一种回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备及方法
技术领域
本发明涉及一种塑料回收处理设备,具体涉及一种回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备及方法。
背景技术
回收塑料的重复利用通常需要进行再生改性。现有技术中,回收塑料进行再生改性的主要过程是:经过破碎、清洗、杂质分离等前期处理工艺的塑料碎片被汇集起来,接着对塑料碎片进行计量、均化拌料,最后转移到造粒机中进行造粒。在获得的塑料碎片中,即使对于同一种类型的塑料,由于原始回收料之间的差异性,不同批次处理的塑料碎片的成分比例不尽相同,因此在将这些塑料碎片混合在一起进行再生改性时,需要根据目标产品的性能指标要求,将性能指标各异的塑料碎片按一定的比例进行均匀混合后(即所述的计量、均化拌料),在造粒机中进行造粒加工。在进行计量时,需要通过检测仪检测待混合的多种塑料碎片的性能指标以及根据目标产品的性能指标要求进行按比例配料。
现有技术中,对塑料碎片进行计量、均化搅拌的过程由人工完成,即:经过前处理获得的不同批次的塑料塑料先汇集起来,再经过搬运、计量、均化拌料等一系列工作后,投入到造粒机中进行造粒。其存在以下的不足:
1、需要搬运物料,工作效率低,人工成本高。
2、在人工操作过程中,容易出现偶然误差,造成产品性能指标不稳定。
3、物料在搬运过程中,处于开放空间中,容易混入其他杂质。
4、使用的包装材料多,占地空间大。
发明内容
鉴于现有技术上存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备,该设备能够自动实现物料的计量、输送、均化和造粒等工作,工作效率高,产品性能稳定,质量好。
本发明的另一个目的在于提供一种应用上述回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备实现的回收塑料再生改性生产方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是:
一种回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备,其特征在于,包括若干个生产线单元,该生产线单元包括一区拌料储罐、取样检测装置、一区自动计量装置、二区拌料储罐、造粒机、三区拌料储罐以及控制单元,其中:所述一区拌料储罐为并列的多个,每个一区拌料储罐通过物料输送机构与回收塑料的前处理装置连接;每个一区拌料储罐连接一个所述一区自动计量装置,每个一区自动计量装置均通过物料输送机构与二区拌料储罐连接;所述二区拌料储罐通过物料输送机构与造粒机的进料端连接,造粒机的排料端与所述三区拌料储罐连接;所述取样检测装置设置在一区拌料储罐和对应的一区自动计量装置之间的物料输送通道、二区拌料储罐与对应的造粒机之间的输送通道以及三区拌料储罐上,所述控制单元的信号输入端与取样检测装置连接,信号输出端与一区自动计量装置连接。
本发明的一个优选方案,其中,所述生产线单元的数量为两个以上,生产线单元之间并列设置;每个生产线单元中的三区拌料储罐分别通过物料输送机构连接一个二区自动计量装置,每个二区自动计量装置均连接在四区拌料储罐上;所述四区拌料储罐上设有取样检测装置,该取样检测装置连接在控制单元的信号输入端上,所述二区自动计量装置连接在控制单元的信号输出端上。
采用上述优选方案的目的在于,为了提高产量,实际生产中可能会采用多个生产线单元同时作业,各个生产线单元获得的塑料颗粒成分有可能不完全相同(可能是同一种产品,但性能指标不完全一致,也可能是不同产品),当需要将多个生产线单元的塑料颗粒混合使用时,需要根据各种塑料颗粒中的性能指标参数以及最终需要的混合产品的性能指标参数要求,将各种塑料颗粒按一定的比例称取并混合,从而获得满足目标产品要求的产品;采用上述优选方案后,通过取样检测装置检测塑料颗粒中的性能指标参数,通过二区自动计量装置按设定量称取各种塑料颗粒,最终由四区拌料储罐进行均化和储存,获得最终的混合塑料颗粒。
本发明的一个优选方案,其中,在每个生产线单元对应的前处理装置中,包括多个前处理流水线,每个前处理流水线与一个一区拌料储罐连接。这样各个前处理流水线可以同时工作,连续地向各个一区拌料储罐送入物料,使得整个自动化成套设备可以不间断地作业。
本发明的一个优选方案,其中,在每个生产线单元对应的前处理装置中,包括单个前处理流水线,各个一区拌料储罐通过物料输送机构连接在该前处理流水线上,该前处理流水线的物料输出端通过物料输送路径切换机构与各个物料输送机构连接。这样所述前处理流水线可以轮流地向各个一区拌料储罐进行物料输送,这些物料可以在各个一区拌料储罐中暂储,所述前处理流水线和本发明的自动化成套设备可以不同时工作,使得生产的灵活性提高。
本发明的一个优选方案,其中,在每个生产线单元中,所述造粒机的数量为两个或多个,这些造粒机并列设置,它们的进料端和出料端分别与二区拌料储罐和三区拌料储罐连接。通过设置多个造粒机进行同时作业,使得造粒工艺的产能与其他部分的产能相匹配,提高整个自动化成套设备的生产效率,提高产量。
本发明的一个优选方案,其中,还包括若干个助剂储罐,每个助剂储罐上连接有一个助剂自动计量装置,每个助剂自动计量装置与所述二区拌料储罐连接。回收塑料在再生改性过程中,通常需要加入若干种助剂,改善塑料性能,通过设置上述助剂储罐和助剂自动计量装置,根据设定的量称取助剂输送到二区拌料储罐中与回收塑料混合,满足工艺要求。同一个助剂储罐中的助剂可以同时供给多个生产线单元。
本发明的一个优选方案,其中,所述物料输送机构为输送带输送机构或螺杆输送机构。
一种应用上述回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备实现的回收塑料再生改性生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)与生产线单元对应的回收塑料的前处理装置对回收塑料进行前处理,获得塑料原料,由物料输送机构将这些塑料原料分类输送到多个一区拌料储罐中;
(2)各个取样检测装置对相应的一区拌料储罐中的塑料原料中的性能指标参数进行检测,并将该检测结果反馈给控制单元;控制单元根据目标产品的性能指标参数要求,计算获得各个一区拌料储罐中的塑料原料所需比例,并输出控制信号控制一区自动计量装置按该比例称取相应的塑料原料,并输送到二区拌料储罐中进行搅拌均化;
(3)物料输送机构将二区拌料储罐中混合好的塑料原料输送到造粒中进行造粒加工,获得的塑料颗粒输送到三区拌料储罐中储存,获得目标产品;
(4)三区拌料储罐上的取样检测装置实时检测三区拌料储罐中目标产品的性能指标参数,当目标产品的性能指标参数偏离设定的数值时,将该信号反馈给控制单元,控制单元重新计算获得各个一区拌料储罐中的塑料原料所需比例,并输出控制信号控制一区自动计量装置按该比例称取相应的塑料原料。
本发明的回收塑料再生改性生产方法的一个优选方案,其中,所述生产线单元的数量为两个以上,这些生产线单元并列设置,每个生产线单元中获得的塑料颗粒按一定的比例混合,获得混合塑料颗粒,具体地,在步骤(4)中:
三区拌料储罐上的取样检测装置对相应的生产线单元中的三区拌料储罐中的塑料颗粒中的性能指标参数进行检测,并将该检测结果反馈给控制单元;控制单元根据最终需要的混合塑料颗粒中性能指标参数要求,计算获得各个生产线单元中塑料颗粒的所需比例,并输出控制信号控制二区自动计量装置按该比例称取相应的塑料原料,并输送到四区拌料储罐中进行搅拌均化,获得混合塑料颗粒成品;
此外,还包括以下步骤:
(5)四区拌料储罐上的取样检测装置实时检测四区拌料储罐中混合塑料颗粒成品的性能指标参数,当混合塑料颗粒成品的性能指标参数偏离设定的数值时,将该信号反馈给控制单元,控制单元重新计算获得各个三区拌料储罐中的目标产品所需比例,并输出控制信号控制二区自动计量装置按该比例称取相应的塑料原料。
本发明的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备的工作原理是:在单个生产线单元中,与之对应的前处理装置处理完毕的塑料原料由物料输送机构分类输送到各个一区拌料储罐中,这些回收塑料的分类依据可以是不同批次的回收塑料、不同成分的回收塑料、成分相同但是成分比例不同的回收塑料等;随后通过取样检测装置对各个一区拌料储罐中的塑料原料中的性能指标参数进行实时检测,再根据目标产品中性能指标参数要求,由控制单元计算出各种塑料原料的最佳组合比例,并控制一区自动计量装置按该比例自动称取相应的塑料原料,输送到二区拌料储罐中混合、均化,最后将这些混合好的塑料原料输送到造粒机中造粒,获得目标产品,输送到三区拌料储罐中储存。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、物料的再生改性过程自动化程度高,人工参与少,人力成本大大减小,极大地提高了生产效率。
2、各种塑料原料混合比例的计算由控制单元按最优方案计算,各种塑料原料的称取由自动计量装置精确称取;而各种塑料原料的性能指标由取样检测装置实时检测,当塑料原料的性能指标发生波动时,取样检测装置能够及时发现并反馈给控制单元,由控制单元重新计算最佳比例,从而减少人工操作过程中出现的偶然误差,提高产品性能的稳定性。
3、物料的输送完全自动化,因此可以在完全封闭的空间内进行物料输送,避免处理过程中混入的杂质,确保产品质量稳定。
4、以流水线方式作业,节省中间过程所使用的包装材料、运输工具等。
附图说明
图1为本发明的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备的第一个具体实施方式的结构示意图。
图2为本发明的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备中取样检测装置、控制单元以及自动计量装置之间的连接关系图。
图3为本发明的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备的第二个具体实施方式的结构示意图。
图4为本发明的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备的第三个具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
参见图1和图2,本实施例的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备包括单个生产线单元,该生产线单元包括一区拌料储罐2、取样检测装置3、一区自动计量装置4、二区拌料储罐5、造粒机6、三区拌料储罐7以及控制单元。其中:所述一区拌料储罐2为并列的多个,每个一区拌料储罐2通过物料输送机构12与回收塑料的前处理装置1连接;每个一区拌料储罐2连接一个所述一区自动计量装置4,每个一区自动计量装置4均通过物料输送机构与二区拌料储罐5连接;所述二区拌料储罐5通过物料输送机构12与造粒机6的进料端连接,造粒机6的排料端与所述三区拌料储罐7连接;所述取样检测装置3设置在一区拌料储罐2和对应的一区自动计量装置4之间的物料输送通道、二区拌料储罐5与对应的造粒机6之间的输送通道以及三区拌料储罐7上,所述控制单元的信号输入端与取样检测装置3连接,信号输出端与一区自动计量装置4连接。
参见图1和图2,所述一区拌料储罐2、二区拌料储罐5以及三区拌料储罐7为内部设有搅拌机构的储罐,用于储存物料并对物料进行搅拌、均化。所述取样检测装置3用于检测产品的性能指标参数,例如,流变指数(熔融指数)、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、灰分、水分等,这些性能指标参数可由现有的相应的测量仪器进行测量,如使用熔融指数仪测量熔融指数,使用万能试验机测试拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度,使用马弗炉检测灰分,使用水分仪检测水分等;各个检测仪器的取样动作可以自动完成,也可以由人工协助完成,检测结果可以通过数据传输的方式直接传送给控制单元,也可以由人工协助输入到控制单元中。控制单元根据取样检测装置3检测到的各种塑料原料的性能指标参数,再结合目标产品的性能指标参数,可按设定的计算方法算出各种塑料原料的所需比例,形成控制区自动计量装置称取适量塑料原料的控制信号。所述控制单元可由计算机构成。所述一区自动计量装置4可以根据控制单元给出的控制信号,称取设定重量的物料,该一区自动计量装置4可以由组合秤构成。所述前处理装置1与一区拌料储罐2之间、一区拌料储罐2与一区自动计量装置4之间、第一计量装置与二区拌料储罐5之间、二区拌料储罐5与造粒机6之间以及造粒机6与三区拌料储罐7之间均通过物料输送机构12连接,该物料输送机构12可以采用输送带输送机构或螺杆输送机构,该输送机构设置在密闭的空间内,避免物料中混入外部杂质。
参见图1,在生产线单元对应的前处理装置1中,包括多个前处理流水线,每个前处理流水线与一个一区拌料储罐2连接,每个前处理流水线可以独立完成回收塑料的前处理工作。这样各个前处理流水线可以同时工作,连续地向各个一区拌料储罐2送入物料,使得整个自动化成套设备可以不间断地作业。
参见图1,所述造粒机6的数量为两个,这两个造粒机6并列设置,它们的进料端和出料端分别与二区拌料储罐5和三区拌料储罐7连接。通过设置多个造粒机6进行同时作业,使得造粒工艺的产能与其他部分的产能相匹配,提高整个自动化成套设备的生产效率,提高产量。
参见图1,本发明的自动化成套设备还包括若干个助剂储罐10,每个助剂储罐10上连接有一个助剂自动计量装置11,每个助剂自动计量装置11与所述二区拌料储罐5连接。回收塑料在再生改性过程中,通常需要加入若干种助剂,改善塑料性能,通过设置上述助剂储罐10和助剂自动计量装置11,根据设定的量称取助剂输送到二区拌料储罐5中与回收塑料混合,以满足工艺要求。
参见图1和图2,本发明的应用上述回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备实现的回收塑料再生改性生产方法,包括以下步骤:
(1)与生产线单元对应的回收塑料的前处理装置1对回收塑料进行前处理,获得塑料原料,由物料输送机构12将这些塑料原料分类输送到多个一区拌料储罐2中;
(2)各个取样检测装置3对相应的一区拌料储罐2中的塑料原料中的性能指标参数进行检测,并将该检测结果反馈给控制单元;控制单元根据目标产品中性能指标参数要求,计算获得各个一区拌料储罐2中的塑料原料所需比例,并输出控制信号控制一区自动计量装置4按该比例称取相应的塑料原料,并输送到二区拌料储罐5中进行搅拌均化;
(3)物料输送机构将二区拌料储罐5中混合好的塑料原料输送到造粒中进行造粒加工,获得的塑料颗粒输送到三区拌料储罐7中储存,获得目标产品;
(4)三区拌料储罐7上的取样检测装置3实时检测三区拌料储罐7中目标产品的性能指标参数,当目标产品的性能指标参数偏离设定的数值时,将该信号反馈给控制单元,控制单元重新计算获得各个一区拌料储罐2中的塑料原料所需比例,并输出控制信号控制一区自动计量装置4按该比例称取相应的塑料原料。
参见图1和图2,本发明的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备的工作原理是:在单个生产线单元中,与之对应的前处理装置1处理完毕的塑料原料由物料输送机构12分类输送到各个一区拌料储罐2中,这些回收塑料的分类依据可以是不同批次的回收塑料、不同成分的回收塑料、成分相同但是成分比例不同的回收塑料等;随后通过取样检测装置3对各个一区拌料储罐2中的塑料原料中的性能指标参数进行实时检测,再根据目标产品中性能指标参数要求,由控制单元计算出各种塑料原料的最佳组合比例,并控制一区自动计量装置4按该比例自动称取相应的塑料原料,输送到二区拌料储罐5中混合、均化,最后将这些混合好的塑料原料输送到造粒机6中造粒,获得目标产品,输送到三区拌料储罐7中储存。
实施例2
参见图3,本实施例与实施例1相比,不同之处在于,在与生产线单元对应的前处理装置1中,包括单个前处理流水线,各个一区拌料储罐2通过物料输送机构12连接在该前处理流水线上,该前处理流水线的物料输出端通过物料输送路径切换机构与各个物料输送机构12连接。这样所述前处理流水线可以轮流地向各个一区拌料储罐2进行物料输送,这些物料可以在各个一区拌料储罐2中暂储,所述前处理流水线和本发明的自动化成套设备可以不同时工作,使得生产的灵活性提高。
实施例3
参见图4,本实施例的回收塑料再生改性造粒生产自动化成套设备包括多个并列的生产线单元,图中依次为A1~An;每个生产线单元中的三区拌料储罐7分别通过物料输送机构12连接一个二区自动计量装置8,每个二区自动计量装置8均连接在四区拌料储罐9上;所述四区拌料储罐9上设有取样检测装置3,该取样检测装置3连接在控制单元的信号输入端上,所述二区自动计量装置8连接在控制单元的信号输出端上。
为了提高产量,实际生产中可能会采用多个生产线单元同时作业,各个生产线单元获得的塑料颗粒成分有可能不完全相同(可能是同一种产品,但成分比例不完全一致,也可能是不同产品),当需要将多个生产线单元的塑料颗粒混合使用时,需要根据各种塑料颗粒中的性能指标参数以及最终需要的混合产品的性能指标参数要求,将各种塑料颗粒按一定的比例称取并混合,从而获得理想的产品;本实施例中,通过取样检测装置3检测塑料颗粒中的性能指标参数,通过二区自动计量装置8按设定量称取各种塑料颗粒,最终由四区拌料储罐9进行均化和储存,获得最终的混合塑料颗粒。
参见图3,本实施例的回收塑料再生改性生产方法中,每个生产线单元中获得的塑料颗粒按一定的比例混合,获得混合塑料颗粒,具体地,在实施例1的步骤(4)中:
三区拌料储罐7上的取样检测装置3对相应的生产线单元中的三区拌料储罐7中的塑料颗粒中的性能指标参数进行检测,并将该检测结果反馈给控制单元;控制单元根据最终需要的混合塑料颗粒中性能指标参数要求,计算获得各个生产线单元中塑料颗粒的所需比例,并输出控制信号控制二区自动计量装置8按该比例称取相应的塑料原料,并输送到四区拌料储罐9中进行搅拌均化,获得混合塑料颗粒成品;
此外,还包括以下步骤:
(5)四区拌料储罐9上的取样检测装置3实时检测四区拌料储罐9中混合塑料颗粒成品的性能指标参数,当混合塑料颗粒成品的性能指标参数偏离设定的数值时,将该信号反馈给控制单元,控制单元重新计算获得各个三区拌料储罐7中的目标产品所需比例,并输出控制信号控制二区自动计量装置8按该比例称取相应的塑料原料。
上述为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述内容的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。