CZ36571U1 - Regranulační jednotka pro přípravu plněného granulátu z odpadních materiálů - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Regranulační jednotka pro přípravu plněného granulátu z odpadních materiálů

Oblast techniky

Regranulační jednotka, která je předmětem této přihlášky zasahuje do oblasti zpracování a přípravy plastů, ale i do oblasti využití a recyklaci odpadů, nejenom plastových na straně pojiva, ale taktéž odpadních materiálů na straně plniva. Zařízení je schopné připravit plněný granulát pro následnou technologii výroby, přičemž takto připravený granulát dovoluje použití širokého spektra materiálu se specifickými užitnými vlastnostmi finálního produktu.

Dosavadní stav techniky

Technologie, která se používá pro výrobu granulí, se nazývá technologie granulace. Existují dvě základní metody granulace plastů: granulace z pásu a granulace ze strun (za studena a za tepla). Výběr technologie granulace závisí na vlastnostech zpracovávané taveniny (tekutosti, tvrdosti), na prostoru, na požadovaném výkonu a na ekonomii celého procesu. Granulace z pásu je nevhodná pro tvrdé materiály. Princip technologie je založen na rozřezání vstupního materiálu ve formě polotovaru tvaru desky na proužky, které jsou následně rozsekány na granule. Technologie se používá např. pro polyamid (PA).

Technologie granulace ze strun využívají technologii vytlačování taveniny plastu skrz granulační hlavu s velkým množstvím kruhových otvorů. Díky tomu získává tavenina tvar strun, které jsou dále sekány na granule buď za studena, nebo za tepla.

Při granulaci ze strun za studena jsou vytlačené struny ochlazeny v kapalině (nejčastěji voda) a následně jsou sekány na granule. Takto získané granule se musí sušit v důsledku styku plastu s kapalinou (důsledek nasákavosti). Nevýhodou je velké množství strun, které se mohou slepovat, trhat nebo lámat. Technologie se používá pro většinu termoplastů, např. akrylonitrilbutadienstyren (ABS).

Při granulaci ze strun za tepla se granule odřezávají bezprostředně po vytlačení taveniny plastu z granulační hlavy. Odřezávání granulí probíhá buď za současného účinku vody, anebo s následným chlazením vodní mlhou. Tato technologie není vhodná pro plasty s velkou tekutostí (nízkou viskozitou) taveniny. Technologie se používá pro většinu termoplastů, např. polypropylen (PP).

Podstata technického řešení

Regranulační jednotka je unikátní v tom, že díky značné vůli rotoru 9 vůči statoru 14, tj. mezeře, která je v rozsahu 0,5 až 4 mm, dokáže zpracovat odpadní materiál, a to jak na straně plniva, tak na straně pojiva. Jednotka dokáže tento materiál homogenizovat a vytvořit z něj granulát, dále použitelný pro výrobu konkrétních prvků se specifickými vlastnostmi, dle zvoleného složení směsi. Materiál je možné do jednotky dávkovat ve formě studené sypké drtě nebo ve formě teplé taveniny z předřazeného extruzního zařízení pro zvýšení výkonu. Regranulační hlava 2 je vybavená clonou 18 s tryskami, kterou je možné měnit. Dle velikosti a počtu trysek na cloně 18 je možné ovlivňovat objem granulačních zrn a výkon jednotky. Z hlavy 2 je materiál vytlačován na rotující buben (sekáč)3, který je osazen až osmi noži 19, co dělí vytlačovanou taveninu. Nože 19 jsou přes chladicí hlavici 20 chlazeny kapalinou, pro lepší dělení granulačních zrn a jejich odvod skluzavkou 7 granulí.

- 1 CZ 36571 U1

Objasnění výkresů

Obr. 1 představuje regranulační jednotku v nárysu.

Obr. 2 znázorňuje regranulačníjednotku v bokorysu.

Obr. 3 je axonometrický pohled na regranulační jednotku.

Obr. 4 až 6 představují některé detaily regranulační jednotky, přičemž obr. 4 znázorňuje detail vůle mezi rotorem a statorem, obr. 5 představuje detail vnitřního uspořádání těla extrudéru, a obr. 6 je detail regranulační hlavy se clonou trysek.

Příklad uskutečnění technického řešení

Zařízení se primárně skládá z těla 1 extrudéru, regranulační hlavy 2 se sekáčem (rotující buben) 3, pohonu 4 extrudéru, pohonu 5 sekáče, vstupní násypky 6, skluzavky 7 granulí a elektrorozvaděče 8.

Materiál je do jednotky možné dávkovat ve formě studené drtě nebo ve formě teplé taveniny z předřazeného extruzního zařízení pro zvýšení výkonu. Hlavním pohonem 4 extrudéru je převodový asynchronní motor vybavený frekvenčním měničem, který je nasunut přímo na rotor 9, který je uložen ve dvouřadém naklápěcím ložisku 10. Jeho konstrukce je svařovaná. Hlavní části rotoru jsou náboj 11, jádro 12 a dvoustupňový šnek 13. Rotor 9 je vsunut do statoru 14 vůlí, tj. s mezerou 15 v rozsahu 0,5 až 4 mm pro zajištění hladkého průchodu plniva a pojiva jednotkou. Na statoru 14 je navržen odplyňovací ventil 16 pro zvýšení kvality granulátu. Pro tvorbu taveniny jsou použity výkonné slídové pásy 17, které jsou upevněny na celé délce statoru 14. Na konci statoru 14 je nasunuta regranulační hlava 2, která je vybavená clonou 18 s tryskami, kterou je možné měnit.

Dle velikosti a počtu trysek na cloně 18 je možné ovlivňovat objem granulačních zrn a výkon jednotky. Z hlavy 2 je materiál vytlačován na rotující buben 3 (sekáč), který je osazen až osmi noži 19, co dělí vytlačovanou taveninu. Nože 19 jsou přes chladicí hlavici 20 chlazeny kapalinou, pro lepší dělení granulačních zrn a jejich odvod skluzavkou 7 granulí. Nožový buben 3 je poháněn přes řemenový převod asynchronním motorem s frekvenčním měničem.

Regranulační jednotka je určená pro přípravu plněného granulátu z odpadního materiálu, který bude mít požadované specifické vlastnosti. Granulát je pak použitelný pro výrobu celé škály produktů v různých oblastech, a to zejména v nekonvenčních zařízeních, které dokážou pracovat i s vyšší frakcí částic v materiálu. Příklad použití je umístění technologie ke zdroji odpadu (dotřiďovací linka), kde bude zpracovávat odpadní materiál na granulát, který bude vstupem do 3D tiskárny velkorozměrových výrobků.

Průmyslová využitelnost

Technologická linka je využitelná především ke zpracování odpadních materiálů, výroby plněného granulátu s různými specifickými vlastnostmi dle požadavků na finální výrobek. Oblast průmyslu pro využití této technologie zaujímá zejména průmysl plastařský a likvidace/využití odpadu a oblast 3D tisku.

Claims (2)

1. Regranulační jednotka pro přípravu plněného granulátu z odpadních materiálů, vyznačující se tím, že zahrnuje tělo (1) extrudéru, kde rotor (9) je uložen vůči statoru (14) s mezerou v rozsahu 0,5 5 až 4 mm, pro zajištění zpracování odpadních materiálů, a to jak na straně plniva, tak na straně pojiva, přičemž na konci statoru (14) je nasunuta regranulační hlava (2) s výměnnou clonou (18) s tryskami, pro volbu velikosti výstupního produktu a výkonu jednotky, na kterou navazuje rotující buben (3) osazený 1 až 8 sekacími noži (19), pro dělení vytlačovaného produktu.

2. Regranulační jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že na rotující buben (3) navazuje 10 chladicí hlavice (20), pro ochlazování nožů (19) pomocí kapaliny a pro lepší dělení vytlačovaného produktu.