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1、(10)申请公布号 CN 102285023 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102285023 A *CN102285023A* (21)申请号 201110119539.5 (22)申请日 2004.11.16 10/714782 2003.11.17 US 200480040236.2 2004.11.16 B29B 17/04(2006.01) B29B 17/02(2006.01) B29B 13/06(2006.01) (71)申请人 利哈伊技术有限公司 地址 美国纽约 (72)发明人 AM查龙 PJ瓦兹尼斯 GW梅科特 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港。
2、)有限公 司 72001 代理人 严志军 曹若 (54) 发明名称 制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置 (57) 摘要 提出了制造粒状橡胶和粉状橡胶的工艺和装 置。该工艺和装置包括通过冷却机构进行冷却步 骤， 其中温度或低温冷却预加工橡胶颗粒受到控 制。该工艺和装置还包括通过研磨机构进行研磨 步骤， 其中研磨度以及产品颗粒尺寸范围受到控 制。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 6 页 附图 2 页 CN 102285033 A1/4 页 2 1. 一种制造粒状橡胶和粉状橡胶的工。
3、艺， 包括 ： (a) 从粒化的旧橡胶颗粒流清除铁质金属 ； (b) 从所述粒化的旧橡胶颗粒流筛选和清除纤维 ； (c) 利用低温流体喷射流以及与所述粒化的旧橡胶颗粒的所述流同时流入的低温气体 流来冷却所述筛选的粒化的旧橡胶颗粒流， 所述橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围， 其中， 所述橡胶颗粒的最后冷却温度受到控制， 其限制为， 从所述筛选的粒化的旧橡胶颗粒清除 所述铁质金属和所述纤维在所述步骤 (b) 之后但在所述步骤 (c) 之前 ； (d) 通过改变冲击速度来研磨所述冷却粒化的旧橡胶颗粒流， 其中所述研磨的橡胶颗 粒的颗粒尺寸分布受到控制 ； 和 (e) 筛选所述研磨的橡胶颗粒流， 使其具。
4、有希望的粒状和 / 或粉状橡胶颗粒尺寸范围。 2. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述旧橡胶颗粒是旧汽车轮胎的颗粒。 3.根据权利要求2所述的工艺， 其特征在于， 在所述步骤(d)之后对所述研磨的低温冷 却橡胶颗粒流进行干燥， 并清除所述研磨的橡胶颗粒流中的纤维。 4. 根据权利要求 3 所述的工艺， 其特征在于， 清除所述橡胶颗粒的干燥流中的铁质金 属和纤维。 5. 根据权利要求 4 所述的工艺， 其特征在于， 对所述清除了铁质金属和纤维的橡胶颗 粒流进行筛选， 颗粒尺寸超过粒状橡胶最大颗粒尺寸的橡胶颗粒被清除， 并且， 其中， 清除 更多的纤维。 6. 根据权利要求 5 所。
5、述的工艺， 其特征在于， 所述清除了过大尺寸颗粒的颗粒筛选出 在粒状和粉状橡胶的颗粒尺寸范围内的三种橡胶颗粒尺寸。 7. 根据权利要求 6 所述的工艺， 其特征在于， 所述橡胶颗粒包括第一颗粒尺寸范围的 颗粒， 其通过美国筛目 No.40 但未通过美国筛目 No.80 ； 第二颗粒尺寸范围的颗粒， 其通过 美国筛目 No.80 但未通过美国筛目 No.140 ； 以及第三颗粒尺寸范围的颗粒， 其通过美国筛 目 No.140。 8. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述清除纤维的步骤 (b) 包括， 搅拌所述 橡胶颗粒， 并从高密度的橡胶颗粒中吸出低密度的纤维。 9. 根据权利要求。
6、 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述低温气体流通过所述粒化的旧橡胶 颗粒与所述低温流体的接触而形成。 10. 根据权利要求 9 所述的工艺， 其特征在于， 所述工艺包括， 通过控制所述低温流体 的所述喷射的所述体积流率来控制所述橡胶颗粒温度。 11. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述控制所述颗粒尺寸分布还包括， 变 化冲击表面与回弹表面之间的空间。 12. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述低温流体是液态氮， 并且所述低温 气体是气态氮。 13. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 将所述步骤 (b) 之后的所述研磨的低温 冷却橡胶颗粒流干燥到环境。
7、温度。 14. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述研磨的旧橡胶颗粒从初次加料的旧 橡胶颗粒得到， 所述旧橡胶颗粒经历下列步骤 ： (i) 从所述初次加料的旧橡胶颗粒中清除任何混入金属 ； 以及 权 利 要 求 书 CN 102285023 A CN 102285033 A2/4 页 3 (ii) 对所述步骤 (i) 的所述产物进行粒化。 15. 根据权利要求 1 所述的工艺， 其特征在于， 所述粒化的旧橡胶颗粒流通过预加工的 旧橡胶颗粒的加料而提供。 16. 一种用于制造粒状和粉状橡胶的装置， 包括 ： (a) 铁质金属清除机构， 其用于从粒化的旧橡胶颗粒流清除铁质金属 ； (。
8、b) 纤维清除机构， 其用于从所述粒化的旧橡胶颗粒流清除纤维 ； (c) 冷却机构， 其用于初始冷却所述粒化的旧橡胶颗粒流， 所述橡胶颗粒具有预定的颗 粒尺寸范围， 所述冷却机构设有用于引入所述粒化的旧橡胶颗粒流、 低温流体喷射和低温 气体流的机构， 从而将所述粒化的旧橡胶颗粒冷却到预定温度， 其中， 所述铁质金属清除机 构 (a) 和所述纤维清除机构 (b) 设置在所述冷却机构 (c) 的上游 ； (d) 研磨机构， 其包括用于将所述冷却粒化的旧橡胶颗粒流引到速度可控的冲击表面 与外翻转表面之间的机构， 其中， 所述冷却粒化的旧橡胶颗粒在所述预定温度下被研磨到 预定颗粒尺寸的尺寸范围中 ； 。
9、和 (e) 筛选机构， 其用于分离所述研磨的橡胶颗粒， 使其具有希望的粒状和 / 或粉状橡胶 颗粒尺寸范围。 17. 根据权利要求 16 所述的装置， 其特征在于， 所述粒化的旧橡胶颗粒是旧汽车轮胎 颗粒。 18.根据权利要求16所述的装置， 其特征在于， 所述冷却机构(c)包括设有机构的圆柱 形容器， 所述机构用于控制所述低温流体的引入， 以及用于控制所述粒化的旧橡胶颗粒流 与所述低温流体的接触时间。 19. 根据权利要求 18 所述的装置， 其特征在于， 所述低温流体是液态氮， 所述低温气体 是气态氮， 并且所述冷却机构设有管路机构， 所述管路机构用于使由所述粒化的橡胶颗粒 与所述液态氮的。
10、接触导致的所述氮气循环， 从而使所述蒸发的氮气与所述粒化的橡胶颗粒 流同时流入所述冷却机构。 20. 根据权利要求 18 所述的装置， 其特征在于， 所述受控接触时间通过可变速螺旋推 运器提供， 其设置在所述圆柱形容器内， 所述橡胶颗粒设置在所述推运器上。 21. 根据权利要求 16 所述的装置， 其特征在于， 所述速度可控的冲击表面是设有多个 可更换的刀具的冲击表面， 并且所述外翻转锥形表面具有与所述冷却粒化的橡胶颗粒流接 触的内表面， 其包括锯齿状表面。 22. 根据权利要求 21 所述的装置， 其特征在于， 所述外翻转锥形表面可沿垂直方向移 动， 其中， 所述冲击表面和所述外翻转锥形表面。
11、的所述锯齿表面之间的体积可增加或减少。 23. 根据权利要求 16 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括干燥机构， 用于将所述低 温冷却橡胶颗粒的研磨流干燥到环境温度。 24. 根据权利要求 23 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括最后的铁质金属和第四 纤维清除机构， 其设置在所述干燥机构的下游， 用于从所述干燥的橡胶颗粒中清除铁质金 属和纤维。 25. 根据权利要求 24 所述的装置， 其特征在于， 所述最后的铁质金属和第四纤维清除 机构设置在所述干燥机构的下游， 其包括设置在振动展开筛网下的磁分离器， 其中， 所述铁 质金属在所述筛网下面被清除， 并且所述纤维在所述筛网之上被清除。
12、。 权 利 要 求 书 CN 102285023 A CN 102285033 A3/4 页 4 26. 根据权利要求 24 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括第五纤维清除机构， 其设 置在所述最后的铁质金属和所述第四纤维清除机构的下游， 用于从离开所述最后的铁质金 属和纤维清除机构的所述橡胶颗粒中清除纤维。 27. 根据权利要求 26 所述的装置， 其特征在于， 所述第五纤维清除机构包括离心筛选 器， 其中， 轻的纤维被清除至纤维旋风分离器和集尘室。 28. 根据权利要求 25 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括双层筛选机构， 其设置 在所述第五纤维清除机构的下游， 用于清除尺寸。
13、超过粒状和粉状橡胶的尺寸范围的橡胶颗 粒。 29. 根据权利要求 28 所述的装置， 其特征在于， 所述过大尺寸的颗粒循环到设有计量 排放的储存箱， 所述储存箱与所述冷却机构处于下游连通 ； 并且所述通过所述双层筛选机 构的颗粒被传送到三层筛选机构。 30. 根据权利要求 17 所述的装置， 其特征在于， 所述三层筛选机构包括顶层的美国筛 目 No.80， 其可保持通过美国筛目 No.40 的颗粒， 保持在所述顶层筛目的所述颗粒设有用 于传送到粒度为美国筛目 No.40 到 No.80 的橡胶粒状颗粒储存箱的机构 ； 以及底层美国 筛目 No.140， 保持在所述底层筛目的所述颗粒设有用于传送。
14、到粒度为美国筛目 No.80 到 No.140 的储存箱的机构 ； 通过所述底层筛目的所述颗粒设有用于传送到粒度小于美国筛 目 No.140 的粉状橡胶储存箱的机构。 31. 根据权利要求 30 所述的装置， 其特征在于， 通过气动机构实现传送到所述储存箱。 32. 根据权利要求 23 所述的装置， 其特征在于， 所述干燥机构是旋转干燥器， 其设有含 气体的流体， 以便分离低密度纤维和高密度橡胶颗粒。 33. 根据权利要求 16 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括 ： (i) 金属探测与清除机构， 其用于从初次加料的旧橡胶颗粒清除混入金属 ； 和 (ii) 初级粒化机构， 其用于粒化所述。
15、初次加料的旧橡胶颗粒 ； 其中， 形成粒化的旧橡胶颗粒流 ； 并且 其中， 所述构件 (i) 和所述构件 (ii) 设置在所述构件 (a) 的上游。 34. 根据权利要求 33 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括二次粒化机构， 用于粒化 未通过所述初级筛选机构的橡胶颗粒 ； 以及预加工橡胶颗粒箱， 用于保持离开所述初级和 二次粒化机构的橡胶颗粒。 35. 根据权利要求 34 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括第二铁质金属和纤维清 除机构， 用于从离开所述预加工橡胶颗粒箱的所述预加工橡胶颗粒中清除铁质金属和纤 维。 36. 根据权利要求 35 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括。
16、第三纤维清除机构， 用于 从离开所述第二铁质金属和纤维清除机构的橡胶颗粒中清除纤维。 37. 根据权利要求 36 所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括纤维旋风分离器和集 尘室， 用于储存被各所述纤维清除机构清除的所述纤维。 38. 根据权利要求 25 所述的装置， 其特征在于， 所述装置包括带有测量排放的储存箱， 用于储存离开所述第三纤维清除机构的所述橡胶颗粒， 所述粒化的旧橡胶颗粒从所述储存 箱被进给到所述冷却机构 (c)。 39. 一种用于制造粒状橡胶的装置， 包括 ： 权 利 要 求 书 CN 102285023 A CN 102285033 A4/4 页 5 (a) 铁质金属清除。
17、机构， 其用于从粒化的旧橡胶颗粒流清除铁质金属 ； (b) 纤维清除机构， 其用于从所述粒化的旧橡胶颗粒流清除纤维 ； (c) 不规范的袋式输送箱， 其用于引入预加工旧橡胶颗粒， 以便筛选出尺寸大于粒状和 粉状橡胶范围的颗粒， 并从中清除铁质金属和纤维 ； (d) 冷却机构， 其用于冷却所述粒化的旧橡胶颗粒流和 / 或通过所述不规范的袋式输 送箱引入的所述旧橡胶颗粒流， 所述橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围， 所述冷却机构设 有用于引入所述粒化的旧橡胶颗粒流和 / 或通过所述不规范的袋式输送箱引入的所述旧 橡胶颗粒流、 低温流体喷射和低温气体流的机构， 从而将所述橡胶颗粒流的其中之一或两 者的所。
18、述橡胶颗粒冷却到预定温度， 其中， 所述铁质金属清除机构 (a)、 所述纤维清除机构 (b) 和所述不规范的袋式输送箱设置在所述冷却机构 (c) 的上游 ； (e) 研磨机构， 其用于将所述冷却的橡胶颗粒在所述预定温度下研磨到预定颗粒尺寸 范围 ； 和 (f) 筛选机构， 其用于分离所述研磨的橡胶颗粒， 使其具有希望的粒状和 / 或粉状橡胶 颗粒尺寸范围。 权 利 要 求 书 CN 102285023 A CN 102285033 A1/6 页 6 制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置 技术领域 0001 本发明涉及一种从回收橡胶源制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置。具体地， 本发 明涉及一种从具有预定。
19、颗粒尺寸范围的旧橡胶颗粒的预加工源制造粒状和粉状橡胶的工 艺和装置。 背景技术 0002 早已知道丢弃的旧轮胎和其他橡胶制品带来了重大的环境问题， 因为旧轮胎占据 了大量废物处理场地， 不加选择地丢弃轮胎和类似橡胶制品带来了重大的环境问题。 因此， 开发出各种工艺来处理轮胎， 不仅能消除所带来的环境问题， 还可激励实施这些轮胎处理 工艺。 0003 这些工艺最初集中于轮胎粉碎， 可回收车辆轮胎的大量可燃物的固有燃烧值。近 来， 已经开发出各种回收车辆轮胎橡胶成分并再用于制造含橡胶的制品的工艺。 0004 尽管这些工艺通过提供橡胶于另外的制造新橡胶制品的工艺保护了环境， 但带来 的问题是， 不能。
20、向这些工艺生产的橡胶产品的购买者提供可容易地结合到购买者的生产原 料的橡胶材料。即， 粉碎参数和旧汽车轮胎原料的类型和条件的随意性导致了随意的橡胶 产品。 这种随意产品的最不希望出现的后果可能是无法预计橡胶产品的颗粒尺寸分布。 即， 尽管存在对粒状和粉状橡胶的市场需求， 但这个市场尚未充分开发， 这是因为不能生产出 轮胎要求的和其他橡胶产品生产商要求的颗粒尺寸范围的粒状和粉状橡胶， 这些生产商是 粒状和粉状橡胶产品的目标购买者。 0005 美国专利 No.5,588,600 公开了一种低温破碎轮胎的工艺和装置， 其中用于破碎 轮胎使破碎有效地进行的低温流体是循环的。 这个工艺可产生轮胎和其他橡。
21、胶制品生产商 所希望的足够小颗粒尺寸的粒状橡胶。 但是该专利的工艺不能保证产品橡胶颗粒尺寸范围 是客户， 新轮胎和其他橡胶制品的制造商所要求的。 0006 其他公开的有关使橡胶减小到微粒尺寸的工艺和装置的文献包括美国专利 No.5,368,240 和 4,863,106。尽管这些公开的专利介绍了利用低温流体生产微小尺寸橡胶 的工艺， 但这两份文献都不意味着为增强该工艺的商业生存能力， 客户能设计产品的颗粒 尺寸范围。 0007 上面的评论论证了所属领域对新装置和工艺的需要， 要求其不仅能消耗环境中的 旧橡胶制品， 尤其是轮胎， 还能生产出粒状和粉状的有良好市场前景的橡胶产品， 因为橡胶 要有预。
22、定的颗粒尺寸范围， 以及具有轮胎和其他橡胶制品的生产商所希望的高质量。 发明内容 0008 提出了一种工艺和装置， 能够提供具有预计和预定颗粒尺寸范围的粒状和粉状橡 胶， 能够使轮胎和其他橡胶生产商使用这种粒状和粉状橡胶用于商业生产轮胎和其他橡胶 产品。该工艺还使得基本上无外来物质， 如纤维， 金属和类似物质， 这些物质本来存在于旧 轮胎和其他用过的橡胶制品。 说 明 书 CN 102285023 A CN 102285033 A2/6 页 7 0009 根据本发明， 提出了一种从旧橡胶制品生产粒状和粉状橡胶的工艺。 这个工艺， 在 严格控制颗粒输出温度的条件下， 预定颗粒尺寸范围的橡胶颗粒利。
23、用低温流体进行冷却。 在严格控制研磨产品的小颗粒尺寸范围的条件下， 对冷却的颗粒进行研磨。对减小的研磨 橡胶颗粒进行筛选， 得到希望的粒状和粉状橡胶颗粒尺寸。 0010 另外， 根据本发明， 提出了一种生产具有预定颗粒尺寸范围的粒状和粉状橡胶的 装置。该装置包括冷却机构， 用于冷却研磨轮胎和其他橡胶制品得到的旧橡胶颗粒的预加 工流， 橡胶颗粒具有预定的颗粒尺寸范围。 该装置包括研磨机构， 用于粉碎冷却的橡胶颗粒 到预定的颗粒尺寸范围。 该研磨机构可包括用于将冷却的预加工橡胶颗粒流引到速度可控 的冲击表面和外翻转表面之间的机构。该装置还设置了筛选机构， 用于分离研磨的橡胶颗 粒。 附图说明 00。
24、11 通过参考附图可更加详细地了解本发明， 附图中 ： 0012 图 1 是本发明的工艺和装置的示意性流程图 ； 0013 图 2 是提供橡胶颗粒受控冷却的冷却腔的示意图 ； 和 0014 图 3 是提供受控颗粒尺寸产品的研磨机构的示意图。 具体实施方式 0015 本发明的工艺和装置从引入旧橡胶， 尤其是旧轮胎开始。 在一个优选实施例中， 使 用了从随意粉碎旧汽车轮胎和其他旧橡胶制品的商业加工商得到的橡胶原料。 通过将材料 放入进料计量箱 1， 这种材料引入到本发明的工艺和装置。这样的橡胶通常以成袋数量接 收。 0016 在优选实施例中， 进料的橡胶颗粒通过金属探测器， 最好是强度可调节的电磁。
25、场， 以探测大的铁质金属颗粒， 或称作混入金属。混入金属与粉碎旧的含有钢带的轮胎得到的 小铁质颗粒区分开。这部分在附图中用金属探测台 2 显示。金属探测台 2 最好是可调节的 电磁场， 以区分大金属物体。电磁场的强度调节成， 使得小铁质金属条不能区分出， 因此不 被清除。 需强调的是， 混入金属探测用来保护装置不进入大金属物体， 如果在进入装置前未 清除， 将损坏本发明的工艺和装置所使用的装置。 清除混入金属可手工操作， 大的金属物体 或区分出的物体从进料材料中物理清除。 0017 没有混入金属的进料材料然后传送到初级粒化机构 3。初级粒化机构 3 通过旋转 挡板和静止挡板对粗颗粒进行粒化， 。
26、在两种挡板之间橡胶颗粒进行粒化。 一般来说， 初级粒 化机构可减小颗粒到大约在 0.1875 英寸和通过美国筛目 No.30 的尺寸之间的颗粒。应当 指出， 该粒化操作在环境热动力条件下进行。 0018 离开粒化机构 3 的粒化颗粒传送到第一铁质金属清除机构 4， 其中的铁质金属片， 其通常因为对带有钢带的轮胎产生的橡胶颗粒的粒化可自由移动， 通过最好设置在与携带 粒化产品传送带正交方向上的磁性带从粒化产品流中清除。所属领域的技术人员可理解， 这样设置意味着交叉带状磁铁。 0019 在一可选实施例中， 可省略前面提到的工艺步骤， 以便从不规范的橡胶颗粒的卖 主接收橡胶颗粒， 这些颗粒已经粒化到。
27、与用粒化机构 3 得到颗粒近似相同的尺寸， 并且已 说 明 书 CN 102285023 A CN 102285033 A3/6 页 8 经经过了铁质金属清除程序， 该程序类似第一铁质金属清除机构 4 的清除程序。这在附图 中用不规范的袋式给料箱 5 表示。实际上， 本工艺和装置预计采用组合了箱 5 和第一铁质 金属清除机构 4 进料的实施例。 0020 从清除机构 4、 箱 5 或两者的进料输送到初级筛选和纤维清除机构 6。初级筛选和 纤维清除机构 6 包括筛网， 以清除过大尺寸的颗粒。在优选实施例中， 初级筛选器清除尺寸 超过大约 0.1875 英寸的颗粒。 0021 筛选机构依靠振动来帮。
28、助过大尺寸颗粒与符合规格尺寸颗粒分离。 振动造成的扰 动使得该工艺步骤包括了纤维清除。粒化步骤产生了大量集中的纤维丝和纤维毛， 下面称 作 “纤维” ， 尤其是在橡胶颗粒是从汽车轮胎得到的情况下。分布在很大表面积上的颗粒从 筛选器的上游端移动到下游端。 由振动造成的扰动形成流化床作用， 由于密度不同， 较轻的 纤维与较重的橡胶颗粒分离。在朝下游端的预定距离处， 包括橡胶颗粒和纤维的固体流遇 到阻挡楔块， 固体流必须上升在楔块上流过。 该阻挡物搅动了固体颗粒流， 并进一步将较轻 的纤维和较重的橡胶颗粒分离。初级筛选纤维清除装置 6 包括较窄调节宽度的排气罩， 设 置在阻挡楔块的上游。排气罩的长度。
29、与纤维分离器的宽度相同。该排气罩将较轻的纤维从 进料的顶部吸出。排气罩的高度超过流化床， 吸气量可以调节， 以控制纤维捕获速度。 0022 初级筛选和纤维清除机构 6 包括第二阻挡楔块。尽管当颗粒流遇到第一阻挡楔块 时大部分纤维被清除， 另外的纤维吸出发生在第二阻挡楔块。被初级筛选和纤维清除机构 6 吸出的纤维输送到单位旋风分离器和袋式集尘室 9。单位旋风分离器和袋式集尘室 9 允 许优化纤维捕获速度和最小生产损耗。 0023 通过初级筛选和纤维清除机构 6 的筛网的颗粒传送到二次粒化机构 7。二次粒化 机构 7 在优选实施例中是与初级粒化机构 3 相同的装置。类似地， 橡胶颗粒在二次粒化机 。
30、构 7 的加工类似在初级粒化机构 3 的粒化过程。因此依靠在静止和转动挡板之间颗粒的粒 化在大气压力和环境温度下进行。离开二次粒化机构 7 的产物循环回到初级筛选和纤维清 除机构 6， 重复前面提到的程序。 0024 在本发明的又一优选实施例中， 使用了与预加工橡胶颗粒箱 8 中橡胶颗粒产品相 同的橡胶颗粒产品。 卖主提供的满足本发明的工艺和装置的操作人员提出的规格要求的等 同产品用袋运送到预加工袋式进料箱 11， 该进料箱基本等同于箱 8。 0025 从箱 8， 箱 11 或这两者输出的产品输送到第二铁质金属和纤维清除机构 30。第二 铁质金属和纤维清除机构 30 在一优选实施例中通过将橡胶。
31、颗粒流放置在筛网表面， 进行 搅动以分离颗粒。磁鼓， 最好是稀土磁性材料鼓， 提供了很强的铁质金属吸力， 吸出铁质金 属颗粒。 同时， 搅动使得非金属颗粒上升到筛网传送带表面上， 较小密度的纤维颗粒分离到 较大密度的橡胶颗粒上面， 使得较高的低密度纤维颗粒容易从较低的高密度橡胶颗粒通过 吸气分离和清除。吸出的纤维传送到纤维旋风分离器和袋式集尘室 9。 0026 橡胶颗粒清除纤维的要点通过下面的发生在第三纤维清除机构 32 的工艺步骤来 指出。第三纤维清除机构 32 最好使用离心分离器。通过第二纤维清除机构 30 进行了铁质 金属和纤维清除的颗粒引入圆柱形筛网容器， 其中设有叶轮。 当叶轮旋转，。
32、 产生的离心力使 得希望的小颗粒通过筛网， 并在装置的底部排出。被阻挡的过大尺寸的颗粒和纤维不能通 过筛网， 通过单独的管路排出。 0027 这样加工的橡胶颗粒流传送到储存箱10， 其设有计量排放， 提供了受控流体。 储存 说 明 书 CN 102285023 A CN 102285033 A4/6 页 9 箱10的计量橡胶颗粒流输送到至少一个冷却机构12。 在图示的优选实施例中， 使用了两个 平行的相同的冷却机构 12 和 12， 增加了生产能力。 0028 冷却机构 12 的特征是能够严格控制进行处理的橡胶颗粒的温度。该控制通过控 制冷却剂， 最好是低温流体， 来实现。优选的低温流体是液体。
33、氮。还可以使用液态惰性气 体， 如液态氩、 氖或氦。然而由于液态氮在大气压力下具有非常低的温度， 可以较低的成本 容易制取， 具有比液态惰性气体优越得多的成本优势。 但是在特定情况下， 可使用液态惰性 气体。 0029 低温流体， 通常是液态氮， 通过喷嘴、 端口， 歧管或类似机构以可控体积流量输送 到圆柱形容器 13。液态氮大致在入口和出口端之间的中点引入圆柱形容器 13。如热传输 技术领域的技术人员都知道的， 通过循环使用冷蒸发氮气可使冷却效率最大化， 冷蒸发氮 气来自冷却橡胶颗粒期间加热的与从储存箱10计量引入橡胶颗粒流同时进入容器13的入 口端的液体氮。预冷却使得液体氮初级冷却的橡胶颗。
34、粒流的最终冷却具有更高的效率。 0030 来自储存箱 10 的橡胶颗粒流传送到旋转的螺旋推运器 14， 橡胶颗粒流如图中的 橡胶颗粒流 16 所代表， 其速度和橡胶颗粒保持在冷却机构 12 的时间受到控制搅动速度的 变速转子 15 的控制。因此， 控制橡胶颗粒进料速率， 转动螺旋推运器的转子速度和低温流 体体积流量的组合使得可控制离开冷却机构 12 的冷却橡胶颗粒的温度。如图所示， 冷的蒸 发氮气 18 循环回到圆柱形容器 13 的入口， 与橡胶颗粒流 16 同时流入。 0031 冷却机构 12 连通到研磨机构 20， 其设置在圆柱形容器 13 的下游端的下游。冷却 机构12和研磨机构20配合。
35、， 使得离开圆柱形容器13的精确和希望数量的冷却橡胶颗粒19 流进入研磨机构 20。 0032 研磨机构 20 提供了对进行粉碎橡胶的颗粒尺寸分布的严格控制。研磨机构 20 包 括外翻转锥体 22。外翻转锥体 22 的内表面 23 是锯齿状的， 可用作一般的冲击研磨机的反 弹表面， 对应于一般的冲击研磨机的冲击表面的是翻转的锥形表面 24， 其上设有多个切割 刀具 25。通过转子 27 冲击表面 24 可旋转， 如箭头 26 指示的旋转。控制橡胶颗粒尺寸分布 可通过调节外翻转锥体 22。外翻转锥体 22 可如箭头 29 所示上升和下降。外翻转锥体 22 上升可增加旋转刀具 25 和外翻转锥体 。
36、22 的锯齿表面 23 之间间距。因此取决于希望的颗 粒尺寸范围， 外翻转锥体 22 可向下移动得到更小尺寸的橡胶颗粒。很明显， 向上移动外翻 转锥体 22 将导致较大的橡胶颗粒尺寸。 0033 操作中， 从冷却机构 12 排出的冷冻橡胶颗粒 19 进入研磨机构 20 的顶部， 在冲击 表面 24 的刀具 25 和外翻转锥体 22 的锯齿表面 23 之间下落。冲击表面的转子 27 以希望 的转速带动冲击表面 24， 对刀具 25 和锯齿刃 23 之间的橡胶颗粒研磨。 0034 在上面讨论的和如图所示的优选实施例中， 研磨机构 20 是锥形的。研磨机构 20 的结构材料设计成可在低温条件下工作。。
37、 在优选实施例中， 外支架是铸造金属合金， 可抵抗 低温操作条件。外翻转锥体 22 是可液动取下的， 以便进行清洁， 正常维修和紧急修理。在 优选实施例中， 冲击表面 24 的旋转速度大约为 1800RPM。设置在锥表面 24 的刀具 25 最好 是 C 形， 与外翻转锥体 22 的内表面 23 上的锯齿互补。刀具 25 可取下， 进行磨刀和更换。 0035 研磨机构 20 的操作从引入进料， 如冷却的橡胶颗粒， 开始， 进料通过研磨机构 20 的顶部进入， 马上冲击一系列的顶部冲击表面24的水平刀具25。 当橡胶颗粒流在研磨机构 20 以更高的圆周速度向下流时， 橡胶颗粒继续减少颗粒尺寸， 。
38、因为表面 24 的水平排列的刀 说 明 书 CN 102285023 A CN 102285033 A5/6 页 10 具 25 的数量沿向下的方向增加。橡胶颗粒流最后从研磨机构 20 的底部排出。 0036 如上所述， 在优选实施例中， 为了增加产量， 本发明的工艺和装置可包括平行的相 同冷却机构。在该优选实施例中， 如图所示， 设置了平行的研磨机构 20， 其与平行的机构 20 相同。在这个优选实施例中， 冷却机构 12 的橡胶颗粒输送到研磨机构 20， 如同冷却机 构 12 的橡胶颗粒产品 19 输送到研磨机构 20。无论是使用一个或两个冷却机构和研磨机 构， 研磨机构 20 或 20 。
39、的橡胶颗粒产品都传送到干燥机构 35。 0037 干燥机构35主要是将研磨机构20在研磨操作中产生的橡胶颗粒产品的温度提高 到环境温度。在优选实施例中， 干燥机构 35 是旋转干燥器， 带有夹带气体的机构， 最好是空 气， 用于清洗干燥的橡胶颗粒产品。该清洗作用是搅动橡胶颗粒和纤维， 通过搅动纤维， 较 小密度的纤维从橡胶颗粒分离。另外， 该纤维传送到纤维旋风分离器和集尘室 9。 0038 最后铁质金属和第四纤维清除机构 50， 用于清除铁质金属和纤维， 设置在干燥机 构35的下游。 铁质金属清除机构50， 可接收干燥机构35的干燥的橡胶颗粒产品， 设置在紧 靠干燥机构 35 的下游。在优选实。
40、施例中， 铁质金属清除机构 50 具有稀土材料鼓状磁体的 形式。 0039 在这个工艺步骤， 干燥的橡胶颗粒最好在振动的筛网上与铁质金属颗粒分离， 从 而金属颗粒吸到磁鼓而清除。同时， 筛网的振动导致了较小密度的纤维与较大密度的橡胶 颗粒的密度分离。这样分离的纤维转移到纤维旋风分离器和集尘室 9。 0040 另一个纤维分离在上面的纤维清除步骤的后面即刻进行。 该处理步骤由第五纤维 清除机构 60 进行。纤维清除机构 60， 在优选实施例中， 涉及将无铁质金属的橡胶颗粒传送 到离心分离器， 其中存在于橡胶颗粒流的纤维清除并传送到纤维旋风分离器和集尘室9。 离 心分离器具有与第三纤维清除机构 32。
41、 的离心分离器相同的设计和类似的操作。 0041 上面的介绍指出了多次， 本发明的制造粒状和粉状橡胶的工艺和装置包括从橡胶 颗粒产品流清除纤维。 所述领域的技术人员可理解， 本发明的关键就在于清除纤维， 以便成 功制造橡胶产品， 尤其是轮胎。因此， 基于这个原则， 本发明的工艺和装置的最后步骤是筛 选工艺步骤， 还涉及到纤维清除。 0042 首先进行的最后筛选操作是将纤维清除机构 60 出来的橡胶颗粒产品转移到双层 筛选机构 65。双层筛选机构 65 包括筛选器， 去除过大尺寸的颗粒， 以满足粒状和 / 或粉状 橡胶购买者的要求。一般地， 未通过美国筛目 No.40 的颗粒过大不能用于粒状橡胶。
42、。因此， 在优选实施例中， 筛网设有美国网目 No.40。未通过该网目的颗粒循环回到储存箱 10， 进行 再加工。 0043 通过美国筛目 No.40 的橡胶颗粒传送到最后的三层筛选机构 70。实际上， 在优选 实施例中， 提供了两个这样的筛选机构。在附图中第二个三层筛选机构用 70 表示。 0044 三层筛选机构 70 可分离颗粒尺寸接受范围内的橡胶颗粒， 以形成粒状和粉状橡 胶。因此通过设置粗筛网于细筛网的顶部可得到三种不同颗粒尺寸的产品， 这是本发明的 工艺和装置的产品。 0045 在优选实施例中， 顶层产品由未通过顶层粗筛网的橡胶颗粒构成， 颗粒尺寸小于 美国筛目 No.40 但大于美。
43、国筛目 No.80， 筛目 No.80 是用于三层筛选机构 70 的优选的粗颗 粒尺寸筛网。通过管路 71 和 71， 如果其存在， 产品传送至储存箱 75。传送至储存箱是通 过气动机构来实现， 如同上面讨论的其他两种产品的传送。 说 明 书 CN 102285023 A CN 102285033 A6/6 页 11 0046 三层筛选机构 70 的第二种中间橡胶颗粒包括通过粗筛网但尺寸过大未通过更细 筛网的颗粒。在优选实施例中， 更细筛网是筛目为美国 No.140 的筛网。因此被更细筛网阻 挡的颗粒通过管道机构 72 和 72， 如果有的话， 传送到储存箱 78。储存箱 78 储存该橡胶颗 。
44、粒， 其颗粒尺寸范围为通过美国筛目 No.80 但未通过美国筛目 No.140。 0047 第三种橡胶颗粒尺寸产品， 代表粉状橡胶， 包括通过更细筛网， 筛目为 No.140 的 筛网， 的橡胶颗粒。橡胶颗粒用 -140 表示， 是气动传送的， 通过管路机构 73， 和 73， 如果有 的话， 传送到储存箱 80。 0048 还要讨论纤维清除， 纤维从三层产品通过吸力清除， 排出到管路机构， 到达纤维旋 风分离器和集尘室 40。 0049 应当指出， 储存箱75， 78和80可设置装袋和称量机构(未显示)， 以便运送到这些 产品的购买者。 0050 上面给出的实施例是用来说明本发明的范围和精神。对于所属领域的技术人员， 很明显， 除这些实施例外， 还有其他的实施例和示例。 这些其他的实施例和示例都在本发明 的范围内。因此， 本发明应当只受到所附权利要求的限定。 说 明 书 CN 102285023 A CN 102285033 A1/2 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102285023 A CN 102285033 A2/2 页 13 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102285023 A 。