环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备及方法技术

本发明专利技术公开了环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备及方法，涉及切粒设备技术领域，本发明专利技术是根据TPU加工中采用的水下切粒冷却工艺为基础，采用对冲水流冷却的结构方式，具体表现为：以内置水套为隔热结构，将冷却室内部分隔成两种空间，并结合正转涡轮和反转涡轮旋转过程中产生的对冲水流，促使切出后得到TPU颗粒“集中”冷却室中的中心位置，增大TPU颗粒与冷却水介质的接触时间，促进冷却效果，在此基础之上，进一步提出了混合温度计算系统，以实际反馈的温度参数为基础，反向控制换水动作中的换水量，其目的是：确保冷却室中的冷却条件处于良好状态而维持正常冷却过程，且减低冷却水的消耗量。却水的消耗量。却水的消耗量。

【技术实现步骤摘要】
环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备及方法


[0001]本专利技术涉及切粒设备
，具体涉及环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备及方法。

技术介绍

[0002]生物基透明材料TPU是一种含有生物基的多元醇与MDI聚合而成的聚氨酯弹性体，相比100％的石油基TPU而言，具有更好的环保性能，可以明显减少供应链的碳排放量，对其加工过程中的造粒方式来说，当前主要采用水下切粒系统，其原理是：熔融状的TPU通过双螺杆挤出机加压到一定压强，并通过小口径的膜孔排出到冷却仓中，在排出的过程中，利用切刀齿轮等结构进行切粒，且同步向冷却仓中注入冷水介质，对切除的颗粒进行快速冷却。
[0003]需要说明的是：利用冷水冷却的原理属于热交换过程，在热交换过程中，颗粒TPU中的热量传递到冷水中，若冷水介质采用高流速高流量的流动状态，可保证颗粒TPU的热量充分传递到冷水中，但是此过程中冷水用量高，若冷水介质采用低流速低流量的流动状态，冷水用量降低，但是会导致留存在冷却仓中的冷水介质温度上升，继而影响到整体设备中的冷却效果降低。
[0004]特别针对前端工序中的TPU挤出过程，因为挤料和切粒动作可以理解为：位于冷却仓中，双螺杆挤出机的挤出部分与冷水介质之间也会存在热交换过程，导致该位置温度存在较大的浮动，间接影响到整体切粒冷却过程。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备及方法，用于解决水下切粒过程存在冷水用量较高或者整体冷却效果降低，以及在注入冷水这一过程，靠近双螺杆挤出机位置的冷却水温度存在较大的浮动，间接影响到整体切粒冷却过程。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备，包括螺杆挤出机和熔料斗，所述熔料斗设置在螺杆挤出机的一端位置上，所述螺杆挤出机的排出端位置上安装有冷却室，所述冷却室上端安装有呈竖向设置的出水套，且冷却室一侧安装有驱动电机；
[0007]所述冷却室的设置方向与螺杆挤出机的排料方向相匹配，且冷却室中远离螺杆挤出机的一端位置上安装有内置水套，所述内置水套的一端与螺杆挤出机的排出端位置之间相连接，所述驱动电机输出端位置上安装有支杆，所述支杆贯穿冷却室且位于内置水套的内部，且支杆上沿冷却室到螺杆挤出机的方向上分别安装有反转涡轮、正转涡轮和切料齿轮，所述切料齿轮与螺杆挤出机的排出端位置相匹配；
[0008]所述内置水套的横截面呈水平沙漏状，且内置水套两端位置上开设有多个回水孔，所述内置水套的中段位置上开设有多个出料口；
[0009]所述冷却室对应出料口的外壁位置上安装有注水环管，所述出水套对应冷却室的下侧位置上安装有温度传感器。
[0010]进一步设置为：所述注水环管上设置有三个水口，三个所述水口与冷却室内部之间连通，且三个水口沿冷却室圆心点呈倒品字形设置。
[0011]进一步设置为：所述出水套内部下侧位置安装有挡水弧环，所述挡水弧环的横截面呈向上弯曲弧形状，所述温度传感器的探头位于出水套的内部位置，且温度传感器的探头位于挡水弧环与出水套内壁的中间位置上。
[0012]进一步设置为：所述出水套上端位置上安装有浮力计，所述浮力计的传动杆向下贯穿至出水套的内部，且浮力计传动杆末端安装有浮套，所述浮套在出水套内部沿竖直方向为滑动连接。
[0013]进一步设置为：所述出水套一侧外壁位置上安装有呈向下倾斜的出料管，所述浮套内部转动安装有筛料轮，所述筛料轮的转动方向指向出料管的安装方向。
[0014]进一步设置为：所述正转涡轮和反转涡轮沿出料口的设置位置呈镜像对称设置，且正转涡轮和反转涡轮带动水流的流动方向均指向出料口的方向。
[0015]进一步设置为：所述内置水套两端外壁与冷却室内壁之间设置有间隙。
[0016]环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒方法，具体包含如下步骤：
[0017]切粒步骤：在熔料斗中对TPU原材料进行熔融成流体状的TPU胶液，并通过螺杆挤出机沿靠近冷却室的方向挤出，在启动驱动电机带动支杆旋转，通过切粒齿轮对挤出的TPU胶液进行切粒动作得到TPU颗粒；
[0018]注水步骤：注水步骤为切粒步骤的前位过程，通过注水环管向冷却室中注入冷却水介质，使冷却水介质充满冷却室，且冷却水介质的液位高度高于温度传感器的探头位置、与浮套下侧接触，以冷却水介质对切粒步骤中的TPU颗粒进行冷却动作；
[0019]控制步骤：控制步骤为切粒步骤和注水步骤的协同过程，协同过程包含如下内容：
[0020]S1：在切粒步骤和注水步骤中，均启动驱动电机，带动正转涡轮、反转涡轮和切粒齿轮同步同向同速旋转，正转涡轮和反转涡轮产生指向出料口方向的对冲水流；
[0021]S2：在S1中，正转涡轮产生的水流将切出的TPU颗粒输送到出料口的位置，通过TPU颗粒的浮力，TPU颗粒从出料口浮出集中到出水套中；
[0022]S3：在S1中，正转涡轮和反转涡轮分别抽出内置水套内部两端的冷却水介质，内置水套外部的冷却水介质通过回水孔反流到内置水套中
[0023]S4：预设注水步骤中冷却动作中的临界温度，在温度传感器上显示的数字大于临界温度，以注入环管向冷却室执行换水动作，在换水动作中，设置有混合温度计算系统，并在混合温度计算系统中设置有温度中间值，根据温度中间值反向控制换水动作中换水量。
[0024]本专利技术具备下述有益效果：
[0025]1、本专利技术根据TPU颗粒加工过程中采用的水下切粒冷却工艺为基础，以切粒齿轮作为切料过程中的基础结构，增设了内置水套，通过限制内置水套的结构外形，以及在内置水套内部增设正转涡轮和翻转涡轮，首先利用内置水套将冷却室内部分隔成两种空间，结合正转涡轮和反转涡轮旋转过程中产生的对冲水流，促使切出后得到TPU颗粒“集中”冷却室中的中心位置，增大TPU颗粒与冷却水介质的接触时间，促进冷却效果，且根据对冲气流的行程条件，使内置水套两端形成内吸的回水过程，其目的是：避免内置水套靠近螺杆挤出机的一端内部的冷却水介质温度浮动扩大而影响到整体切粒冷却效果；
[0026]2、在上述基础之上，根据注水步骤二提出混合温度计算系统，其目的是：以温度传
感器上所反馈的温度数值为基础，并结合到预先设置的临界温度，以混合温度计算系统来统筹计算换水动作中的换水量，其目的是：确保冷却室内部冷却水介质温度处于良好状态，而维持正常冷却过程，并且还可以降低冷却水介质的消耗量。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术提出的环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术提出的环保生物基TPU加工用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备，包括螺杆挤出机(1)和熔料斗(2)，其特征在于，所述熔料斗(2)设置在螺杆挤出机(1)的一端位置上，所述螺杆挤出机(1)的排出端位置上安装有冷却室(7)，所述冷却室(7)上端安装有呈竖向设置的出水套(5)，且冷却室(7)一侧安装有驱动电机(9)；所述冷却室(7)的设置方向与螺杆挤出机(1)的排料方向相匹配，且冷却室(7)中远离螺杆挤出机(1)的一端位置上安装有内置水套(10)，所述内置水套(10)的一端与螺杆挤出机(1)的排出端位置之间相连接，所述驱动电机(9)输出端位置上安装有支杆(16)，所述支杆(16)贯穿冷却室(7)且位于内置水套(10)的内部，且支杆(16)上沿冷却室(7)到螺杆挤出机(1)的方向上分别安装有反转涡轮(17)、正转涡轮(15)和切料齿轮(14)，所述切料齿轮(14)与螺杆挤出机(1)的排出端位置相匹配；所述内置水套(10)的横截面呈水平沙漏状，且内置水套(10)两端位置上开设有多个回水孔(12)，所述内置水套(10)的中段位置上开设有多个出料口(13)；所述冷却室(7)对应出料口(13)的外壁位置上安装有注水环管(8)，所述出水套(5)对应冷却室(7)的下侧位置上安装有温度传感器(6)。2.根据权利要求1所述的环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备，其特征在于，所述注水环管(8)上设置有三个水口，三个所述水口与冷却室(7)内部之间连通，且三个水口沿冷却室(7)圆心点呈倒品字形设置。3.根据权利要求1所述的环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备，其特征在于，所述出水套(5)内部下侧位置安装有挡水弧环(11)，所述挡水弧环(11)的横截面呈向上弯曲弧形状，所述温度传感器(6)的探头位于出水套(5)的内部位置，且温度传感器(6)的探头位于挡水弧环(11)与出水套(5)内壁的中间位置上。4.根据权利要求1所述的环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备，其特征在于，所述出水套(5)上端位置上安装有浮力计(3)，所述浮力计(3)的传动杆向下贯穿至出水套(5)的内部，且浮力计(3)传动杆末端安装有浮套(19)，所述浮套(19)在出水套(5)内部沿竖直方向为滑动连接。5.根据权利要求4所述的环保生物基TPU加工用智能化冷却切粒设备，其特征在于，所述出水套(5)一侧外壁位置上安装有呈向下倾斜的出料管(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大关，
申请(专利权)人：安庆市索隆新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：