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申请/专利权人：青岛科技大学

摘要：本发明公开一种基于能量控制的生活垃圾中废塑料破碎造粒方法及系统，该方法其流程是，废塑料在双轴传动的双转子破碎系统中进行破碎，根据废塑料从粗破碎到细破碎再到精细破碎的三个破碎过程中电机功率波动特点，通过控制两转子轴的传动电机功率的能量输入过程控制废塑料的粉碎效果，使其达到能够使颗粒表面形貌改变的颗粒破碎粒度，使破碎颗粒内部分子结构及化学性质发生变化，破坏其网状交联结构，从而获得具有活性和可塑性的废塑料再生颗粒；本发明的方法及系统，能够实现废塑料高效、智能地破碎到所需的粒径范围，改善破碎后的废塑料表面性能，为废弃塑料高值高效循环利用的国家重大战略提供技术和理论支撑。

主权项：1.一种基于能量控制的生活垃圾中废塑料破碎造粒方法，其特征在于：其流程是，废塑料在双轴传动的双转子破碎系统中进行破碎，根据废塑料从粗破碎到细破碎再到精细破碎的三个破碎过程中电机功率波动特点，通过控制两转子轴的传动电机功率的能量输入过程控制废塑料的粉碎效果，使其达到能够使颗粒表面形貌改变的颗粒破碎粒度，使破碎颗粒内部分子结构及化学性质发生变化，破坏其网状交联结构，从而获得具有活性和可塑性的废塑料再生颗粒；双轴传动的双转子破碎系统中，每个转子都有单独的驱动装置，左转子15轴向固定，由驱动装置通过带连接和带轮为转子提供动力；右转子18由带轮、齿轮组配合向右转子18提供驱动力，并且右转子18配有液压装置，能控制其轴向移动；双轴传动的双转子破碎系统中左转子15为破碎系统的主转子，其长度为总破碎系统长度的23～34为宜，破碎功率较大；右转子18转速设定比左转子15转速快15％～35％为宜，通过右转子18转速调控废塑料在两转子之间物料多少的比例；并且在右转子18轴向往复运动过程中，其轴向端面与左转子15端面形成类研磨结构，此时依靠右转子18与左转子15的速度差形成研磨功效；双轴传动的双转子破碎系统，每个转子的特定位置上都装有不同功能、不同结构的动刀，与静刀部分的利刃之间形成废塑料破碎渠道；废塑料从粗破碎到细破碎再到精细破碎的三个破碎过程，具体是指如下三个过程；1粗破碎：废塑料破碎颗粒粒径未达到20～35mm之前的破碎过程；该过程是将洗净、烘干后的废塑料投入双轴传动的双转子破碎系统中，带有动刀刀盘的左、右双转子在各自驱动电机的带动下，以各自的旋转速度进行高速旋转，此时双转子在轴向上都保持静止状态，双转子在动刀高速转动的过程中与定刀形成相对运动的趋势，在这个过程中，加入的废塑料被动刀和静刀之间的间隙破碎成一些大块的塑料，在动刀的旋转作用下，颗粒逐渐减少；2细破碎：经过粗破碎后的颗粒，粒径在20～35mm左右，此时废塑料颗粒较大，如果继续保持双转子在轴向上静止状态，其破碎粒径要经过很长的时间才能够达到较少的粒径状态，此时，右转子18开始往复轴向运动，轴向运动距离为0～100mm，往复移动的距离：只能移动到距离左侧转子50mm的位置,双转子的转速也都根据破碎过程中的能量波动进行实时控制，待两个驱动电机功率波动较少时，废塑料的细破碎过程就结束；废塑料的粗破碎和细破碎过程都是在动刀和静刀的机械力复合作用下，使废塑料产生裂纹和缺陷，从而形成应力集中点，当应力达到一定程度时，裂纹就开始扩展而导致断裂，形成更小尺寸的颗粒；这两个破碎过程属于物理变化过程，开始阶段颗粒粒径迅速减少，然后逐渐地变化缓慢，最后达到粉碎极限，粒径在5～10mm，此时电机功率波动较少；3精细破碎：废塑料破碎粒径的大小与破碎颗粒表面形貌息息相关，在粗破碎和细破碎过程中废塑料颗粒已经达到机械力破碎粒径的极限，此时粒径的表面形貌还未改变，这种程度的废塑料颗粒仍然无法与新塑料颗粒熔融，因此必须进行精细破碎过程；该过程是通过左转子15，右转子18断面的不规则凸起结构以及左转子15，右转子18的不同速转动，使其形成一个类似于研磨的机构，并且在右转子18的轴向往复运动中实现颗粒的进一步细化，促使内部分子结构及化学性质发生变化，网状交联结构被破坏，获得具有活性和可塑性的废塑料颗粒；其中废塑料从粗破碎到细破碎再到精细破碎的三个破碎过程中双轴转子的轴线运动过程如下：1粗破碎：左转子15、右转子18轴向固定不动，只进行回转运动，此时左转子15、右转子18轴向端面之间的距离为100～150mm之间；2细破碎：左转子15、右转子18按照各自转速进行回转运动，在轴向方向上：左转子轴线固定不动，右转子18轴线往复运动，此时左转子15、右转子18轴向端面之间的最短距离为40～50mm之间；3精细破碎：左转子15、右转子18按照各自转速进行回转运动，在轴向方向上：左转子轴线固定不动，右转子18轴线往复运动，此时左转子15、右转子18轴向端面之间的最短距离为5～10mm之间。

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