CN1344197A - 用于聚烯烃类塑料膜回收的装置 - Google Patents

Abstract

用于聚烯烃类塑料回收的装置,其包括:用于塑料的破碎机(6),用于分离高密度物料的分离设备(10),粉碎机(26),和水式分离箱(62,68),其上有一底部出口和一个将物料送到箱体(62,68)底部(72)的喂料机;该装置还包括:一个连接在出口(74)上的泵体,该泵体上也有一出口(80);几个移动部件(82),用于产生通过入口(76)的水和物料的吸流,还产生一种通过出口(80)的推流;和一个可变速的马达(84),用于驱动可移动部件(82),这样,马达转速的改变会引起水流的流量变化。

Description

用于聚烯烃类塑料膜回收的装置

本发明涉及用于聚烯烃类塑料膜回收的装置，其组成是：[i]至少一台机械破碎机，用于回收塑料；[ii]至少一台初级分离设备，通过悬浮法来分离比要回收的塑料密度高的物料；[iii]至少一台粉碎机，用来将这种塑料粉碎成小颗粒；[iv]至少一个水式分离箱，一方面，该分离箱上装有几个叶片，用于使这种塑料小颗粒在水面上移动，另一方面，该分离箱的底部备有一个出料口；每个分离箱备有一个送料机，用来接收已经粉碎过的塑料，而且这些塑料至少部分地将高密度物料分离出来，该送料机传输这些塑料到分离箱底部附近的地方，其上有一个调速马达用于控制这种传输；[v]将塑料从水中分离的方法；和[vi]包装塑料的方法。

另外，上述设备涉及无填料的聚烯烃类塑料膜，其来源于已筛选和分离的橡胶，换句话说，就是用过之后(消费后)的聚乙烯，聚丙烯，乙烯乙酸乙烯酯和聚丁烯；从现在起，本说明书和权利要求书仅涉及密度(未加填料时)小于1g/cm³的塑料。

正如所知，塑料膜的消耗增长越来越快，它更适宜用作包装物料和制造包装袋。这种塑料膜通常在用过之后就扔掉，而这会引起重大的环境问题，特别是考虑到，大多数这种塑料不是可生物降解的。因此，现行法律和世界的趋势都鼓励回收，并通过建造基础设施，来收集，分检和回收塑料废品，例如塑料瓶和塑料袋。

通过回收这些塑料膜，一方面制度得到遵守，污染得以减少，另一方面通过减少石油(这些塑料来源于石油)的进口获得经济效益。

然而，现有的这类通用装置有一些缺点，有必要在以下的说明中指出其中的某些。

用于聚烯烃类塑料回收的装置的重要单元之一是，它包括一个或多个水式分离箱；这些分离箱都有一个倒锥台状的底部，而且当有超过一个分离箱时，这些分离箱一个连接在另一个的上方，因而箱体间形成一种阶梯状结构；另外，这些分离箱有相同的下降式垂直送料器，送料器浸入到上述分离箱中，并通过螺杆传输机运送已粉碎过的塑料到达分离箱的底部附近。

一旦塑料到达那里，在分离箱中密度低于水的塑料趋向于浮上水面，相反，高密度的物料和塑料(而且是不可用的塑料)等趋向于停留在分离箱底部，而且为排放这些高密度的物料，每个垂直的分离箱有一个可控出料口。

在每个垂直的分离箱中的水和一般的液体应该很干净，这涉及到水的更新，因此需要一个水排放口来平衡清水的注入。

而且，水的排放显然包括排出污物，杂质和密度高于水的颗粒，这些物质能在箱体底部附近发现，而且经常附有其它低密度的颗粒。

因此，上述可控出料口的功能是控制排水量(与可处理的污物，杂质，塑料颗粒等混在一起的水)；这些带杂质的水必须排出垂直分离箱，并送到过滤器中。

在现有的装置中，每种可控出料口的结构如下：一个曲管接头将液体箱的底端连接到一个过滤器(排放口位于其上)的顶端，该过滤器位于分离箱的最高水位之下；该过滤器的底部(排放口位于该底部)是在液体入口之下，并且在液体入口与排放口之间有一丝网或蜂窝板，网格板等类似物，置于一个指定位置，用来将水从上述可处理的污物，杂质，塑料颗粒等中分离出来。

排出分离箱的水量与曲管接头较小的内横截面和箱中水位与上述过滤器入口的高度差成比例。

所以，为调节上述水量，必须改变上文中提到的影响水量的因素之一；因为改变上述高度差不容易(这涉及到垂直移动重的物体)，所以调节可以通过改变上述横截面的大小来实现，而这种改变不可能用一个蝶形阀或现有的其它种类的阀的方法来达到，因为水中存在的污物，杂质，和塑料颗粒的不可避免的停滞，它们容易引起堵塞。

因而，在典型的现有装置中，这种必要的调节是通过使用不同的计量器并按不同的实际情况作出适当的替换来实现的。

这种调节方式显然有某些重要的缺点，因为它需要在计量器的上游安装一个初级阀门，然后在其下游安装一个次级阀门，关闭阀门就导致处理过程停止，替换计量器后再打开上述阀门才能继续进行回收处理。

本发明就是要克服这些缺陷，这个目标可以通过本发明的装置来实现，该装置的特征是，有一个构造如下的泵：一个连接到分离箱出料口的入口；一个出口；几个可移动的部件用于产生通过该入口的水和杂物的吸流，以及通过该出口的水和杂物的推流；和一个辅助马达用于驱动这些可移动部件，这个辅助马达是可变速的，这样，辅助马达的速度变化引起该水流的流量变化。

本发明的其它优点和特征可从以下参照附图描述一个非限制性实施例的说明中看出。附图中：

图1，一个按照本发明的装置的左端部分的正面示意图，其部分设备剖视，视图在右端分切。

图2，一个该装置的中间部分的正面示意图，本图是从图1的分切处开始，也从右端分切。

图3，一个该装置的右端剩余部分的正面示意图，本图是从图2的分切处开始。

图4，一个按一种实施方案选用的泵体设备的剖面示意图。

图5，一个箱体的透视图，该箱体接收来自分离箱中的水。

图6，一个组合体的轴向视图，其包括轴和连接其上的叶片，该组合体用于移动在分离箱中的水面上的塑料颗粒。

图7，一个图6所示的组合体的透视图。

按本发明所述的设备包括一输送带2，为避免要回收的塑料过度扩散，该输送带最好是从一个坑洞附近开始；输送带2上传这些物料直至将其倾入破碎机6中；破碎机包括一滚筒和好些齿刀，而且该破碎机最好能在任一方向上转动来撕碎塑料膜，直至塑料膜成为比初始尺寸小许多的碎片。

上述塑料碎片从破碎机6底部出来，然后掉落在次级输送带8上，并由该输送带将塑料碎片上传到一个作为分离器的容器10中，容器10中盛有水，而且收集比塑料密度高的混杂物，例如，油，金属和其它物质。在容器10中，要回收的塑料上浮，比水密度高的杂质和一些塑料片由于重力作用而沉到容器10的底部。该容器的底部最好有两个锥形或倒金字塔形的桶体构成，其上有几个底部出口14来使无用的物料能够排出；每一底部出口14连接到一个由马达减压器18驱动的螺杆输送机16上；该两个螺杆输送机16连接到一个中央阀19上，该中央阀又连接到另一螺杆输送机20上，该螺杆输送机20最好连接到一个总的废料收集器20上，该收集器仅示意性地显示出来。当底部出口14打开时，中央阀门19就关闭，而且反之亦然。

容器10中的水有一上表面，其附近漂浮着要回收的塑料碎片；该容器备有几个叶片22，用来引导塑料碎片移向塑料碎片进入容器一侧的对侧；该容器的表面较大，而且叶片22产生的移动缓慢；这有利于促使密度较大的物料下沉。另一输送带24位于上述对侧附近，该输送带收集浮料碎片(包括塑料和非塑料)，然后将其送入粉碎机26。

粉碎机26有一种结构28，它提供一个上入料口30，这很好地让塑料进入，也让水进入。该粉碎机没有详细显示；它有一个底部，进入的塑料落至其上，该底部是由一个凹向下的盘片构成，其上有许多孔洞，来让与孔洞直径般大小的塑料碎片通过。在上述钻孔的凹盘前，有一个装有径向刀片的转轴；粉碎机内也有一些静止的刀片，合理地排列在转轴附近。当径向刀片转动时，它们切过静止刀片附近，从而破碎塑料块直至满意的大小，大约是几个毫米的数量级。正如已提到过，因为水进入(按需要可调节)粉碎机26包含的结构28中，所以这些塑料碎片或者颗粒还是湿的。

为了收集漏过上文提到的穿过盘孔的小塑料碎片，另一个螺杆输送机被用来将这些塑料碎片运送到离心式脱水机32中(图2)。

这种离心式脱水机32是用来加工和清洗那些湿的塑料碎片和颗粒；它由一个带有许多小孔的柱形板材构成，这样塑料碎片上的水能漏过，但碎片自己不能通过。

由板材构成的柱筒内有一根带叶片的轴，该轴以这样一种方式转动，以致它推动粒料移向板壁。通过该板材上的一个入料口，湿的塑料块能进入由板材构成的柱筒；在这样的柱筒内，碎片或颗粒，在通过整个柱筒长度直至由入料口对面的出料口输出的过程中，在分离机32的摩擦作用下，被清洗干净。

紧接着该出料口有一鼓风机34，用来选取这些片料并将它们输送到一个旋风分离器36中，在这之后有两个分离池38并行排列；仅是前面的分离池在图中显示。出于空间和传输的原因，旋风分离器36最好悬挂在分离池38的一侧，图2上是位于右侧。

分离池38与容器10非常类似，因为其中盛有水，塑料碎片浮在其上。一些叶片40(参见下面的说明)使塑料块从上述入料口一侧移向其对侧。

分离池的底部最好也是由两个倒金字塔形的桶体42构成，其下装备相同的低位箱44来收集比可再利用的塑料碎片更重的废料；桶体42和低位箱44之间的连接是通过一些初级调节装置(或阀)46来控制；另外，一些其它调节装置(或阀)47用来将低位箱44连接到另一个低位排放管48(其内装有螺杆输送机)，通常，它间接地连接到以前提到过的废料收集器21中。

调节装置46，47的作用经常引起问题，为避免这些，一根臂50(直接或间接地)连接到低位排放管48上；这根臂竖放，其上有一出料口52，其位置高于分离器38中的水位(第一水位)；一螺杆输送器54将废料沿臂50的长度方向提升；上述布局特别用于避免失压问题。

另外，当装置开动时，阀46和阀47同时打开；直接或间接地，排放管48也相当于总收集器21的一部分。

有一斗式运输机56，通过叶片组40的移送作用，来收集塑料碎片。斗式运输机56用于传送这些碎片给螺杆输送机58，该输送机是可变速的。

该螺杆输送机58连接到一个送料器60上，该送料器60垂直向下，而且由一个可变速的起动马达61来驱动；送料器60由另一个在管式设备内的螺杆运输机组成，它***进一个箱体62中，对不可用物料的新一轮分离操作在该箱体中进行。箱体62中有水，在这种情况下，也有部分干净的塑料碎片或颗粒浮在其上，另外一些叶片64(也参见以下说明)使这些碎片移向斗式运输机66，只要可行，传送这些碎片到至少另一个箱体68中，箱体68非常类似于箱体62；两者在下面同时描述。

在箱体62，68中，对应送料器60的出料口70位于箱体62，68的底部72附近。在这样的情况下，来自螺杆运输机58的塑料片料一方面被强制进到离箱体水表面有一定距离的箱体62，68中；另一方面，也离箱体62，68的管壁部分有一定距离，还也离箱体62，68的底部72的出料口74有一定距离。底部72是锥形的，而且其低位顶点由出料口74组成。附图中的例子显示两个箱体串行工作，换句话说，要回收的物料先流到一个箱体中，然后被传送到另一个箱体中。

塑料碎片通过对应的加料口60进入箱体62，68中；在箱体中那些比水密度低的碎片(轻片料)趋向于上浮，而密度比水高的料块趋势向于下沉。然而，后者中的一些要么是密度比水稍微高些，要么是其上粘附着其它轻的塑料碎片；结果是，这些碎片具有很小的移动性，从而阻碍轻片料(也就是，可回收的片料)和重片料间的必要分离，而这些重片料是必须排除掉。

为处理这种情况，每一出料口74连接到泵78(图4)的入口76。泵78也有一个入口80和几个可移动的装置82，这些可移动的装置由可变速的辅助马达84来驱动；在这种方式下，所述的运动产生在箱体62，68中的水和片料的吸流，而且这种吸流通过入口76进入泵78中；这种吸流能随意控制而且是在一种连续的方式下进行，这样，吸流的速度变化不需要设备停下来就能完成。在吸流产生的同时，泵78产生一种包含其中的水和片料的推流，这种推流穿过出口80；这种推流的随后流程将在下文中说明。显而易见，马达84的变速产生上述吸流和推流的强度变化。

这在每一箱体62，68内产生一种水(片料包含其中)的降流；这种流动给予前面已提到过的塑料碎片运动的更大活性；另外，这有助于粘附在密度比水重的片料上的轻片料的分离。结果是极大改进了两种片料的分离过程，同时也减少了处理时间。

当然，如果这种吸流太强，它也将吸引轻片料，从而抵消轻片料在箱体内上升的倾向，这样的影响是不希望的。

送料器60的主马达的转速太高也不合适，因为在这种情况下过多的塑料被送进来，因而导致这些塑料碎片过度集中在分离箱62，68的底部72的附近，这可能也导致吸流对轻片料的影响。

为避免这种可能的缺陷，本发明也包括使用主马达61和(/或)辅助马达84(特别是后者)的手动调节的可能性，这种调节是按照吸下的塑料碎片多少来控制，以此类推，这种情况也能在上述推流中找到。为了便于观察这些塑料碎片，一个容易的观察点为此提供，通过观察，上述马达61和(/或)马达84的速度的必要变化就可以按时间程序化来操作，直至随水去掉的塑料片是合适的重片料。要去除的物料就是那些影响最终质量好坏的废料，一旦塑料被回收，马上将其变成粒料。这是该同步净化过程的准确目的，这种同步净化过程是由马达61来驱动垂直的螺杆运输机和由马达84来驱动可移动装置来处理。

当然，由出口72流失的水通过注入水来弥补，这点在下文中要引用到。不管怎样，水的更新有利于改善分离过程。

因此，已提到过的时序控制产生合适的吸流，也导致各种物料的正确分离，这些物料能损害要回收的塑料的质量，而回收塑料的质量是所述装置要实现的目标。

图4显示一非穷举的例子，泵体78是一个螺旋泵，其上装有一个转子82(作为一个可移动部件)，它的一部分是横截面为固定大小的圆形，另一部分是横截面为螺旋形；该转子在一个缸筒86内转动，该缸筒内壁覆盖着一层弹性或柔韧的物料88，其上也有螺旋槽，并有与转子82上的螺旋相等的螺距。在所有的时间里，在转子82与缸筒86之间有一条连续变化的接触线，这样，当泵体78在马达84的驱动下运动时，转子的转动引起由转子自身与缸筒内表面来界定的空间沿轴向移动，从而产生吸与推的效果。

当然，同样的结果可以用许多其它类型的泵来得到，通过一种非穷尽的列举方式，我们可以引述其它类型的泵，象蠕动泵，双膈膜气压泵，活动软管泵，活动叶轮泵，叶片回转泵等。

在两箱体62，68之间，有一个以连接导管方式的连接(图中没有显示)，其上有一个出水管，在水满到一定程度时开始工作，这样导致两箱体的水位相等，同时也调整两箱体的最大容积。

图2中显示的箱体90在图5中更详细地显示出来。每个泵78的出口80连接到一根导管92上，该导管92用来接收上述推流，而且每根导管92有一个排放口94，该导管悬置在箱体96上，以便在这些箱体的侧面98之上接收水流，该侧面98比其它侧面要低。沿整个侧面98长度上的溢流带着水和塑料落向一个盖板100的整个宽度面上，该盖板100倾斜向下，而且其上有许多小孔，盖板100可以是蜂窝板或网状物，其上的小孔应足够小来阻止要扔掉的物料通过其间。

结果是，水通过了盖板100而要扔掉的物料沿盖板的整个长度方向滑移，直至另一个螺杆运输机102来接收它们，于此，它们被送入总的收集器21。通过一导管103和几个合适的泵，在箱体90中回收的水能被回送到分离箱62，68的顶部，从而构成一有用的封闭回路。

一个压榨机104应适宜地置于箱体68的出口处，用来干燥进入的物料，从而导致要回收的塑料与其上的大量水分脱离。

该装置包括至少几个离心式脱水机106来接收来自压榨机104的有用的塑料；这些离心式脱水机可具有上述离心式脱水机32一样的类型，但他们在不同的速度下工作。在第一个离心式脱水机106之后，有一鼓风机108将塑料送到存贮箱110中，接着顺序到达第二个离心式脱水机，在那里进行新一轮干燥处理。

一个鼓风机112和一个存贮箱114又用于将塑料送入一个箱体116中，从那由另一个鼓风机118将塑料送入存贮箱120中，在接受来自加热器112的热风之后，塑料从存贮器120中进到另一个箱体124中，有一个运输带126用来定量运输物料到一个包装机128内，在那里回收的塑料被干燥并最后包装。

叶片组64(图6和图7)连接到一个转动轴130上，而且叶片有一根部132，紧连着轴体径向伸出，叶片端部是一个弯曲的末端134，该端部呈凸形；该凸形是朝着轴130转动方向；位于轴130的同一区段上的叶片按一定间隔排列，而且相对于邻接区段上的叶片组错动一角度，所有这些实现了在分离箱内位于水表面附近的塑料的一个平滑向前运动，从而避免不希望的紊流产生。

Claims (8)

1.用于聚烯烃类塑料膜回收的装置，其组成是：[i]至少一台机械破碎机(6)，用于回收塑料；[ii]至少一台初级分离设备(10)，通过悬浮法来分离比要回收的塑料密度高的物料；[iii]至少一台粉碎机(26)，用来将这种塑料粉碎成小颗粒；[iv]至少一个水式分离箱(62，68)，一方面，该分离箱上装有几组叶片(64)，用于使这种塑料小颗粒在水面上移动，另一方面，该分离箱的底部(72)备有一个出料口(74)；每个分离箱(62，68)备有一个送料器(60)，它用来接收已经粉碎过的塑料，而且这些塑料至少部分地将高密度物料分离出来，该送料机传输这些塑料到分离箱底部(72)附近的地方，其上有一个主调速马达(61)用于控制这种传输；[v]将塑料从水中分离的方法；和[vi]包装塑料的方法，共特征是：包括一个泵(78)，该泵的一个入口(76)连接到上述出口(74)上；一个出口(80)；几个可移动的部件(82)，用来产生通过入口(76)的水和物料的吸流以及通过出口(80)的水和物料的推流；和一个辅助马达(84)，用于驱动这些可移动部件(82)，这个辅助马达(84)是可变速的，这样，辅助马达(84)的速度变化引起该吸流和推流的流量变化。

2.按权利要求1所述装置，其特征是，主马达(60)和/或辅助马达(84)的速度变化和同步化是按该推流中塑料量变化来手动完成。

3.按权利要求2所述装置，其特征是，有一种方法来使对该推流中物料量变化的观察变得容易。

4.按权利要求1至3中至少一项所述装置，其特征是，泵(78)的出口(80)通过一根管(92)来连接，用于接收该推流，并通过一个排放口(94)将其排空；并有：[a]一个箱体(96)位于该排放口(94)之下，该箱体有一个定长度的溢流侧面(98)和[b]一个盖板(100)，其宽度与该溢流侧面(98)长度数量级相同，并位于该溢流侧面之下，该盖板倾斜向下，其上有许多小孔用来阻止这些物料穿过其间。

5.按权利要求1至4中至少一项所述装置，其特征是，该泵是一个螺旋泵(78)，其包括一个凸轮转子(82)，该转子具有一个固定的圆形横截面，该转子(82)适合于在一个具有螺旋形状的缸筒(86)内转动。缸筒内表面覆盖着一层弹性或柔韧材料(88)，在该转子(82)与缸筒(86)之间始终存在一条变化着的接触线，这样，转子(82)在缸筒(86)中的转动有利于界定在转子(82)与缸筒(86)内表面之间的空间，该空间沿轴向移动。有一个马达(84)用于产生该转子(82)在不同速度下的转动。

6.按权利要求1至5中至少一项所述装置，其特征是，包括至少一个分离池(38)，用来盛一定量的水和小的物料颗粒，该池(38)有一个底部(42)，该底部(42)至少由一个倒金字塔形的桶体构成，该桶体在底部连接到一个箱体(44)，在这里有一个初级调节装置(46)来调节该池(38)与该箱体(44)之间的连接，还有一个次级调节装置(47)来调节该箱体(44)和一个低位排放管(48)之间的连接，其特征是，该低位排放管连接到一个臂(50)上，该臂(50)竖向上放置，且有一个排出口(52)，该排出口(52)位于第一水位之上的高度，该臂内有一螺杆运输机(54)，用来提升在该臂(50)内的被扔掉的物料颗粒。

7.按权利要求1至6中至少一项所述装置，其特征是，装备有至少一个离心式脱水机(32，106)来处理湿的塑料，该离心式脱水机(32，106)包括一个柱形板壳，用于构成一个空腔，该板壳上有许多小孔，该小孔能阻止上述塑料颗粒通过其间；一个初始入口，用于允许湿的塑料片进入所述空腔；一个带叶片的轴，其能在该板壳内转动，并且用于将这些颗粒推向板壳；和第二个口，用于将所述空腔内的塑料排出。

8.按权利要求1至7中至少一项所述装置，其特征是，这些叶片(40，64)按一种初始转向连接在转动轴的连续区段上，也就是：[a]每个叶片(40，64)靠近轴的部分按相对于该轴径向排列，并且叶片有一个弯曲的端部，呈凸形，并朝向该初始转动方向；[b]连接在该轴的同一区段上的每一叶片与连接在同一区段上的邻近叶片形成相同的夹角；和[c]连接在同一区段上的叶片组(40，64)与在紧接着的下一区段上的叶片组(40，60)错动一个角度。

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