將廢舊塑料回收
破碎機(jī)熔融造粒制成塑料再生料或經(jīng)高溫催化裂解煉制汽、柴油及油漆、膠粘劑等化工原料是目前廢舊塑料資源再利用的主要途徑，廢舊塑料的破碎是回收利用中必不可少的工序．破碎設(shè)備的選用主要取決于被粉碎物料的種類(lèi)、形狀以及所需要的粉碎程度，不同材質(zhì)的廢舊塑料應(yīng)采用不同的破碎設(shè)備。
硬質(zhì)聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂等是一類(lèi)脆性塑料，一旦受到壓縮力、沖擊力的作用，極易脆裂破碎成小塊，對(duì)于這類(lèi)塑料采用壓縮式或沖擊式破碎設(shè)備即可輕松實(shí)現(xiàn)破碎。
對(duì)于在常溫下就具有較高延展性的韌性塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、ABS塑料等薄膜和絲、片狀物，它們受到外界壓縮、折彎、沖擊等力的作用，一般不會(huì)開(kāi)裂，難以破碎，不宜采用脆性塑料所使用的破碎設(shè)備，只適宜采用剪切式破碎設(shè)備．由于破碎過(guò)程中摩擦發(fā)熱使塑料粘刀、破碎后因塑料的韌性易堵塞篩孔造成排料不暢等問(wèn)題，使得這種破碎機(jī)在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施來(lái)確保破碎工作的穩(wěn)定高效進(jìn)行。
筆者針對(duì)有較高延展性的韌性塑料膜片的破碎原理和機(jī)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一種膜片破碎機(jī)，使用效果良好．
1、塑料膜片的特點(diǎn)
廢舊塑料膜片主要來(lái)源于各種包裝膜、農(nóng)用地膜、棚膜、扁絲編織袋、扁絲編織布等．制造薄膜的塑料有聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等，為熱塑性材料，一般薄膜的厚度大約在0.01～0.08 mm左右，有良好的韌性，耐沖擊不易錘擊破碎，必須采用高速剪切的方式才能獲得碎小的片、絲，以方便后續(xù)的回收利用，
對(duì)廢舊塑料膜、絲、片進(jìn)行破碎加工主要存在以下三個(gè)方面問(wèn)題：①由于塑料薄膜、廢絲體積大質(zhì)量輕，呈大塊、長(zhǎng)條和團(tuán)狀，蓬松纏繞，破碎后每lm3僅重30 kg左右，因此喂入困難，排料也不順暢，影響生產(chǎn)效率；②塑料膜片薄軟，刀片在切割中易發(fā)熱，工作時(shí)間稍長(zhǎng)即發(fā)生粘刀現(xiàn)象，以致不能連續(xù)工作；③破碎作業(yè)時(shí)出料口易產(chǎn)生大量粉塵，造成工作環(huán)境污染，而且廢舊塑料中常帶有泥土、病菌，操作人員在此環(huán)境中工作，對(duì)健康很有害．
要實(shí)現(xiàn)塑料膜片的高效和連續(xù)可靠破碎，破碎機(jī)必須從原理和結(jié)構(gòu)上采取合理的措施才能達(dá)到喂料順、破碎快、排料暢、無(wú)粉塵污染的要求．
2、結(jié)構(gòu)及工作原理
2.1總體結(jié)構(gòu)
為適用廢舊塑料膜片回收加工的特殊要求，筆者研制的破碎機(jī)采用由破碎主機(jī)和排料吸送除塵系統(tǒng)組合而成機(jī)組的構(gòu)造方式。
破碎主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示，進(jìn)料口在主機(jī)上方，設(shè)下垂式柔性擋板，防止碎料飛濺，為了安全，進(jìn)料室設(shè)計(jì)較深，避免人手伸入觸及刀輥，轉(zhuǎn)子為臥式多刀轉(zhuǎn)輥式結(jié)構(gòu)，定刀為兩把，固定于機(jī)架內(nèi)部，動(dòng)、定刀均可方便地進(jìn)行微調(diào)、可重磨，并對(duì)動(dòng)、定刀設(shè)量了水冷卻系統(tǒng)，防止工作中刀片過(guò)熱，避免塑料膜粘刀現(xiàn)象．此外在底部出料斗設(shè)置去鐵去石裝置，以利物料的純凈，出料斗側(cè)方有吸料風(fēng)管用于排料．
與主機(jī)配套設(shè)有吸送料氣力輸送系統(tǒng)，由風(fēng)機(jī)、風(fēng)管和葉片式旋風(fēng)分離器及除塵布袋組成，該系統(tǒng)與主機(jī)底部出料斗用軟管道相連，起抽風(fēng)、出料、氣力輸送和料塵分離并卸料的作用．膜片碎料從旋風(fēng)分離器底部排出，粉塵則被布袋收集．
2.2工作原理
廢舊塑料膜、絲、片由主機(jī)上部進(jìn)料口手工喂入，經(jīng)寬而深的進(jìn)料室下落并切向進(jìn)入粉碎室，粉碎室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)訉⑺芰夏て瑤?dòng)，在輥?zhàn)由系膭?dòng)刀與機(jī)架上的定刀結(jié)合處高速剪切、撕裂形成碎條塊，細(xì)小料從底部開(kāi)有小圓孔的半圓弧形篩板排出至出料箱，不能穿過(guò)篩孔的粗料繼續(xù)在粉碎室進(jìn)行多次剪切、撕裂，直至完成破碎，出料箱設(shè)有去鐵的永久磁鐵可以吸住碎料中的鐵質(zhì)雜物，而石塊砂子沉落到箱底．出料箱一側(cè)上部為吸風(fēng)口，碎料由此進(jìn)入風(fēng)管經(jīng)風(fēng)機(jī)至專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的旋風(fēng)分離器卸料，而尾氣進(jìn)入布袋除塵排空，
由于氣力吸送系統(tǒng)的作用，進(jìn)料口、粉碎室和出料室均處于負(fù)壓狀態(tài)，有利于順利喂料、碎料過(guò)篩、順暢排料和避免碎粉、塵土的外逸擴(kuò)散，有效改善周?chē)ぷ鳝h(huán)境．
3、主要結(jié)構(gòu)方案的確定
3.1進(jìn)料口和進(jìn)料室
進(jìn)料口設(shè)在粉碎室的上部，用于人工喂料，同時(shí)也是風(fēng)力系統(tǒng)的主要進(jìn)風(fēng)口．對(duì)于廢舊塑料膜、片、絲狀物，形狀大小差易大，有纏繞，人工喂料比較可行．為了安全，進(jìn)料口至粉碎室采取較大的高度，避免人手與粉碎轉(zhuǎn)輥的接觸而造成傷害事故．進(jìn)料室采用大斷面尺寸，有利于進(jìn)料順暢，另外，進(jìn)料口設(shè)多塊柔性下垂的擋板，防止粉碎料往外飛濺．
為了粉碎室的安裝、清理和刀片拆卸調(diào)整，進(jìn)料室由轉(zhuǎn)軸與機(jī)架連接，可以翻轉(zhuǎn)打開(kāi)．
3.2破碎室結(jié)構(gòu)
塑料膜、片、絲屬于高延展性的韌性材料，不能采用錘擊的方法破碎，只能采用高速剪切的方式切碎．經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，本設(shè)計(jì)確定了采用多刀轉(zhuǎn)輥結(jié)構(gòu)，如圖3所示．轉(zhuǎn)輥直徑∮360 mm，長(zhǎng)度500 mm，動(dòng)刀片為直刃，刃角42°，長(zhǎng)度125mm，共12片．分四段布置刀片，每段圓周均布3片，相鄰兩段刀片錯(cuò)開(kāi)30°．定刀設(shè)2片，固定在機(jī)架上，動(dòng)、定刀片均用楔形塊固定在刀座上，便于拆裝刀片重磨．為了調(diào)節(jié)刀刃間隙，動(dòng)、定刀分別設(shè)有螺釘調(diào)節(jié)刀片伸出量．粉碎室下部設(shè)半圓形底篩，由厚鋼板沖孔制成，孔徑中16 mm，底篩與轉(zhuǎn)輥間隙為9mm。
3.3動(dòng)刀和定刀的冷卻
由于塑料膜、片、絲破碎時(shí)，刀片高速旋轉(zhuǎn)反復(fù)剪切、撕裂物料，因摩擦而不斷升溫，當(dāng)溫度達(dá)到一定時(shí)，就會(huì)使塑料膜片熔粘其上，薄膜狀的塑料比其它形狀的塑料遇高溫更容易熔粘，刀刃變鈍，以致不能正常工作．為此在設(shè)計(jì)中，對(duì)動(dòng)刀和定刀設(shè)置了循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，對(duì)刀片實(shí)施降溫，控制升溫過(guò)熱，有效避免粘刀現(xiàn)象，使設(shè)備穩(wěn)定工作有了保證，
動(dòng)刀和定刀的水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，定刀座和動(dòng)刀座均設(shè)有冷卻水通道，由于動(dòng)刀處于高速旋轉(zhuǎn)中，水道結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，轉(zhuǎn)輥軸設(shè)計(jì)為空心結(jié)構(gòu)．轉(zhuǎn)輥動(dòng)刀座水道由軸右端部進(jìn)入，通過(guò)中心不動(dòng)的芯管引入至軸左端內(nèi)腔，水流向周?chē)鷶U(kuò)散，吸收動(dòng)刀傳來(lái)的熱量，之后匯集從環(huán)形間隙流至右端水腔，從排水嘴排出．軸右端與水腔內(nèi)壁之間采用機(jī)械密封．
刀片的水冷卻系統(tǒng)流程：外置水箱一循環(huán)水泵一定刀座水道一轉(zhuǎn)輥動(dòng)刀座水道一外置水箱，水流量3～5m3/h.試驗(yàn)證明水冷卻系統(tǒng)對(duì)動(dòng)、定刀冷卻效果良好，有效避免了粘刀問(wèn)題．
3.4出料箱
出料箱設(shè)在底篩下部，收集破碎的物料，并導(dǎo)入氣力輸送系統(tǒng)．
廢舊塑料膜、編織袋等物料中往往存在一些鐵絲、鐵釘及泥土、砂石，在破碎前應(yīng)盡量清除，減少對(duì)刀片的破壞，但難有合適的機(jī)械方法，只能人工清理，不可避免會(huì)有部分進(jìn)入破碎機(jī)，所以破碎料中必然會(huì)存在一些鐵、石雜物，為了有利于破碎料的后續(xù)加工利用，設(shè)計(jì)中我們給出料箱附加了去鐵和去石兩項(xiàng)功能．
去鐵裝置為抽屜式結(jié)構(gòu)，設(shè)在出料箱上部，內(nèi)裝多個(gè)條形永久磁鐵，破碎料從磁鐵間隔通過(guò)，鐵質(zhì)雜物即被磁鐵吸住，可定期抽出清除，起到除鐵作用，
去石裝置即出料箱下部設(shè)一較大空間，氣流夾帶破碎料在其上部流動(dòng)折向，砂石粒由于重力作用而沉人底部不被氣流帶走，可以定期打開(kāi)底板排除．
3.5吸送系統(tǒng)
采用氣力吸送系統(tǒng)輸送破碎料，是破碎主機(jī)的關(guān)鍵配套設(shè)備，該系統(tǒng)由吸送風(fēng)管，風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器和除塵布袋組成，
廢舊塑料膜片、編織袋、廢絲破碎時(shí)，由于處理料形狀不規(guī)整，破碎后密度小，Im3僅30 kg左右，出現(xiàn)喂入困難和排料不暢的現(xiàn)象，大大影響了生產(chǎn)率．此外，由于廢舊塑料膜（農(nóng)用地膜、棚膜等）、塑料袋、編織袋等作為待處理的垃圾常常有不少塵土、病菌，破碎時(shí)，出料口易產(chǎn)生大量粉塵，使周?chē)h(huán)境惡化，操作工人極易受病菌感染，危害健康．
由于采用了氣力吸送除塵系統(tǒng)，在破碎機(jī)進(jìn)料口、主機(jī)內(nèi)部及出料口處形成負(fù)壓，產(chǎn)生內(nèi)部吸力，處理料容易喂人，破碎料容易穿過(guò)篩孔，粉塵不會(huì)外逸，從而有效解決了進(jìn)排料不暢的問(wèn)題和粉塵污染問(wèn)題．同時(shí)，大量冷空氣從粉碎室流過(guò)，對(duì)刀片也起到冷卻作用．
該系統(tǒng)從破碎機(jī)排料口吸出破碎物料及灰塵在封閉狀態(tài)下經(jīng)管道輸送到旋風(fēng)分離器實(shí)施料氣分離，尾氣再經(jīng)布袋除塵后排出．取系統(tǒng)風(fēng)量3 400 rr13/h，風(fēng)壓1.8 kPa.旋風(fēng)分離器采用多葉片式芯筒結(jié)構(gòu)，有利于低密度的絲片碎料與空氣的分離，布袋由多個(gè)組成布置在分離器之后．在設(shè)備布置中將主機(jī)與輔機(jī)以墻相隔，以進(jìn)一步改善主加工車(chē)間的工作環(huán)境．
4、主要技術(shù)參數(shù)
1)破碎能力 ≥450 kg/h
2)動(dòng)刀轉(zhuǎn)輥尺寸φ360 mm×500 mm
3)動(dòng)刀數(shù)量 12片
4)定刀數(shù)量 2片
5)系統(tǒng)風(fēng)量 3 400 m3/h
6)裝機(jī)容量 21.5 kW
7)粉塵濃度 ≤10 mg/m3
5、結(jié)論
對(duì)有高延展性的韌性薄膜和絲、片狀塑料采用高速剪切方式破碎是可行而有效的，對(duì)刀片冷卻是確保破碎工作穩(wěn)定進(jìn)行所必需，設(shè)計(jì)的定刀、動(dòng)刀的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀片的冷卻降溫，避免了塑料膜的剪切摩擦升溫而粘刀的問(wèn)題．作為配套，采用氣流吸送系統(tǒng)，使進(jìn)料口、破碎室和出料口處于負(fù)壓狀態(tài)，產(chǎn)生內(nèi)部吸力，處理料容易喂入，破碎料容易穿過(guò)篩孔，粉塵不會(huì)外逸，可有效解決了進(jìn)排料不暢和粉塵污染問(wèn)題，同時(shí)，大量冷空氣從粉碎室流過(guò)，對(duì)刀片也起到冷卻作用。
相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品：
1、
顎式破碎機(jī)
2、
圓錐破碎機(jī)
3、
雷蒙磨粉機(jī)
