本實(shí)用新型涉及再生橡膠生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備。
背景技術(shù)：
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隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平的提高，汽車的使用也越來越多，同時(shí)其廢舊輪胎的產(chǎn)生量也越來越大，大量的廢舊輪胎對周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。我國處理廢舊橡膠（主要為廢舊輪胎）主要方式為生產(chǎn)再生橡膠，經(jīng)歷了油法、水油法、高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫法、常壓塑化法一系列發(fā)展過程，始終未能從根源上真正擺脫化學(xué)法脫硫的方式來解決生產(chǎn)再生橡膠過程中高污染、高能耗、間歇、勞動(dòng)強(qiáng)度大且產(chǎn)品性能不穩(wěn)定等缺陷。隨著社會(huì)發(fā)展，對環(huán)保及設(shè)備的全自動(dòng)化程度的要求越來越高，這些問題大大制約了再生橡膠行業(yè)的發(fā)展，與此同時(shí)國家政策上也大力支持再生橡膠行業(yè)全自動(dòng)化綠色環(huán)保設(shè)備的研發(fā)與制造，這很大程度促使我們需改變傳統(tǒng)的化學(xué)法脫硫方式，尋求一種無化學(xué)助劑的純綠色的全自動(dòng)化連續(xù)斷硫再生方式，從根源來解決再生橡膠生產(chǎn)過程存在的一系列問題，保證再生橡膠行業(yè)能夠持續(xù)穩(wěn)定快速的朝著“黑色污染、綠色產(chǎn)品、金色未來”的方向發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，在不添加任何化學(xué)助劑情況下，采用多段雙螺桿擠出機(jī)結(jié)合微波、超臨界CO2共同作用實(shí)現(xiàn)綠色連續(xù)化斷硫再生，用以解決傳統(tǒng)化學(xué)法再生高污染、高能耗、間歇、勞動(dòng)強(qiáng)度大且產(chǎn)品性能不穩(wěn)定等缺陷。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，其特征在于：包括有橫置的機(jī)筒，機(jī)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有通過電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)且相互配合送料的雙螺桿，機(jī)筒上位于雙螺桿的左側(cè)上端設(shè)有進(jìn)料口，機(jī)筒上端安裝有微波加熱裝置；所述機(jī)筒的中部開有用于供應(yīng)超臨界CO2的注氣端口；機(jī)筒的后端設(shè)有冷卻擠壓裝置，冷卻擠壓裝置包括有橫置的筒形本體，筒形本體內(nèi)設(shè)有與雙螺桿出料口聯(lián)通的擠壓通道，擠壓通道的孔徑自進(jìn)料到出料方向?yàn)橛纱笞冃。残伪倔w的上下兩端分別安裝有冷卻裝置；所述冷卻擠壓裝置的尾端部位安裝有切粒裝置，冷卻擠壓裝置的出料口與切粒裝置的進(jìn)料口相連通，切粒裝置的出料口部位設(shè)有成品包裝裝置。
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，其特征在于：所述機(jī)筒左側(cè)上端的進(jìn)料口外安裝有螺旋給料機(jī)，螺旋給料機(jī)包括有料斗，料斗底部安裝有通過電機(jī)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋軸。
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，其特征在于：所述注氣端口外側(cè)安裝有超臨界CO2發(fā)生系統(tǒng)，超臨界CO2發(fā)生系統(tǒng)包括有CO2鋼瓶、與CO2鋼瓶連通的超臨界CO2注氣泵以及控制超臨界CO2注氣泵的控制柜，所述CO2鋼瓶與超臨界CO2注氣泵的連接管路上以及超臨界CO2注氣泵與注氣端口的連接管路上均安裝有控制閥。
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，其特征在于：包括有PLC控制柜，所述機(jī)筒和冷卻擠壓裝置上均分布有溫度傳感器和壓力傳感器，溫度傳感器通過測溫信號線與PLC控制柜電連接，壓力傳感器通過測壓信號線與PLC控制柜電連接。
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，其特征在于：切粒裝置包括有切粒機(jī)機(jī)架，切粒機(jī)機(jī)架上安裝有切粒機(jī)，切粒機(jī)通過切粒機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，其特征在于：所述雙螺桿為包括有同向嚙合的多段式雙螺桿，所述雙螺桿均分為十段，前七段從左到右其螺紋間距逐漸減小，第八段為反向螺紋，第九段為剪切螺紋，第十段為輸送螺紋；所述超臨界CO2的注氣端口通向第八段。
本實(shí)用新型包括中心線沿水平方向機(jī)筒，機(jī)筒內(nèi)部同軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有多段雙螺桿，機(jī)筒與多段雙螺桿前端通過聯(lián)軸器與減速箱相連，減速箱前端連有多段雙螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)，機(jī)筒上端設(shè)有微波加熱裝置，同時(shí)還通過測溫信號線與PLC控制柜相連，機(jī)筒左上端進(jìn)料口與螺旋給料機(jī)相連，螺旋給料機(jī)由給料機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、料斗、螺旋等組成，多段雙螺桿的反向雙螺桿上端設(shè)有注氣端口、下端連有壓力傳感器并通過測壓信號線與PLC控制柜相連，注氣端口通過超臨界CO2管道與超臨界CO2發(fā)生系統(tǒng)相連，超臨界CO2發(fā)生系統(tǒng)由控制閥、控制柜、超臨界CO2注氣泵及CO2鋼瓶組成，與機(jī)筒11尾端相連的為冷卻擠出裝置，冷卻擠出裝置上端設(shè)有三個(gè)測壓端口連有壓力傳感器和一個(gè)測溫端口分別通過測壓信號線和測溫信號線與PLC控制柜相連并且其上下兩端設(shè)有冷卻裝置，冷卻擠出裝置尾端通過冷卻擠出裝置出口與切粒裝置相連，切粒裝置由切粒機(jī)、切粒機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、切粒機(jī)機(jī)架組成，切粒機(jī)下端的成品出口連有成品包裝裝置。
所述的機(jī)筒內(nèi)部多段雙螺桿為同向嚙合多段雙螺桿，共分為十段，前七段從左到右其螺紋間距呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，有效保證原料均勻受熱，直至第八段處注氣端口設(shè)立反螺旋起到密封的作用，之后設(shè)有第九段剪切螺紋保證充分?jǐn)嗔蛟偕谑屋斔吐菁y保證再生半成品擠出成型。
所述的通過超臨界CO2借助于其優(yōu)異的溶脹、傳質(zhì)和滲透性能，在超臨界狀態(tài)下滲透并溶脹膠料，加速增大其交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，起到傳統(tǒng)意義上的軟化劑的作用，整個(gè)過程不添加任何化學(xué)助劑。
所述的微波加熱裝置取代傳統(tǒng)的鍋爐過飽和蒸汽加熱或電磁加熱來解決物料預(yù)熱過程傳熱慢且受熱不均勻問題。
所述的冷卻擠出裝置內(nèi)部模具結(jié)構(gòu)孔徑由大變小，有效保證再生半成品順利擠出成型，上下兩段設(shè)有冷卻裝置，有效保證擠出成品降至合適的溫度。
所述的全自動(dòng)化切粒包裝裝置由切粒機(jī)、切粒機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、切粒機(jī)機(jī)架、成品包裝裝置組成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化造粒包裝。
所述的PLC控制柜監(jiān)視并調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行過程中各點(diǎn)處溫度和壓力的變化。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
1. 借助超臨界CO2優(yōu)異的溶脹、傳質(zhì)和滲透性能，在超臨界狀態(tài)下溶脹廢舊橡膠粉，加速增大橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，起到傳統(tǒng)意義上的軟化劑的作用，促使熱和雙螺桿剪切力滲透到膠體內(nèi)部優(yōu)先打斷交聯(lián)鍵（S-S和C-S），使其從三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)線性狀態(tài)，從而達(dá)到脫硫的目的。
2. 采用同向全嚙合多段雙螺桿擠出機(jī)解決了超臨界流體回收廢舊輪工業(yè)化中存在的一個(gè)問題即缺乏一個(gè)實(shí)用的連續(xù)處理過程，并且充分發(fā)揮其強(qiáng)混合效果和優(yōu)異的自潔性能。
3. 多段雙螺桿分為十段，前七段從左到右其螺紋間距呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，有效保證原料均勻受熱，直至第八段處注氣端口設(shè)立反螺旋起到密封的作用，之后設(shè)有第九段剪切螺紋保證充分?jǐn)嗔蛟偕?，第十段輸送螺紋保證再生半成品擠出成型，省去了使用濾膠機(jī)擠出成型。
4. 借助于微波作為高頻電磁波的極強(qiáng)的穿透能力可迅速對橡膠顆粒實(shí)現(xiàn)均勻預(yù)熱，取代了傳統(tǒng)鍋爐過飽和蒸汽或電磁加熱熱量傳遞慢且橡膠顆粒受熱不均勻等缺點(diǎn)。
5. 無任何化學(xué)助劑，能耗低，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)及維護(hù)成本低，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，全自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)了從原料到成品的全密閉一體化生產(chǎn)。
附圖說明：
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式：
參見附圖：
超臨界CO2與微波輔助多段雙螺桿擠出綠色斷硫再生設(shè)備，包括中心線沿水平方向機(jī)筒11，機(jī)筒11內(nèi)部同軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有多段雙螺桿7，機(jī)筒11與多段雙螺桿7前端通過聯(lián)軸器6與減速箱2相連，減速箱2前端連有多段雙螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)1，機(jī)筒11上端設(shè)有微波加熱裝置8，同時(shí)還通過測溫信號線10與PLC控制柜9相連，機(jī)筒11左上端進(jìn)料口與螺旋給料機(jī)相連，螺旋給料機(jī)由給料機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、料斗4、螺旋5等組成，多段雙螺桿的反向雙螺桿上端設(shè)有注氣端口12、下端連有壓力傳感器26并通過測壓信號線28與PLC控制柜9相連，注氣端口12通過超臨界CO2管道13與超臨界CO2發(fā)生系統(tǒng)相連，超臨界CO2發(fā)生系統(tǒng)由控制閥14、控制柜15、超臨界CO2注氣泵16及CO2鋼瓶19組成，與機(jī)筒11尾端相連的為冷卻擠出裝置17，冷卻擠出裝置17上端設(shè)有三個(gè)測壓端口18連有壓力傳感器26和一個(gè)測溫端口分別通過測壓信號線28和測溫信號線10與PLC控制柜9相連并且其上下兩端設(shè)有冷卻裝置27，冷卻擠出裝置17尾端通過冷卻擠出裝置出口20與切粒裝置相連，切粒裝置由切粒機(jī)21、切粒機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22、切粒機(jī)機(jī)架23組成，切粒機(jī)21下端的成品出口24連有成品包裝裝置25。
機(jī)筒11內(nèi)部多段雙螺桿7，從左到右其螺紋間距呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，直至注氣端口12處設(shè)立反螺旋，之后設(shè)有一段剪切螺紋后為輸送螺紋，前段輸送螺紋為了有效保證原料均勻受熱，反螺旋起到密封的作用，剪切螺紋保證充分?jǐn)嗔蛟偕蠖屋斔吐菁y保證再生半成品擠出成型。
冷卻擠出裝置17內(nèi)部模具結(jié)構(gòu)孔徑由大變小，有效保證再生半成品順利擠出成型，上下兩段設(shè)有冷卻裝置27，有效保證擠出成品降至合適的溫度。
全自動(dòng)化切粒包裝裝置由切粒機(jī)21、切粒機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)22、切粒機(jī)機(jī)架23、成品包裝裝置組成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)化造粒包裝。
PLC控制柜9監(jiān)視并調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行過程中各點(diǎn)處溫度和壓力的變化。
其工作原理：膠料進(jìn)入料斗4內(nèi)，在給料機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的控制下經(jīng)螺旋5以一定速度輸送進(jìn)入機(jī)筒11內(nèi)，在多段雙螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的控制下，受到多段雙螺桿7前七段輸送螺紋間距逐漸減小的螺桿的混煉和塑化并受到微波加熱裝置8均勻預(yù)熱，然后到達(dá)多段雙螺桿7第八段受到由注氣端口12注入的超臨界CO2的強(qiáng)滲透和溶脹作用后進(jìn)入多段雙螺桿7第九段剪切螺紋的高剪切和強(qiáng)拉伸作用，選擇性的斷硫再生，經(jīng)過多段雙螺桿7第十段輸送螺紋輸送至冷卻擠出裝置17內(nèi)，在擠出并受到冷卻裝置27冷卻的再生橡膠成品受到切粒機(jī)21切成所需的粒狀再生橡膠，從成品出口24進(jìn)入成品包裝裝置25后包裝入庫。