Моечная машина непрерывного действия для измельченных отходов полимерных материалов

Моечная машина непрерывного действия для измельченных отходов полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к оборудованию для мойки отходов полимерных материалов в измельченном виде.

Для мойки измельченных отходов полимеров существует множество различных моечных машин и устройств.

Так, известен ряд машин активаторного и барабанного типов. Эффект мойки в машинах активаторного типа достигается за счет интенсивного потока моющей жидкости, создаваемого вращением активаторов. Эффект мойки в машинах барабанного типа достигается за счет переваливания полимерного материала в моющей жидкости, при котором создается трение между слоями полимера, а также трение частиц полимера о стенки барабана.

Известен патент России 2089689 /1/, согласно которому заявлено устройство, содержащее активатор в виде полого мобильного понтона с электроприводом внутри, якорь которого соединен с корпусом понтона, отличающееся тем, что корпус выполнен цилиндрическим, а электропривод представляет собой цилиндрический линейный электродвигатель, установленный в корпусе так, что его ось расположена ниже и параллельно оси корпуса.

Моечная машина, описанная в патенте России 2089690 /2/, содержит вертикальный бак с моющей жидкостью и активатор, выполненный из нескольких плоских элементов, каждый из которых закреплен независимо от другого на опоре с возможностью колебания под действием электромагнита вибратора, установленного с наружной стороны бака. Машина отличается тем, что активатор расположен вдоль вертикальной стенки бака, а опоры его элементов выполнены в виде отдельных пружинящих пластин, закрепленных на внутренней поверхности бака. При этом плоские элементы активатора имеют сквозные чечевицеобразные конусные щели и амортизаторы, равномерно распределенные по площади активатора, а каждая обмотка электромагнита вибратора разделена на две части, соединенные одна с другой электрически последовательно.

Вышеназванные машины - периодического действия, поэтому производительность их мала, а вымытое сырье нуждается дополнительно в споласкивании.

Известна моечная машина для мойки измельченных отходов полимеров, описанная в заявке 19647025 Германии /3/. Это машина барабанного типа с лопастным ротором, в котором измельченные отходы периодически удаляются из зоны действия ротора, перемещаются вдоль оболочки барабана, а затем снова возвращаются в эту зону. Для удаления отходов из зоны используется центробежная сила ротора, для осевых перемещений - транспортный шнек, расположенный между ротором и оболочкой барабана.

Эта моечная машина не обеспечивает высокой производительности из-за длительности процесса мойки и требует значительных затрат энергии.

Наиболее близким техническим решением является линия для мойки измельченных отходов полимеров, описанная в патенте РФ 2227093 /4/. Линия содержит последовательно соединенные между собой машину моечную, выполненную в виде бака прямоугольной формы с полуцилиндрическим дном, внутри которого проходит вал с рифлеными активаторами, машину разделения и машину ополаскивания, выполненные в виде баков прямоугольной формы с транспортирующими шнеками, баки-отстойники, перегороженные фильтрами, на крышке моечной машины установлена труба с насадкой для перемещения вымытого сырья в машину разделения. Моечная машина разделена съемными рифлеными перегородками на моечные камеры, сообщающиеся между собой переточными щелями, выполненными в перегородках. Внутри каждой камеры установлен, по меньшей мере, один активатор, а последняя камера снабжена насосом для перекачки вымытого полимера в машину разделения, причем рифленность перегородок и активаторов выполнена таким образом, что она способствует увеличению турбулентности потока, создаваемого активаторами. Насадка трубы вывода полимерного сырья с моющей жидкостью наклонена на 15-20° к транспортирующему шнеку машины разделения, а транспортирующие шнеки подняты под углом 15-20° в направлении движения полимерного материала. Машины разделения и ополаскивания снабжены дополнительно перфорированными поддонами, шарнирно установленными под шнеками с возможностью перемещения одного края, примыкающего к разделительной перегородке, вверх-вниз.

Эта линия отличается большими габаритами, так как состоит из трех последовательно соединенных между собой машин и двух баков-отстойников. Причем эта линия не обеспечивает хорошего качества мойки измельченных отходов полимеров, так как процесс мойки осуществляется при небольшой концентрации сырья в моющем растворе (при большой концентрации не будет работать насос на выгрузке сырья в машину разделения) и при низкой температуре. Кроме того, при работе этой линии в машину разделения подается сырье с большим количеством грязного моющего раствора, т.е. с сырьем поступает грязь, которая полностью не может быть удалена при орошении сырья в машине ополаскивания.

Цель настоящего изобретения - создание компактного оборудования непрерывного действия с высокой производительностью для качественной мойки измельченных отходов полимерных материалов (например, отходов ПЭТ-тары) с одновременным отделением примесей полимерных и других материалов с плотностью меньше 1 г/см³ (например, измельченных пробок и отрывных ленточек от пробок).

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемая моечная машина состоит из двух разделенных герметичной перегородкой 1 термоизолированных баков - моечного бака 2 и бака разделения 3 (см. фиг.1, 2 и 3). Моечный бак 2 выполнен в виде полуцилиндра, в котором расположен вал 4 с активаторами, выполненными в виде прямоугольных лопаток 5, расположенных под углом к оси вала таким образом, что они являются как бы фрагментами шнека. Лопатки служат не только активаторами процесса мойки, но и предназначены для перемещения полимера вдоль моечного бака к устройству выгрузки. Бак разделения конструктивно выполнен в виде емкости прямоугольной формы, снабженной поднятым под углом в направлении движения вымытого сырья транспортирующим шнеком 6 с приводом его вращения 7 и перфорированным поддоном, расположенным под шнеком. Разделительная перегородка 9 бака разделения отделяет место поступления вымытого сырья от остальной части бака. Такая конструкция бака разделения позволяет отделять от основного полимерного материала (плотность которого более 1 г/см³) примеси других материалов (в том числе и полимерных) с плотностью менее 1 г/см³. На выходе из моечного бака установлено устройство выгрузки полимерного материала в бак разделения. Это устройство представлено перфорированными черпаками 10, концентрично закрепленными на валу моечного бака, и воронкой 11, из которой сырье (практически без моющего раствора) ссыпается в бак разделения. Черпаки выполнены перфорированными для стока грязного моющего раствора. Моечный бак оснащен приводом 12 вращения вала и загрузочной воронкой 13. Баки моечной машины оснащены электронагревателями, и термоизолирующим покрытием 8.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид моечной машины (вид спереди), на фиг.2 - общий вид моечной машины (вид сбоку), на фиг.3 - общий вид моечной машины (вид сверху), где: 1 - перегородка, отделяющая моечный бак от бака разделения, 2 - моечный бак, 3 - бак разделения, 4 - вал моечного бака, 5 - лопатки, 6 - шнек, 7 - привод вращения шнека, 8 - термоизоляция, 9 - разделительная перегородка бака разделения, 10 - перфорированный черпак устройства выгрузки, 11 - воронка устройства выгрузки, 12 - привод вращения вала с лопатками-активаторами, 13 - загрузочная воронка моечного бака.

Работает предлагаемая моечная машина следующим образом. Измельченное полимерное сырье, например измельченные отходы ПЭТ-тары, непрерывно подается в загрузочную воронку 13 моечного бака, заполненного нагретым моющим раствором или водой. Эффект мойки в моечной машине достигается за счет создаваемого активаторами, интенсивного трения частиц полимерного материала между собой и о стенки моечного бака, а также за счет высокой (80-85°С) температуры моющего раствора. Причем, моечный бак загружается полимерным материалом в большом количестве - концентрация его в моющем растворе не менее 50% (объем.), поэтому интенсивность трения высока и производительность машины большая. Полимерный материал в процессе мойки транспортируется к устройству выгрузки, где перфорированными черпаками 10, установленными на валу 4 моечного бака, равномерно поднимается из моющего раствора (грязный моющий раствор при этом стекает через перфорацию черпаков) и перегружается в воронку 11 этого устройства, практически без моющего раствора. Уровень моющего раствора в моечном баке поддерживается на уровне ниже входа в воронку устройства выгрузки, моющий раствор при этом не покрывает лопатки 5 в их верхнем положении. Из воронки 11 устройства выгрузки полимерный материал равномерно поступает в бак разделения 3, заполненный чистой водой. В баке разделения вымытый полимерный материал, например измельченная ПЭТ-тара, опускается на дно во входной части бака. В процессе выгрузки вымытого полимера из моечного бака в бак разделения более легкие частицы инородного полимера (например, частички пробок и отрывных ленточек от пробок) и легкие частицы грязи всплывают на поверхность воды и вручную (с помощью сетчатой емкости) могут быть удалены из бака. Продвижению этих частиц по поверхности воды вдоль бака разделения к выходу из него мешает поперечная перегородка, установленная в этом баке, возле которой они и скапливаются. Благодаря равномерной выгрузке вымытого материала в бак разделения, более легкие частицы полимера и грязи успевают всплыть на поверхность воды. Кроме того, шнек, установленный в баке разделения, ворошит полимерное сырье, при этом всплывают частицы с плотностью меньше 1 г/см³, которые были засыпаны частицами основного полимерного материала. Полимер вместе с тяжелыми частицами грязи захватывается шнеком и перемещается им к выходу из бака разделения. При перемещении полимерного сырья вдоль бака разделения оно омывается чистой водой - споласкивается, тяжелые частицы грязи при этом проходят через отверстия желоба и опускаются на дно бака. Верхние витки шнека, установленного в баке разделения, не покрыты водой, поэтому чистый измельченный полимерный материал практически без воды транспортируется выше и выгружается в установленную под последним витком шнека приемную тару.

Вымытая в созданном моечном оборудовании ПЭТ-тара (измельченные бутылки из-под напитков) - это хорошее вторичное сырье, имеющее следующие характеристики:

Наличие бумаги и клея после мойки, % (масс.)	0,007
Наличие остатков пробок и отрывных
ленточек от пробок после мойки, % (масс.)	0,001
Наличие механических включений, % (масс)	до 0,01
Прочность при разрыве, МПа	72,4
Прочность при сжатии, МПа	5,2
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	38
Насыпная плотность, м3	0,8

Такое сырье после сушки можно подвергать процессу грануляции или использовать для литья под давлением для производства волокнисто-пористых материалов и т.п. Производительность моечной машины при этом не менее 250 кг/ч.

Источники информации

1. Патент России 2089689, заявл. 19.07.93, опубл. 10.09.97.

2. Патент России 2089690, заявл. 11.07.94, опубл. 10.09.97.

3. Заявка 19647025 Германии, заявл. 14.11.96, опубл. 20.05.98.

4. Патент России 2227093, заявл. 31.07.2002, опубл. 20.04.2004.

Моечная машина непрерывного действия для измельченных отходов полимеров, состоящая из двух разделенных герметичной перегородкой баков - моечного бака, выполненного в виде полуцилиндра, внутри которого проходит вал с активаторами, и оснащенного приводом вращения вала и загрузочной воронкой, и бака разделения, оснащенного поднятым под углом в направлении движения вымытого сырья транспортирующим шнеком с приводом его вращения и перфорированным поддоном, установленным под шнеком, отличающаяся тем, что активаторы выполнены в виде прямоугольных лопаток, установленных под углом к оси вала моечного бака таким образом, что они являются фрагментами шнека, обеспечивающими транспортирование измельченных отходов полимера вдоль моечного бака к устройству выгрузки, которое представлено выгрузной воронкой и перфорированными черпаками, концентрично закрепленными на валу моечного бака, а бак разделения оснащен перегородкой, отделяющей зону приема вымытого полимерного материала от остальной части бака, причем баки моечной машины снабжены электронагревателями и покрыты термоизолирующим покрытием.