一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统的制作方法
【专利摘要】一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，包括管道，熔融聚合物进口，金属陶瓷复合造粒模板，金属陶瓷复合切粒刀，随动式挠性刀盘，聚合物颗粒和冷却水混合室，电动机；其中：所述的金属陶瓷复合造粒模板安装在造粒机组的来料端的整流锥箱体处，加热系统通过管道与金属陶瓷复合造粒模板热通道接口连接，金属陶瓷复合切粒刀安装在随动式挠性刀盘上，熔融聚合物进口为环状；聚合物颗粒和冷却水混合槽安装在电动机的主轴上。本发明的优点：金属陶瓷材料具有较强的抗汽蚀、抗腐蚀的能力。随动式挠性刀盘减轻了调整安装的难度，保证了生产的持续稳定的进行，大量减少了造粒机组的停车次数，为石化企业创造了可观的利润。
【专利说明】一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统【技术领域】
[0001]本发明涉及石化企业生产PP、PE颗粒产品的关键设备领域，特别涉及了一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统。
【背景技术】
[0002]造粒模板-以往造粒机组中的造粒模板造粒带材料，采用硬质合金材料制造。
其耐汽蚀、耐腐蚀的较差，直接影响造粒模板的造粒质量和使用寿命。
[0003]切粒刀——以往石化企业采用的切粒刀材料是高碳马氏体不锈钢或高速工具钢，较高级的是进口的整体铁基钢结硬质合金制作的。两者不是使用寿命低，就是易发生断裂影响造粒机组的正常工作。
[0004]刀盘——以往刀盘的设计基本采用固定式的形式。工作中对刀盘的安装、调试精度和技术要求很高，若遇到因设备工作震动造成的基础沉降不一的位置变形时，只能频繁停车调整，使造粒生产线无法连续工作，而每次的停车还要造成物料的损失。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了提高设备使用寿命，确保生产顺利进行，特提供了一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统。
[0006]本发明提供了一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，包括管道1，熔融聚合物进口 2，金属陶瓷复合造粒模板3，金属陶瓷复合切粒刀4，随动式挠性刀盘5，聚合物颗粒和冷却水混合槽6，电动机7 ；
[0007]其中:所述的金属陶瓷复合造粒模板3安装在造粒机组的来料端的整流锥箱体处，加热系统通过管道I与金属陶瓷复合造粒模板3热通道接口连接，金属陶瓷复合切粒刀4安装在具有随动式挠性性能的、可传递扭矩和轴向力的随动式挠性刀盘5上，随动式挠性刀盘安装在电动机7的主轴上；熔融聚合物进口 2为环状；聚合物颗粒和冷却水混合槽6安装在电动机7的主轴上。
[0008]所述的金属陶瓷复合造粒模板3上，带有外环主加热通道301，内环主加热通道302，网状加热通道303，出料孔304，缩颈孔305，进料腔306 ;网状加热通道303连通外环主加热通道301和内环主加热通道302 ；
[0009]模板造粒带的材料为金属陶瓷材料，模板本体为马氏体不锈钢；是金属陶瓷材料与马氏体或沉淀硬化不锈钢的复合材料制成；具有良好的导热和保温、造粒带温差小的性能和耐高温、耐腐蚀、耐磨差、耐汽蚀、耐积屑瘤的优良特性。
[0010]随动式挠性刀盘5包括沿圆周均布的斜向导流孔501，环状橡胶层502，过载限位保护结构503 ;环状橡胶层502布置在随动式挠性刀盘5的中部的环状轴套内。
[0011]所述的金属陶瓷复合切粒刀4刀体是由马氏体或沉淀硬化不锈钢与金属陶瓷材料经真空扩散焊接复合而成，为杆状，末端带有安装孔。
[0012]所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，带有导热油加热系统，导热油加热系统包括第一热油泵18，第二热油泵19，一组电加热器17、一台膨胀罐20，与出油管路连接的出油阀22，回油管路联接的回油阀21 ；
[0013]第一热油泵18、第二热油泵19和膨胀罐20分别与一组电加热器17连接，导热油加热系统的出油管路上带有与出油管路连接的出油阀22，导热油加热系统的回油管路上带有回油管路联接的回油阀21。
[0014]在电加热器17中充满导热油的状态下，导热油被加热到现场的工作温度启动热油泵18或19，将导热油按照系统管路的控制系统增压经出油阀22输送到造粒模板的加热管道接口，导热油在造粒模板内部加热通道换热后，经模板出油口回流到电加热系统中的回油阀21再次进入到电加热器17中加热。其中因导热油受热膨胀部分，进入到膨胀罐储存，避免了因膨胀造成的系统受压发生事故的危险。
[0015]其中导热油加热系统是取代蒸汽加热系统的新型加热装置。其主要功能是利用电热原将导热油加热到规定温度，在输油泵的作用下将导热油传递到金属陶瓷复合造粒模板的内部换热管路中，对金属陶瓷复合造粒模板进行加热。满足熔融塑料在规定温度下顺利通过造粒带出料孔的工作。关键点是比蒸汽加热节能、热效率高、温度提升速度快、控温准确、输送压力小、安全可靠，是改造造粒装置的加热方式的有效手段。
[0016]金属陶瓷复合造粒模板3内部设计的热流到热通道为网形并联及局部串联方式。优化了模板的加热效率，减小了模板造粒带的温差。使金属陶瓷复合造粒模板3工作中的塑料流动均匀一致。避免了造粒颗粒的大小不一的问题。
[0017]高温液态聚合物在经过混炼机、齿轮泵、分流锥后，进入经过加热的金属陶瓷复合造粒模板3的进料腔。经缩颈孔压缩成型后在造粒模板，以下简称模板，出料孔进入造粒室，造粒室中充满着快速流动的50?60°C的冷却水，熔融塑料在突然失压和冷却水的双重作用下，膨胀凝固成圆柱状固体，此时贴合在模板造粒带表面并高速旋转的，安装在随动式挠性刀盘5上的金属陶瓷复合切粒刀4，与模板造粒带表面出料孔端面形成的一对剪刃，将固体聚合物切断形成颗粒，被切断的颗粒与冷却水同时被输送到水料分离器、振动筛、包装线，完成造粒产品生产过程。
[0018]金属陶瓷复合切粒刀的优势是:刀刃优于各种钢材料制作的使用寿命，具有耐高温、耐腐蚀、耐摩擦的优良特性。
[0019]由于是采用真空扩散焊接工艺，使金属陶瓷刀刃与不锈钢刀体形成良好的复合，增强了刀具的弹性变形区间，从而又比整体金属陶瓷刀具抵抗断裂的能力大幅提高。
[0020]随动式挠性刀盘是区别于固定式刀盘。随着造粒机组单机生产能力的不断提高和沿海石化企业的填海造地建厂的不断发展，造粒模板对切粒刀刀盘的平行度的精度也随之出现问题。仅靠提高固定式刀盘和模板的制造精度和调试人员的水平，保证装置的正常工作时很难达到的。随动式挠性刀盘解决了上述问题。其特点是:
[0021]在刀盘座与轴套之间注塑了橡胶，刀盘工作时依靠橡胶的强度和高粘结特性，传递动力源输送过来的旋转扭矩和轴向力。在因设备沉降不一时产生的模板与切粒刀及刀盘的平行度误差加大时，刀盘某处受力加大，随动式刀盘中的橡胶产生弹性变形，刀盘端面自动产生随动，保证了平行度的工作要求。
[0022]在刀盘端面开辟了斜向导流孔，刀盘工作中迫使冷却水进入刀盘端面冲刷刀具和模板造粒带上的残余塑料，避免了缠刀、垫刀、絮状料的产生。在刀盘上的橡胶粘结处放置了过载保护的部件，避免了因设备故障造成橡胶脱落的大事故的发生。
[0023]本发明的优点:
[0024]金属陶瓷材料具有较强的抗汽蚀、抗腐蚀的能力。其使用寿命比硬质合金材料制作的造粒模板延长二倍以上。金属陶瓷材料与马氏体不锈钢或沉淀硬化不锈钢，经真空扩散焊接复合而成的金属陶瓷复合切粒刀，不但延长了刀具的使用寿命，而且避免了断刀事故的发生。其使用寿命和稳定性超出前述刀具的1.5倍。随动式挠性刀盘减轻了调整安装的难度，还因随着设备的沉降变位，自动调整刀盘与模板造粒带的平行度，保证了生产的持续稳定的进行，大量减少了造粒机组的停车次数，为石化企业创造了可观的利润。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0026]图1为大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统结构示意图；
[0027]图2为金属陶瓷复合造粒模板剖视图；
[0028]图3为金属陶瓷复合造粒模板主视图；
[0029]图4为随动式挠性刀盘主视图；
[0030]图5为随动式挠性刀盘剖视图，图中箭头为摆动方向；
[0031]图6为导热油循环系统示意图；
[0032]图中，8为冷却水进口，9为加热介质进口，10为模板进料腔，11为切粒室，12为熔融聚合物进口，13为聚合物与冷却水出口，14为加热介质出口，15为冷却水。
【具体实施方式】
[0033]实施例1
[0034]本实施例提供了一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，包括管道1，熔融聚合物进口 2，金属陶瓷复合造粒模板3，金属陶瓷复合切粒刀4，随动式挠性刀盘5，聚合物颗粒和冷却水混合槽6，电动机7 ；
[0035]其中:所述的金属陶瓷复合造粒模板3安装在造粒机组的来料端的整流锥箱体处，加热系统通过管道I与金属陶瓷复合造粒模板3热通道接口连接，金属陶瓷复合切粒刀4安装在具有随动式挠性性能的、可传递扭矩和轴向力的随动式挠性刀盘5上，随动式挠性刀盘安装在电动机7的主轴上；熔融聚合物进口 2为环状；聚合物颗粒和冷却水混合槽6安装在电动机7的主轴上。
[0036]所述的金属陶瓷复合造粒模板3上，带有外环主加热通道301，内环主加热通道302，网状加热通道303，出料孔304，缩颈孔305，进料腔306 ;网状加热通道303连通外环主加热通道301和内环主加热通道302 ；
[0037]模板造粒带的材料为金属陶瓷材料，模板本体为马氏体不锈钢；是金属陶瓷材料与马氏体或沉淀硬化不锈钢的复合材料制成；具有良好的导热和保温、造粒带温差小的性能和耐高温、耐腐蚀、耐磨差、耐汽蚀、耐积屑瘤的优良特性。
[0038]随动式挠性刀盘5包括沿圆周均布的斜向导流孔501，环状橡胶层502，过载限位保护结构503 ;环状橡胶层502布置在随动式挠性刀盘5的中部的环状轴套内。[0039]所述的金属陶瓷复合切粒刀4刀体是由马氏体或沉淀硬化不锈钢与金属陶瓷材料经真空扩散焊接复合而成，为杆状，末端带有安装孔。
[0040]所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，带有导热油加热系统，导热油加热系统包括第一热油泵18，第二热油泵19，一组电加热器17、一台膨胀罐20，与出油管路连接的出油阀22，回油管路联接的回油阀21 ；
[0041]第一热油泵18、第二热油泵19和膨胀罐20分别与一组电加热器17连接，导热油加热系统的出油管路上带有与出油管路连接的出油阀22，导热油加热系统的回油管路上带有回油管路联接的回油阀21。
[0042]在电加热器17中充满导热油的状态下，导热油被加热到现场的工作温度启动热油泵18或19，将导热油按照系统管路的控制系统增压经出油阀22输送到造粒模板的加热管道接口，导热油在造粒模板内部加热通道换热后，经模板出油口回流到电加热系统中的回油阀21再次进入到电加热器17中加热。其中因导热油受热膨胀部分，进入到膨胀罐储存，避免了因膨胀造成的系统受压发生事故的危险。
[0043]其中导热油加热系统是取代蒸汽加热系统的新型加热装置。其主要功能是利用电热原将导热油加热到规定温度，在输油泵的作用下将导热油传递到金属陶瓷复合造粒模板的内部换热管路中，对金属陶瓷复合造粒模板进行加热。满足熔融塑料在规定温度下顺利通过造粒带出料孔的工作。关键点是比蒸汽加热节能、热效率高、温度提升速度快、控温准确、输送压力小、安全可靠，是改造造粒装置的加热方式的有效手段。
[0044]金属陶瓷复合造粒模板3内部设计的热流到热通道为网形并联及局部串联方式。优化了模板的加热效率，减小了模板造粒带的温差。使金属陶瓷复合造粒模板3工作中的塑料流动均匀一致。避免了造粒颗粒的大小不一的问题。
[0045]高温液态聚合物在经过混炼机、齿轮泵、分流锥后，进入经过加热的金属陶瓷复合造粒模板3的进料腔。经缩颈孔压缩成型后在造粒模板，以下简称模板，出料孔进入造粒室，造粒室中充满着快速流动的50?60°C的冷却水，熔融塑料在突然失压和冷却水的双重作用下，膨胀凝固成圆柱状固体，此时贴合在模板造粒带表面并高速旋转的，安装在随动式挠性刀盘5上的金属陶瓷复合切粒刀4，与模板造粒带表面出料孔端面形成的一对剪刃，将固体聚合物切断形成颗粒，被切断的颗粒与冷却水同时被输送到水料分离器、振动筛、包装线，完成造粒产品生产过程。
[0046]金属陶瓷复合切粒刀的优势是:刀刃优于各种钢材料制作的使用寿命，具有耐高温、耐腐蚀、耐摩擦的优良特性。
[0047]由于是采用真空扩散焊接工艺，使金属陶瓷刀刃与不锈钢刀体形成良好的复合，增强了刀具的弹性变形区间，从而又比整体金属陶瓷刀具抵抗断裂的能力大幅提高。
[0048]随动式挠性刀盘是区别于固定式刀盘。随着造粒机组单机生产能力的不断提高和沿海石化企业的填海造地建厂的不断发展，造粒模板对切粒刀刀盘的平行度的精度也随之出现问题。仅靠提高固定式刀盘和模板的制造精度和调试人员的水平，保证装置的正常工作时很难达到的。随动式挠性刀盘解决了上述问题。其特点是:
[0049]在刀盘座与轴套之间注塑了橡胶，刀盘工作时依靠橡胶的强度和高粘结特性，传递动力源输送过来的旋转扭矩和轴向力。在因设备沉降不一时产生的模板与切粒刀及刀盘的平行度误差加大时，刀盘某处受力加大，随动式刀盘中的橡胶产生弹性变形，刀盘端面自动产生随动，保证了平行度的工作要求。
[0050]在刀盘端面开辟了斜向导流孔，刀盘工作中迫使冷却水进入刀盘端面冲刷刀具和模板造粒带上的残余塑料，避免了缠刀、垫刀、絮状料的产生。在刀盘上的橡胶粘结处放置了过载保护的部件，避免了因设备故障造成橡胶脱落的大事故的发生。
【权利要求】
1.一种大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，包括管道(1)，熔融聚合物进口(2)，金属陶瓷复合造粒模板(3)，金属陶瓷复合切粒刀(4)，随动式挠性刀盘(5)，聚合物颗粒和冷却水混合室(6)，电动机(7)； 其中:所述的金属陶瓷复合造粒模板(3)安装在造粒机组的来料端的整流锥箱体处，加热系统通过管道(I)与金属陶瓷复合造粒模板(3 )热通道接口连接，金属陶瓷复合切粒刀(4)安装在具有随动式挠性性能的、可传递扭矩和轴向力的随动式挠性刀盘(5)上，随动式挠性刀盘安装在电动机(7)的主轴上；熔融聚合物进口(2)为环状；聚合物颗粒和冷却水混合室(6)安装在电动机(7)的主轴上。
2.按照权利要求1所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:所述的金属陶瓷复合造粒模板(3)上，带有外环主加热通道(301)，内环主加热通道(302)，网状加热通道(303)，出料孔(304)，缩颈孔(305)，进料腔(306);网状加热通道(303)连通外环主加热通道(301)和内环主加热通道(302)； 模板造粒带的材料为金属陶瓷材料，模板本体为马氏体不锈钢；是金属陶瓷材料与马氏体或沉淀硬化不锈钢的复合材料制成。
3.按照权利要求1所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:随动式挠性刀盘(5)包括沿圆周均布的斜向导流孔(501)，环状橡胶层(502)，过载限位保护结构(503);环状橡胶层(502)布置在随动式挠性刀盘(5)的中部的环状轴套内。
4.按照权利要求1所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:所述的金属陶瓷复合切粒刀(4)刀体是由马氏体或沉淀硬化不锈钢与金属陶瓷材料经真空扩散焊接复合而成，为杆状，末端带有安装孔。
5.按照权利要求1所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，其特征在于:所述的大型塑料挤压造粒机组水下切粒系统，带有导热油加热系统，导热油加热系统包括第一热油泵(18)，第二热油泵(19)，一组电加热器(17)、一台膨胀罐(20)，与出油管路连接的出油阀(22)，回油管路联接的回油阀(21)； 第一热油泵(18)、第二热油泵(19)和膨胀罐(20)分别与一组电加热器(17)连接，导热油加热系统的出油管路上带有与出油管路连接的出油阀(22)，导热油加热系统的回油管路上带有回油管路联接的回油阀(21)。
【文档编号】B29B9/06GK103878898SQ201410090404
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】王德元, 寇曙光, 赵忠林, 王为, 徐祥谦, 任振武, 李彦夫, 翟大群, 周斌, 沈光妍, 朱振宁, 王春鹏, 关兴重, 朱波, 于宝海 申请人:沈阳金锋特种刀具有限公司