常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，包括：罐體，罐體連接有氬氣進(jìn)口、且內(nèi)裝設(shè)有不銹鋼攪拌槳；常壓射流處理機(jī)，常壓射流處理機(jī)包括：電源、入口、噴槍，電源為常壓射流處理機(jī)供電，從入口進(jìn)入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)噴槍噴出，噴槍與罐體密封連接；自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)，自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)包括：溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，溫度傳感單元設(shè)于罐體內(nèi)并對罐體內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，通過數(shù)據(jù)采集單元傳遞給控制單元，控制單元判斷是否啟動常壓射流處理機(jī)對罐體內(nèi)部進(jìn)行等離子水冷噴射。本發(fā)明是一種顆粒聚合物的常壓等離子體處理方法及其處理裝置。
【專利說明】
常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于等離子體處理裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]通過低溫等離子體對顆粒材料的表面改性，一方面可以在材料表面產(chǎn)生極性基團(tuán)、自由基等活性基團(tuán)如羥基，羧基等，提高其親水性、潤性及表面活性。而另一方面對于天然可降解高分子材料則是增加材料的機(jī)械強(qiáng)度，降低材料的自身降解速度，延長其使用壽命。因此可提升水處理填料、塑膠料、活性炭顆粒、塑膠填料等無機(jī)聚合物顆粒材料的性能。具有廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)對于該領(lǐng)域的研究尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，還沒有適合工業(yè)化，大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備和工藝。
[0003]低溫等離子表面改性處理目前主要是低氣壓下，在密封容器中設(shè)置電極形成電場，用真空栗等設(shè)備實(shí)現(xiàn)一定的真空度，由于真空中分子間距及分子或離子的自由運(yùn)動距離長，受電場放電作用，發(fā)生碰撞而形成離子體，離子體使材料表面的結(jié)構(gòu)、成分和基團(tuán)發(fā)生變化，得到滿足實(shí)際要求的表面。由于低氣壓等離子技術(shù)需要使用真空設(shè)備，實(shí)際操作不方便，應(yīng)用成本高，也不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004]同時近幾年常壓中/高頻冷弧空氣等離子射流設(shè)備不斷興起，主要使用于粘結(jié)、印刷等平面處理行業(yè)。它具有使用方便，運(yùn)行成本低，但對表面處理的效果較差、處理有效面積小、有一定的時效性等缺點(diǎn)。
[0005]因此，亟需一種顆粒聚合物的常壓等離子體處理設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種顆粒聚合物的常壓等離子體處理設(shè)備。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:提供一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，包括:
罐體，所述罐體連接有氬氣進(jìn)口、且內(nèi)裝設(shè)有不銹鋼攪拌槳；
常壓射流處理機(jī)，所述常壓射流處理機(jī)包括:電源、入口、噴槍，所述電源為所述常壓射流處理機(jī)供電，從所述入口進(jìn)入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)所述噴槍噴出，所述噴槍與所述罐體密封連接；自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)，所述自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)包括:溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，所述溫度傳感單元設(shè)于所述罐體內(nèi)并對所述罐體內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，通過所述數(shù)據(jù)采集單元傳遞給所述控制單元，所述控制單元判斷是否啟動所述常壓射流處理機(jī)對所述罐體內(nèi)部進(jìn)行等離子水冷噴射。
[0008]所述罐體頂部設(shè)有進(jìn)料口，底部設(shè)有手動蝶閥出料口，顆粒物料從所述進(jìn)料口進(jìn)入，處理后的顆粒物料從所述手動蝶閥出料口排出輸送帶，或收料容器。
[0009]所述罐體底部設(shè)有感應(yīng)排氣口。
[0010]還包括用于驅(qū)動所述不銹鋼攪拌槳的電動機(jī)，所述電動機(jī)為直流調(diào)速電機(jī)。
[0011]還包括機(jī)架，所述罐體承載于所述機(jī)架上。
[0012]所述不銹鋼攪拌槳的兩軸端與罐體采用陶瓷密封器進(jìn)行密封，且所述不銹鋼攪拌槳其中一個軸端通過皮帶與所述直流減速電機(jī)進(jìn)行連接。
[0013]所述常壓射流處理機(jī)的所述電源接有外部空氣源、冷卻水、220V電源的接口，內(nèi)部設(shè)有氣壓和水流感應(yīng)器、無水無空氣報警裝置。
[0014]所述常壓射流處理機(jī)的所述噴槍設(shè)有環(huán)狀冷卻管路，對工作狀態(tài)下的等離子槍進(jìn)行水冷。
[0015]所述常壓射流處理機(jī)的所述噴槍內(nèi)設(shè)有空氣回旋裝置，所述空氣回旋裝置可產(chǎn)生射流，并將高壓放電狀態(tài)下生成的等離子體吹出所述噴槍，形成冷等離子體焰。
[0016]所述自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)對進(jìn)料、充氬氣、不銹鋼攪拌槳的啟停、等離子射流工作啟停、感應(yīng)溫度、罐體內(nèi)部氬氣壓力進(jìn)行控制，同時可外接RS485接口，光纖數(shù)據(jù)傳輸，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在本發(fā)明顆粒聚合物的常壓等離子體處理設(shè)備適用于對水處理改性填料、塑膠料、活性炭顆粒、塑膠填料等聚合物顆粒進(jìn)行表面改性處理，既不受限于常規(guī)處理材料表面所需的負(fù)壓環(huán)境，又大大提高了常規(guī)等離子體噴槍的使用面積，并增加了水冷系統(tǒng)，故本發(fā)明具有大氣環(huán)境下進(jìn)行顆粒聚合物材料的等離子體表面處理的良好性能。本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在常壓常溫下進(jìn)行無機(jī)聚合物顆粒料的進(jìn)料、充氣、等離子體處理、出料，能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷的的處理，可以節(jié)約時間，提高生產(chǎn)效率，另一方面，在反應(yīng)氣體下對顆粒料等離子體處理后，可提升其性能滿足改性需求。整個過程操作簡單，設(shè)備投入低，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化普及。
[0018]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備的一個實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如上所述，如圖1所示，本發(fā)明提供一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備100，包括:
罐體1，所述罐體I為不銹鋼材質(zhì)，所述罐體I連接有氬氣進(jìn)口 2、且內(nèi)裝設(shè)有不銹鋼攪拌槳3;常壓射流處理機(jī)4，所述常壓射流處理機(jī)4包括:電源41、入口42、噴槍43，所述電源41為所述常壓射流處理機(jī)4供電，從所述入口42進(jìn)入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)所述噴槍43噴出，所述噴槍43與所述罐體I密封連接；自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)5，所述自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)5包括:溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，所述溫度傳感單元設(shè)于所述罐體I內(nèi)并對所述罐體I內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，通過所述數(shù)據(jù)采集單元傳遞給所述控制單元，所述控制單元判斷是否啟動所述常壓射流處理機(jī)4對所述罐體I內(nèi)部進(jìn)行等離子水冷噴射。
[0021]一個實(shí)施例中，所述罐體I頂部設(shè)有進(jìn)料口 11，所述進(jìn)料口 11帶有密封裝置，底部設(shè)有手動蝶閥出料口 6，顆粒物料從所述進(jìn)料口 11進(jìn)入，處理后的顆粒物料從所述手動蝶閥出料口6排出輸送帶，或收料容器。所述進(jìn)料口 11設(shè)有有透明的觀察窗11a，且所述觀察窗Ila有密封裝置。該密封裝置能夠使得所述觀察窗Ila與所述罐體I達(dá)到氣密封。
[0022]—個實(shí)施例中，所述罐體I底部設(shè)有感應(yīng)排氣口 7ο當(dāng)所述罐體I內(nèi)的氣壓力超過設(shè)定值時，所述感應(yīng)排氣口 I內(nèi)的壓力開關(guān)工作開始排出內(nèi)部空氣。因此通過所述眼影排氣口7能夠防止所述罐體I內(nèi)的壓力過大，確保設(shè)備安全使用。
[0023]—個實(shí)施例中，還包括用于驅(qū)動所述不銹鋼攪拌槳3的電動機(jī)8，所述電動機(jī)8為直流調(diào)速電機(jī)。
[0024]—個實(shí)施例中，還包括機(jī)架9，所述罐體I承載于所述機(jī)架9上。
[0025]—個實(shí)施例中，所述不銹鋼攪拌槳3的兩軸端與罐體I采用陶瓷密封器Ia進(jìn)行密封，且所述不銹鋼攪拌槳3其中一個軸端通過皮帶10與所述直流減速電機(jī)進(jìn)行連接。
[0026]一個實(shí)施例中，所述常壓射流處理機(jī)4的所述電源41接有外部空氣源、冷卻水、220V電源的接口，內(nèi)部設(shè)有氣壓和水流感應(yīng)器、無水無空氣報警裝置。因此能夠感應(yīng)到進(jìn)入所述常壓射流處理機(jī)4的氣壓和水壓的大小，當(dāng)進(jìn)入所述常壓射流處理機(jī)4的氣壓或水壓的大小低于設(shè)定值時，所述無水無空氣報警裝置會啟動報警。
[0027]一個實(shí)施例中，所述常壓射流處理機(jī)4的所述噴槍43設(shè)有環(huán)狀冷卻管路，對工作狀態(tài)下的等離子槍進(jìn)行水冷。
[0028]一個實(shí)施例中，所述常壓射流處理機(jī)4的所述噴槍43內(nèi)設(shè)有空氣回旋裝置，所述空氣回旋裝置可產(chǎn)生射流，并將高壓放電狀態(tài)下生成的等離子體吹出所述噴槍43，形成冷等咼子體焰。
[0029]一個實(shí)施例中，所述自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)5對進(jìn)料、充氬氣、不銹鋼攪拌槳3的啟停、等離子射流工作啟停、感應(yīng)溫度、罐體I內(nèi)部氬氣壓力進(jìn)行控制，同時可外接RS485接口，光纖數(shù)據(jù)傳輸，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0030]下面詳細(xì)描述本發(fā)明常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備100的常規(guī)參數(shù)和工作流程:
電源參數(shù):輸入電壓:AC220±10%V，輸出功率:3KW，電流:0.5A，電壓:6KV，最高電壓1KV，頻率25Khz波形準(zhǔn)正弦波。
[0031]氬氣參數(shù):純度:2 99.99%，壓力>0.210^，空氣源壓力0.2?0.4 MPA之間，罐體填充氬氣壓力:0.11-0.12MPA。
[0032]步驟一，將需處理物料從進(jìn)料口送入，填充數(shù)量不超過罐體內(nèi)部空間的3/4，并關(guān)閉進(jìn)料口；
步驟二，開啟氬氣進(jìn)口開關(guān)并連續(xù)進(jìn)氣，直到感應(yīng)排氣口的壓力開關(guān)工作開始排出內(nèi)部空氣，并持續(xù)5?10秒，然后傳遞關(guān)閉信號給進(jìn)氣電磁閥，停止進(jìn)氣，此時罐體內(nèi)部填充滿氬氣；
步驟三，等離子體處理，讓常壓射流處理機(jī)的電源，即是中頻電源，驅(qū)動電極組件生成電場，從所述入口進(jìn)入的等離子體、水及氣體混合后，經(jīng)所述噴槍噴出至罐體上部空余部分；
步驟四，開啟不銹鋼攪拌槳3，等離子體與顆粒物料進(jìn)行反應(yīng)，如工作過熱，等離子槍水冷系統(tǒng)將帶走熱量，同時可通過觀察窗觀察內(nèi)部工作狀態(tài)；
步驟五，出料，達(dá)到設(shè)置的工作時間后，比如5?20分鐘，通過自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)停止設(shè)備工作，開啟手動蝶閥出料口，將處理后的顆粒物料從出料口排出輸送帶，或收料容器，排完物料后，開啟上端進(jìn)料口；步驟六，進(jìn)行下一個循環(huán)。
[0033]需要說明的是，步驟二中的氣體為氬氣，還可以是氮?dú)?步驟三中的反應(yīng)氣體為純凈干燥的壓縮空氣。
[0034]需要說明的是，使用等離子技術(shù)按照工藝的要求進(jìn)行塑膠顆粒表面改性處理，對表面無機(jī)械損傷，無需化學(xué)溶劑，完全的綠色環(huán)保工藝，能有效去除脫模劑、添加劑、增塑劑或者其它由碳?xì)浠衔飿?gòu)成的表面污染，同時增加了材料的活性和親水性。其效果是增加成型后產(chǎn)品的機(jī)械性能和外觀、更易進(jìn)行表面印刷；同時提升成型工藝性，減少壞品率。適用材料:PP、PC、ABS、PA、PE、PVC、BOPP等。
[0035]此外，使用等離子技術(shù)按照工藝的要求進(jìn)行處理活性炭顆粒，離子體與活性炭的相互作用，等離子體處理后，活性炭表面變得凹凸不平，且表面酸性官能團(tuán)增加，堿性官能團(tuán)降低，增加了活性炭吸附處理低濃度有機(jī)廢水的能力和各種應(yīng)用的有效性。
[0036]此外，使用等離子技術(shù)按照工藝的要求進(jìn)行處理填料顆粒，等離子體對有機(jī)合成的填料的改性主要是使載體表面形成親水基團(tuán)，如羥基，羧基等，增加其親水性以及形成帶正電荷的生物膜載體表面，從而大大減少微生物、廢氣、重金屬與載體之間的斥力，增加其附著力。同時降低材料的自身降解速度，延長其使用壽命。
[0037]以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，包括: 罐體，所述罐體連接有氬氣進(jìn)口、且內(nèi)裝設(shè)有不銹鋼攪拌槳； 常壓射流處理機(jī)，所述常壓射流處理機(jī)包括:電源、入口、噴槍，所述電源為所述常壓射流處理機(jī)供電，從所述入口進(jìn)入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)所述噴槍噴出，所述噴槍與所述罐體密封連接； 自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)，所述自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)包括:溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，所述溫度傳感單元設(shè)于所述罐體內(nèi)并對所述罐體內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，通過所述數(shù)據(jù)采集單元傳遞給所述控制單元，所述控制單元判斷是否啟動所述常壓射流處理機(jī)對所述罐體內(nèi)部進(jìn)行等離子水冷噴射。2.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述罐體頂部設(shè)有進(jìn)料口，底部設(shè)有手動蝶閥出料口，顆粒物料從所述進(jìn)料口進(jìn)入，處理后的顆粒物料從所述手動蝶閥出料口排出輸送帶，或收料容器。3.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述罐體底部設(shè)有感應(yīng)排氣口。4.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，還包括用于驅(qū)動所述不銹鋼攪拌槳的電動機(jī)，所述電動機(jī)為直流調(diào)速電機(jī)。5.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，還包括機(jī)架，所述罐體承載于所述機(jī)架上。6.如權(quán)利要求4所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述不銹鋼攪拌槳的兩軸端與罐體采用陶瓷密封器進(jìn)行密封，且所述不銹鋼攪拌槳其中一個軸端通過皮帶與所述直流減速電機(jī)進(jìn)行連接。7.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述常壓射流處理機(jī)的所述電源接有外部空氣源、冷卻水、220V電源的接口，內(nèi)部設(shè)有氣壓和水流感應(yīng)器、無水無空氣報警裝置。8.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述常壓射流處理機(jī)的所述噴槍設(shè)有環(huán)狀冷卻管路，對工作狀態(tài)下的等離子槍進(jìn)行水冷。9.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述常壓射流處理機(jī)的所述噴槍內(nèi)設(shè)有空氣回旋裝置，所述空氣回旋裝置可產(chǎn)生射流，并將高壓放電狀態(tài)下生成的等離子體吹出所述噴槍，形成冷等離子體焰。10.如權(quán)利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設(shè)備，其特征在于，所述自動控制及感應(yīng)系統(tǒng)對進(jìn)料、充氬氣、不銹鋼攪拌槳的啟停、等離子射流工作啟停、感應(yīng)溫度、罐體內(nèi)部氬氣壓力進(jìn)行控制，同時可外接RS485接口，光纖數(shù)據(jù)傳輸，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
【文檔編號】C08L55/02GK105906833SQ201610171199
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】葉仁鋒, 葉友謙
【申請人】東莞市恒核機(jī)電科技有限公司