硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂、脲醛树脂、聚酯树脂等是一类脆性塑料，一旦受到压缩力、冲击力的作用，极易脆裂破碎成小块，对于这类塑料采用压缩式或冲击式破碎设备即可轻松实现破碎。
对于在常温下就具有较高延展性的韧性塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、ABS塑料等薄膜和丝、片状物，它们受到外界压缩、折弯、冲击等力的作用，一般不会开裂，难以破碎，不宜采用脆性塑料所使用的破碎设备，只适宜采用剪切式破碎设备．由于破碎过程中摩擦发热使塑料粘刀、破碎后因塑料的韧性易堵塞筛孔造成排料不畅等问题，使得这种破碎机在结构上必须采取相应的措施来确保破碎工作的稳定高效进行。
笔者针对有较高延展性的韧性塑料膜片的破碎原理和机器结构进行了研究，设计了一种膜片破碎机，使用效果良好．
1、塑料膜片的特点
废旧塑料膜片主要来源于各种包装膜、农用地膜、棚膜、扁丝编织袋、扁丝编织布等．制造薄膜的塑料有聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等，为热塑性材料，一般薄膜的厚度大约在0.01～0.08 mm左右，有良好的韧性，耐冲击不易锤击破碎，必须采用高速剪切的方式才能获得碎小的片、丝，以方便后续的回收利用，
对废旧塑料膜、丝、片进行破碎加工主要存在以下三个方面问题：①由于塑料薄膜、废丝体积大质量轻，呈大块、长条和团状，蓬松缠绕，破碎后每lm3仅重30 kg左右，因此喂入困难，排料也不顺畅，影响生产效率；②塑料膜片薄软，刀片在切割中易发热，工作时间稍长即发生粘刀现象，以致不能连续工作；③破碎作业时出料口易产生大量粉尘，造成工作环境污染，而且废旧塑料中常带有泥土、病菌，操作人员在此环境中工作，对健康很有害．
要实现塑料膜片的高效和连续可靠破碎，破碎机必须从原理和结构上采取合理的措施才能达到喂料顺、破碎快、排料畅、无粉尘污染的要求．
2、结构及工作原理
2.1总体结构
为适用废旧塑料膜片回收加工的特殊要求，笔者研制的破碎机采用由破碎主机和排料吸送除尘系统组合而成机组的构造方式。
破碎主机结构如图2所示，进料口在主机上方，设下垂式柔性挡板，防止碎料飞溅，为了安全，进料室设计较深，避免人手伸入触及刀辊，转子为卧式多刀转辊式结构，定刀为两把，固定于机架内部，动、定刀均可方便地进行微调、可重磨，并对动、定刀设量了水冷却系统，防止工作中刀片过热，避免塑料膜粘刀现象．此外在底部出料斗设置去铁去石装置，以利物料的纯净，出料斗侧方有吸料风管用于排料．
与主机配套设有吸送料气力输送系统，由风机、风管和叶片式旋风分离器及除尘布袋组成，该系统与主机底部出料斗用软管道相连，起抽风、出料、气力输送和料尘分离并卸料的作用．膜片碎料从旋风分离器底部排出，粉尘则被布袋收集．
2.2工作原理
废旧塑料膜、丝、片由主机上部进料口手工喂入，经宽而深的进料室下落并切向进入粉碎室，粉碎室内高速旋转的辊子将塑料膜片带动，在辊子上的动刀与机架上的定刀结合处高速剪切、撕裂形成碎条块，细小料从底部开有小圆孔的半圆弧形筛板排出至出料箱，不能穿过筛孔的粗料继续在粉碎室进行多次剪切、撕裂，直至完成破碎，出料箱设有去铁的永久磁铁可以吸住碎料中的铁质杂物，而石块砂子沉落到箱底．出料箱一侧上部为吸风口，碎料由此进入风管经风机至专门设计的旋风分离器卸料，而尾气进入布袋除尘排空，
由于气力吸送系统的作用，进料口、粉碎室和出料室均处于负压状态，有利于顺利喂料、碎料过筛、顺畅排料和避免碎粉、尘土的外逸扩散，有效改善周围工作环境．
3、主要结构方案的确定
3.1进料口和进料室
进料口设在粉碎室的上部，用于人工喂料，同时也是风力系统的主要进风口．对于废旧塑料膜、片、丝状物，形状大小差易大，有缠绕，人工喂料比较可行．为了安全，进料口至粉碎室采取较大的高度，避免人手与粉碎转辊的接触而造成伤害事故．进料室采用大断面尺寸，有利于进料顺畅，另外，进料口设多块柔性下垂的挡板，防止粉碎料往外飞溅．
为了粉碎室的安装、清理和刀片拆卸调整，进料室由转轴与机架连接，可以翻转打开．
3.2破碎室结构
塑料膜、片、丝属于高延展性的韧性材料，不能采用锤击的方法破碎，只能采用高速剪切的方式切碎．经过对比试验，本设计确定了采用多刀转辊结构，如图3所示．转辊直径∮360 mm，长度500 mm，动刀片为直刃，刃角42°，长度125mm，共12片．分四段布置刀片，每段圆周均布3片，相邻两段刀片错开30°．定刀设2片，固定在机架上，动、定刀片均用楔形块固定在刀座上，便于拆装刀片重磨．为了调节刀刃间隙，动、定刀分别设有螺钉调节刀片伸出量．粉碎室下部设半圆形底筛，由厚钢板冲孔制成，孔径中16 mm，底筛与转辊间隙为9mm。
3.3动刀和定刀的冷却
由于塑料膜、片、丝破碎时，刀片高速旋转反复剪切、撕裂物料，因摩擦而不断升温，当温度达到一定时，就会使塑料膜片熔粘其上，薄膜状的塑料比其它形状的塑料遇高温更容易熔粘，刀刃变钝，以致不能正常工作．为此在设计中，对动刀和定刀设置了循环水冷却系统，对刀片实施降温，控制升温过热，有效避免粘刀现象，使设备稳定工作有了保证，
动刀和定刀的水冷却系统结构如图4所示，定刀座和动刀座均设有冷却水通道，由于动刀处于高速旋转中，水道结构较复杂，转辊轴设计为空心结构．转辊动刀座水道由轴右端部进入，通过中心不动的芯管引入至轴左端内腔，水流向周围扩散，吸收动刀传来的热量，之后汇集从环形间隙流至右端水腔，从排水嘴排出．轴右端与水腔内壁之间采用机械密封．
刀片的水冷却系统流程：外置水箱一循环水泵一定刀座水道一转辊动刀座水道一外置水箱，水流量3～5m3/h.试验证明水冷却系统对动、定刀冷却效果良好，有效避免了粘刀问题．
3.4出料箱
出料箱设在底筛下部，收集破碎的物料，并导入气力输送系统．
废旧塑料膜、编织袋等物料中往往存在一些铁丝、铁钉及泥土、砂石，在破碎前应尽量清除，减少对刀片的破坏，但难有合适的机械方法，只能人工清理，不可避免会有部分进入破碎机，所以破碎料中必然会存在一些铁、石杂物，为了有利于破碎料的后续加工利用，设计中我们给出料箱附加了去铁和去石两项功能．
去铁装置为抽屉式结构，设在出料箱上部，内装多个条形永久磁铁，破碎料从磁铁间隔通过，铁质杂物即被磁铁吸住，可定期抽出清除，起到除铁作用，
去石装置即出料箱下部设一较大空间，气流夹带破碎料在其上部流动折向，砂石粒由于重力作用而沉人底部不被气流带走，可以定期打开底板排除．
3.5吸送系统
采用气力吸送系统输送破碎料，是破碎主机的关键配套设备，该系统由吸送风管，风机、旋风分离器和除尘布袋组成，
废旧塑料膜片、编织袋、废丝破碎时，由于处理料形状不规整，破碎后密度小，Im3仅30 kg左右，出现喂入困难和排料不畅的现象，大大影响了生产率．此外，由于废旧塑料膜（农用地膜、棚膜等）、塑料袋、编织袋等作为待处理的垃圾常常有不少尘土、病菌，破碎时，出料口易产生大量粉尘，使周围环境恶化，操作工人极易受病菌感染，危害健康．
由于采用了气力吸送除尘系统，在破碎机进料口、主机内部及出料口处形成负压，产生内部吸力，处理料容易喂人，破碎料容易穿过筛孔，粉尘不会外逸，从而有效解决了进排料不畅的问题和粉尘污染问题．同时，大量冷空气从粉碎室流过，对刀片也起到冷却作用．
该系统从破碎机排料口吸出破碎物料及灰尘在封闭状态下经管道输送到旋风分离器实施料气分离，尾气再经布袋除尘后排出．取系统风量3 400 rr13/h，风压1.8 kPa.旋风分离器采用多叶片式芯筒结构，有利于低密度的丝片碎料与空气的分离，布袋由多个组成布置在分离器之后．在设备布置中将主机与辅机以墙相隔，以进一步改善主加工车间的工作环境．
4、主要技术参数
1)破碎能力 ≥450 kg/h
2)动刀转辊尺寸φ360 mm×500 mm
3)动刀数量 12片
4)定刀数量 2片
5)系统风量 3 400 m3/h
6)装机容量 21.5 kW
7)粉尘浓度 ≤10 mg/m3
5、结论
对有高延展性的韧性薄膜和丝、片状塑料采用高速剪切方式破碎是可行而有效的，对刀片冷却是确保破碎工作稳定进行所必需，设计的定刀、动刀的循环水冷却系统，可实现对刀片的冷却降温，避免了塑料膜的剪切摩擦升温而粘刀的问题．作为配套，采用气流吸送系统，使进料口、破碎室和出料口处于负压状态，产生内部吸力，处理料容易喂入，破碎料容易穿过筛孔，粉尘不会外逸，可有效解决了进排料不畅和粉尘污染问题，同时，大量冷空气从粉碎室流过，对刀片也起到冷却作用。
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