一种用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置的制作方法

本发明涉及废旧轮胎胶块处理领域，特别涉及一种用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置。

背景技术：

随着我国经济的迅速发展，交通运输业也跟着高速发展，而交通工具的零部件常常离不开轮胎。轮胎的普遍应用使得废旧轮胎的数量急速上升，而对废旧轮胎的回收处理综合利用却十分困难。

废轮胎浑身都是好东西，主要由合成橡胶和天然橡胶、纺织物、防老剂、碳黑等材料组成，其中天然橡胶和合成橡胶混合物高达55％-60％，金属约占25％，主要是起增强轮胎的钢性和强度作用的优质钢丝。这些物质具有较高的经济价值，因此废旧轮胎的再利用具有巨大的市场潜力。

废旧轮胎的处理主要下面几种有种形式:简单的原形利用、轮胎翻新、作为燃料、裂解、回收再生。其中回收再生最为合理，也最有前途，这一做法不仅可以处理废旧轮胎，还可以得到可再生的资源。早期的回收再生废旧轮胎，主要是制取再生胶。由于生产再生胶存在环境污染等问题，废旧轮胎由生产再生胶转向了制取胶粉，胶粉生产过程简单、用途广泛。

胶粉的生产方法主要分为常温粉碎和低温粉碎，其中常温粉碎一般只能批量生产粗胶粉(20-30目)，而低温粉碎能批量生产出细度达60～目的精细胶粉。胶粉的粒径愈小，胶料的拉伸强度，扯断伸长率和磨耗等性能愈接近未加胶粉的胶料。加有胶粉胶料的耐疲劳性能和抗裂口增长等动态性能均比未加胶粉的有不同程度的提高，胶粉的粒径愈小，提高的幅度愈大。可以说精细胶粉比粗胶粉有着更为广阔的应用范围。

近些年来，国内不少单位也开展了这方面的工作，但大都没有取得理想的成果。究其原因，他们的思路与西方为数众多的技术人员一样，陷入某种误区，即认为生产精细胶粉的最佳途径是：将橡胶冷冻到脆化温度，然后再采用撞击摩擦的粉碎方式细碎。众所周知，空气涡轮的制冷温度远不及液氮低，于是他们就大幅度增大冷气流量，并想方设法增设以氨或氟里昂为工质的辅助制冷设备以加大制冷深度，结果是能耗虽比液氮低了，但仍无实用价值，且胶粉的细度也远未达标。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置，旨在解决现有胶粉的细度远未达标的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置，包括：

预冷室，呈倾斜设置，所述预冷室上端开设有进料口和出气口；

冷冻室，与所述预冷室下端连通，所述冷冻室远离所述预冷室的一端开设有进气口和出料口；

振动板，设于所述预冷室内，且与所述进料口相对；以及，

振动机构，与所述振动板连接，用以驱动所述振动板振动。

优选地，所述预冷室底部固定有弹性底座。

优选地，所述弹性底座包括固定支架和弹簧，所述预冷室固定于所述固定支架上，所述弹簧设于所述固定支架底部。

优选地，所述进料口设于所述预冷室顶部，所述振动板设于所述进料口下方。

优选地，所述振动板贯穿设有多个通风孔。

优选地，多个所述通风孔均匀分布设置。

优选地，所述振动板周缘与所述预冷室内侧壁固定连接，以将所述预冷室内腔在上下向分隔。

优选地，所述冷冻室位于所述预冷室下方，所述预冷室和所述冷冻室之间通过呈弯折状的连接管道连接。

优选地，所述出料口设于所述冷冻室底部。

优选地，还包括空气涡轮膨胀机，所述空气涡轮膨胀机用于与所述进气口连通，向所述进气口导入冷气。

本发明提供的技术方案中，对胶块进行冷冻，一方面可抵消粉碎时产生的摩擦热，阻止胶粒处于脱硫或半脱硫状态；另一方面可降低胶粒的扯断伸长率，使其易于被粉碎，且可大幅度减少粉碎热，从而提高了胶粉产量与质量。

在预冷室内安装有振动筛，振动筛产生振动使冷空气与胶块可以更好地进行换热，振动筛工作让胶块与冷空气的换热更彻底，使胶块降温效果更好。冷冻室的设计是关系到胶粒能否被冷冻硬化的关键，整个冷冻部分分为预冷室和冷冻室两部分。预冷室设计成气固换热效率高的床型热交换器；振动筛工作让胶块与冷空气的换热更彻底，冷冻室内的冷气以一定的速度喷射胶粒，使胶粒呈沸腾状，增大换热面积，这种强制对流换热方式的传热系数比液氮的自然对流换热大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置的一实施例的结构示意图；

图2为图1中用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置的立体示意图；

图3为图1中用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置的侧视图；

图4是图1中用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置的俯视图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置100，图1至图4为本发明提供的用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置100的一实施例。

请参阅图1至图4，在本实施例中用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置100包括：预冷室1、冷冻室2、振动板3以及振动机构4。

预冷室1呈倾斜设置，需要说明的是，预冷室1倾斜设置，必然会存在预冷室1一端比另一端高，较高的一端本实施例中为图1中预冷室的左端为预冷室1上端，较低的一端本实施例中为图1中预冷室的右端为预冷室1下端。所述预冷室1上端开设有进料口11和出气口12，进料口11用于将初级破碎后的胶块300导入至预冷室1内。

冷冻室2与所述预冷室1下端连通，所述冷冻室2远离所述预冷室1的一端开设有进气口21和出料口22，所述进气口21用于向冷冻室2内导入冷气。

振动板3设于所述预冷室1内，且与所述进料口11相对。振动机构4与所述振动板3连接，用以驱动所述振动板3振动。振动机构4可以设于预冷室1内，与振动板3直接连接，也可以设于预冷室1外，与振动板3间接连接，本实施例中，振动机构4固定于预冷室1外侧壁上。

图1中在进料口11处对应设置有用于导入胶块300的传送带200，在出料口22处对应设置有用于接收冷冻后的胶块300的传送带200，传送带200并不是所述用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置100的一部分，图中的传送带200仅为了便于描述用废旧轮胎胶块制备胶粒的前处理装置100的原理存在。

本发明提供的技术方案中，传送带200将初级破碎后的胶块300从进料口11导入至预冷室1内，胶块300与振动板3发生碰撞，振动机构4带动振动板3振动，从而带动胶块300跳动，胶块300在重力作用下由预冷室1上端滚落至预冷室1下端，然后从冷冻室2的出料口22落出，冷气从冷冻室2的进气口21导入，经由冷冻室2和预冷室1，从预冷室1的出气口12排出。

冷冻部分的设计是关系到胶粒能否被冷冻硬化的关键，整个冷冻部分分为预冷室1和冷冻室2两部分。利用预冷室1和冷冻室2对胶块300进行遇冷，通过降低温度可改变废旧轮胎胶块300性能。预冷室1中的振动板3让胶块300与冷空气的换热更彻底，使胶块300进行充分预冷，使胶块300降温效果更好。预冷室1设计成气固换热效率高的床型热交换器。冷冻室2让胶块300进一步降温，冷冻室2内的冷气以一定的速度喷射胶块300，使胶块300呈沸腾状，可增大换热面积，这种强制对流换热方式的传热系数比液氮的自然对流换热大大提高，被处理后的胶块300由传送带200输送到下一环节。

对胶块300进行冷冻，一方面可抵消粉碎时产生的摩擦热，阻止胶粒处于脱硫或半脱硫状态；另一方面可降低胶粒的扯断伸长率，使其易于被粉碎，且可大幅度减少粉碎热，从而提高了胶粉产量与质量。橡胶在0℃时弹性大幅度下降，达-70℃时完全脆化，实践证明，将其冷冻到这两个温度间的某一温度，使其硬化即可实现上述两个目的，冷冻后的废旧轮胎胶块300破碎效果更好。

优选地，所述预冷室1底部固定有弹性底座5。弹性底座5的设置有多种方式，本实施例中，所述弹性底座5包括固定支架51和弹簧52，所述预冷室1固定于所述固定支架51上，所述弹簧52设于所述固定支架51底部，弹性底座5的设置可对预冷室1的振动起到缓冲作用。

优选地，所述进料口11设于所述预冷室1顶部，所述振动板3设于所述进料口11下方，胶块300从进料口11进入至预冷室1内，胶块300在重力作用下，可直接落入至振动板3上，确保胶块300受到振动板3的作用力发生跳动。

优选地，所述振动板3贯穿设有多个通风孔31，冷气从振动板3下方穿过通风孔31向上流动，可对胶块300施加向上的冲击力，从而可使振动板3上的胶块300向上跳动。振动板3振动时，胶块300受到振动板3施加的向上的作用力、重力以及冷气向上的作用力，可增强胶块300在振动板3上跳动的幅度，从而增大胶块300与冷气的接触面积，使胶块300降温效果更好。多个所述通风孔31均匀分布设置，使得振动板3上的胶块300降温更均匀。

振动板3可以通过支架固定于预冷室1底壁，振动板3与预冷室1侧壁之间呈间隙设置，使得所有胶块300均可落入至振动板3上，从而确保所有胶块300进行充分预冷。振动板3也可以直接与预冷室1内侧壁固定连接。本实施例中，所述振动板3周缘与所述预冷室1内侧壁固定连接，以将所述预冷室1内腔在上下向分隔，从而确保从进料口11进入的胶块300可全部落入至振动板3上。

进入至预冷室1内的胶块300在重力作用下由预冷室1上端滚落至预冷室1下端，所述冷冻室2位于所述预冷室1下方，所述预冷室1和所述冷冻室2之间通过呈弯折状的连接管道6连接，可使得预冷室1内的胶块300在重力作用下全部落入至冷冻室2内。

优选地，所述出料口22设于所述冷冻室2底部，使得胶块300在冷冻后在重力作用下从出料口22落至传送带200上。

本实施例中，冷冻室2中的冷气来源是空气涡轮膨胀机，所述空气涡轮膨胀机用于与所述进气口21连通，可产生低温空气，向所述进气口21导入冷气。空气涡轮膨胀机制冷原理是:压缩空气在喷咀环的收敛形通道中加速，使压力能转变为气体动能，形成高速气流推动涡轮及转子高速旋转，气流在涡轮中膨胀并改变方向，从涡轮叶轮出口排出，气体动能转变为机械能，被同轴的压气机叶轮吸收，从而使涡轮出口的空气温度降低，得到冷量。由于空气涡轮膨胀机为现有技术，因此不再赘述。

本实施例中采用空气涡轮膨胀机制冷降温，相较于液氮降温成本降低很多，符合我国国情，能耗低，生产成本低，采用空气涡轮制冷，按0.75元/kw.h计算，每吨胶粉的电耗成本最多750元，但是在我国采用液氮冷冻，每吨胶粉的液氮消耗费至少要3000元。利用先进的空气涡轮制冷系统，在低温条件下，将废旧橡胶进行冷冻粉碎，它的冷冻能耗成本仅为国际上通用的液氮法的十分之一，整个工艺过程不产生二次污染。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。