新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备的制作方法
【专利摘要】一种新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备，涉及塑料机械【技术领域】，主要有工作部分和底座支架两大部分构成，工作部分主体为加热熔管，加热熔管内部设有三段研磨机构，加热熔管右端连接有出丝机构，出丝机构下端设置冷却装置，底座支架部分主要包括底座和设置在底座上的发动机与变速齿轮箱，发动机通过传动轴与变速齿轮箱连接，变速齿轮箱和加热熔管相接，三段研磨机构包括料筒及设于料筒内的螺杆，螺杆的螺纹上开有一个宽12mm，深度1.5mm的槽子，槽子内喷涂有镍基陶瓷合金粉末。采用三段双排气研磨技术，充分的对废塑原料进行加热研磨，废塑研磨细度达到40-60纳米或分子状态，实现98％一次成品率，节约能耗46％以上。
【专利说明】新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料机械【技术领域】，具体涉及一种新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备，主要应用于废塑再生行业，出丝在汽车、建筑、军事、生活等领域有着广泛的应用。
【背景技术】
[0002]自1930年现代塑料工业形成以来，经过80多年的飞速发展，塑料工业已经成为轻工业的中流砥柱。在塑料产品的广泛应用的同时，也产生了巨大的塑料污染，对全球的生态环境造成了极大的破坏。对废塑料垃圾的处理方法主要是填埋处理和焚烧处理，然而填埋处理由于其占用空间较大，增加了土地资源压力，同时由于废塑难于降解，严重的妨碍了水的渗透和地下水流通，其次废塑中的添加剂还会对土地造成二次污染。焚烧处理由于燃烧产生的CO、多环芳香烃化合物以及重金属会随着烟尘和焚烧残渣一起排放而对环境造成很大的污染。随着科学技术的进步，开始出现利用塑料再生机械队废旧塑料进行再生改性，才真正意识上实现了资源循环。
[0003]目前，国内的废塑再生改性机械技术与国外发达国家的相关技术相比而言较为落后，而由于国内每年费时产生量的逐渐增加，不断加重了我国的生态系统的降解负担，大幅提高国内的废塑再生改性机械技术已经是不得不面对的问题。国内现有市场，废旧塑料的再生改性造粒机械较多，但大部分存在着再生阶段对废旧塑料改性时球磨的细度不够，再生改性料理化性能差，设备易损坏、性能不稳定等缺陷，具有缺陷如下:
[0004]I)传统设备结构为直接下料，研磨，受研磨段深度尺寸影响，造成吃料不能保持均匀，导致出丝成品达不到所需的质量要求标准。
[0005]2)由于废旧塑料在研磨之前，需要经过破碎清洗工序，其清洗后的塑料片带有大量水分，需要对含有水分的塑料进行脱水，才能进行正常的增强改性程序，否则，将会降低改性料的理化性能，从而影响所制成的塑料制品的质量性能。目前废旧塑料改性再生行业中，对于清洗后含有水分的废旧塑料进行的脱水工序，一般采用烘干机进行烘干，或在太阳下晒干的方式进行脱水作业。其存在的缺陷是烘干机能耗较高，同时废塑改性生产流程中增加一个环节，其能耗更为严重，增加了生产成本；而晒干则需要动用大量人力资源，工作效率低且浪费劳动资源。
[0006]3)传动的螺杆直径是159_，温度变化快，不稳定，导致产品质量也不稳定。
[0007]4)现有技术中，用于螺杆传动装置的传动机构多为皮带传动方式,传动机构工作时振动比较强烈，会带动螺杆跟着振动，损失一部分机械能，同时影响到螺杆内部研磨质量。皮带传动中打滑现象同样不可避免，造成改性料的生产效率受到限制，并且皮带传动产生的噪音大，造成噪音污染。
[0008]5)由于螺杆在使用过程中的磨损很大，有其是废旧塑料再生设备的螺杆，使用1-2月就很难在使用了，需要更换，成本高。
[0009]6)在废塑改性设备的料筒与螺杆间隙方面，国内现有的同类产品的间隙一般处理80丝左右，同时由于螺杆表面处理技术不过关，螺杆容易发生膨胀现象，螺杆螺纹与料筒内壁发生接触摩擦，最终导致设备无法正常运行。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题在于提供一种能耗低，出丝质量高的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备。
[0011]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0012]一种新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备，主要有工作部分和底座支架两大部分构成，其中所述工作部分主体为加热熔管，在所述加热熔管内部设有三段研磨机构，所述加热熔管右端连接有出丝机构，在所述出丝机构下端设置冷却装置，所述底座支架部分主要包括底座和设置在底座上的发动机与变速齿轮箱，所述发动机通过传动轴与变速齿轮箱连接，所述变速齿轮箱和加热熔管相接，所述三段研磨机构包括料筒及设于料筒内的螺杆，在所述螺杆的螺纹上开有一个宽12mm，深度1.5mm的槽子，在所述槽子内喷涂有镍基陶瓷合金粉末。
[0013]所述镍基陶瓷合金粉末利用氧一乙炔喷焊技术进行处理，具体方法如下:
[0014]I)对螺杆喷焊表面粗化处理，去除工件表面氧化层，然后打磨螺杆喷焊层位置的氧化层；
[0015]2)通过喷焊炬利用氧一乙炔燃烧产生的高温预先将螺杆的螺纹表面加热到400-450 0C ；
[0016]3)将喷焊炬的喷焊嘴接近工件表面，保持一定距离(一般在50_15mm)把镍基陶瓷合金粉末通过喷焊嘴用火焰熔融至工件表面，保温15分钟，然后消除喷焊产生的热应力，使镍基陶瓷合金粉末与母材相互熔敷、相互扩散、相互渗透形成组织密致、牢固、镜面光泽的合金层。
[0017]所述料筒采用高级渗氮钢(38铬钥铝)制成，具有很高渗氮性能和力学性能，良好的耐热性和耐腐蚀性，经渗氮处理后，能得到高的表面硬度、高的疲劳强度及良好的抗过热性，无回火脆性，切削加工性好，工作温度可达500°C，经过处理的高级渗氮钢料筒具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优势。
[0018]所述变速齿轮箱内的变速齿轮右端通过螺栓和加热熔管固定。
[0019]所述三段研磨机构包括第一段研磨机构、第二段研磨机构和第三段研磨机构，在所述第一段研磨机构上端制有入料口，在入料口上设有料斗，在整个对废塑进行改性过程中，三个阶段的充分研磨能够使其研磨的细度达到了 40-60纳米或分子状态，达到了废旧塑料改性时各原料成分能够充分地耦合、交联、重新成核为新的分子的所需要求，使得改性料的出丝质量和出丝效率得以提高。在加热熔管中进行研磨的同时也进行了一些改性控制操作，第一段研磨机构包括加料、压缩、计量和混炼，还包括紧接混炼的调压，第二段研磨机构包括排气、突变，第三段研磨机构包括进入喷丝设置，同时经过添加增强剂、抗氧化剂、成核剂等改性辅料与其一系列的控制操作，形成新的改性料，其质量优秀成品率高。
[0020]所述第一段研磨机构和第二段研磨机构的料筒上部均设有排气孔，下端设有排水口，当清洗后湿料从料斗进入后，其一部分水分从下方排水口排出，同时在螺杆旋转传送废塑的同时，废塑不断被挤压，经加热装置对其进行加热，使塑料中的残留水分被加热成水蒸气，从上方排气孔平排出，从而实现自动脱水。废塑经过双重脱水处理，能够很好去除塑料表面水分，同时对废塑中的杂质进行了进一步的去除，提高塑丝质量。
[0021]所述排气孔为长10cm，宽4cm的孔，双排气孔能够将塑料里面的水气排除的更加为彻底，使得塑料研磨细度、密度便于与增强剂、抗氧化剂、成核剂充分耦合、交联，实现产品质量的提闻。
[0022]所述螺杆的直径为220_，甚至更大，增大直径后的螺杆温度稳定性强，从而使产品的质量标准达到更高，所述螺杆与料筒之间的间隙处于10-20丝范围内。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024]I)采用三段双排气研磨技术，充分的对废塑原料进行加热研磨，废塑研磨细度达到40-60纳米或分子状态，实现98%一次成品率，节约能耗46%以上；双排气孔设计，能够更为彻底的吧塑料里面的水分排出，实现产品质量的提高；
[0025]2)本发明通过在螺杆表面增加一层合金层，从而使螺杆拥有耐磨、耐腐蚀、耐高温
等优势性能的强化表面层，进一步使螺杆的使用寿命增加10倍以上，增强了设备的使用效益。
[0026]3)本发明采用变速齿轮箱装置，具有传动可靠、传递的功率大、效率高、变速范围大等优点，可以根据机内的塑料改性情况进行变速调节，使其充分地对废塑进行研磨改性，提高废塑改性质量，增加出丝效率；同时可以维持改性机的持续高速运转，使改性料在机内不易累料；
[0027]4)本发明通过对螺杆和料筒间隙的工艺设计，设备较同类产品能耗最低，改性料研磨细度、密度更有利于废旧塑料再生改性，混合效果更好，出丝质量高；
[0028]5)以高级渗氮钢作为料筒原材料，具有很高的渗氮性能、力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0031]如图1所示，一种新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备，主要有工作部分和底座支架两大部分构成，其中工作部分主体为加热熔管10，在加热熔管10内部设有三段研磨机构，加热熔管10右端连接有出丝机构20，在出丝机构20下端设置冷却装置30，底座支架部分主要包括底座40和设置在底座40上的发动机50与变速齿轮箱60，发动机50通过传动轴与变速齿轮箱60连接，变速齿轮箱60和加热熔管10相接，变速齿轮箱60内的变速齿轮右端通过螺栓和加热熔管10固定。三段研磨机构包括料筒及设于料筒内的螺杆，在螺杆的螺纹上开有一个宽12mm，深度1.5mm的槽子，在槽子内喷涂有镍基陶瓷合金粉末。
[0032]镍基陶瓷合金粉末利用氧一乙炔喷焊技术进行处理，具体方法如下:
[0033]I)对螺杆喷焊表面粗化处理，去除工件表面氧化层，然后打磨螺杆喷焊层位置的氧化层；[0034]2)通过喷焊炬利用氧一乙炔燃烧产生的高温预先将螺杆的螺纹表面加热到400-450 0C ；
[0035]3)将喷焊炬的喷焊嘴接近工件表面，保持一定距离(一般在50_15mm)把镍基陶瓷合金粉末通过喷焊嘴用火焰熔融至工件表面，保温15分钟，然后消除喷焊产生的热应力，使镍基陶瓷合金粉末与母材相互熔敷、相互扩散、相互渗透形成组织密致、牢固、镜面光泽的合金层。
[0036]料筒采用高级渗氮钢(38铬钥铝)制成，具有很高渗氮性能和力学性能，良好的耐热性和耐腐蚀性，经渗氮处理后，能得到高的表面硬度、高的疲劳强度及良好的抗过热性，无回火脆性，切削加工性好，工作温度可达500°C，经过处理的高级渗氮钢料筒具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优势。
[0037]三段研磨机构包括第一段研磨机构101、第二段研磨机构102和第三段研磨机构103，在第一段研磨机构101上端制有入料口，在入料口上设有料斗104，在整个对废塑进行改性过程中，三个阶段的充分研磨能够使其研磨的细度达到了 40-60纳米或分子状态，达到了废旧塑料改性时各原料成分能够充分地耦合、交联、重新成核为新的分子的所需要求，使得改性料的出丝质量和出丝效率得以提高。在加热熔管10中进行研磨的同时也进行了一些改性控制操作，第一段研磨机构101包括加料、压缩、计量和混炼，还包括紧接混炼的调压，第二段研磨机构102包括排气、突变，第三段研磨机构103包括进入喷丝设置，同时经过添加增强剂、抗氧化剂、成核剂等改性辅料与其一系列的控制操作，形成新的改性料，其质量优秀成品率高。第一段研磨机构101和第二段研磨机构102的料筒上部均设有排气孔，下端设有排水口，当清洗后湿料从料斗进入后，其一部分水分从下方排水口排出，同时在螺杆旋转传送废塑的同时，废塑不断被挤压，经加热装置对其进行加热，使塑料中的残留水分被加热成水蒸气，从上方排气孔平排出，从而实现自动脱水。废塑经过双重脱水处理，能够很好去除塑料表面水分，同时对废塑中的杂质进行了进一步的去除，提高塑丝质量。排气孔为长10cm，宽4cm的孔，双排气孔能够将塑料里面的水气排除的更加为彻底，使得塑料研磨细度、密度便于与增强剂、抗氧化剂、成核剂充分耦合、交联，实现产品质量的提高。螺杆的直径为220_，甚至更大，增大直径后的螺杆温度稳定性强，从而使产品的质量标准达到更高，所述螺杆与料筒之间的间隙处于10-20丝范围内。
[0038]本发明预期达到的主要技术、性能指标:螺杆氮化层深度达到1.2mm ;螺杆外圆硬度达到840HV以上；螺杆轴线的直线度为低于0.065mm，达到7级标准范围；螺杆定位配合部位(外圆)对基准线的同轴度达到0.022mm，达到8级范围以内；螺杆外面的表面粗糙度Ra小于0.8 μ m ;螺槽底径的表面粗糙度Ra低于0.8 μ m，螺棱两侧的表面粗糙度Ra小于1.6 μ m ;机筒内孔轴线直线度达到0.070mm,达到7级标准；机孔内孔的表面粗糙度小于
1.6 μ m ;—次成品率达到98 %以上，较同类产品节约能耗46 %以上。
[0039]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备，主要有工作部分和底座支架两大部分构成，其中所述工作部分主体为加热熔管，其特征在于:在所述加热熔管内部设有三段研磨机构，所述加热熔管右端连接有出丝机构，在所述出丝机构下端设置冷却装置，所述底座支架部分主要包括底座和设置在底座上的发动机与变速齿轮箱，所述发动机通过传动轴与变速齿轮箱连接，所述变速齿轮箱和加热熔管相接，所述三段研磨机构包括料筒及设于料筒内的螺杆，在所述螺杆的螺纹上开有一个宽12mm，深度1.5mm的槽子，在所述槽子内喷涂有镍基陶瓷合金粉末。
2.根据权利要求1所述的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备窗户，其特征在于:所述镍基陶瓷合金粉末利用氧一乙炔喷焊技术进行处理，具体方法如下: 1)对螺杆喷焊表面粗化处理，去除工件表面氧化层，然后打磨螺杆喷焊层位置的氧化层； 2)通过喷焊炬利用氧一乙炔燃烧产生的高温预先将螺杆的螺纹表面加热到400-450 0C ； 3)将喷焊炬的喷焊嘴接近工件表面，保持距离50-15mm的距离，把镍基陶瓷合金粉末通过喷焊嘴用火焰熔融至工件表面，保温15分钟，然后消除喷焊产生的热应力。
3.根据权利要求1所述的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备窗户，其特征在于:所述料筒采用高级渗氮钢制成。
4.根据权利要求1所述的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备窗户，其特征在于:所述三段研磨机构包括第一段研磨机构、第二段研磨机构和第三段研磨机构，在所述第一段研磨机构上端制有入料口，在入料口上设有料斗。
5.根据权利要求4所述的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备窗户，其特征在于:所述第一段研磨机构和第二段研磨机构的料筒上部均设有排气孔，下端设有排水□。
6.根据权利要求5所述的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备窗户，其特征在于:所述排气孔为长10cm，宽4cm的孔。
7.根据权利要求1所述的新型三段式镍基螺杆研磨废塑改性再生节能设备窗户，其特征在于:所述螺杆的直径为220mm。
【文档编号】B29C47/76GK103978584SQ201410184662
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】郭戈 申请人:界首市双马机械有限公司