一种基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备

本发明涉及一种基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，属于废物回收管理。

背景技术：

1、汽车轻量化是汽车产业技术可持续发展的必由之路，汽车材料的以塑代钢是轻量化最直接最有效的手段。聚合物在汽车轻量化中应用较多，在汽车领域的应用已从车用内外饰零部件延伸至结构性及功能性部件。当汽车寿命终结时，如果不对聚合物零部件进行处理将造成严重的环境污染和资源浪费。聚合物回收利用可以带来明显的经济效益和社会效益，是保证资源循环利用、实现汽车产业绿色可持续发展的重要途径。汽车上采用的聚合物种类繁多，不同车用聚合物成分及特性各异，如果对多种聚合物进行混合回收将大大降低其使用性能。高效分选是聚合物回收利用的重要先决条件，如何实现混合聚合物高效清洁分选，是汽车聚合物回收利用行业亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，以用于对报废乘用车聚合物颗粒进行高效分选。

2、本发明技术方案是：一种基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，包括多腔旋转荷电器1、分料装置2、进料管3、皮带轮4、角度调节棒5、起落架6、机架7、皮带8、减速机9、电动机10、静电发生器11、控制器12、真空上料机13、收料箱14、圆电极15、电极绝缘夹持器16、下料挡板17、轴承座18、导轮19、传动轴20；

3、所述多腔旋转荷电器1由六个中空圆柱腔体101组成，其外部两条导轨102设置于四个导轮19上，所述分料装置2设置于多腔旋转荷电器1的左侧，所述进料管3设置于分料装置2的左侧，所述四个导轮19对称设置在两根传动轴20上，所述传动轴20经轴承座18设置在起落架6上，所述起落架6通过轴承座18设置在机架7的上方，所述减速机9与电机10设置于机架7中部，并通过皮带轮4带动皮带8驱动传动轴20旋转，所述静电发生器11与控制器12设于机架7中部，所述真空上料机13设置于机架7的下部并与进料管3连接，所述收料箱14设于圆电极15的下方，所述圆电极15经电极绝缘夹持器16安装于机架7的右侧，所述下料挡板17设置于多腔旋转荷电器1的右侧，真空上料机13、电动机10通过导线与控制器12连接，圆电极15通过导线与静电发生器11连接。

4、作为本发明的进一步方案，所述多腔旋转荷电器1腔体内壁由塑料材料制成，该塑料材料的摩擦电序列处于被分离塑料的摩擦电序列之间。

5、作为本发明的进一步方案，所述多腔旋转荷电器1外部设有两条导轨102，分别安装在呈对称分布在传动轴20的四个导轮19上，保证多腔旋转荷电器1旋转平稳，减少离心力与振动，并降低设备能耗。

6、作为本发明的进一步方案，所述分料装置2右端与多腔旋转荷电器1相接，左端与进料管3相连，分料装置2包括环形出料口201、外部腔体202、内部腔体203，分料装置2内部设有的环形出料口201，保证物料均匀进入多腔旋转荷电器1的每个腔体101内；其中，物料通过进料管3进入内部腔体203后，通过环形出料口201进入外部腔体202，再从外部腔体202进入多腔旋转荷电器1的每个腔体101内。

7、作为本发明的进一步方案，所述角度调节棒5与机架7上部的孔配合，可调节多腔旋转摩擦荷电器1的倾斜角度，角度调节棒5位于起落架6下面。

8、作为本发明的进一步方案，所述控制器12用于控制真空上料机13、电动机10的启动与停止，还用于控制真空上料机13的传送速度、电动机10的正转与反转。

9、作为本发明的进一步方案，所述静电发生器11通过导线与圆电极15连接，能用于控制圆电极15的电压水平与电场的开闭。

10、作为本发明的进一步方案，所述下料挡板17内部设有许多圆柱体171，能使荷电后的聚合物粒子分散，其右侧的长方形下料口172能使聚合物粒子成线性进入下方圆电极15所形成的电场；

11、所述圆电极15有四个，四个圆电极15与静电发生器11的正负极通过导线连接，以形成高压静电场，荷电后的聚合物粒子进入高压电场后，在电场力、重力等力的作用下，运动轨迹发生偏转，实现不同粒子的分离。

12、作为本发明的进一步方案，所述电极绝缘夹持器16与圆电极15连接的部分由绝缘材料制成，保证电场不外露，与机架7连接的部分由磁性材料制成并吸附在机架7上，方便圆电极7的布置与电极间距的调节。

13、作为本发明的进一步方案，所述收料箱14内部设有多个料斗141，用来收集分离后的不同聚合物粒子，收料箱14底部由缓震材料制成，用于减少粒子掉落后的冲击力，减少粒子飞溅，进一步提高分离纯度，所述收料箱14设有把手142。

14、本发明通过控制器12控制电动机10启动，与之连接的减速器9上的皮带轮4旋转带动皮带8，同时皮带8驱动传动轴20旋转，传动轴20通过其上固定的导轮19带动多腔旋转荷电器1转动。同时控制真空上料机13输送聚合物粒子，将聚合物粒子经进料管3输送到分料装置内部腔体，通过内部环形出料口201进入多腔旋转荷电器1的腔体内部101内，聚合物粒子发生粒子与粒子、粒子与内壁摩擦碰撞，使不同聚合物粒子附带不同电荷，然后聚合物粒子通过下料挡板17均匀线性的进入四个圆电极15形成的高压静电场。由于带有不同电荷的聚合物粒子在高压电场中的运动轨迹不同，因而使聚合物粒子在通过高压电场后发生分离，收料箱14用于收集高压电场分离后的聚合物粒子。

15、本发明的有益效果是：

16、1、作业效率高。聚合物粒子自进料管进入，自动从下料挡板流出进入高压电场，从而实现自动分选，所述基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备能够连续运转，分选效率高。

17、2、符合环保要求。本发明在分选过程中不产生废水、废气或废渣，不会造成环境二次污染。

18、3、能耗低。所述装置虽然设有高压电场，但由于是静电不产生电流，且采用一级传动，设备运行时耗能很少。

19、4、本发明结构紧凑、占地面积小，1～2人即可操作，适合中小企业使用。

20、5、物料分选效果好。本发明采用圆电极高压静电分离的方法，分选后所得物料的纯度可达95％以上。

21、6、本发明操作简便，通过调节静电发生器的输出电压，从而控制各个圆电极之间的电压差，可以实现分离不同的混合聚合物粒子。

22、7、本发明结构简单，分离效率高，单级静电分选中即可实现3种及多种聚合物粒子分离。

23、综上所述，本发明利用摩擦带电现象，基于聚合物表面电性差异(表面功函数差异)对物质进行分离。所述聚合物颗粒静电分离设备具有较高的适应性，分离效率高，成本低，操作简单，不涉及水处理或二次污染等优点，不仅提高了聚合物颗粒的再利用价值，同时也助于解决我国原料短缺和环境污染问题。广泛应用于塑料行业的回收再利用。

技术特征：

1.一种基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：包括多腔旋转荷电器(1)、分料装置(2)、进料管(3)、皮带轮(4)、角度调节棒(5)、起落架(6)、机架(7)、皮带(8)、减速机(9)、电动机(10)、静电发生器(11)、控制器(12)、真空上料机(13)、收料箱(14)、圆电极(15)、电极绝缘夹持器(16)、下料挡板(17)、轴承座(18)、导轮(19)、传动轴(20)；

2.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述多腔旋转荷电器(1)腔体内壁由塑料材料制成，该塑料材料的摩擦电序列处于被分离塑料的摩擦电序列之间。

3.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述多腔旋转荷电器(1)外部设有两条导轨(102)，分别安装在呈对称分布在传动轴(20)的四个导轮(19)上，保证多腔旋转荷电器(1)旋转平稳，减少离心力与振动，并降低设备能耗。

4.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述分料装置(2)右端与多腔旋转荷电器(1)相接，左端与进料管(3)相连，分料装置(2)包括环形出料口(201)、外部腔体(202)、内部腔体(203)，分料装置(2)内部设有的环形出料口(201)，保证物料均匀进入多腔旋转荷电器(1)的每个腔体(101)内；其中，物料通过进料管(3)进入内部腔体(203)后，通过环形出料口(201)进入外部腔体(202)，再从外部腔体(202)进入多腔旋转荷电器(1)的每个腔体(101)内。

5.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述控制器(12)用于控制真空上料机(13)、电动机(10)的启动与停止，还用于控制真空上料机(13)的传送速度、电动机(10)的正转与反转。

6.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述静电发生器(11)通过导线与圆电极(15)连接，能用于控制圆电极(15)的电压水平与电场的开闭。

7.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述下料挡板(17)内部设有许多圆柱体(171)，能使荷电后的聚合物粒子分散，其右侧的长方形下料口(172)能使聚合物粒子成线性进入下方圆电极(15)所形成的电场；

8.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述电极绝缘夹持器(16)与圆电极(15)连接的部分由绝缘材料制成，保证电场不外露，与机架(7)连接的部分由磁性材料制成并吸附在机架(7)上，方便圆电极(7)的布置与电极间距的调节。

9.根据权利要求1所述的基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，其特征在于：所述收料箱(14)内部设有多个料斗(141)，用来收集分离后的不同聚合物粒子，收料箱(14)底部由缓震材料制成，用于减少粒子掉落后的冲击力，减少粒子飞溅，进一步提高分离纯度，所述收料箱(14)设有把手(142)。

技术总结本发明涉及一种基于多腔旋转摩擦荷电器的聚合物颗粒静电分离设备，属于废物回收管理技术领域。本发明包括多腔旋转荷电器、分料装置、进料管、皮带轮、角度调节棒、起落架、机架、皮带、减速机、电动机、静电发生器、控制器、真空上料机、收料箱、圆电极、电极绝缘夹持器、下料挡板、轴承座、导轮、传动轴。本发明利用摩擦带电现象，基于聚合物表面电性差异(表面功函数差异)对物质进行分离，具有较高的适应性，分离效率高，成本低，操作简单，不涉及水处理或二次污染等优点，不仅提高了聚合物颗粒的再利用价值，同时也助于解决我国原料短缺和环境污染问题。广泛应用于塑料行业的回收再利用。技术研发人员：张洪申,刘鹏飞,高翔受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18