常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，包括：罐體，罐體連接有氬氣進口、且內(nèi)裝設有不銹鋼攪拌槳；常壓射流處理機，常壓射流處理機包括：電源、入口、噴槍，電源為常壓射流處理機供電，從入口進入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)噴槍噴出，噴槍與罐體密封連接；自動控制及感應系統(tǒng)，自動控制及感應系統(tǒng)包括：溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，溫度傳感單元設于罐體內(nèi)并對罐體內(nèi)的溫度進行檢測，通過數(shù)據(jù)采集單元傳遞給控制單元，控制單元判斷是否啟動常壓射流處理機對罐體內(nèi)部進行等離子水冷噴射。本發(fā)明是一種顆粒聚合物的常壓等離子體處理方法及其處理裝置。
【專利說明】
常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于等離子體處理裝置領域，尤其涉及一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備。
【背景技術】
[0002]通過低溫等離子體對顆粒材料的表面改性，一方面可以在材料表面產(chǎn)生極性基團、自由基等活性基團如羥基，羧基等，提高其親水性、潤性及表面活性。而另一方面對于天然可降解高分子材料則是增加材料的機械強度，降低材料的自身降解速度，延長其使用壽命。因此可提升水處理填料、塑膠料、活性炭顆粒、塑膠填料等無機聚合物顆粒材料的性能。具有廣闊的應用前景。國內(nèi)對于該領域的研究尚處于實驗室階段，還沒有適合工業(yè)化，大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的設備和工藝。
[0003]低溫等離子表面改性處理目前主要是低氣壓下，在密封容器中設置電極形成電場，用真空栗等設備實現(xiàn)一定的真空度，由于真空中分子間距及分子或離子的自由運動距離長，受電場放電作用，發(fā)生碰撞而形成離子體，離子體使材料表面的結構、成分和基團發(fā)生變化，得到滿足實際要求的表面。由于低氣壓等離子技術需要使用真空設備，實際操作不方便，應用成本高，也不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004]同時近幾年常壓中/高頻冷弧空氣等離子射流設備不斷興起，主要使用于粘結、印刷等平面處理行業(yè)。它具有使用方便，運行成本低，但對表面處理的效果較差、處理有效面積小、有一定的時效性等缺點。
[0005]因此，亟需一種顆粒聚合物的常壓等離子體處理設備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種顆粒聚合物的常壓等離子體處理設備。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為:提供一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，包括:
罐體，所述罐體連接有氬氣進口、且內(nèi)裝設有不銹鋼攪拌槳；
常壓射流處理機，所述常壓射流處理機包括:電源、入口、噴槍，所述電源為所述常壓射流處理機供電，從所述入口進入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)所述噴槍噴出，所述噴槍與所述罐體密封連接；自動控制及感應系統(tǒng)，所述自動控制及感應系統(tǒng)包括:溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，所述溫度傳感單元設于所述罐體內(nèi)并對所述罐體內(nèi)的溫度進行檢測，通過所述數(shù)據(jù)采集單元傳遞給所述控制單元，所述控制單元判斷是否啟動所述常壓射流處理機對所述罐體內(nèi)部進行等離子水冷噴射。
[0008]所述罐體頂部設有進料口，底部設有手動蝶閥出料口，顆粒物料從所述進料口進入，處理后的顆粒物料從所述手動蝶閥出料口排出輸送帶，或收料容器。
[0009]所述罐體底部設有感應排氣口。
[0010]還包括用于驅動所述不銹鋼攪拌槳的電動機，所述電動機為直流調(diào)速電機。
[0011]還包括機架，所述罐體承載于所述機架上。
[0012]所述不銹鋼攪拌槳的兩軸端與罐體采用陶瓷密封器進行密封，且所述不銹鋼攪拌槳其中一個軸端通過皮帶與所述直流減速電機進行連接。
[0013]所述常壓射流處理機的所述電源接有外部空氣源、冷卻水、220V電源的接口，內(nèi)部設有氣壓和水流感應器、無水無空氣報警裝置。
[0014]所述常壓射流處理機的所述噴槍設有環(huán)狀冷卻管路，對工作狀態(tài)下的等離子槍進行水冷。
[0015]所述常壓射流處理機的所述噴槍內(nèi)設有空氣回旋裝置，所述空氣回旋裝置可產(chǎn)生射流，并將高壓放電狀態(tài)下生成的等離子體吹出所述噴槍，形成冷等離子體焰。
[0016]所述自動控制及感應系統(tǒng)對進料、充氬氣、不銹鋼攪拌槳的啟停、等離子射流工作啟停、感應溫度、罐體內(nèi)部氬氣壓力進行控制，同時可外接RS485接口，光纖數(shù)據(jù)傳輸，可實現(xiàn)聯(lián)機控制適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，由于在本發(fā)明顆粒聚合物的常壓等離子體處理設備適用于對水處理改性填料、塑膠料、活性炭顆粒、塑膠填料等聚合物顆粒進行表面改性處理，既不受限于常規(guī)處理材料表面所需的負壓環(huán)境，又大大提高了常規(guī)等離子體噴槍的使用面積，并增加了水冷系統(tǒng)，故本發(fā)明具有大氣環(huán)境下進行顆粒聚合物材料的等離子體表面處理的良好性能。本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明可實現(xiàn)在常壓常溫下進行無機聚合物顆粒料的進料、充氣、等離子體處理、出料，能夠實現(xiàn)不間斷的的處理，可以節(jié)約時間，提高生產(chǎn)效率，另一方面，在反應氣體下對顆粒料等離子體處理后，可提升其性能滿足改性需求。整個過程操作簡單，設備投入低，可以實現(xiàn)規(guī)?；占?。
[0018]通過以下的描述并結合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實施例。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，如圖1所示，本發(fā)明提供一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備100，包括:
罐體1，所述罐體I為不銹鋼材質(zhì)，所述罐體I連接有氬氣進口 2、且內(nèi)裝設有不銹鋼攪拌槳3;常壓射流處理機4，所述常壓射流處理機4包括:電源41、入口42、噴槍43，所述電源41為所述常壓射流處理機4供電，從所述入口42進入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)所述噴槍43噴出，所述噴槍43與所述罐體I密封連接；自動控制及感應系統(tǒng)5，所述自動控制及感應系統(tǒng)5包括:溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，所述溫度傳感單元設于所述罐體I內(nèi)并對所述罐體I內(nèi)的溫度進行檢測，通過所述數(shù)據(jù)采集單元傳遞給所述控制單元，所述控制單元判斷是否啟動所述常壓射流處理機4對所述罐體I內(nèi)部進行等離子水冷噴射。
[0021]一個實施例中，所述罐體I頂部設有進料口 11，所述進料口 11帶有密封裝置，底部設有手動蝶閥出料口 6，顆粒物料從所述進料口 11進入，處理后的顆粒物料從所述手動蝶閥出料口6排出輸送帶，或收料容器。所述進料口 11設有有透明的觀察窗11a，且所述觀察窗Ila有密封裝置。該密封裝置能夠使得所述觀察窗Ila與所述罐體I達到氣密封。
[0022]—個實施例中，所述罐體I底部設有感應排氣口 7ο當所述罐體I內(nèi)的氣壓力超過設定值時，所述感應排氣口 I內(nèi)的壓力開關工作開始排出內(nèi)部空氣。因此通過所述眼影排氣口7能夠防止所述罐體I內(nèi)的壓力過大，確保設備安全使用。
[0023]—個實施例中，還包括用于驅動所述不銹鋼攪拌槳3的電動機8，所述電動機8為直流調(diào)速電機。
[0024]—個實施例中，還包括機架9，所述罐體I承載于所述機架9上。
[0025]—個實施例中，所述不銹鋼攪拌槳3的兩軸端與罐體I采用陶瓷密封器Ia進行密封，且所述不銹鋼攪拌槳3其中一個軸端通過皮帶10與所述直流減速電機進行連接。
[0026]一個實施例中，所述常壓射流處理機4的所述電源41接有外部空氣源、冷卻水、220V電源的接口，內(nèi)部設有氣壓和水流感應器、無水無空氣報警裝置。因此能夠感應到進入所述常壓射流處理機4的氣壓和水壓的大小，當進入所述常壓射流處理機4的氣壓或水壓的大小低于設定值時，所述無水無空氣報警裝置會啟動報警。
[0027]一個實施例中，所述常壓射流處理機4的所述噴槍43設有環(huán)狀冷卻管路，對工作狀態(tài)下的等離子槍進行水冷。
[0028]一個實施例中，所述常壓射流處理機4的所述噴槍43內(nèi)設有空氣回旋裝置，所述空氣回旋裝置可產(chǎn)生射流，并將高壓放電狀態(tài)下生成的等離子體吹出所述噴槍43，形成冷等咼子體焰。
[0029]一個實施例中，所述自動控制及感應系統(tǒng)5對進料、充氬氣、不銹鋼攪拌槳3的啟停、等離子射流工作啟停、感應溫度、罐體I內(nèi)部氬氣壓力進行控制，同時可外接RS485接口，光纖數(shù)據(jù)傳輸，可實現(xiàn)聯(lián)機控制適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[0030]下面詳細描述本發(fā)明常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備100的常規(guī)參數(shù)和工作流程:
電源參數(shù):輸入電壓:AC220±10%V，輸出功率:3KW，電流:0.5A，電壓:6KV，最高電壓1KV，頻率25Khz波形準正弦波。
[0031]氬氣參數(shù):純度:2 99.99%，壓力>0.210^，空氣源壓力0.2?0.4 MPA之間，罐體填充氬氣壓力:0.11-0.12MPA。
[0032]步驟一，將需處理物料從進料口送入，填充數(shù)量不超過罐體內(nèi)部空間的3/4，并關閉進料口；
步驟二，開啟氬氣進口開關并連續(xù)進氣，直到感應排氣口的壓力開關工作開始排出內(nèi)部空氣，并持續(xù)5?10秒，然后傳遞關閉信號給進氣電磁閥，停止進氣，此時罐體內(nèi)部填充滿氬氣；
步驟三，等離子體處理，讓常壓射流處理機的電源，即是中頻電源，驅動電極組件生成電場，從所述入口進入的等離子體、水及氣體混合后，經(jīng)所述噴槍噴出至罐體上部空余部分；
步驟四，開啟不銹鋼攪拌槳3，等離子體與顆粒物料進行反應，如工作過熱，等離子槍水冷系統(tǒng)將帶走熱量，同時可通過觀察窗觀察內(nèi)部工作狀態(tài)；
步驟五，出料，達到設置的工作時間后，比如5?20分鐘，通過自動控制及感應系統(tǒng)停止設備工作，開啟手動蝶閥出料口，將處理后的顆粒物料從出料口排出輸送帶，或收料容器，排完物料后，開啟上端進料口；步驟六，進行下一個循環(huán)。
[0033]需要說明的是，步驟二中的氣體為氬氣，還可以是氮氣;步驟三中的反應氣體為純凈干燥的壓縮空氣。
[0034]需要說明的是，使用等離子技術按照工藝的要求進行塑膠顆粒表面改性處理，對表面無機械損傷，無需化學溶劑，完全的綠色環(huán)保工藝，能有效去除脫模劑、添加劑、增塑劑或者其它由碳氫化合物構成的表面污染，同時增加了材料的活性和親水性。其效果是增加成型后產(chǎn)品的機械性能和外觀、更易進行表面印刷；同時提升成型工藝性，減少壞品率。適用材料:PP、PC、ABS、PA、PE、PVC、BOPP等。
[0035]此外，使用等離子技術按照工藝的要求進行處理活性炭顆粒，離子體與活性炭的相互作用，等離子體處理后，活性炭表面變得凹凸不平，且表面酸性官能團增加，堿性官能團降低，增加了活性炭吸附處理低濃度有機廢水的能力和各種應用的有效性。
[0036]此外，使用等離子技術按照工藝的要求進行處理填料顆粒，等離子體對有機合成的填料的改性主要是使載體表面形成親水基團，如羥基，羧基等，增加其親水性以及形成帶正電荷的生物膜載體表面，從而大大減少微生物、廢氣、重金屬與載體之間的斥力，增加其附著力。同時降低材料的自身降解速度，延長其使用壽命。
[0037]以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權項】
1.一種常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，包括: 罐體，所述罐體連接有氬氣進口、且內(nèi)裝設有不銹鋼攪拌槳； 常壓射流處理機，所述常壓射流處理機包括:電源、入口、噴槍，所述電源為所述常壓射流處理機供電，從所述入口進入的等離子體、水及氣體經(jīng)處理后，經(jīng)所述噴槍噴出，所述噴槍與所述罐體密封連接； 自動控制及感應系統(tǒng)，所述自動控制及感應系統(tǒng)包括:溫度傳感單元、數(shù)據(jù)采集單元及控制單元，所述溫度傳感單元設于所述罐體內(nèi)并對所述罐體內(nèi)的溫度進行檢測，通過所述數(shù)據(jù)采集單元傳遞給所述控制單元，所述控制單元判斷是否啟動所述常壓射流處理機對所述罐體內(nèi)部進行等離子水冷噴射。2.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述罐體頂部設有進料口，底部設有手動蝶閥出料口，顆粒物料從所述進料口進入，處理后的顆粒物料從所述手動蝶閥出料口排出輸送帶，或收料容器。3.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述罐體底部設有感應排氣口。4.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，還包括用于驅動所述不銹鋼攪拌槳的電動機，所述電動機為直流調(diào)速電機。5.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，還包括機架，所述罐體承載于所述機架上。6.如權利要求4所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述不銹鋼攪拌槳的兩軸端與罐體采用陶瓷密封器進行密封，且所述不銹鋼攪拌槳其中一個軸端通過皮帶與所述直流減速電機進行連接。7.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述常壓射流處理機的所述電源接有外部空氣源、冷卻水、220V電源的接口，內(nèi)部設有氣壓和水流感應器、無水無空氣報警裝置。8.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述常壓射流處理機的所述噴槍設有環(huán)狀冷卻管路，對工作狀態(tài)下的等離子槍進行水冷。9.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述常壓射流處理機的所述噴槍內(nèi)設有空氣回旋裝置，所述空氣回旋裝置可產(chǎn)生射流，并將高壓放電狀態(tài)下生成的等離子體吹出所述噴槍，形成冷等離子體焰。10.如權利要求1所述的常壓等離子體顆粒聚合物材料處理設備，其特征在于，所述自動控制及感應系統(tǒng)對進料、充氬氣、不銹鋼攪拌槳的啟停、等離子射流工作啟停、感應溫度、罐體內(nèi)部氬氣壓力進行控制，同時可外接RS485接口，光纖數(shù)據(jù)傳輸，可實現(xiàn)聯(lián)機控制適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
【文檔編號】C08L55/02GK105906833SQ201610171199
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】葉仁鋒, 葉友謙
【申請人】東莞市恒核機電科技有限公司