空气制冷冷冻制取胶粉的方法和装置制造方法及图纸

一种空气制冷冷冻制取胶粉的方法和装置，是通过三个冷冻室依次定时切换的方式将一个单一的空气制冷循环中获得的低温空气，直接用于橡胶胶料的冷冻，并进行低温粉碎制取胶粉。其冷冻室内有过滤网，圆台形滑板和对接锥体，或在冷冻室内设喷嘴环，转动盘，螺旋排料器，本发明专利技术将普通制冷和深度制冷结合起来，并将冷冻后的低温空气引入系统合理地回收利用，具有冷冻效果好，能量利用率高，经济性好，需用设备少等优点。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种冷冻粉碎废旧橡胶以制取胶粉的方法和装置。在废旧橡胶的冷冻粉碎方法中，通常采用液态氮或干冰制作冷剂，但是，这种制冷剂的生产成本很高，且需要远距离运输，因此限制了它在工业上的应用。美国专利US3818976提出以气体制冷循环所获得的低温气体为制冷剂，将颗粒状的材料进行冷冻粉碎的工艺方法和装置。这种工艺方法和装置可以用于冷冻粉碎废旧橡胶制取橡胶胶粉。其缺点在于采用的是双气体循环的工艺流程第一个气体循环的目的是制取冷量，第二个气体循环的目的是利用第一个气体循环制取的冷量。使颗粒状材料冷冻并粉碎。由于第一个气体循环中所获得的低温气体不是直接用于冷冻被冷冻的材料，而是经过一个中间热交换器，将第一个气体循环所制取的冷量传递给第二个气体循环，同时，还由于采用了第二个气体循环所带来的附加饱冷损失，以及该气体循环中风机功耗引起的气体温升，结果引起低温气体对材料的实际冷冻温度升高。这不但减低了对材料的冷冻效果，还降低了能量的利用率，使产品综合成本上升。例如该专利的实施例中，第一个气体循环中，气体的最低温度为-130℃，而其所对应的第二个气体循环中用于使材料冷冻的气体温度则为-100℃，存在着30℃的温差损失。能量利用率低。冷却效果差。本专利技术的目的在于克服现有技术的不足而提供一种只用一个空气制冷循环，冷冻效果好、需用设备少、能量利用率高的、经济性好的空气制冷冷冻制取橡胶胶粉的工艺方法和装置。本专利技术的技术实施方案是通过三个冷冻室依次定时切换的方法将一个单一的空气制冷循环所获得的低温空气直接冷冻和低温粉碎橡胶胶料，即三个冷冻室分别进行冷冻、预冷，排料粉碎的交替使用方法。具体做法是将空气循环中的低温空气(在涡轮机出口)引入第一个冷冻室，使其中已经预冷过的胶料冷却到规定的温度，从该冷冻室排出的低温空气通过一个主回冷换热器的冷边，进入第二个冷冻室使其中的胶料获得预冷，此时，第三个冷冻室内已经冷冻到规定温度的胶料正进入粉碎机进行低温粉碎，在低温粉碎过程中，始终有从涡轮机出口引出的低温空气进入该冷冻室同冷冻物料一起进入粉碎机以以补偿胶料粉碎过程中所产生的粉碎热。当第三个冷冻室中的胶料粉碎完毕后，停止向其中引入补偿粉碎热的低温空气，并立即快速进料，等到第一个冷冻室中的胶料冷冻到规定的温度时，通过啟闭管路中相应的阀门，将上述单一气体循环中的低温空气(在涡轮机出口)切换入上述的第二个冷冻室，使其中预冷过的胶料进行冷冻，而这个第二冷冻室排出的低温气体通过主回冷换热器的冷边进入前面所说的第三冷冻室，使其中原先快速进入的胶料进行预冷;此时，前面所说的第一冷冻室内已冷冻到规定温度的胶料同进入室内的低温空气一起进入粉碎机进行粉碎，三个冷冻室周而复始地依次定期切换，连续完成胶料的冷冻，预冷和低温粉碎操作。在单一的空气制冷循环中，对常温胶料预冷后的低温空气，进入前级回冷换热器的冷边，对预冷胶料冷冻后的低温空气，进入主回冷换热器的冷边，分别对前级回冷换热器和主回冷换热器的热边逆流空气进行热量交换，以回收和合理的利用冷量。在主回冷换热器的热边空气进口之前，通过补冷器对该热边空气进行普通制冷，使热边空气温度降至-20～-30℃，使普通制冷和深度制冷结合起来，该工艺在普通制冷和深度制冷的最佳工作范围下工作，进一步提高了制取胶粉的经济性，在前级回冷换热器的冷边空气出口，通过干燥器向制冷系统中补充干燥的空气，以维持气体循环的正常进行。为了保证冷冻室内冷冻物料的顺利放料及空气循环过程的安全运行，本专利技术冷冻室的结构为在壳体内的进料管(出料管)与排气管(进气管)之间，有上下过滤网，在壳体内有圆台形滑板，滑板下部有支承在筋板上的双对接锥体;本专利技术冷冻室的另一种结构为在壳体内的进料管(出料管)与排气管(进气管)之间，有上下过滤网，在紧靠上过滤网的下端有对应于上进气管的环形腔，环形腔下部是由沿圆周均布的静置叶片组成的喷嘴环，喷嘴环的下方有转动盘，转动盘的外缘固定有动叶片，转动盘上的动叶片与喷嘴环上的静叶片相对，转动盘安装在轴的上端，轴的下端有螺旋排料器。本专利技术与现有技术相比具有如下优点1.将单一气体循环所获得的低温气体直接用于冷冻胶料，减少了冷量在传递过程中的损失，提高了能量的利用率和对胶料的冷冻效果;省去了采用双气体循环流程中所必须的中间热交换器和循环风机，设备更简单。2.三个冷冻室依次定时切换的方式，预冷、冷冻同时进行，用制冷循环获得的相同温度的冷气，可以使胶料达到更低的温度。3.粉碎机的胶料粉碎温度，由引入的低温空气量进行调节，操作方便。4.将普通制冷和深度制冷结合起来，通过双级回冷，将对胶料预冷和冷冻后的低温空气的冷量回收利用，进一步提高了制取胶粉的经济性。5.由于用干燥空气作补充，保证了系统的长期稳定运行。附图说明图1为本专利技术的工艺方法和装置原理图;图2为冷冻室的一个实施例结构图;图3为冷冻室的另一个实施例结构图;图4为图3的局部放大图。图1中，空气压缩机1提供的压力为0.65～0.8MPa(绝对压力，下同)的空气经过管道101进入后冷却器2，在后冷却器2中，空气温度被冷水冷却到35～45℃，然后，经过管道102进入前级回冷换热器3的热边，在前级回冷换热器3中，热边空气与来自管道110的冷边逆流低温空气进行热量交换，温度降为-3～-10℃，然后经过管道103进入补冷器4，在补冷器4中空气吸收外部冷量，温度降为-20～-30℃，然后经过管道104进入主回冷换热器5的热边。在主回冷换热器5中，上述热边空气同来自管道126的冷边逆流低温空气再次进行热量交换，温度降为-75～-85℃，然后经过管道105进入涡轮机6。在涡轮机6中，上述循环空气进行绝热膨胀，压力由0.6～0.75MPa降为0.1～0.15MPa，温度降低到-120～-140℃，然后经过管道106，122a，进入冷冻室7a。在冷冻室7a中，低温空气直接将已预冷过的胶料冷冻到规定的温度。接着，温度为-85～-95℃的低温空气从冷冻室7a经管道118a和107、126进入主回冷换热器5的冷边，与来自管道104的热边逆流空气进行热量交换，温度升高到-22～-35℃，然后经过管道108和124b，进入冷冻室7b。在冷冻室7b中，低温空气使常温的胶料得到预冷。温度为-5～-15℃的空气从冷冻室7b经过管道120b、109、除尘器8和管道110进入前级回冷换热器3的热边，与来自管道102的热边逆流循环空气进行热量交换，温度升至30～40℃，然后进入涡轮机6所驱动的同轴离心式压气机9。在离心式压气机9中，空气压力由0.07～0.09MPa高到0.1～0.15MPa，同时，空气的温度也升高到80～95℃。接着，空气经过管道112进入前冷却器10，用水或冷空气冷却到30～40℃后，经过管道113进入空气压缩机1，完成了一个闭式空气制冷循环。在上述冷冻室7a和7b分别对胶料进行冷冻与预冷的同时，冷冻室7C中已经冷冻到规定温度的胶料，正经过管道123C和123，进入粉碎机进行粉碎。并且，在胶料粉碎过程中，始终有从涡轮机6的出口引出、经过管道106、116、121C、冷冻室7C、管道123C和123引入粉碎机中的低温空气，以补偿胶料在粉碎过程中的粉碎热。携带着胶粉的低温空气，从粉碎机13的出口经过管道1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气制冷冷冻制取胶粉的方法，包括将气体制冷循环所获得的低温气体为冷剂，冷冻废旧橡胶，并进行粉碎制成橡胶胶粉，其特征在于：该方法是通过三个冷冻室依次定时切换的方式将一个单一的空气制冷循环中获得的低温空气直接用于橡胶胶料的冷冻并进行低温粉碎制取橡胶粉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾友祥，邓志明，王洪福，陈宝根，
申请(专利权)人：航空航天部六零九研究所，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]