一种废旧塑料单螺杆挤出造粒设备及工艺的制作方法

本发明涉及一种废旧塑料单螺杆挤出造粒设备及工艺，属于废旧塑料综合利用技术领域。

背景技术：

废旧塑料的回收再利用是资源环保产业和循环经济的一部分，塑料再生挤出造粒是重要的环节之一；目前，造粒厂家使用的塑料再生挤出造粒设备，多为普通的造粒机，其结构主要采用挤出机+普通过滤器+模头+冷却装置+切粒机的结构，或者挤出机+普通过滤器+模头+热切风冷或者水冷的结构。这两种结构的造粒设备普遍存在进料慢、且进料量不稳定的问题。传统的挤出机加热方式采用在挤出机筒体外面，通过包覆云母片来对挤出机进行加热，存在筒体加热不均匀、升温速度慢的问题，限制了挤出机的筒体直径尺寸，产量无法提高。并且普通过滤器存在过滤面积小，过滤网容易堵塞，不能在线进行清理滤网，更换过滤网时必须停机进行更换，造成生产效率低。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种废旧塑料单螺杆挤出造粒设备及工艺，能够生产出杂质含量低、质量好、粒度均匀、外观光滑的塑料颗粒，且产量高，质量稳定，能耗低，并且能够实现在线清洁滤网，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种废旧塑料单螺杆挤出造粒设备，包含依次相互连接的强制给料机、一段单螺杆挤出机、二段单螺杆挤出机、二段免换网模头、三段单螺杆挤出机和三段免换网模头；

所述强制给料机，包含上壳体、下壳体、叶片和传动轴；上壳体的上开口为进料口，下壳体的下开口为出料口，上壳体和下壳体相互匹配，内设叶片和传动轴，传动轴上设有六个叶片，每个叶片上设有四个扇叶，相邻的两个叶片之间的扇叶角度相错15度，四个扇叶相差60度，六个叶片累计相差360度，形成一个完整的圆周；

所述一段单螺杆挤出机，包含减速机一、进料口一、壳体一、支座一、电磁加热线圈一、排气口一、出料口一、支架一、电机一和挤出机螺杆一，支架一上设有减速机一、支座一和电机一，减速机一和电机一相互连接，减速机一的输出端与设置在支座一上的挤出机螺杆一前端连接，挤出机螺杆一的外面设有壳体一，壳体一前端设有进料口一，进料口一与强制给料机的出料口连接；壳体一外设有电磁加热线圈一，壳体一后端设有排气口一，挤出机螺杆一后端设有出料口一；一段单螺杆挤出机的长径比为18.85；

所述二段单螺杆挤出机，包含减速机二、进料口二、挤出机壳体二、支座二、电磁加热线圈二、排气口二、出料口二、支架二、电机二、挤出机螺杆二；支架二上设有减速机二、支座二和电机二，减速机二和电机二相互连接，减速机二的输出端与设置在支座二上的挤出机螺杆二前端连接，挤出机螺杆二的外面设有壳体二，壳体二前端设有进料口二，进料口二与一段单螺杆挤出机的出料口一连接；壳体二外设有电磁加热线圈二，壳体二后端设有排气口二，挤出机螺杆二后端设有出料口二；二段单螺杆挤出机的长径比为20；

所述二段免换网模头，包含壳体四、进料口四、排渣口、排渣阀门四、出料口四、刮刀减速电动机四、刮刀轴四、刮刀四、筛板四和衬板四；刮刀减速电动机四的输出轴与壳体四内的刮刀轴四连接，刮刀轴四上依次设有刮刀四、筛板四和衬板四；筛板四将壳体四分为前后两腔，壳体四的前腔设有进料口四和排渣口四，排渣口四上设有排渣阀门四，进料口四与二段单螺杆挤出机的出料口二连接；壳体四的后腔设有出料口四；

所述三段单螺杆挤出机，包含减速机三、进料口三、壳体三、电磁加热线圈三、冷却喷水管、支座三、出料口三、支架三、电机三和挤出机螺杆三；支架三上设有减速机三、支座三和电机三，减速机三和电机三相互连接，减速机三的输出端与设置在支座三上的挤出机螺杆三前端连接，挤出机螺杆三的外面设有壳体三，壳体三前端设有进料口三，进料口三与二段免换网模头的出料口四连接；壳体三外设有电磁加热线圈三，挤出机螺杆三后端设有出料口三；壳体三的上方设有冷却喷水管，三段单螺杆挤出机的长径比为11.3；

所述三段免换网模头，包含壳体五、进料口五、排渣口五、排渣阀门五、出料口五、刮刀减速电动机五、刮刀轴五、刮刀五、筛板五和衬板五，刮刀减速电动机五的输出轴与壳体五内的刮刀轴五连接，刮刀轴五上依次设有刮刀五、筛板五和衬板五；筛板五将壳体五分为前后两腔，壳体五的前腔设有进料口五和排渣口五，排渣口五上设有排渣阀门五，进料口五与三段单螺杆挤出机的出料口三连接；壳体五的后腔设有出料口五。

所述强制给料机筒体的两侧分别设有操作侧轴承体和传动侧轴承体，操作侧轴承体和传动侧轴承体上分别设有轴承，传动轴设置在筒体两侧的轴承上。

所述强制给料机的叶片，其压入面采用弧形结构，保证了废旧塑料能持续不断的被压入到进料口，而且多余的塑料还能被叶片刮出，防止进料口堵塞和给料机卡死造成电机烧毁。

所述一段单螺杆挤出机，其挤出机螺杆一分为四段，分别是加料段a、压缩段b、计量段c、混料段d、排气段e；进料口一匹配在加料段a，排气口一和出料口一匹配在排气段e。壳体一底部对应加料段a的位置，设有排水口一。

所述二段单螺杆挤出机，其挤出机螺杆二分为四段，分别是加料段f、压缩段g、混料段h、排气段i；进料口二匹配在加料段f，排气口二和出料口二匹配在排气段i。

所述三段单螺杆挤出机，其挤出机螺杆二分为三段，分别是加料段j、压缩段k、计量段l；进料口三匹配在加料段j，出料口二匹配在计量段l。

一种废旧塑料单螺杆挤出造粒工艺，采用上述设备进行，方法如下：

①洗涤脱水后的废旧塑料利用输送带，运送到强制给料机，强制给料机均匀的将废旧塑料压入到一段单螺杆挤出机的进料口一；在一段单螺杆挤出机的加料段a，废旧塑料中的水份被挤出，从一段单螺杆挤出机底部排出；在挤出机螺杆一的推动下，废旧塑料被压实进入压缩段b，在压缩段b，废旧塑料被逐渐塑化；塑化后的废旧塑料被挤入计量段c，在计量段c，废旧塑料被混合和剪切；进入到混料段d，进一步使未塑化的废旧塑料塑化；通过排气段e时，废旧塑料中混合的气体和杂质从排气口一排除，排气后的塑化塑料继续被压缩后，从出料口一排出；

②从出料口一排出的塑化塑料直接进入到二段单螺杆挤出机的加料段f，在挤出机螺杆二的推动下，塑化塑料到达压缩段g，被进一步的混合塑化和压缩后，被挤入到混料段h，使塑化后的塑料进行充分的混合，进一步提高塑料塑化效果；混合后的塑化塑料进入到排气段i后，塑料中的气体和杂质从排气口二排出，塑化的塑料被进一步的压缩后，到达二段单螺杆挤出机出料口二处的二段免换网模头；在二段免换网模头内，较大的颗粒和杂质被网板四上的刮刀四刮到排渣口四后，定时从排渣口四排出；其余的较小颗粒塑化塑料通过筛板四，从出料口四排出；

③从二段免换网模头出料口四排出的塑化塑料，进入到三段单螺杆挤出机的加料段j，在挤出机螺杆三的推动下，塑料到达压缩段k，在此塑化的塑料被充分的搅拌，混合均匀，并进一步的被压缩，以提高塑料颗粒的密度；混合均匀的塑化塑料被挤出机螺杆三推动到计量段l，在计量段l，塑化的塑料被均匀的排到三段免换网模头，较大的颗粒和杂质被网板五上的刮刀五刮到排渣口五，定时从排渣口五排出；其余的较小颗粒塑化塑料通过筛板五，从出料口五排出，进行造粒。

三段免换网模头排出的塑化塑料，进入到水环切粒机，塑料从水环切粒机筛板孔中挤出，被筛板上的刮刀切割成塑料颗粒后，在高速旋转刮刀的离心力的作用下，颗粒被甩到筒体上的水环内被冷却凝固，随着水环的流动，固化后的塑料颗粒流出，进入到蛇形水槽内，进一步进行冷却；冷却后的塑料颗粒进入到甩干机内，被脱去水份，脱水后的颗粒进入到跳筛内按照颗粒的大小进行分选后，进入到自动称重打包机，进行封袋包装。

本发明的有益效果是：能够生产出杂质含量低、质量好、粒度均匀、外观光滑的塑料颗粒，且产量高，质量稳定，能耗低，并且能够实现在线清洁滤网，保护环境，利国利民。

附图说明

图1是本发明实施例强制给料机结构示意图；

图2是本发明实施例强制给料机剖视示意图；

图3是本发明实施例强制给料机的叶片示意图；

图4是本发明实施例的一段单螺杆挤出机示意图；

图5是本发明实施例的一段单螺杆挤出机螺杆示意图；

图6是本发明实施例的二段单螺杆挤出机示意图；

图7是本发明实施例的二段单螺杆挤出机螺杆示意图；

图8是本发明实施例的二段免换网模头示意图；

图9是本发明实施例的二段免换网模头剖视示意图；

图10是本发明实施例的三段单螺杆挤出机示意图；

图11是本发明实施例的三段单螺杆挤出机螺杆示意图；

图12是本发明实施例的三段免换网模头示意图；

图13是本发明实施例的三段免换网模头剖视示意图；

图中：上壳体1、下壳体2、叶片3、操作侧轴承体4、传动轴5、传动侧轴承体6、轴承7；减速机一8、进料口一9、壳体一10、支座一11、电磁加热线圈一12、壳体连接法兰一13、排气口一14、出料口一15、支架一16、电机一17、电机皮带轮一18、减速机带轮一19、挤出机螺杆一20；减速机二21、进料口二22、挤出机壳体二23、支座二24、电磁加热线圈二25、排气口二26、出料口二27、支架二28、电机二29、电机皮带轮二30、减速机带轮二31、挤出机螺杆二32、壳体四33、排渣阀门四34、排渣阀门驱动装置四35、出料口四36、刮刀减速电动机四37、刮刀锁母四38、刮刀轴四39、刮刀四40、筛板四41、衬板四42；减速机三43、进料口三44、壳体三45、电磁加热线圈三46、冷却喷水管47、支座三48、出料口三49、支架三50、电机三51、电机皮带轮三52、减速机带轮三53、挤出机螺杆三54、刮刀锁母五55、刮刀五56、筛板五57、衬板五58、刮刀轴五59、壳体五60、排渣阀门五61、排渣阀门驱动装置五62、出料口五63、刮刀减速电动机五64。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

一种废旧塑料单螺杆挤出造粒设备，包含依次相互连接的强制给料机、一段单螺杆挤出机、二段单螺杆挤出机、二段免换网模头、三段单螺杆挤出机和三段免换网模头；

所述强制给料机，包含上壳体1、下壳体2、叶片3和传动轴5；上壳体1的上开口为进料口，下壳体2的下开口为出料口，上壳体1和下壳体2相互匹配，内设叶片3和传动轴5，传动轴5上设有六个叶片3，每个叶片上设有四个扇叶，相邻的两个叶片之间的扇叶角度相错15度，四个扇叶相差60度，六个叶片累计相差360度，形成一个完整的圆周。

所述强制给料机筒体的两侧分别设有操作侧轴承体4和传动侧轴承体6，操作侧轴承体4和传动侧轴承体6上分别设有轴承，传动轴5设置在筒体两侧的轴承7上。

所述强制给料机的叶片，其压入面采用弧形结构，保证了废旧塑料能持续不断的被压入到进料口，而且多余的塑料还能被叶片刮出，防止进料口堵塞和给料机卡死造成电机烧毁。

所述一段单螺杆挤出机，包含减速机一8、进料口一9、壳体一10、支座一11、电磁加热线圈一12、排气口一14、出料口一15、支架一16、电机一17和挤出机螺杆一20，支架一16上设有减速机一8、支座一11和电机一17，减速机一8和电机一17相互连接，减速机一8的输出端与设置在支座一11上的挤出机螺杆一20前端连接，挤出机螺杆一20的外面设有壳体一10，壳体一10前端设有进料口一9，进料口一9与强制给料机的出料口连接；壳体一10外设有电磁加热线圈一12，壳体一后端设有排气口一14，挤出机螺杆一20后端设有出料口一15；一段单螺杆挤出机的长径比为18.85。

所述一段单螺杆挤出机，其挤出机螺杆一分为四段，分别是加料段a、压缩段b、计量段c、混料段d、排气段e；进料口一9匹配在加料段a，排气口一14和出料口一15匹配在排气段e。壳体一底部对应加料段a的位置，设有排水口一。

所述壳体较长，分为两段，中间通过壳体连接法兰一13连为一体。

所述电机一17上设有电机皮带轮一18，减速机一8上设有减速机带轮一19，减速机一8和电机一17通过皮带相互连接。

由于老式螺杆挤出机的加热方式采用在挤出机的外壳上包覆云母片的加热方式，热量由外壳慢慢传递到螺杆上，传递效率低，且传热不均，限制了螺杆外径尺寸。本发明单螺杆挤出机的加热采用了电磁线圈的加热方式，加热效率高，热传导快，壳体和螺杆的温差小，废旧塑料在螺杆内的温度均匀，塑化效果好，并且电磁加热线圈可以分区进行温度控制，可以精确的控制废旧塑料的塑化效果，稳定产品质量。由于采用了电磁加热，提升了加热效果，使螺杆的直径可以增大，一段单螺杆挤出机的长径比为18.85，增加了产量。

所述二段单螺杆挤出机，包含减速机二21、进料口二22、挤出机壳体二23、支座二24、电磁加热线圈二25、排气口二26、出料口二27、支架二28、电机二29、挤出机螺杆二32；支架二上设有减速机二、支座二和电机二，减速机二和电机二相互连接，减速机二的输出端与设置在支座二上的挤出机螺杆二前端连接，挤出机螺杆二的外面设有壳体二，壳体二前端设有进料口二，进料口二与一段单螺杆挤出机的出料口一连接；壳体二外设有电磁加热线圈二，壳体二后端设有排气口二，挤出机螺杆二后端设有出料口二；二段单螺杆挤出机的长径比为20。

所述二段单螺杆挤出机，其挤出机螺杆二分为四段，分别是加料段f、压缩段g、混料段h、排气段i；进料口二匹配在加料段f，排气口二和出料口二匹配在排气段i。

所述电机二上设有电机皮带轮二30，减速机二上设有减速机带轮二31，减速机二和电机二通过皮带相互连接。

二段挤出机的主要作用是对废旧塑料进一步的混合搅拌塑化，使废旧塑料塑化一致，排出塑化过程中产生的气体，增强塑料颗粒的致密性。

所述二段免换网模头，包含壳体四33、进料口四、排渣口、排渣阀门四34、出料口四36、刮刀减速电动机四37、刮刀轴四39、刮刀四40、筛板四41和衬板四42；刮刀减速电动机四37的输出轴与壳体四33内的刮刀轴四39连接，刮刀轴四39上依次设有刮刀四40、筛板四41和衬板四42；筛板四41将壳体四33分为前后两腔，壳体四的前腔设有进料口四和排渣口四，排渣口四上设有排渣阀门四34，进料口四与二段单螺杆挤出机的出料口二27连接；壳体四33的后腔设有出料口四36。

所述刮刀四40通过刮刀锁母四38固定在刮刀轴四39上。

所述排渣阀门四34与排渣阀门驱动装置四35连接。

所述筛板的孔径为20--30目

二段免换网模头，作用是排出二段单螺杆挤出机塑化后废旧塑料中的杂质和大的颗粒；筛板的孔径一般选用20-30目。

塑化的废旧塑料进入到壳体四后，刮刀四旋转，大的颗粒及杂质被刮刀四刮刀排渣口四，排渣阀门四的排渣阀门驱动装置四，可以采用电动驱动、气动或者液压缸驱动，控制方式可以采用压力传感器控制和定时控制；采用压力传感器控制时，当壳体四前腔内的压力达到设定值时，排渣阀门四开启，将杂质排出；当采用定时控制时，可以根据废旧塑料中含杂质的多少，自由控制排渣阀门四的开启与关闭的时间。由于采用了自动控制阀门，节省了人工成本，并且避免了人工不及时开启排渣阀，造成筛板由于压力过大，挤碎筛板的事故。

塑化的塑料通过筛板四后，再经过衬板四，衬板四的主要作用是支撑筛板四，避免筛板四变形和破损。通过衬板四的塑化塑料汇集到出料口四，进入三段单螺杆挤出机。

所述三段单螺杆挤出机，包含减速机三43、进料口三44、壳体三45、电磁加热线圈三46、冷却喷水管47、支座三48、出料口三49、支架三50、电机三51和挤出机螺杆三54；支架三上设有减速机三、支座三和电机三，减速机三和电机三相互连接，减速机三的输出端与设置在支座三上的挤出机螺杆三前端连接，挤出机螺杆三的外面设有壳体三，壳体三前端设有进料口三，进料口三与二段免换网模头的出料口四连接；壳体三外设有电磁加热线圈三，挤出机螺杆三后端设有出料口三；壳体三的上方设有冷却喷水管47，三段单螺杆挤出机的长径比为11.3。

所述三段单螺杆挤出机，其挤出机螺杆二分为三段，分别是加料段j、压缩段k、计量段l；进料口三匹配在加料段j，出料口二匹配在计量段l。

所述电机三上设有电机皮带轮三52，减速机三上设有减速机带轮三53，减速机三和电机三通过皮带相互连接。

三段单螺杆挤出机作用是对废旧塑料进一步的混合搅拌，使废旧塑料塑化一致，增强塑料颗粒的致密性。在三段单螺杆挤出机的上面安装了冷却水管，用来调节螺杆内塑化塑料的温度，达到工艺的要求。

所述三段免换网模头，包含壳体五60、进料口五、排渣口五、排渣阀门五61、出料口五63、刮刀减速电动机五64、刮刀轴五59、刮刀五56、筛板五57和衬板五58，刮刀减速电动机五的输出轴与壳体五内的刮刀轴五连接，刮刀轴五上依次设有刮刀五、筛板五和衬板五；筛板五将壳体五分为前后两腔，壳体五的前腔设有进料口五和排渣口五，排渣口五上设有排渣阀门五，进料口五与三段单螺杆挤出机的出料口三49连接；壳体五的后腔设有出料口五。

所述刮刀五通过刮刀锁母五55固定在刮刀轴五上。

所述排渣阀门五与排渣阀门驱动装置五62连接。

所述筛板的孔径为30-40目

三段免换网模头作用是排出三段单螺杆挤出机塑化后废旧塑料中的杂质和大的颗粒，筛板的孔径一般选用30-40目。

塑化的废旧塑料进入到壳体五后，刮刀五旋转，大的颗粒及杂质被刮刀五刮到排渣口五，排渣阀门驱动装置五可以采用电动驱动、气动或液压缸驱动，控制方式可以采用压力传感器控制和定时控制；采用压力传感器控制时，当壳体五前腔内的压力达到设定值时，排渣阀门五开启，将杂质排出；当采用定时控制时，可以根据废旧塑料中含杂质的多少，自由控制排渣阀门五门的开启与关闭的时间。由于采用了自动控制阀门，节省了人工成本，并且避免了人工不及时开启排渣阀，造成筛板由于压力过大，挤碎筛板的事故。

塑化的塑料通过筛板五后，再经过衬板五，衬板五的主要作用是支撑筛板五，避免筛板变形和破损。

通过衬板五的塑化塑料汇集到出料口五，排出到水环切粒机进口。塑化的塑料经过水环切粒机切粒后，排出到蛇形水槽冷却；由甩干机脱去水份后，输送到跳筛，经过跳筛的筛选后，合格的产品由风机输送到称重打包系统，进行称重打包。

一种废旧塑料单螺杆挤出造粒工艺，采用上述设备进行，方法如下：

①洗涤脱水后的废旧塑料利用输送带，运送到强制给料机，强制给料机均匀的将废旧塑料压入到一段单螺杆挤出机的进料口一；在一段单螺杆挤出机的加料段a，废旧塑料中的水份被挤出，从一段单螺杆挤出机底部排出；在挤出机螺杆一的推动下，废旧塑料被压实进入压缩段b，在压缩段b，废旧塑料被逐渐塑化；塑化后的废旧塑料被挤入计量段c，在计量段c，废旧塑料被混合和剪切；进入到混料段d，进一步使未塑化的废旧塑料塑化；通过排气段e时，废旧塑料中混合的气体和杂质从排气口一排除，排气后的塑化塑料继续被压缩后，从出料口一排出；

②从出料口一排出的塑化塑料直接进入到二段单螺杆挤出机的加料段f，在挤出机螺杆二的推动下，塑化塑料到达压缩段g，被进一步的混合塑化和压缩后，被挤入到混料段h，使塑化后的塑料进行充分的混合，进一步提高塑料塑化效果；混合后的塑化塑料进入到排气段i后，塑料中的气体和杂质从排气口二排出，塑化的塑料被进一步的压缩后，到达二段单螺杆挤出机出料口二处的二段免换网模头；在二段免换网模头内，较大的颗粒和杂质被网板四上的刮刀四刮到排渣口四后，定时从排渣口四排出；其余的较小颗粒塑化塑料通过筛板四，从出料口四排出；

③从二段免换网模头出料口四排出的塑化塑料，进入到三段单螺杆挤出机的加料段j，在挤出机螺杆三的推动下，塑料到达压缩段k，在此塑化的塑料被充分的搅拌，混合均匀，并进一步的被压缩，以提高塑料颗粒的密度；混合均匀的塑化塑料被挤出机螺杆三推动到计量段l，在计量段l，塑化的塑料被均匀的排到三段免换网模头，较大的颗粒和杂质被网板五上的刮刀五刮到排渣口五，定时从排渣口五排出；其余的较小颗粒塑化塑料通过筛板五，从出料口五排出，进行造粒。

三段免换网模头排出的塑化塑料，进入到水环切粒机，塑料从水环切粒机筛板孔中挤出，被筛板上的刮刀切割成塑料颗粒后，在高速旋转刮刀的离心力的作用下，颗粒被甩到筒体上的水环内被冷却凝固，随着水环的流动，固化后的塑料颗粒流出，进入到蛇形水槽内，进一步进行冷却；冷却后的塑料颗粒进入到甩干机内，被脱去水份，脱水后的颗粒进入到跳筛内按照颗粒的大小进行分选后，进入到自动称重打包机，进行封袋包装。