一种废橡胶低温再生设备的制作方法

本实用新型属于废橡胶回收加工设备技术领域，具体涉及一种废橡胶低温再生设备，能够在低温条件下，基于高剪切齿型元件和齿轮泵对废橡胶进行脱硫再生。

背景技术：
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由于橡胶是重要的战略物资，所以世界各国对橡胶都有严格的控制措施。中国是橡胶使用大国，但是，拥有的橡胶资源比较匮乏，每年橡胶消耗量的70％左右都是依靠进口，为解决橡胶资源匮乏,在倡导、鼓励、扶持废旧橡胶的再利用和再生胶的号召下，大量橡胶制品厂将再生橡胶作为天然橡胶的替代品，以提高橡胶资源的利用率。废旧橡胶的再利用和再生产对于摆脱橡胶资源匮乏的困境具有极为深远的意义。

废橡胶回收再利用工艺装备主要有蒸汽式(导热油式、红外直热式)脱硫罐、再生胶捏炼机、再生胶密炼机，以及应用率比较高的常压高温连续脱硫机，这些工艺设备在整个再生过程中，需要将胶料持续的保持在较高的温度环境内，加工过程中会排出有害气体，对大气环境造成污染，而且在加工过程中需要保持高温高压的条件，存在一定的安全隐患，面对越来越严峻的环境污染形势和安全事故风险，研发高效无污染的再生胶生产设备和工艺迫在眉睫。

现有技术中有众多适用于再生胶精炼的设备或装置，中国专利201320459092.0公开的一种废旧橡胶再生利用设备，包括进料装置、再生剂供给装置和控制器，进料装置通过螺旋上料机与高低速混合装置连接，再生剂供给装置通过管道与高低速混合装置连接，所述的高低速混合装置一侧设置有再生机构，所述的再生机构包括进料仓，进料仓上设置有将高低速混合装置与其连通的螺旋上料机，所述的进料仓卸料口处设置有再生反应装置，再生反应装置内设置有温控装置，且末端设置有冷却装置，再生反应装置与冷却装置连接处设置有挤压装置和剪切装置，冷却装置末端设置有出料口，进料装置、再生剂供给装置、高低速混合装置和再生机构分别与控制器电连接；中国专利201510368537.8公开了一种用于废旧橡胶断硫再生的橡胶再生机，包括安装在外罩壳内水平设置的送料螺旋管道，送料螺旋管道内设有螺杆，送料螺旋管道外套装有石英管，石英管外套装有屏蔽罩，屏蔽罩外螺旋缠绕有冷却管；所述的石英管与屏蔽罩之间的环形空腔内自左至右依次设有电磁加热装置、微波发生器；所述的送料螺旋管道的左侧进料端上联通有送料斗，送料斗上方开设有送料口；所述的送料螺旋管道的右侧出料端与纵向设置的直角式剪切机头体相连接，所述的直角式剪切机头体内腔安装有芯棒；中国专利201410439385.1公开的环保型再生胶挤出设备，包括电机、减速箱、加料斗、进料段、塑化复原装置、泄气阀、废弃回收装置、连接管、过滤器、冷却器、挤压器、出料器、牵引器和基座，所述基座上安装有电机、减速箱和废弃回收装置，电机和减速箱相连接，减速箱和进料段相连接，进料段上设有加料斗，进料段右端连接塑化复原装置，塑化复原装置上设有多个泄气阀，泄气阀之间通过连接管相互连接进入废弃回收装置，塑化复原装置右端安装有过滤器，过滤器右端安装有冷却器，冷却器右端安装有挤压器，挤压器右端安装有出料器，出料器右端安装有牵引器，进料段包括主动螺杆、齿轮组、刀片和从动螺杆，主动螺杆和从动螺杆通过齿轮组相互啮合运动，主动螺杆安装有多道环形刀片，用于二次切割，泄气阀包括管体、圆球、弹簧、调节螺丝和连接头，管体头部呈圆台形，管体内设有螺纹，螺纹上安装有调节螺丝，调节螺丝上安装有弹簧，弹簧上安装有圆球，圆球卡在管体头部；中国专利201220152495.6公开的一种行星挤出机，包括行星螺杆、主螺杆和内齿套，所述行星螺杆、主螺杆和内齿套的模数均大于3.5，所述行星螺杆、主螺杆和内齿套的模数为5.5，所述行星螺杆的齿数为7或47，外径为68.34；所述主螺杆的齿数为19，外径为157.465；所述内齿套的齿数为33，外径为254.58或375.58；上述专利产品或存在生产温度难以控制、废气排放不可控的问题，或存在成本较高、安装极其不便、温度控制不精确，难以保证加工精度的问题，或对行星螺杆、主螺杆和内齿套的模数、行星螺杆的齿数进行改进，减少行星螺杆爬坡现象的发生，但是仍然存在推进力和分散作用较弱的问题。因此，基于高剪切齿型元件挤出机的连续高效生产能力，研究设计一种适用于废橡胶在低温条件下的脱硫再生装置，同时具有较强的挤压、辗伸、剪切、分散和混合作用，适用于再生胶材料的精炼，具有社会价值和经济效益。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，研发一种在低温条件下基于高剪切齿型元件和高压齿轮泵的废橡胶脱硫再生装备，利用参数化的脱硫机代替常规的高温脱硫罐和塑化机，实现废橡胶在常规高温脱硫50％的温度条件下高效脱硫再生，有效提高再生胶的物理机械性能。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的废橡胶低温再生设备主体结构包括胶粉料仓、一号螺旋上料机、高低速预混搅拌机、二号螺旋上料机、喂料机、脱硫机、冷却缓冲仓、挤出机、冷却水喷淋管、滤水口、排气口、一号废气收集管、二号废气收集管、高压齿轮泵、出料口和温模机；漏斗式结构的胶粉料仓的底部与一号螺旋上料机连接，一号螺旋上料机的出口下方设置有高低速预混搅拌机，高低速预混搅拌机的出口与二号螺旋上料机连接，二号螺旋上料机的出口下方设置有喂料机，喂料机的出口与脱硫机的入口法兰式连接，脱硫机的出口与内空式结构的冷却缓冲仓连接，冷却缓冲仓的下方设置有挤出机，挤出机引出冷却水喷淋管通入冷却缓冲仓，挤出机的侧部设置有圆形结构的滤水口，滤水口的顶部设置有倒置漏斗式结构的排气口，排气口与一号废气收集管连接，与一号废气收集管平行排列的二号废气收集管分别与脱硫机和冷却缓冲仓连接，挤出机与高压齿轮泵法兰式连接，挤出机的出口设置有出料口，脱硫机的另一端与温模机连接。

本实用新型涉及的高低速预混搅拌机的主体结构包括基体、基座、驱动电机、混合搅拌桶、混合料出口、搅拌轴和进料桶；框架式结构的基体内的底部设置有内空式长方体结构的基座，基座的上表面设置有驱动电机和内空式圆柱体结构的混合搅拌桶，混合搅拌桶的下部侧壁设置有混合料出口，混合搅拌桶的内部设置有带有横杆的搅拌轴，驱动电机与搅拌轴连接，混合搅拌桶的顶部与内空式结构的进料桶连接，上部呈圆柱体，下部呈圆锥体的进料桶的上部伸出基体的顶面。

本实用新型涉及的喂料机的主体结构包括喂料桶、喂料螺杆和喂料电机；内空式结构的喂料桶的上部呈圆柱体，下部呈圆锥体，喂料桶的内部设置有喂料螺杆，喂料桶的外顶面设置有喂料电机，喂料螺杆与喂料电机连接。

本实用新型涉及的脱硫机的主体结构包括机架、永磁同步电机、传动装置、机筒、电磁加热瓦、排气滤水管、集水容器、高剪切转子和联轴器；框架式结构的机架的上表面从左至右依次设置有永磁同步电机、传动装置、机筒，永磁同步电机通过传动装置与机筒连接，机筒的主体结构分为六段，从左至右依次为入料段、输送段、增压排气段、高剪切段、减压段和出口段，输送段、增压排气段、高剪切段和减压段的外表面均设置有电磁加热瓦，增压排气段的中部设置有排气滤水管，排气滤水管的上部排气端与二号废气收集管连接，排气滤水管的下部滤水端与集水容器连接，机筒的内部设置有两根相齿合的芯轴式结构的高剪切转子，高剪切转子的主体结构包括芯轴、入口段螺纹、出口段螺纹和齿合块；芯轴的左端设置有入口段螺纹，芯轴的右端设置有出口段螺纹，芯轴上入口段螺纹的左侧和芯轴上出口段螺纹的右侧分别设置有齿合块；高剪切转子通过联轴器与传动装置连接。

本实用新型与现有技术相比，在低温条件下基于高剪切转子和高压齿轮泵进行再生胶的生产，胶粉和再生剂混合形成的胶料通过喂料机加入到脱硫机中，胶粉在相啮合的两根高剪切转子力化学作用的机械解联和再生剂的化学解聚作用下剪切和脱硫增塑再生，显著提高再生胶的物理机械性能，同时，能够代替常规的高温高压脱硫罐和塑化机，解决不易吃料、高污染废气和再生胶强力不够的问题，实现了废橡胶自动化、环保、安全、高效和高品质的再生；其结构简单，安全环保性好，质量稳定，能耗和生产成本低，适于工业连续化生产，使用环境友好。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构原理示意图。

图2为本实用新型涉及的高低速预混搅拌机的主体结构原理示意图。

图3为本实用新型涉及的喂料机的主体结构原理示意图。

图4为本实用新型涉及的脱硫机的主体结构原理示意图。

图5为本实用新型涉及的高剪切转子的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

本实施例涉及的废橡胶低温再生设备的主体结构包括胶粉料仓1、一号螺旋上料机2、高低速预混搅拌机3、二号螺旋上料机4、喂料机5、脱硫机6、冷却缓冲仓7、挤出机8、冷却水喷淋管9、滤水口10、排气口11、一号废气收集管12、二号废气收集管13、高压齿轮泵14、出料口15和温模机16；漏斗式结构的胶粉料仓1的底部与一号螺旋上料机2连接，一号螺旋上料机2的出口下方设置有高低速预混搅拌机3，高低速预混搅拌机3的出口与二号螺旋上料机4连接，二号螺旋上料机4的出口下方设置有喂料机5，喂料机5的出口与脱硫机6的入口法兰式连接，脱硫机6的出口与内空式结构的冷却缓冲仓7连接，冷却缓冲仓7的下方设置有挤出机8，挤出机8引出冷却水喷淋管9通入冷却缓冲仓7，挤出机8的侧部设置有圆形结构的滤水口10，滤水口10的顶部设置有倒置漏斗式结构的排气口11，排气口11与一号废气收集管12连接，与一号废气收集管12平行排列的二号废气收集管13分别与脱硫机6和冷却缓冲仓7连接，挤出机8与高压齿轮泵14法兰式连接，挤出机8的出口设置有出料口15，脱硫机6的另一端与温模机16连接。

本实施例涉及的高低速预混搅拌机3的主体结构包括基体30、基座31、驱动电机32、混合搅拌桶33、混合料出口34、搅拌轴35和进料桶36；框架式结构的基体30内的底部设置有内空式长方体结构的基座31，基座31的上表面设置有驱动电机32和内空式圆柱体结构的混合搅拌桶33，混合搅拌桶33的下部侧壁设置有混合料出口34，混合搅拌桶33的内部设置有带有横杆的搅拌轴35，驱动电机32与搅拌轴35连接，混合搅拌桶33的顶部与内空式结构的进料桶36连接，上部呈圆柱体，下部呈圆锥体的进料桶36的上部伸出基体30的顶面。

本实施例涉及的喂料机5的主体结构包括喂料桶50、喂料螺杆51和喂料电机52；内空式结构的喂料桶50的上部呈圆柱体，下部呈圆锥体，喂料桶50的内部设置有喂料螺杆51，喂料桶50的外顶面设置有喂料电机52，喂料螺杆51与喂料电机52连接。

本实施例涉及的脱硫机6的主体结构包括机架20、永磁同步电机21、传动装置22、机筒23、电磁加热瓦24、排气滤水管26、集水容器27、高剪切转子28和联轴器29；框架式结构的机架20的上表面从左至右依次设置有永磁同步电机21、传动装置22、机筒23，永磁同步电机21通过传动装置22与机筒23连接，机筒23的主体结构分为六段，从左至右依次为入料段101、输送段102、增压排气段103、高剪切段104、减压段105和出口段106，输送段102、增压排气段103、高剪切段104和减压段105的外表面均设置有电磁加热瓦24，增压排气段103的中部设置有排气滤水管26，排气滤水管26的上部排气端与二号废气收集管13连接，排气滤水管26的下部滤水端与集水容器27连接，机筒23的内部设置有两根相齿合的芯轴式结构的高剪切转子28，高剪切转子28的主体结构包括芯轴200、入口段螺纹201、出口段螺纹202和齿合块203；芯轴200的左端设置有入口段螺纹201，芯轴200的右端设置有出口段螺纹202，芯轴200上入口段螺纹201的左侧和芯轴200上出口段螺纹202的右侧分别设置有齿合块203；高剪切转子28通过联轴器29与传动装置22连接。

本实施例涉及的胶粉料仓1由型钢或不锈钢焊接形成，用于储存胶粉；一号螺旋上料机2为由外接的伺服电机驱动的自动螺旋上料机，一号螺旋上料机2的内部设置有有轴或无轴螺纹元件，用于胶粉的传输和上料；高低速预混搅拌机3为胶粉与再生剂的混合与搅拌场所；二号螺旋上料机4为由外接的伺服电机驱动的自动螺旋上料机；喂料机5为螺旋给料机；脱硫机6为参数化高剪切齿型元件脱硫机；冷却缓冲仓7为胶料初步冷却的场所；挤出机8为双螺杆挤出机；冷却水喷淋管9将冷却水喷淋至冷却缓冲仓7的外表面以降低胶料的温度；滤水口10为废水滤除通道；排气口11为废气排放通道；一号废气收集管12为挤出机8排出的废气收集和排放管道；二号废气收集管13为脱硫机6和冷却缓冲仓7排出的废气收集和排放管道；高压齿轮泵14为单驱人字形齿轮泵，高压齿轮泵14内的人字形齿轮只发生齿合不发生相互接触，不产生相互的作用力，不存在相互的摩擦作用，用以延长高压齿轮泵14的寿命；出料口15为法兰，采用一体式机头，一体式机头法兰中设置有目数为50、材质为40Cr的滤网，一体式机头法兰的内部通有冷却水；温模机16为冷热一体温模机；机架20为永磁同步电机21、传动装置22和机筒23的支撑部件；永磁同步电机21和传动装置22共同配合驱动脱硫机6，传动装置22为单输入双出轴异向旋转的带止推轴承的传动装置；机筒23为胶料脱硫再生的场所；输送段102为胶料的输送场所；增压排气段103为胶料增压排气的场所；高剪切段104为胶料的剪切场所；减压段105为胶料的减压场所；出口段106为胶料的排出场所；电磁加热瓦24分别对输送段102、增压排气段103、高剪切段104和减压段105进行加热；排气滤水管26用于排除脱硫机6产生的废气和废水；集水容器27用于收集脱硫机6排除的废水；高剪切转子28为对胶料进行剪切的部件；芯轴200的材质为不锈钢；入口段螺纹201用于胶料的输送和预剪切；出口段螺纹202用于胶料的补充剪切；齿合块203为定制的斜齿轮结构；联轴器29为刚性联轴器；基体30、基座31、混合搅拌桶33、进料桶36和喂料桶50的材质均为不锈钢；驱动电机32和喂料电机52均为调速电机，分别用于驱动搅拌轴35和喂料螺杆51；入料段101为胶料进入机筒23的场所。

本实施例涉及的入口段螺纹201、出口段螺纹202和齿合块203的技术参数根据胶料的类型选取，以达到最佳的脱硫工艺；入口段螺纹201和出口段螺纹202的长度均为180mm，螺杆直径均为150mm，螺槽深度均为14mm，螺棱轴向宽度均为10mm，螺距均为140mm，螺纹升角均为17°42′，齿合块203的斜齿轮齿数为20。

本实施例涉及的废橡胶低温再生设备使用时，将一号螺旋上料机2、高低速预混搅拌机3、二号螺旋上料机4、喂料机5、脱硫机6、挤出机8和高压齿轮泵14分别与胶料生产线的控制器电连接，破碎后的胶粉储存在胶粉料仓1中，通过控制器控制一号螺旋上料机2的转速将设定质量的胶粉输送到高低速预混搅拌机3中，设定质量比的胶粉和再生剂在高低速预混搅拌机3中经过预混搅拌后形成胶料，二号螺旋上料机4将胶料输送到喂料机5中，喂料机5将原料输送到脱硫机6中，胶料经过脱硫机6的剪切作用实现脱硫再生，形成再生胶，再生胶到达冷却缓冲仓7，冷却水喷淋管9对冷却缓冲仓7中的再生胶进行初步冷却，经过初步冷却的再生胶被挤送入挤出机8，挤出机8对再生胶进行进一步降温和补充塑炼，同时，高压齿轮泵14对再生胶施加30-50MPa的压力进行增塑处理，降低再生胶的门尼值，再生胶经过出料口15低温排出，达到废橡胶的连续化生产。