一種塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭及塑料造粒節(jié)能冷卻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料造粒設(shè)備及方法，具體涉及一種塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭及塑料造粒節(jié)能冷卻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在熱塑性塑料再生、改性等塑料原料加工過程中，通常需要塑料造粒機將塑料制作成粒狀。其中水環(huán)切造粒有操作簡單、自動化程度高、成粒均勻等特點而成為優(yōu)選方法之一。水環(huán)切造粒的工作原理為:熱塑性塑料受熱變成熔融狀態(tài)，在金屬筒內(nèi)由螺桿擠壓輸送通過螺筒末端的金屬穿孔板;位于金屬穿孔板外側(cè)設(shè)有以一定速度旋轉(zhuǎn)的刮刀將通孔擠出的熔融塑料切割，同時用冷卻水等冷媒將切成粒狀的塑料快速冷卻定型，防止粘結(jié)，再經(jīng)固液分離獲得塑料顆粒產(chǎn)品。
[0003]金屬穿孔板在工作時需要維持一定的溫度;溫度過低，塑料會在通孔內(nèi)冷卻凝固，堵塞孔洞，不能通過;溫度過高，冷卻水等冷媒受到熱交換速率的限制未能及時將切下的熔融狀態(tài)塑料冷卻定形而出現(xiàn)粘結(jié)成團；因此溫度過低與過高都達不到順暢造粒的目的。
[0004]現(xiàn)實工作中在通孔金屬板上設(shè)置加熱與溫度控制裝置，使金屬板維持一定的溫度。而冷媒也直接與金屬板接觸，部分熱能消耗在加熱冷媒，同時亦為冷媒的冷卻回用增加耗能；因此造成熱塑性塑料造粒過程出現(xiàn)無益的能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭，該模頭既確保塑料在通過金屬穿孔板時流動性好，不出現(xiàn)堵塞，又能保證切粒后的塑料顆粒能夠迅速冷卻定形，并且具有節(jié)省耗能的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種應(yīng)用上述塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭實現(xiàn)的塑料造粒節(jié)能冷卻方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0008]—種塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭，包括連接在料筒末端的附有加熱和溫度控制功能的金屬穿孔板，該金屬穿孔板上設(shè)有若干通孔;其特征在于，所述金屬穿孔板的外側(cè)還設(shè)有隔熱板，該隔熱板在與所述金屬穿孔板通孔對應(yīng)處開設(shè)過料孔。
[0009]本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述隔熱板為由單一材料制作的單一材料隔熱板或由多種材料制作的復(fù)合隔熱板。
[0010]為了獲得更好的使用效果，隔熱板應(yīng)當(dāng)具有以下性能:(I)絕熱性能好；(2)剛性好；(3)與旋轉(zhuǎn)的刮刀接觸的一側(cè)耐磨性能好。當(dāng)采用單一材料制作的單一材料隔熱板，該材料應(yīng)當(dāng)具有上述綜合性能，例如陶瓷;而當(dāng)采用由多種材料制作的復(fù)合隔熱板時，靠近金屬穿孔板一側(cè)的材料可以選擇絕熱性能更好的材料，而靠近刮刀一側(cè)的材料可以選擇耐磨性更好的材料，這種復(fù)合隔熱板能夠更好滿足所述隔熱板的使用要求。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合隔熱板為雙層結(jié)構(gòu)，由靠近金屬穿孔板一側(cè)的絕熱層和位于另一側(cè)的耐磨層構(gòu)成，其中，絕熱層由絕熱材料制成，耐磨層由耐磨材料制成。
[0012]本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述隔熱板與金屬穿孔板之間設(shè)有銅密封墊片。該銅密封墊片的作用在于:1、起到密封作用，防止金屬穿孔板與隔熱板之間的間隙出現(xiàn)物料的泄漏;2、能夠緩沖金屬穿孔板與隔熱板之間因膨脹系數(shù)不一致而在熱脹冷縮的變形下所產(chǎn)生的作用力，避免金屬穿孔板與隔熱板受到破壞。
[0013]本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述與金屬穿孔板之間通過螺釘連接，其中，螺釘?shù)尼旑^與隔熱板之間設(shè)有墊片;所述螺釘?shù)尼旙w與金屬穿孔板螺紋連接，該釘體與銅密封墊片和隔熱板之間具有間隙。其目的在于，由于存在螺釘?shù)尼旙w與銅密封墊片和隔熱板之間的間隙，當(dāng)金屬穿孔板與隔熱板之間因膨脹系數(shù)不一致而在熱脹冷縮變形作用下產(chǎn)生相互錯位運動時，該間隙為螺釘?shù)倪\動提供了空間，避免隔熱板受到擠壓而破壞。
[0014]本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述金屬穿孔板上通孔的孔徑大于隔熱板過料孔的孔徑。其目的在于:(I)便于克服因加工金屬穿孔板與隔熱板時存在公差而導(dǎo)致裝配時可能出現(xiàn)不能完全對齊的問題；(2)因從金屬穿孔板的通孔到隔熱板的過料孔截面變小，使得塑料在金屬穿孔板內(nèi)保持高溫熔融狀態(tài)，通過隔熱板的過料孔時速度加快，從而不易在隔熱板的過料孔內(nèi)因降溫凝固而出現(xiàn)堵塞孔洞的情形。
[0015]本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，其中，所述金屬穿孔板外側(cè)連接有冷卻箱體，該冷卻箱體上設(shè)有進水口和排料口；所述進水口為兩個，該兩個進水口沿著模頭的軸線方向排列設(shè)置，分別為第一進水口和第二進水口，所述第一進水口中進入的冷媒溫度低于所述第二進水口中進入的冷媒溫度。
[0016]采用上述優(yōu)選方案的目的在于:現(xiàn)有的水環(huán)切模頭均采用一個進水口輸送冷媒進行冷卻，剛切成粒狀的塑料顆粒由于立即受到大流量的冷媒的沖擊，表面未來得及冷卻硬化就受冷媒?jīng)_擊并翻滾，使得顆粒與顆粒在接觸時極易粘結(jié)在一起。而上述優(yōu)選方案中，由于分成兩個進水口送入冷媒，并且第一進水口中的冷媒的溫度低于第二進水口中的冷媒的溫度，剛切成粒狀的塑料顆粒首先受到第一進水口中溫度較低的冷媒的冷卻，使得塑料顆粒表面迅速冷卻硬化，并且在總流量不變的前提下，通過控制第一進水口中的冷媒流量小于第二進水口中的冷媒流量，使得在第一進水口對應(yīng)處塑料顆粒之間相互接觸的幾率也大幅減少，從而確保塑料顆粒在第一階段的冷卻中就不會粘結(jié)在一起;接著塑料顆粒受到第二進水口中冷媒的冷卻，由于塑料顆粒在第一階段的冷卻中表面已經(jīng)硬化，顆粒之間不會再粘結(jié)，從而在第二階段中只需提供足夠量的冷媒將塑料顆粒的熱量帶走即可，從而有效地防止塑料顆粒在冷卻階段粘結(jié)成團。
[0017]—種應(yīng)用上述塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭實現(xiàn)的塑料造粒節(jié)能冷卻方法，包括以下步驟:
[0018](I)熔融塑料在塑料造粒機的料筒內(nèi)由送料螺桿向前輸送，塑料在模頭中依次通過金屬穿孔板的通孔以及隔熱板的過料孔被擠出，連續(xù)轉(zhuǎn)動的刮刀將擠出的塑料切割成粒狀；
[0019](2)塑料顆粒進入冷卻箱體中由冷媒進行冷卻；從第一進水口中進入的冷媒的溫度低于第二進水口中的冷媒的溫度，剛切成粒狀的塑料顆粒首先受到第一進水口中溫度較低的冷媒的冷卻，使得塑料顆粒表面迅速冷卻硬化，防止塑料顆粒粘結(jié)成團;接著塑料顆粒受到第二進水口中冷媒的冷卻，帶走表面已經(jīng)硬化的塑料顆粒中的大量熱量，完成塑料顆粒的冷卻成型；
[0020](3)冷卻后的塑料顆粒和冷媒由排料口中排出，進入后續(xù)的固液分離工藝。
[0021]本發(fā)明的工作原理是:
[0022]本發(fā)明的塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭中，通過在金屬穿孔板的外側(cè)設(shè)置隔熱板，由于隔熱板具有絕熱性能好的特點，因此能夠隔斷金屬穿孔板和冷媒之間的熱傳遞，一方面，確保金屬穿孔板中的熱量不被冷媒帶走，減少維持金屬穿孔板溫度的加熱電耗;另一方面，由于冷媒所帶走的金屬穿孔板的熱量大大減少，在經(jīng)使用后冷媒需降溫后循環(huán)回用時降低了散熱所需的能耗;再者，由于冷媒所帶走的金屬穿孔板的熱量大大減少，因此提高了對塑料顆粒的冷卻速度，使得塑料顆粒表面快速硬化，有效防止顆粒之間粘結(jié)成團。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果:
[0024]1、工作時金屬穿孔板中的熱量不被冷媒帶走，減少了維持金屬板溫度的加熱電耗，同時確保熔融塑料在金屬穿孔板中具有很好的流動性，不會出現(xiàn)孔洞堵塞現(xiàn)象。
[0025]2、冷媒中用于帶走金屬穿孔板熱量的冷量大幅減少，因此冷媒在后續(xù)的降溫循環(huán)回用工藝中因降溫而消耗的能量相應(yīng)減少，節(jié)省了能耗。
[0026]3、冷媒中的冷量基本用于對料顆粒進行冷卻，冷卻速度快，冷卻效果好，有利于促使塑料顆粒表面快速硬化定形，有效降低塑料顆粒相互粘結(jié)成團的概率。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭的一個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為圖1的I處放大圖。
[0029]圖3為本發(fā)明的塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭的第二個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4為本發(fā)明的塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭的第三個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0032]實施例1
[0033]參見圖1和圖2，本實施例的塑料造粒水環(huán)切節(jié)能模頭包括連接在料筒I末端的附有加熱和溫度控制功能的金屬穿孔板2，該金屬穿孔板2上設(shè)有若干通孔2-1。所述料筒I的內(nèi)部設(shè)有送料螺桿4;所述金屬穿孔板2的外緣上設(shè)有加熱溫控裝置9。所述金屬穿孔板2的外側(cè)還設(shè)有隔熱板3，該隔熱板3在與所述金屬穿孔板2通孔2-1對應(yīng)處開設(shè)過料孔3-1。
[0034]參見圖1和圖2，所述隔熱板3為由單一材料制作的單一材料隔熱板，為了獲得更好的使用效果，該單一材料隔熱板的制作材料應(yīng)當(dāng)具有以下性能:(I)絕熱性能好；(2)剛性好；(3)與旋轉(zhuǎn)的刮刀7接觸的一側(cè)耐磨性能好。采用由單一材料制作的單一材料隔熱板時，制作材料應(yīng)當(dāng)具有上述綜合性能，例如，絕熱性能、剛性以及耐磨性很好的陶瓷，是適合制作上述單一材料隔熱板的材料之一。
[0035]參見圖1和圖2，所述隔熱板3與金屬穿孔板2之間設(shè)有銅密封墊片5。該銅密封墊片5的作用在