具有循环冷却功能的tpu生产装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有循环冷却功能的TPU生产装置，包括：按物料流向依次设置的：备料系统、混料系统、双螺杆反应挤出机、水中造粒机及除湿干燥系统，所述双螺杆反应挤出机连接一冷却循环系统。有益之处在于：将双螺杆反应挤出机的各段料缸的出水集中进入与水中造粒机连接的热交换器进行热交换，完成降温，水中造粒机中的温度约10℃，热交换器的进水温度一般为40-50℃，出水温度一般为15-25℃，实现了冷却水循环再利用，大幅降低了冷却水的用量，从而降低了生产成本；而且降温持续不间断地进行，也提高了TPU制程的生产质量，产品的竞争力大大增加。
【专利说明】具有循环冷却功能的TPU生产装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种TPU生产装置，具体涉及一种具有循环冷却功能的TPU生产装置，属于高分子材料加工领域。
【背景技术】
[0002]热可塑性聚氨酯弹性体(以下简称TPU)，是PU家族中的一种，其外观为颗粒状(圆粒、方粒)，透明、半透明或白色固体。TPU具有各种优异的性能，如:综合机械性能良好、抗水解、抗微生物侵蚀性能优异、耐油脂、耐热、耐低温、耐化学药品性能良好，尤其耐磨性能十分突出，硬度范围宽，挠曲性好，既有宽广硬度范围又有高回弹性，是其它塑料与橡胶所没有的。TPU生产过程是以多元醇、异氰酸酯及扩链剂为主要原料，在触媒作用下，在一定的反应条件下，采用双螺杆反应挤出机连续法生产，原料于双螺杆反应挤出机中进行高温反应聚合后，经过水中造粒系统造粒，再经过料粒脱水与干燥系统干燥，最终进行包装生成热可塑性聚氨酯弹性体(TPU)。
[0003]TPU生产程序属于大量放热反应制程，二异氰酸酯、聚酯多元醇及扩链剂三种原料通过灌注机械设备计量混合后打入双螺杆挤出机中进行聚合反应，在整个聚合至造粒过程反应温度均在100-200度。由于TPU在双螺杆挤出机从聚合至成型阶段伴随着数十个温度PID控制器用于控制双螺杆挤出机各料段的温度区间，以掌握TPU生产的反应速率。各料段温控通过各料缸加热器进行升温，并且通过冷却水进入料缸内进行降温来调节温度。现有技术中，料缸中的冷却水完成降温动作后直接通过排水管至污水系统，而现有的TPU在双螺杆挤出机冷却系统对于冷却水使用量非常大，并且冷却使用后之冷却水对其他设备已无价值，所以造成TPU生产制程之成本增加与能源消耗巨大。
实用新型内容
·[0004]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种TPU生产过程中将冷却水循环利用以降低耗能，同时降低成本提高利润的TPU生产装置，大大增加了产品的市场
竞争力。
[0005]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]具有循环冷却功能的TPU生产装置，包括:按物料流向依次设置的:备料系统、混料系统、双螺杆反应挤出机、水中造粒机及除湿干燥系统，所述除湿干燥系统包括:脱水机、除湿干燥机及干燥桶，所述脱水机和干燥桶间通过料粒输送管路连接以输送物料，所述除湿干燥机与干燥桶之间连接有干燥热风管路和潮湿热风管路，干燥热风自干燥桶的底部的侧面进入，潮湿热风自干燥桶的顶部输出；所述双螺杆反应挤出机连接一冷却循环系统，所述冷却循环系统包括:热交换器、冷却水集中箱，所述冷却水集中箱通过冷却水循环管路将冷却水输送至双螺杆挤出机的各段料缸的进水口，双螺杆挤出机的各段料缸的出水口通过另一冷却水循环管路与热交换器连接，所述水中造粒机与一冷却系统连接以保持低水温，所述水中造粒机与热交换器通过水下造粒冰水系统管道相连接。[0007]前述冷却系统为中央冰水机。
[0008]前述水中造粒机设置一用于监控其水温的温控器以及用于调节中央冰水机进水速度的流量调节阀。中央冰水机与水中造粒机连接，水中造粒机工作的时候，中央冰水机自动进水，循环冷却，通过温控器监控水中造粒机的水温，同时通过流量调节阀调节中央冰水机的进水速度以使水中造粒机的水温保持在一定温度。
[0009]前述干燥桶的底部设有卸料口，所述卸料口连接一包装机。
[0010]前述备料系统包括相互独立的三个备料槽:多元醇备料槽、扩链剂备料槽、二异氰酸酯备料槽，所述混料系统为原料计量混料系统。
[0011]前述热交换器优选为管壳式热交换器，该类热交换器换热效率高且占用空间小。
[0012]本实用新型的有益之处在于:本实用新型的具有循环冷却功能的TPU生产装置，将双螺杆反应挤出机的各段料缸的出水集中进入与水中造粒机连接的热交换器进行热交换，完成降温达到使用温度的冷却水再次进入冷却水集中箱备用，水中造粒机中的温度约10°c，热交换器的进水温度一般为40-50°C，出水温度一般为15-25°c，实现了冷却水循环再利用，大幅降低了冷却水的用量，从而降低了生产成本；而且降温持续不间断地进行，也提高了 TPU制程的生产质量，产品的竞争力大大增加。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的具有循环冷却功能的TPU生产装置的结构示意图。
[0014]1、多元醇备料槽，2、扩链剂备料槽，3、二异氰酸酯备料槽，4、原料计量混合系统，
5、双螺杆反应挤出机，6、水中造粒机，7、脱水机，8、除湿干燥机，9、干燥热风管路，10、潮湿热风管路，11、料粒输送管路，12、干燥桶，13、包装机，14、水下造粒冰水系统管道，15、热交换器，16、冷却水集中箱，17、冷却水循环管路。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
[0016]参见图1，TPU生产采用双螺杆挤出机进行，分别将原料准备于多元醇备料槽1、扩链剂备料槽2及二异氰酸酯备料槽3中，由原料计量混合系统4混合后进入双螺杆反应挤出机5中进行聚合反应，聚合反应时需要严格控制各段料缸的反应温度，通过冷却水进行降温。聚合后进入水中造粒机6进行造粒，料粒进入脱水机7进行初步脱水，再通过料粒输送管路11进入干燥桶12，料粒于干燥桶12中，由除湿干燥机8产生干燥热风经干燥热风管路9由干燥桶12底部的侧面进入干燥TPU料粒，潮湿的热风从干燥桶12的顶部输出自潮湿热风管路10返回至除湿干燥机8中，最终干燥后的料粒再由干燥桶12下方的卸料出口进入包装机13进行包装。
[0017]既有的TPU生产制程中冷却水进入各段料缸完成降温后则直接排入污水系统内，是一种极大的浪费，为了克服这一缺陷，本实用新型中双螺杆反应挤出机5连接一循环冷却系统，该循环冷却系统具体包括热交换器15和冷却水集中箱16,水中造粒机6与一冷却系统连接以保持低水温，水中造粒机6与热交换器15通过水下造粒冰水系统管道14相连接。作为一种优选，冷却系统为中央冰水机(图中未示出)，冷却效果好且节能环保。进一步地，为了保持稳定的循环冷却效果，水中造粒机6设置一用于监控其水温的温控器以及用于调节中央冰水机进水速度的流量调节阀。中央冰水机与水中造粒机6连接，水中造粒机6工作的时候，中央冰水机自动向水中造粒机6进水，不但提供了造粒用水，提高TPU造粒质量，而且，水中造粒机6中的水通过温控器监控水温，另外还设置了流量调节阀调节中央冰水机的进水速度以使水中造粒机6的水温保持在一定温度，优选约10°C，实现循环冷却。这样一来，水中造粒机6中的低温水通过水下造粒冰水系统管道14进入热交换器15中，进行热交换，热交换器的进水温度一般为40-50°C，出水温度一般为15-25°C，通过热交换实现降温了的水统一进入冷却水集中箱16，冷却水集中箱16通过冷却水循环管路17将冷却水输送至双螺杆反应挤出机5的各段料缸的进水口，冷却水完成降温后，从双螺杆反应挤出机5的各段料缸的出水口通过另一冷却水循环管路17进入热交换器15，完成热交换达到所需工作温度后再次进入冷却水集中箱16，实现了冷却水的循环利用。热交换器15优选为管壳式热交换器，换热效率高，占用空间小。
[0018]综上，本实用新型的TPU生产装置，能够实现冷却水循环再利用，虽然初投资略有增加，但是回收期很短，效益可观，节能降耗，具有显著的经济效益和社会效益，还能够提高产品质量，增加TPU在市场上的竞争优势。
[0019]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.具有循环冷却功能的TPU生产装置，其特征在于，包括:按物料流向依次设置的:备料系统、混料系统、双螺杆反应挤出机、水中造粒机及除湿干燥系统，所述除湿干燥系统包括:脱水机、除湿干燥机及干燥桶，所述脱水机和干燥桶间通过料粒输送管路连接以输送物料，所述除湿干燥机与干燥桶之间连接有干燥热风管路和潮湿热风管路，干燥热风自干燥桶的底部的侧面进入，潮湿热风自干燥桶的顶部输出；所述双螺杆反应挤出机连接一冷却循环系统，所述冷却循环系统包括:热交换器、冷却水集中箱，所述冷却水集中箱通过冷却水循环管路将冷却水输送至双螺杆挤出机的各段料缸的进水口，双螺杆挤出机的各段料缸的出水口通过另一冷却水循环管路与热交换器连接，所述水中造粒机与一冷却系统连接以保持低水温，所述水中造粒机与热交换器通过水下造粒冰水系统管道相连接。
2.根据权利要求1所述的具有循环冷却功能的TPU生产装置，其特征在于，所述冷却系统为中央冰水机。
3.根据权利要求2所述的具有循环冷却功能的TPU生产装置，其特征在于，所述水中造粒机设置一用于监控其水温的温控器以及用于调节中央冰水机进水速度的流量调节阀。
4.根据权利要求1所述的具有循环冷却功能的TPU生产装置，其特征在于，所述干燥桶的底部设有卸料口，所述卸料口连接一包装机。
5.根据权利要求1所述的具有循环冷却功能的TPU生产装置，其特征在于，所述备料系统包括相互独立的三个备料槽:多元醇备料槽、扩链剂备料槽、二异氰酸酯备料槽，所述混料系统为原料计量混料系统。
6.根据权利要求1-5任一项所述的具有循环冷却功能的TPU生产装置，其特征在于，所述热交换器为管壳式热交换器。
【文档编号】B29B9/06GK203557678SQ201320692225
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】林棋灿 申请人:高鼎精细化工(昆山)有限公司