制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置制造方法及图纸

提出了制造粒状橡胶和粉状橡胶的工艺和装置。该工艺和装置包括通过冷却机构进行冷却步骤，其中温度或低温冷却预加工橡胶颗粒受到控制。该工艺和装置还包括通过研磨机构进行研磨步骤，其中研磨度以及产品颗粒尺寸范围受到控制。

【技术实现步骤摘要】
制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置
本专利技术涉及一种从回收橡胶源制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置。具体地，本专利技术涉及一种从具有预定颗粒尺寸范围的旧橡胶颗粒的预加工源制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置。
技术介绍
早已知道丢弃的旧轮胎和其他橡胶制品带来了重大的环境问题，因为旧轮胎占据了大量废物处理场地，不加选择地丢弃轮胎和类似橡胶制品带来了重大的环境问题。因此，开发出各种工艺来处理轮胎，不仅能消除所带来的环境问题，还可激励实施这些轮胎处理工艺。这些工艺最初集中于轮胎粉碎，可回收车辆轮胎的大量可燃物的固有燃烧值。近来，已经开发出各种回收车辆轮胎橡胶成分并再用于制造含橡胶的制品的工艺。尽管这些工艺通过提供橡胶于另外的制造新橡胶制品的工艺保护了环境，但带来的问题是，不能向这些工艺生产的橡胶产品的购买者提供可容易地结合到购买者的生产原料的橡胶材料。即，粉碎参数和旧汽车轮胎原料的类型和条件的随意性导致了随意的橡胶产品。这种随意产品的最不希望出现的后果可能是无法预计橡胶产品的颗粒尺寸分布。即，尽管存在对粒状和粉状橡胶的市场需求，但这个市场尚未充分开发，这是因为不能生产出轮胎要求的和其他橡胶产品生产商要求的颗粒尺寸范围的粒状和粉状橡胶，这些生产商是粒状和粉状橡胶产品的目标购买者。美国专利No.5,588,600公开了一种低温破碎轮胎的工艺和装置，其中用于破碎轮胎使破碎有效地进行的低温流体是循环的。这个工艺可产生轮胎和其他橡胶制品生产商所希望的足够小颗粒尺寸的粒状橡胶。但是该专利的工艺不能保证产品橡胶颗粒尺寸范围是客户，新轮胎和其他橡胶制品的制造商所要求的。其他公开的有关使橡胶减小到微粒尺寸的工艺和装置的文献包括美国专利No.5,368,240和4,863,106。尽管这些公开的专利介绍了利用低温流体生产微小尺寸橡胶的工艺，但这两份文献都不意味着为增强该工艺的商业生存能力，客户能设计产品的颗粒尺寸范围。上面的评论论证了所属领域对新装置和工艺的需要，要求其不仅能消耗环境中的旧橡胶制品，尤其是轮胎，还能生产出粒状和粉状的有良好市场前景的橡胶产品，因为橡胶要有预定的颗粒尺寸范围，以及具有轮胎和其他橡胶制品的生产商所希望的高质量。
技术实现思路
提出了一种工艺和装置，能够提供具有预计和预定颗粒尺寸范围的粒状和粉状橡胶，能够使轮胎和其他橡胶生产商使用这种粒状和粉状橡胶用于商业生产轮胎和其他橡胶产品。该工艺还使得基本上无外来物质，如纤维，金属和类似物质，这些物质本来存在于旧轮胎和其他用过的橡胶制品。根据本专利技术，提出了一种从旧橡胶制品生产粒状和粉状橡胶的工艺。这个工艺，在严格控制颗粒输出温度的条件下，预定颗粒尺寸范围的橡胶颗粒利用低温流体进行冷却。在严格控制研磨产品的小颗粒尺寸范围的条件下，对冷却的颗粒进行研磨。对减小的研磨橡胶颗粒进行筛选，得到希望的粒状和粉状橡胶颗粒尺寸。另外，根据本专利技术，提出了一种生产具有预定颗粒尺寸范围的粒状和粉状橡胶的装置。该装置包括冷却机构，用于冷却研磨轮胎和其他橡胶制品得到的旧橡胶颗粒的预加工流，橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围。该装置包括研磨机构，用于粉碎冷却的橡胶颗粒到预定的颗粒尺寸范围。该研磨机构可包括用于将冷却的预加工橡胶颗粒流引到速度可控的冲击表面和外翻转表面之间的机构。该装置还设置了筛选机构，用于分离研磨的橡胶颗粒。附图说明通过参考附图可更加详细地了解本专利技术，附图中：图1是本专利技术的工艺和装置的示意性流程图；图2是提供橡胶颗粒受控冷却的冷却腔的示意图；和图3是提供受控颗粒尺寸产品的研磨机构的示意图。具体实施方式本专利技术的工艺和装置从引入旧橡胶，尤其是旧轮胎开始。在一个优选实施例中，使用了从随意粉碎旧汽车轮胎和其他旧橡胶制品的商业加工商得到的橡胶原料。通过将材料放入进料计量箱1，这种材料引入到本专利技术的工艺和装置。这样的橡胶通常以成袋数量接收。在优选实施例中，进料的橡胶颗粒通过金属探测器，最好是强度可调节的电磁场，以探测大的铁质金属颗粒，或称作混入金属。混入金属与粉碎旧的含有钢带的轮胎得到的小铁质颗粒区分开。这部分在附图中用金属探测台2显示。金属探测台2最好是可调节的电磁场，以区分大金属物体。电磁场的强度调节成，使得小铁质金属条不能区分出，因此不被清除。需强调的是，混入金属探测用来保护装置不进入大金属物体，如果在进入装置前未清除，将损坏本专利技术的工艺和装置所使用的装置。清除混入金属可手工操作，大的金属物体或区分出的物体从进料材料中物理清除。没有混入金属的进料材料然后传送到初级粒化机构3。初级粒化机构3通过旋转挡板和静止挡板对粗颗粒进行粒化，在两种挡板之间橡胶颗粒进行粒化。一般来说，初级粒化机构可减小颗粒到大约在0.1875英寸和通过美国筛目No.30的尺寸之间的颗粒。应当指出，该粒化操作在环境热动力条件下进行。离开粒化机构3的粒化颗粒传送到第一铁质金属清除机构4，其中的铁质金属片，其通常因为对带有钢带的轮胎产生的橡胶颗粒的粒化可自由移动，通过最好设置在与携带粒化产品传送带正交方向上的磁性带从粒化产品流中清除。所属领域的技术人员可理解，这样设置意味着交叉带状磁铁。在一可选实施例中，可省略前面提到的工艺步骤，以便从不规范的橡胶颗粒的卖主接收橡胶颗粒，这些颗粒已经粒化到与用粒化机构3得到颗粒近似相同的尺寸，并且已经经过了铁质金属清除程序，该程序类似第一铁质金属清除机构4的清除程序。这在附图中用不规范的袋式给料箱5表示。实际上，本工艺和装置预计采用组合了箱5和第一铁质金属清除机构4进料的实施例。从清除机构4、箱5或两者的进料输送到初级筛选和纤维清除机构6。初级筛选和纤维清除机构6包括筛网，以清除过大尺寸的颗粒。在优选实施例中，初级筛选器清除尺寸超过大约0.1875英寸的颗粒。筛选机构依靠振动来帮助过大尺寸颗粒与符合规格尺寸颗粒分离。振动造成的扰动使得该工艺步骤包括了纤维清除。粒化步骤产生了大量集中的纤维丝和纤维毛，下面称作“纤维”，尤其是在橡胶颗粒是从汽车轮胎得到的情况下。分布在很大表面积上的颗粒从筛选器的上游端移动到下游端。由振动造成的扰动形成流化床作用，由于密度不同，较轻的纤维与较重的橡胶颗粒分离。在朝下游端的预定距离处，包括橡胶颗粒和纤维的固体流遇到阻挡楔块，固体流必须上升在楔块上流过。该阻挡物搅动了固体颗粒流，并进一步将较轻的纤维和较重的橡胶颗粒分离。初级筛选纤维清除装置6包括较窄调节宽度的排气罩，设置在阻挡楔块的上游。排气罩的长度与纤维分离器的宽度相同。该排气罩将较轻的纤维从进料的顶部吸出。排气罩的高度超过流化床，吸气量可以调节，以控制纤维捕获速度。初级筛选和纤维清除机构6包括第二阻挡楔块。尽管当颗粒流遇到第一阻挡楔块时大部分纤维被清除，另外的纤维吸出发生在第二阻挡楔块。被初级筛选和纤维清除机构6吸出的纤维输送到单位旋风分离器和袋式集尘室9。单位旋风分离器和袋式集尘室9允许优化纤维捕获速度和最小生产损耗。通过初级筛选和纤维清除机构6的筛网的颗粒传送到二次粒化机构7。二次粒化机构7在优选实施例中是与初级粒化机构3相同的装置。类似地，橡胶颗粒在二次粒化机构7的加工类似在初级粒化机构3的粒化过程。因此依靠在静止和转动挡板之间颗粒的粒化在大气压力和环境温度下进行。离开二次粒化机构7的产物循环回到初级筛选和纤维清本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制造粒状橡胶和粉状橡胶的工艺，包括：（ａ）从粒化的旧橡胶颗粒流清除铁质金属；（ｂ）从所述粒化的旧橡胶颗粒流筛选和清除纤维；（ｃ）利用低温流体喷射流以及与所述粒化的旧橡胶颗粒的所述流同时流入的低温气体流来冷却所述筛选的粒化的旧橡胶颗粒流，所述橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围，其中，所述橡胶颗粒的最后冷却温度受到控制，其限制为，从所述筛选的粒化的旧橡胶颗粒清除所述铁质金属和所述纤维在所述步骤（ｂ）之后但在所述步骤（ｃ）之前；（ｄ）通过改变冲击速度来研磨所述冷却粒化的旧橡胶颗粒流，其中所述研磨的橡胶颗粒的颗粒尺寸分布受到控制；和（ｅ）筛选所述研磨的橡胶颗粒流，使其具有希望的粒状和／或粉状橡胶颗粒尺寸范围。

【技术特征摘要】
2003.11.17 US 10/7147821.一种制造粒状橡胶和粉状橡胶的工艺，包括：（a）从粒化的旧橡胶颗粒流中清除铁质金属；（b）从所述粒化的旧橡胶颗粒流中筛选和清除纤维；（c）利用低温流体喷射流以及与所述粒化的旧橡胶颗粒流同时流入的低温气体流来冷却所述筛选的粒化的旧橡胶颗粒流，所述橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围，其中，所述橡胶颗粒的最后冷却温度受到控制，其限制为，从所述筛选的粒化的旧橡胶颗粒中另外进一步地清除铁质金属和纤维在所述步骤（b）之后但在所述步骤（c）之前；（d）通过改变冲击表面速度来研磨所述冷却的粒化的旧橡胶颗粒流，其中所述研磨的橡胶颗粒的颗粒尺寸分布受到控制；和（e）筛选所述研磨的橡胶颗粒流，使其具有希望的粒状和/或粉状橡胶颗粒尺寸范围。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述旧橡胶颗粒是旧汽车轮胎的颗粒。3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，在所述步骤（d）之后，对所述研磨的低温冷却的橡胶颗粒流进行干燥，并清除所述研磨的橡胶颗粒流中的纤维。4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，清除所述橡胶颗粒的干燥流中的铁质金属和纤维。5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，对所述清除了铁质金属和纤维的橡胶颗粒流进行筛选，颗粒尺寸超过粒状橡胶最大颗粒尺寸的橡胶颗粒被清除，并且，其中，清除更多的纤维。6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述清除了过大尺寸颗粒的颗粒被筛选出在粒状和粉状橡胶的颗粒尺寸范围内的三种橡胶颗粒尺寸。7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述橡胶颗粒包括：第一颗粒尺寸范围的颗粒，其通过美国筛目No.40但未通过美国筛目No.80；第二颗粒尺寸范围的颗粒，其通过美国筛目No.80但未通过美国筛目No.140；以及第三颗粒尺寸范围的颗粒，其通过美国筛目No.140。8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述清除纤维的步骤（b）包括，搅拌所述橡胶颗粒，并从橡胶颗粒中吸出纤维。9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述低温气体流通过所述粒化的旧橡胶颗粒与所述低温流体的接触而形成。10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于，所述工艺包括，通过控制所述低温流体的所述喷射的体积流率来控制所述橡胶颗粒温度。11.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述控制所述颗粒尺寸分布还包括，变化冲击表面与回弹表面之间的空间。12.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述低温流体是液态氮，并且所述低温气体是气态氮。13.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，将所述步骤（d）之后的所述研磨的低温冷却的橡胶颗粒流干燥到环境温度。14.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述研磨的旧橡胶颗粒从初次加料的旧橡胶颗粒得到，所述旧橡胶颗粒经历下列步骤：步骤（i）：从所述初次加料的旧橡胶颗粒中清除任何混入金属；以及步骤（ii）：对所述步骤（i）的产物进行粒化。15.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述粒化的旧橡胶颗粒流通过预加工的旧橡胶颗粒的加料而提供。16.一种用于制造粒状和粉状橡胶的装置，包括：（a）铁质金属清除机构，其用于从粒化的旧橡胶颗粒流中清除铁质金属；（b）纤维清除机构，其用于从所述粒化的旧橡胶颗粒流中清除纤维；（c）冷却机构，其用于初始冷却所述粒化的旧橡胶颗粒流，所述橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围，所述冷却机构设有用于引入所述粒化的旧橡胶颗粒流、低温流体喷射和低温气体流的机构，从而将所述粒化的旧橡胶颗粒冷却到预定温度，其中，所述铁质金属清除机构（a）和所述纤维清除机构（b）设置在所述冷却机构（c）的上游；（d）研磨机构，其包括用于将所述冷却粒化的旧橡胶颗粒流引到速度可控的冲击表面与外翻转表面之间的机构，其中，所述冷却粒化的旧橡胶颗粒在所述预定温度下被研磨到预定颗粒尺寸的尺寸范围中；和（e）筛选机构，其用于分离所述研磨的橡胶颗粒，使其具有希望的粒状和/或粉状橡胶颗粒尺寸范围；其中，所述冷却机构（c）包括设有机构的圆柱形容器，所述机构用于控制所述低温流体的引入，以及用于控制所述粒化的旧橡胶颗粒流与所述低温流体的接触时间；并且其中，所述低温流体是液态氮，所述低温气体是气态氮，并且所述冷却机构设有管路机构，所述管路机构用于使由所述粒化的橡胶颗粒与所述液态...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·查龙，P·J·瓦兹尼斯，G·W·梅科特，
申请(专利权)人：利哈伊技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US