从进料口送入，填充数量不超过罐体内部空间的3/4，并关闭进料口；
步骤二，开启氩气进口开关并连续进气，直到感应排气口的压力开关工作开始排出内部空气，并持续5?10秒，然后传递关闭信号给进气电磁阀，停止进气，此时罐体内部填充满氩气；
步骤三，等离子体处理，让常压射流处理机的电源，即是中频电源，驱动电极组件生成电场，从所述入口进入的等离子体、水及气体混合后，经所述喷枪喷出至罐体上部空余部分；
步骤四，开启不锈钢搅拌桨3，等离子体与颗粒物料进行反应，如工作过热，等离子枪水冷系统将带走热量，同时可通过观察窗观察内部工作状态；
步骤五，出料，达到设置的工作时间后，比如5?20分钟，通过自动控制及感应系统停止设备工作，开启手动蝶阀出料口，将处理后的颗粒物料从出料口排出输送带，或收料容器，排完物料后，开启上端进料口；步骤六，进行下一个循环。
[0033]需要说明的是，步骤二中的气体为氩气，还可以是氮气;步骤三中的反应气体为纯净干燥的压缩空气。
[0034]需要说明的是，使用等离子技术按照工艺的要求进行塑胶颗粒表面改性处理，对表面无机械损伤，无需化学溶剂，完全的绿色环保工艺，能有效去除脱模剂、添加剂、增塑剂或者其它由碳氢化合物构成的表面污染，同时增加了材料的活性和亲水性。其效果是增加成型后产品的机械性能和外观、更易进行表面印刷；同时提升成型工艺性，减少坏品率。适用材料:PP、PC、ABS、PA、PE、PVC、BOPP等。
[0035]此外，使用等离子技术按照工艺的要求进行处理活性炭颗粒，离子体与活性炭的相互作用，等离子体处理后，活性炭表面变得凹凸不平，且表面酸性官能团增加，碱性官能团降低，增加了活性炭吸附处理低浓度有机废水的能力和各种应用的有效性。
[0036]此外，使用等离子技术按照工艺的要求进行处理填料颗粒，等离子体对有机合成的填料的改性主要是使载体表面形成亲水基团，如羟基，羧基等，增加其亲水性以及形成带正电荷的生物膜载体表面，从而大大减少微生物、废气、重金属与载体之间的斥力，增加其附着力。同时降低材料的自身降解速度，延长其使用寿命。
[0037]以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【主权项】
1.一种常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，包括: 罐体，所述罐体连接有氩气进口、且内装设有不锈钢搅拌桨； 常压射流处理机，所述常压射流处理机包括:电源、入口、喷枪，所述电源为所述常压射流处理机供电，从所述入口进入的等离子体、水及气体经处理后，经所述喷枪喷出，所述喷枪与所述罐体密封连接； 自动控制及感应系统，所述自动控制及感应系统包括:温度传感单元、数据采集单元及控制单元，所述温度传感单元设于所述罐体内并对所述罐体内的温度进行检测，通过所述数据采集单元传递给所述控制单元，所述控制单元判断是否启动所述常压射流处理机对所述罐体内部进行等离子水冷喷射。2.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述罐体顶部设有进料口，底部设有手动蝶阀出料口，颗粒物料从所述进料口进入，处理后的颗粒物料从所述手动蝶阀出料口排出输送带，或收料容器。3.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述罐体底部设有感应排气口。4.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，还包括用于驱动所述不锈钢搅拌桨的电动机，所述电动机为直流调速电机。5.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，还包括机架，所述罐体承载于所述机架上。6.如权利要求4所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述不锈钢搅拌桨的两轴端与罐体采用陶瓷密封器进行密封，且所述不锈钢搅拌桨其中一个轴端通过皮带与所述直流减速电机进行连接。7.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述常压射流处理机的所述电源接有外部空气源、冷却水、220V电源的接口，内部设有气压和水流感应器、无水无空气报警装置。8.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述常压射流处理机的所述喷枪设有环状冷却管路，对工作状态下的等离子枪进行水冷。9.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述常压射流处理机的所述喷枪内设有空气回旋装置，所述空气回旋装置可产生射流，并将高压放电状态下生成的等离子体吹出所述喷枪，形成冷等离子体焰。10.如权利要求1所述的常压等离子体颗粒聚合物材料处理设备，其特征在于，所述自动控制及感应系统对进料、充氩气、不锈钢搅拌桨的启停、等离子射流工作启停、感应温度、罐体内部氩气压力进行控制，同时可外接RS485接口，光纤数据传输，可实现联机控制适合大规模工业生产。
【文档编号】C08L55/02GK105906833SQ201610171199
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】叶仁锋, 叶友谦
【申请人】东莞市恒核机电科技有限公司