[发明专利]喂料器和挤出装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于例如颗粒聚合物废料等颗粒材料的喂料器。更具体地，本发明涉及挤出装置，其包括喂料器，所述喂料器用于改善例如颗粒聚合物废料等材料的挤出，这有效地改变聚合物废料的质量和特性/性能，以例如形成可商用产物，例如脱硫橡胶粉末或复合材料。

所述挤出装置适用于材料的供给，特别是用于产生高活性、高分散性的聚合物粉末的材料。

虽然参照得自轮胎的聚合物材料的加工将便于描述本发明，但是本发明不限于该应用，并且可用于加工可于是用于其他应用中的其他类型的聚合物或其他材料。而且，虽然喂料器将特别参照给挤出机进料进行描述，但是本发明不限于与该装置一起使用，并且其可用于给其他类型的装置喂料。

背景技术

贯穿本说明书的讨论由于发明人的认识或发明人对一些相关技术领域的问题的辨识而产生，并且，本说明书中包括的对文件、装置、行为或知识的讨论用于说明本发明的背景。不应被认为是认可任何材料形成现有技术库的一部分或本公开的并且在本文中要求的优先权日当天或之前澳大利亚或其他国家中相关技术领域中的常识。

应意识到，本说明书中包括的文件、装置、行为或知识的任何讨论用于说明本发明的背景。进一步地，贯穿本说明书的讨论由于发明人的认识和/或发明人对一些相关技术领域的问题的辨识而产生。而且，在本说明书中包括的例如文件、装置、行为或知识的材料的任何讨论用来根据发明人的知识和经验说明本发明的背景，并且因此，任何这样的讨论不应被认为是认可任何材料形成现有技术库的一部分或本公开的并且在本文中要求的优先权日当天或之前澳大利亚或其他国家中相关技术领域中的常识。

轮胎废料

聚合物废料，例如使用过的轮胎，已经变成世界范围的经济和生态问题。轮胎包含多种聚合物，所述聚合物包括天然橡胶共聚物和合成橡胶，例如SBR(丁苯橡胶)和丁二烯橡胶、氰基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶和聚硫橡胶。轮胎还包含金属，例如锌和钢。多种其他有机和无机化学物质也添加到轮胎聚合物，包括硫化剂、促进剂、抑制剂、颜料、填料、缔合剂、软化剂、抗氧化剂和干燥剂。

大量当前用于处置寿命到期的轮胎的方法不仅为作为原材料的聚合物的经济浪费的代表，而且还促成与在陆地和海洋环境中倾倒垃圾的一贯做法相关的生态问题。因此，存在多种现有技术的用于处置或再加工轮胎的方法，包括燃烧、高温分解和再生。挤出是可用于轮胎处置或再加工中的工艺，特别用于将废料处理来适于下游工艺的要求。

挤出概述

挤出机挤压给料材料，施加压力，直到其从挤出机挤出。存在很多不同的挤出设备变体，但是大部分通常包括用于盛装和供给原材料的料斗，和用于施加压力的液压或机械驱动装置。大部分挤出机包括用于成形挤出的最终产品的模具(dye)。

用于施加压力的装置通常包括由电机驱动的单或双螺旋推运器，或由液压驱动的夯锤。通常用于挤出机中的螺杆包括单螺旋片计量螺杆、单分离型螺杆、双分离型螺杆、变齿距螺旋片、多头螺旋片、开缝螺旋片和两级螺杆(用于排气挤出机)。

挤出工艺通常描述为“热”、“温”或“冷”。热挤出在高温下进行，以防止材料加工硬化，并且使其更易于推动材料，特别地，如果其通过模具。温挤出在高于室温但是低于材料再结晶温度下进行。其通常用于在所需力、塑性和最终挤出特性之间获得平衡。冷挤出在或接近室温进行。冷挤出具有优于热挤出的几个优点，包括没有材料氧化、更精确的公差和良好的表面加工。

当喂料包括颗粒材料时，颗粒通常装入喂料料斗中，其中喂料被松散地压紧，并且使大量空气陷入。陷入的空气通常被从喂料料斗携带入挤出机的螺杆，这对其效率造成不利影响。而且，颗粒喂料通常具有振动吸收性能和使颗粒彼此回弹离开并且回弹离开挤出机料斗和喂料管表面的其他物理特性。这可能对挤出机、其效率和挤出产物的特性造成不利的影响。

挤出机的生产力，特别是与用于施加压力的机构的加工相关的挤出机的生产力至少部分地通过供给其进给材料的效率决定。

因此，已经大量尝试来提供优化喂料工艺并且因而提高挤出机的总效率的装置。例如，在一些现有技术的挤出机中，到挤出机的材料供给能够直接通过具有非常简单结构的喂料装置，例如RU 2325277和US5,284,625中所述的那些。

其他更精密的喂料装置，如RU 27778中描述的那些，包括另外的特征，例如推运器和具有叶片的轴。JP11349727描述了包括柱塞的使用的喂料装置。另外，一些喂料装置经受振动或脉动来辅助材料供给。但是，现有技术的喂料装置没有显著提高挤出机的效率或生产力。