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热风循环熔融塑料回收造粒机的结构设计

塑料制品自20世纪问世以来，具有成本低、质量轻、强度高、耐腐蚀、加工方便、高绝缘和美观实用等特点，塑料制品被广泛应用于家电、汽车、建筑、电子电器、信息科技及通讯、包装等各个方面。但是由于塑料制品易破损、难于自然降解、易老化，因此废弃物中废旧塑料所占的比例日益增加，它所造成的环境污染亦日趋严重，废旧塑料的回收再利用也越来越得到重视。我国塑料企业的规模越来越大，但是我国废旧塑料的回收率并不高，所以塑料回收造粒机设备在我国有着广大的客户群体和商业机遇，尤其是生活中废旧塑料的回收硫磺造粒机等设备的研发具有很广阔的发展空间。我国废旧塑料的处理方法主要是填埋和焚烧，这不但不能将废旧塑料回收再利用，反而加剧了对环境的污染。废旧塑料回收不仅保护环境，节约资源，同时也符合我国可持续发展的战略要求，所以废旧塑料回收造粒机有着很大的研究价值。研发废旧塑料回收设备不仅可以解决污染问题，同时更重要的是解决我国塑料资源短缺的现状，促进我国塑料工业的发展和进步。

目前，有许多学者、研究团队以及企业等在研究废旧塑料的回收造粒机，但大部分的研究都是在传统塑料挤出工艺和设备的基础上进行部分机构和生产环节的改进，真正完全自主研发并能够投入实际生产应用的塑料回收造粒机较少。塑料简单再生技术国内应用的年限较长，比较成熟，其传统的工艺流程是：废旧塑料收集一筛选一破碎一清洗一烘干一熔融一切粒。由于传统工艺的各个环节都需要专门的设备，成本高，工作噪声大，易产生粉尘和污水，且易造成二次污染。
热风循环熔融塑料回收的工艺，这是塑料回收造粒中的一个全新工艺，该工艺免去了传统工艺中的破碎环节，降低了成本，也减少了二次污染，同时热风循环使得热能能够循环利用，降低了能耗，节约能源。根据该工艺的设计理念，立式热风循环熔融塑料造粒机和控制系统，但是设计存在缺陷，螺杆调速困难，没有切粒装置，无法完成造粒；在立式的基础上改进设计出卧式热风循环熔融塑料回收造粒机，虽然解决了立式所存在的问题，但是螺杆挤出机构设计存在缺陷，熔融塑料不能经螺杆挤出。立式和卧式热风循环熔融塑料回收造粒机都无法达到设计要求，实现产业化。
笔者基于立式和卧式热风循环熔融塑料回收造粒机所存在的问题，分析废旧塑料的材料属性以及塑料熔融后的性能情况，遵循机械设计和塑料熔融再生的原理，采用结构化和一体化设计方法重新设计了新型热风循环熔融塑料回收造粒机，以达到在实现热风循环熔融塑料的同时能够由螺杆顺利挤出造粒的目的。详细介绍和分析了该塑料回收造粒机热风循环系统以及单螺杆的结构、设计尺寸和相关功能。按照设计方案和实际要求，制造出新型试验样机，用该样机进行塑料回收试验，研究热风循环熔融塑料回收的试验方法，验证该结构设计方案是否合理可行，能否有效和稳定地回收废旧塑料，并找出所存在的问题，以便加以改进和完善，最终实现产业化。
1、整体结构设计
热风循环熔融塑料回收造粒机的总体原理设计。
热风熔融塑料回收大型树脂造粒机主要机械机构包括热风循环熔融机构、搅拌机构、螺杆挤出机构、传动机构和造粒机构。该设备主要用于熔融回收废旧塑料并进行挤出造粒，实现废旧塑料的回收再利用。加热风箱、风机以及加热管组成的热风循环加热系统向塑料主箱体内提供恒定温度的热风，对废旧塑料进行加热熔融，再通过搅拌机构和筛网将熔融的废旧塑料送入螺杆的进料口，然后经螺杆挤出机构挤出，最后在螺杆挤出口的切粒机构对挤出的塑料进行造粒。整套设备全部集成为一体，容易操作(可一人完成)，运行高效节能，并且零部件的加工和组装均较方便，不仅便于维修和更换，更节约了人力和物力，降低了制造成本。
2、螺杆的设计
废旧塑料挤出成型工艺具有应用广泛、产品样式多、连续喂料、生产效率高、操作简便以及成本低等优点。挤出成型主要设备是挤出机，挤出机主要分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机和行星螺杆挤出机等，而单螺杆挤出机是聚合物成型工业中最重要的挤出机类型。单螺杆挤出机最突出的优点是相对成本低、结构设计简单、坚固耐用以及可靠。单螺杆挤出机能加工几乎所有类型的聚合物，设计要求非常广泛，性价比较高。常规的工业生产用的单螺杆挤出机分进料段、压缩段(熔融段)和计量段(均化段)3段，笔者所设计的螺杆不需要具备输送、压缩和塑化的功能。所研究的热风循环熔融塑料回收造粒机和传统的工业生产用的塑料挤出机不同，废旧塑料在进入螺杆机筒内时已经是熔融状态，且螺杆机筒外安装有带式加热圈，对机筒进行加热，保持塑料的熔融温度不变，从而使得熔融塑料在螺杆机筒内能够顺利挤出，不会因为温度降低而使其冷却凝固粘结在机筒和螺杆上。
遵循螺杆的设计原理，综合考虑所研究螺杆的加工难易度以及成本问题，采用加工制造简单、成本低的等距变深螺杆的设计。
沧州旭瑞机械有限公司（http://www.xuruijixie.com）位于汽车模具之乡、铸造名城——泊头市，主营项目：硫磺造粒机、树脂造粒机让用户一站式购齐，买设备送方案、免费技术指导、免费上门服务，过硬的产品质量和完善的售后服务使我公司赢得了国内外客户的高度认可，产品畅销国内外各地。

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