橡膠微波脫硫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種橡膠微波脫硫裝置，應(yīng)用于橡膠微波脫硫工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]由于新型的微波輻射熱源在硫化橡膠脫硫行業(yè)的開發(fā)利用時間不長，使物理法微波脫硫工藝的原理和許多技術(shù)過程都在不斷加深認識和在不斷發(fā)展中。最早美國Goodyer橡膠公司1987年建成橡膠微波脫硫裝置，生產(chǎn)出抗拉強度13.8MPa、扯斷伸長率250 %、門尼粘度63的再生膠產(chǎn)品，由于裝置采用了價格昂貴的大功率磁控管，投資高，使再生膠價格昂貴，因此不能被市場接受，最終未能投入市場應(yīng)用。英國學(xué)者采用多個價格低的小功率磁控管組成大功率的微波諧振腔輻射熱源，為微波脫硫工業(yè)需要的大功率輻射熱源應(yīng)用鋪平了道路。
[0003]2006年韓國現(xiàn)代自動車株式會社在中國公開發(fā)明專利(CN1733443A)——“用微波連續(xù)處理廢橡膠表面的技術(shù)和方法”，使橡膠粉改善物理化學(xué)性質(zhì)作為橡膠材料重復(fù)使用。該發(fā)明將橡膠粉自動計量送入微波諧振腔中，橡膠粉用四氟乙烯輸送帶帶動物料向前運動，在物料上方用微波輻射熱加熱橡膠粉改變橡膠粉的物性，由于流程長、設(shè)備多，未見生產(chǎn)廠家采用。
[0004]2011年廣東佛山惠?；び邢薰竟_實用新型專利(CN201864682U)——“一種橡膠微波脫硫再生裝置”，該專利的微波脫硫設(shè)備是一臺攪拌倉，多臺磁控管裝在攪拌倉上部向倉內(nèi)發(fā)射電磁波加熱脫硫橡膠粒原料，因不能連續(xù)的進行生產(chǎn)操作，在裝置停車狀態(tài)下才能加入橡膠原料，關(guān)閉進料口后才能進行裝置脫硫運轉(zhuǎn)，倉內(nèi)受熱橡膠粒被裝在攪拌倉下部的攪拌機構(gòu)攪拌進行微波脫硫，脫硫過程完成后裝置停車，才能打開卸料口后，再生膠產(chǎn)品由下部間斷排放出來，這種間歇操作使得橡膠微波脫硫隔絕空氣加熱的要求有難度，未見使用該技術(shù)生產(chǎn)的報導(dǎo)。
[0005]2012年徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院公開發(fā)明專利(CN102634056A)——“環(huán)保高強力再生膠微波再生方法”，該專利將連續(xù)計量的橡膠原料粉加入到運行的運輸帶上，運輸帶上橡膠粉在上部的輻射微波源加熱完成脫硫過程，生成的熱再生膠被同一條運輸運帶送往隔壁的冷卻室進行冷卻，冷卻的再生膠用真空吸料管送到煉膠車間，用戶對用同一條運輸帶在熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)運行的結(jié)構(gòu)提出了不同看法。
[0006]2008年四川萬成橡膠工業(yè)有限公司，公開發(fā)明專利(CN102634056A)——“橡膠微波再生聯(lián)動裝置”，利用微波輻射熱源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱傳導(dǎo)熱源建成橡膠微波再生聯(lián)動裝置，生產(chǎn)出高性能再生膠產(chǎn)品。是世界第一套投入工業(yè)生產(chǎn)的微波脫硫裝置，生產(chǎn)過程為使石英管中橡膠顆粒均勻吸收微波能量采用了使石英管以60?80r/s高速旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，這就提高了裝置運行的難度。裝置運行時為滿足磁控管120°C安全運行的溫度要求，采用了四川國英電子科技公司的實用新型專利CN201506761U，“用于橡膠微波脫硫機的冷卻裝置”，該專利用循環(huán)冷卻水冷卻微波諧振腔波導(dǎo)，這既增加了設(shè)備和能耗，又降低了諧振腔系統(tǒng)有效熱的熱利用效率。由于萬成橡膠公司采用專利獨占實施許可，投產(chǎn)7年來國內(nèi)只有四川萬成公司和沭陽萬成公司將該技術(shù)用于生產(chǎn)運行。
[0007]2014年本申請人申請的實用新型專利(CN203582776U)——“橡膠微波脫硫裝置”，用高強度的硅陶瓷管道代替易碎的石英玻璃管道，將管道高速旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)改變?yōu)榈退僭闲D(zhuǎn)管安全運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，提高了裝置可靠性，降低了制造、操作的難度和投資。為解決微波脫硫諧振腔有效熱量被循環(huán)冷卻水帶走、微波能有效熱利用率低的問題，采用陶瓷纖維棉在諧振腔殼體外保溫減少散熱損失，達到提高系統(tǒng)有效熱能利用效率的目的。但仍有不足之處:一、在工業(yè)生產(chǎn)過程中，橡膠微波脫硫裝置的處理量大時，因傳統(tǒng)的陶瓷脫硫管長度一般在3m左右，不易超過4m，這些傳統(tǒng)長度的陶瓷脫硫管無法滿足橡膠的處理量的要求，而過長的陶瓷脫硫管在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)彎曲等問題，影響正常使用，不易工業(yè)化實施，即該橡膠微波脫硫裝置中所需的超長的陶瓷脫硫管存在供應(yīng)難題;二、熱的諧振腔殼體通過波導(dǎo)傳導(dǎo)到磁控管的熱量會干擾安全運行，依然需要通過水冷或加長波導(dǎo)等辦法來解決。上述裝置存在的不足之處，為橡膠微波脫硫裝置研發(fā)留下了攻關(guān)的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種能夠滿足大的處理量要求且結(jié)構(gòu)簡單、成本降低的橡膠微波脫硫裝置。
[0009]本發(fā)明所述的橡膠微波脫硫裝置，包括至少兩組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu);每組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)包括微波諧振腔、送料螺旋以及順次連接的進料管、陶瓷脫硫管、出料管，陶瓷脫硫管位于微波諧振腔內(nèi)，送料螺旋橫向貫穿在進料管、陶瓷脫硫管、出料管內(nèi)；第一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的進料管上設(shè)有進料口，其送料螺旋連接驅(qū)動裝置;相鄰兩組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的送料螺旋通過傳動機構(gòu)連動，上一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的出料管與下一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的進料管通過連接管連接。
[0010]相比傳統(tǒng)的橡膠微波脫硫裝置(如公告號為CN203582776U的實用新型專利)，本發(fā)明中的陶瓷脫硫管具有不旋轉(zhuǎn)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)如下:在擴大生產(chǎn)規(guī)模時，橡膠微波脫硫裝置需要特長的陶瓷脫硫管而市場又無法滿足這一需求時，利用陶瓷脫硫管不旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)特點，通過設(shè)置多組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)并用連接管將多組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)相連，操作簡單、易于實施，從而能夠滿足大的處理量要求。其工作原理與過程如下:
[0011 ]在脫硫原料進入第一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)后，膠粒被微波加熱，溫度升高，當(dāng)膠粒被送料螺旋送至第一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的出料管時沿連接管進入下一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)，將未完成脫硫過程的原料送入下一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)繼續(xù)加熱脫硫，依次通過第N組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)完成脫硫過程，再生膠產(chǎn)品從第N組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的出口管送出系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)解決了市場無法提供超長陶瓷脫硫管的難題，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了投資，提高了橡膠微波脫硫裝置的生產(chǎn)規(guī)模。
[0012]所述的微波諧振腔包括殼體、波導(dǎo)管和磁控管，殼體上安裝數(shù)組磁控管，磁控管通過波導(dǎo)管與殼體連接，磁控管發(fā)射出電磁波經(jīng)波導(dǎo)管送入殼體中，殼體的微波能饋入口處安裝隔斷熱氣流擴散的波導(dǎo)檔板，殼體的內(nèi)壁上設(shè)置高效節(jié)能層;高效節(jié)能層的介質(zhì)具有介電損耗小和導(dǎo)熱系數(shù)小的特性(優(yōu)選高純硅酸鋁超細陶瓷纖維板，其具有含導(dǎo)電金屬載流子少、介電損耗小和導(dǎo)熱系數(shù)小的特點，是較好的高效節(jié)能層材料)。這樣，在高頻電磁波通過高效節(jié)能層時，能夠滿足介電損耗小、高頻電磁波能耗少的要求，減少了高頻電磁波通過高效節(jié)能層時的電力損耗，提高高頻電磁波能在微波諧振腔中的利用效率。利用高效節(jié)能層導(dǎo)熱系數(shù)小、傳熱阻力大的優(yōu)點，減少了微波諧振腔殼體向外界散熱產(chǎn)生的熱量損失，降低了殼體的溫度，也減小了殼體與波導(dǎo)管的溫度差值，同時降低了波導(dǎo)管傳導(dǎo)給磁控管的熱量，防止熱量干擾磁控管的安全運行，提高了磁控管的安全運行周期。優(yōu)選的，波導(dǎo)檔板采用云母片，通過云母片隔斷系統(tǒng)熱氣流擴散到波導(dǎo)管的路徑，進一步降低了波導(dǎo)管溫度，通過降低波導(dǎo)管溫度為磁控管的長周期運行提供了保障。
[0013]所述的驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電動機和變速器，驅(qū)動電動機通過變速器帶動送料螺旋旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的，變速器采用變頻調(diào)速器;每組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的出料管上安裝溫度計，溫度計連接溫度控制儀，最后一組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的出料管上的溫度信號由溫度控制儀傳給變頻調(diào)速器控制送料螺旋的轉(zhuǎn)速，使橡膠微波脫硫裝置中的進料數(shù)量與輸入的微波輻射熱量相平衡，達到控制再生膠產(chǎn)品質(zhì)量的要求;其他組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的出料管上的溫度計用于顯示各組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的溫度，從而方便操作人員監(jiān)控磁控管是否正常工作(當(dāng)磁控管出現(xiàn)損壞時，溫度計顯示數(shù)會偏低)。進一步優(yōu)選的，溫度計采用PtlOO電阻溫度計或者紅外線測溫計。利用微波能對硫化橡膠中的S—S鍵、S—C鍵與C一C鍵的斷鍵溫度差值，將溫度控制儀輸出的DC O?1mA或DC 4?20mA電信號送往變頻調(diào)速器，調(diào)節(jié)送料螺旋中螺旋軸的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)控橡膠顆粒的工藝流量，使物料流量與磁控管饋入電磁波能量相平衡，保證脫硫過程只斷S—S鍵和S—C鍵不斷C一C鍵，使再生膠產(chǎn)品的物理性能接近原膠水平。
[0014]所述的連接管采用兩通管箍或者三通接管，操作簡單易行，即可滿足工程的需要。
[0015]所述的進料口與錐形料斗連接為一體，方便進料。
[0016]所述的傳動機構(gòu)采用鏈輪鏈條機構(gòu)，通過鏈輪鏈條機構(gòu)使各組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)的送料螺旋同步動作，即多組橡膠微波脫硫加熱機構(gòu)采用一組驅(qū)動裝置驅(qū)動，具備良好的節(jié)能效果。
[0017]所述的送料螺旋的螺旋軸上安裝有微波反射攪拌葉片，微波反射攪拌葉片將螺旋軸上的螺旋葉片分成多段。通過轉(zhuǎn)動的微波反射攪拌葉片能夠連續(xù)不斷地改變微波能的反射角度，從而使微波能反射條件產(chǎn)生快速變化，改變微波電磁場分布，改善了微波諧振腔電磁場分布的均勻性，提高了橡膠顆粒對微波能的吸收能力，滿足了橡膠顆粒均勻加熱條件的要求，橡膠顆粒在送料螺旋的旋轉(zhuǎn)推進過程中發(fā)生快速渦動，從而快速更新橡膠顆粒接受微波能的界面，提高了橡膠顆粒接受微波能的均勻程度，滿足了高質(zhì)量再生膠產(chǎn)品需要溫度均勻的要求。微波反射攪拌葉片的作用超過了原橡膠微波脫硫裝置中陶瓷脫硫管旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的作用，既簡化了結(jié)構(gòu)又降低了能耗。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
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