本發(fā)明涉及低溫液體粉碎生產(chǎn)裝置制取橡膠、熱塑性塑料、熱塑性樹(shù)脂、熱敏性物料超細(xì)粉體生產(chǎn)技術(shù)，屬于低溫粉碎設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

低溫粉碎是利用材料在低溫條件下的冷脆特性進(jìn)行粉碎，可以得到較細(xì)的顆粒，在低溫條件下粉碎物料，可以保持物料的品性，價(jià)值提高。用制冷劑將需要粉碎的物料快速冷凍到冷脆溫度以下，隨后將冷凍物料送入粉碎裝置中進(jìn)行粉碎。利用低溫粉碎可以粉碎常溫下難以粉碎的物料，如橡膠、熱塑性塑料、熱塑性樹(shù)脂、熱敏性物料，防止粉碎時(shí)變質(zhì)。低溫粉碎后的產(chǎn)品成型好，堆比重大，流動(dòng)性好。

目前，制備橡膠、熱塑性塑料、熱塑性樹(shù)脂細(xì)粉體的方法主要有常溫粉碎法、濕法粉碎法、冷凍粉碎法。

常溫粉碎法。一般是指在常溫或高于常溫的溫度下通過(guò)機(jī)械作用粉碎制成細(xì)粉體的一種粉碎法，粉碎原理是通過(guò)機(jī)械剪切力的作用對(duì)粉體進(jìn)行擠壓、剪切和碾磨、篩網(wǎng)分離，制得的產(chǎn)品粒徑大，用途窄、降低了粉體的物理性能。

濕法粉碎法是用化學(xué)藥品或水進(jìn)行粉體的前處理，處理的粗粉或粗粉混合體投入一個(gè)或連續(xù)多個(gè)專(zhuān)門(mén)的圓盤(pán)膠體磨中進(jìn)行超微細(xì)粉碎，可得到粒徑為10~200微米粒子的凝聚體。這種方法工藝復(fù)雜、產(chǎn)品成本高、推廣困難。

冷凍粉碎法。1927年，美國(guó)的一家公司提出了干冰為制冷劑粉碎橡膠、糊狀物、粘性物的方法。其做法是將被粉物料與干冰混合在一起，投入球磨機(jī)或削磨機(jī)進(jìn)行粉碎。1964年，日本出現(xiàn)了用液體二氧化碳進(jìn)行粉碎的方法，使用沖擊式粉碎機(jī)以粉碎低壓聚乙烯。

美國(guó)的lnp公司于1948年開(kāi)發(fā)了使用液氮粉碎熱塑性材料的商業(yè)技術(shù)。1971年，美國(guó)ucc公司發(fā)表了橡膠冷凍粉碎的專(zhuān)利。20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)、法國(guó)、日本、德國(guó)、瑞典等國(guó)家都先后進(jìn)入了液氮粉碎橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)，并出口相關(guān)設(shè)備和技術(shù)。

液氮冷凍粉碎法，液氮的沸點(diǎn)為-196℃，很容易獲得理想的低溫效果，液氮是制氣工業(yè)的副產(chǎn)品，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不存在環(huán)境污染，是橡膠及很多物料冷凍粉碎較理想的制冷劑。在液氮利用形式也分為預(yù)冷處理粉碎和無(wú)預(yù)冷處理粉碎。

美國(guó)ucc公司開(kāi)發(fā)的橡膠粉冷凍粉碎工藝，其工藝過(guò)程基本上分兩條線，一條線有預(yù)冷處理，一條線無(wú)預(yù)冷處理。

有預(yù)冷處理線，全部過(guò)程在冷凍狀態(tài)下進(jìn)行，首先將廢橡膠送入液氮冷凍裝置中，冷凍到-40℃以下，接著進(jìn)行沖擊破碎，然后用分離裝置篩除金屬和纖維，將廢膠塊送入粉碎裝置在冷凍下進(jìn)行粉碎，再進(jìn)入流體能型粉碎機(jī)，在冷凍下細(xì)碎。從粗碎機(jī)出來(lái)的膠粉粒通過(guò)低溫篩分裝置，篩出的粗粒返回粗碎機(jī)繼續(xù)粉碎。

無(wú)預(yù)冷處理線，粉碎工藝的一部分在常溫下進(jìn)行。首先粗碎，經(jīng)磁選器除去金屬后，送入冷卻裝置或直接送入細(xì)碎機(jī)進(jìn)行冷凍粉碎。再經(jīng)過(guò)磁選器和篩分裝置，分離出金屬和纖維，最后送入旋風(fēng)分離器。用ucc冷凍粉碎法可獲得0.03mm(325目）以下的橡膠粉。

烏克蘭國(guó)家科學(xué)院低溫物理工程研究所開(kāi)發(fā)的液氮冷凍粉碎廢舊輪胎制備膠粉技術(shù)，加工工藝路線分為粉碎和研磨兩部分。粉碎工序是將整條廢舊輪胎冷凍后粉碎，并使橡膠與鋼絲簾線和纖維簾線分開(kāi)；磨碎工藝是將粉碎工序的膠粉粒磨碎，磨碎的膠粉細(xì)度在40目以上的占60%以上。微磨機(jī)可在低溫下將膠粉磨細(xì)成0.05mm(240目）的超細(xì)膠粉。

渦輪空氣膨脹式冷凍粉碎法，渦輪空氣膨脹制冷是一項(xiàng)航空技術(shù)，其工藝過(guò)程是空氣閉路循環(huán)的冷凍工藝流程?？諌簷C(jī)送出的壓縮空氣，經(jīng)干燥器除水、干燥后，送入一級(jí)換熱器，與從二級(jí)換熱器逆流來(lái)的冷空氣熱交換，吸收冷量。使溫度下降后進(jìn)入二級(jí)換熱器，與從冷凍室出來(lái)的空氣進(jìn)行第二次換熱。使溫度進(jìn)一步降低后，進(jìn)入渦輪。經(jīng)膨脹制冷，使溫度降到-130℃。送入冷凍室與膠粒直接熱交換，使膠粒迅速冷凍脆化，最后進(jìn)入冷凍粉碎機(jī)粉碎。進(jìn)料膠粒粒度為6~10mm，出料膠粉粒度為60~80目的占50%以上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供橡膠、熱塑性塑料、熱塑性樹(shù)脂、熱敏性物料超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，方案如下：

1．超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征是：包括攪拌預(yù)處理器、低溫液體攪拌混合器、低溫粉碎機(jī)、液固分離器和低溫液體中間罐；攪拌預(yù)處理器底部出口管道與低溫液體攪拌混合器進(jìn)料口連接；低溫液體攪拌混合器底部出口管道與低溫粉碎機(jī)料斗進(jìn)料口連接；低溫粉碎機(jī)料斗安裝在低溫粉碎機(jī)入口，低溫粉碎機(jī)出口管道與液固分離器入口連接；液固分離器出口分離的低溫液體進(jìn)入低溫液體中間罐。

2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征在于：攪拌預(yù)處理器是錐形底部、帶保溫層的鋼制攪拌釜；攪拌預(yù)處理器下部錐形體上的預(yù)留管連接低溫氣體管道；攪拌預(yù)處理器上部安裝、連接真空管道、低溫氣體放空管道、進(jìn)料管道、人孔及溫度壓力電氣儀表等附件。

3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征在于：低溫液體攪拌混合器是錐形底部、帶保溫層的鋼制攪拌釜；低溫液體攪拌混合器上部安裝、連接低溫液體管道、低溫氣體排放管道、進(jìn)料管道、人孔及溫度壓力電氣儀表等附件。

4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征在于：低溫粉碎機(jī)是立式膠體磨，或是臥式膠體磨，或是剪切膠體磨，或是超細(xì)粉碎泵，或是乳化泵，或是前者的二種、多種。

5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征在于：低溫粉碎機(jī)料斗帶攪拌器，下部安裝在低溫粉碎機(jī)入口；低溫粉碎機(jī)料斗上部安裝、連接低溫液體管道、低溫氣體排放管道、進(jìn)料管道、人孔及溫度壓力電氣儀表等附件。

6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征在于：液固分離器是自動(dòng)卸料離心機(jī)，或是轉(zhuǎn)鼓式超細(xì)金屬網(wǎng)分離器，或是超細(xì)金屬網(wǎng)過(guò)濾器。

7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置，其特征在于：低溫液體中間罐是鋼制金屬罐，或是鋁制金屬罐。

本發(fā)明的有益效果是：

1．低溫粉碎機(jī)是立式膠體磨，或是臥式膠體磨，或是剪切膠體磨，或是超細(xì)粉碎泵，或是乳化泵，或是前者的二種、多種。

上述低溫粉碎機(jī)的工作原理是通過(guò)不同幾何形狀的定、轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)被加工物料在自重、氣壓力及離心力的作用下，通過(guò)可調(diào)整的定轉(zhuǎn)子的間隙時(shí)，受到強(qiáng)大的剪切力、摩擦力、撞擊力、高頻振動(dòng)等復(fù)合力的作用，被有效地破碎、分散乳化及混合，從而得到理想的產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：粉碎室設(shè)有三道磨碎區(qū)，一級(jí)為粗磨碎區(qū)，二級(jí)為細(xì)磨碎區(qū)，三級(jí)為超微磨碎區(qū)，通過(guò)調(diào)整定、轉(zhuǎn)子的間隙，能有效地達(dá)到所需的超微粉碎或循環(huán)加工。設(shè)備具有：①主要零部件采用奧氏體或馬氏體不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕、無(wú)毒。②主要工作部件定、轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)定磨）材質(zhì)可選用304、316l、2205、2cr13，采用特殊的機(jī)加工和氮化處理或滲碳化鎢熱處理工藝，加工精度高，使用壽命長(zhǎng)。③定、轉(zhuǎn)子配有研磨和剪切等不同的結(jié)構(gòu)和齒型，適用性廣。④加工間隙通過(guò)調(diào)整環(huán)進(jìn)行微量調(diào)整，易于控制，確保產(chǎn)品的加工質(zhì)量。⑤主體座、調(diào)整環(huán)配有限位和鎖緊裝置，保證加工間隙的穩(wěn)定。⑥產(chǎn)品設(shè)計(jì)有冷卻系統(tǒng)和普通進(jìn)出料、管式進(jìn)出料及循環(huán)加工等結(jié)構(gòu)，最大限度地滿足使用要求。

2．采用低溫粉碎機(jī)進(jìn)行低溫濕法冷凍粉碎，低溫粉碎機(jī)出口的粉體平均粒徑可以達(dá)到0.1~50微米，符合超細(xì)粉體的要求。

3．采用真空攪拌預(yù)處理器，可以使粉體原料攜帶的水分通過(guò)真空攪拌預(yù)處理器脫除。

4．通過(guò)低溫液體攪拌混合器，可以使粉碎物料被低溫液體充分冷凍、脆化。

5．超細(xì)粉體與低溫液體通過(guò)液固分離器分離，大大提高低溫液體循環(huán)利用率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

附圖1是本發(fā)明的超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置的流程圖。

圖1中：1、低溫粉碎機(jī)；2、低溫粉碎機(jī)料斗；3、低溫液體攪拌混合器底部閥門(mén)管道；4、低溫液體攪拌混合器；5、攪拌預(yù)處理器底部閥門(mén)管道；6、攪拌預(yù)處理器；7、真空閥門(mén)管道；8、攪拌預(yù)處理器人孔；9、粉體進(jìn)料閥門(mén)管道；10、低溫氣體排放閥門(mén)管道；11、低溫氣體閥門(mén)管道；12、低溫液體閥門(mén)管道；13、低溫粉碎機(jī)出料管；14、液固分離器；15、固體膠粉；16、低溫液體中間罐。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

超細(xì)粉體生產(chǎn)裝置：包括攪拌預(yù)處理器（6）、低溫液體攪拌混合器（4）、低溫粉碎機(jī)（1）、液固分離器（14）和低溫液體中間罐（16）；攪拌預(yù)處理器底部出口管道（5）與低溫液體攪拌混合器（4）進(jìn)料口連接；低溫液體攪拌混合器底部出口閥門(mén)管道（3）與低溫粉碎機(jī)料斗（2）進(jìn)料口連接；低溫粉碎機(jī)出口管道（13）與液固分離器（14）連接；液固分離器分離的低溫液體進(jìn)入低溫液體中間罐（16），固體為超細(xì)粉體產(chǎn)品（15）。

攪拌預(yù)處理器（6）是錐形底部、帶保溫層的鋼制攪拌釜；攪拌預(yù)處理器錐形底部的預(yù)留管連接低溫氣體管道（11）；攪拌預(yù)處理器上部安裝連接真空管道（7）、低溫氣體放空管道（10）、進(jìn)料管道（9）、人孔（8）及溫度壓力電氣儀表附件。

低溫液體攪拌混合器（4）是錐形底部、帶保溫層的鋼制攪拌釜；低溫液體攪拌混合器上部安裝連接低溫液體管道（12）、低溫氣體排放管道（11）、進(jìn)料管道、人孔及溫度壓力電氣儀表附件。

低溫粉碎機(jī)（1）是立式膠體磨，或是臥式膠體磨，或是剪切膠體磨，或是超細(xì)粉碎泵，或是乳化泵，或是前者的二種、多種。

低溫粉碎機(jī)料斗（2）帶攪拌器，下部安裝在低溫粉碎機(jī)入口；低溫粉碎機(jī)料斗上部安裝、連接低溫液體管道（12）、低溫氣體排放管道（11）、進(jìn)料管道、人孔及溫度壓力電氣儀表等附件。

液固分離器（14）是自動(dòng)卸料離心機(jī)，或是轉(zhuǎn)鼓式超細(xì)金屬網(wǎng)分離器，或是超細(xì)金屬網(wǎng)過(guò)濾器。

低溫液體中間罐（16）是鋼制金屬罐，或是鋁制金屬罐。