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一种弹性体专用水下切粒机
专利名称：一种弹性体专用水下切粒机，申请号：CN201922468963.5，授权公告号：CN211518149U，2020年09月正式获得国家实用新型专利授权，专利权人为南京科锐挤出机械有限公司。热塑性弹性体TPE、TPU、TPV、SBS、POE等材料具备质地柔软、熔体粘度高、冷却固化窗口窄的材料特性，是改性行业非常重要的一类高分子材料。弹性体造粒一直是后处理工序中的难点，熔体从模头挤出之后温度高、粘性大，如果冷却不及时极易发生颗粒粘连、连粒、抱团结块；同时传统水下切粒设备切刀、高温模头裸露在外，现场操作人员容易发生误触烫伤、割伤等安全事故，设备安全防护不足与冷却效率不足，长期困扰弹性体材料稳定量产。南京科锐挤出机械有限公司针对弹性体物料造粒两大核心痛点，开发本款弹性体专用水下切粒机专利，通过特殊结构设计，同步提升整机安全防护性能与颗粒冷却效率，减少粘粒、连粒不良品产出，适配各类软质弹性体材料连续水下切粒生产工况。
传统通用型水下切粒设备用于弹性体生产时存在诸多先天短板。首先在安全防护层面，普通机型切粒腔体为半开放结构，高速旋转锋利切刀、高温工作模头直接暴露，设备检修、换刀、清理模头残料过程中，操作人员稍不留意就会误触高温模头造成烫伤，或者接触高速切刀出现割伤，存在显著的现场安全隐患。其次弹性体物料对冷却条件十分敏感，弹性体熔体刚挤出模头时温度很高，物料本体软而黏，传统设备冷却水路布局简单，冷却水仅做简单冲刷，颗粒与冷却水热交换不充分，颗粒表层无法快速淬冷固化，颗粒之间互相接触就会粘连在一起，大量出现双联粒、多连粒、抱团料，严重影响成品颗粒外观品质。想要降低粘连不良，只能降低挤出主机生产速度，限制整条生产线产能。另外老式设备缺少密闭腔体结构，弹性体受热析出的油份、小分子助剂挥发直接散逸在车间，既污染生产环境，挥发油气也存在一定安全隐患。部分设备即便增加冷却水流量，但是水流场分布不合理，局部区域水流停滞，冷却效果提升有限，还会造成水循环系统能耗大幅上升，无法从结构层面真正解决弹性体冷却难题。弹性体粘料还容易附着在切刀、腔体内壁，清理维护频次高，频繁开盖进一步放大人员接触危险部件的概率。
该专利弹性体专用水下切粒机，主要包含密闭防护壳体总成、切粒作业腔体、模头安装基座、高速切刀组件、多通道喷淋冷却系统、水循环温控单元、水力输送管路、脱水筛分组件、驱动电机与整机控制系统。本专利核心创新分为两大方向：安全防护结构优化与冷却系统专项升级。安全方面，整机设置全封闭防护壳体，将高温模头、高速旋转切刀整体封闭在切粒作业腔体内部，避免切刀、高温模头直接裸露；壳体设置联锁防护结构，设备运行状态下防护壳体无法随意开启，只有设备停机、切刀完全停转之后才可以打开壳体进行检修换刀、清料作业，从物理结构上杜绝人员误触高温、高速运动部件，大幅提升设备操作安全性能，同时密闭腔体还可以收集弹性体挥发油气，减少车间污染。冷却效率层面针对弹性体物料做专项水流场设计，腔体内部布置多组定向喷淋喷头，冷却水可以从多角度对刚切割完成的弹性体颗粒进行全方位冲刷淬冷，颗粒切割瞬间即被低温水流包裹，加快颗粒表层快速固化定型，有效抑制颗粒互相粘连抱团；水循环单元配套独立温控模块，可以针对不同硬度、不同牌号弹性体精准调节冷却水温，适配TPE、TPU、SBS等多种弹性体物料的冷却工艺需求。冷却水在腔体内形成有序循环流场，带动颗粒快速离开切刀区域进入水力输送管路，避免颗粒在高温模头附近长时间滞留受热复粘。设备模头基座、切刀组件采用快装定位结构，维护换刀、清理模头残料操作便捷，减少设备停机时间。整套设备既可以适配工业化大批量弹性体造粒，也可用于中试实验生产线。
搭载本专利结构的弹性体专用水下切粒机，密闭式防护壳体与安全联锁结构，有效规避烫伤、割伤安全风险，改善车间生产安全条件。多角度喷淋冷却流场设计实现弹性体颗粒切割之后快速淬冷固化，显著降低连粒、粘粒、抱团不良现象，提升弹性体成品颗粒圆润度与颗粒一致性，不需要大幅度降速就可以稳定生产，释放前端挤出主机产能。水循环独立温控可以灵活适配不同弹性体配方，防止部分热敏弹性体因为冷却不当出现性能劣化。设备密闭腔体可以收集加工过程挥发的油份、小分子，改善车间工作环境。切粒腔体、喷淋冷却组件、安全联锁机构全部纳入ISO9001:2015质量管理体系，完成长时间弹性体物料连续造粒耐久测试，验证安全联锁可靠性以及冷却喷淋系统长期运行稳定性。
该专利弹性体水下切粒机，可与公司高扭矩双螺杆挤出机、反应挤出动态排气机构、高产能水下切粒机等专利装备配套使用，组成“喂料‑混炼‑脱挥‑弹性体专用水下切粒造粒”完整弹性体改性成套生产线，丰富从小试微型设备、中试机型到大产能量产设备完整装备矩阵。结合企业机电成套设备电气控制系统生产备案、粉尘处理负压输送辅机环保生产备案、CE欧盟安全认证、出口产品检验备案全套合规资质，本套设备面向弹性体材料生产企业、新材料研发机构，支持成套设备项目交付。南京科锐挤出机械有限公司充分理解弹性体物料高粘性、难冷却的加工特性，兼顾设备生产性能与人身操作安全，不只关注切粒本身，同时从腔体防护、水流冷却场做系统性专项创新，致力于为弹性体改性行业客户提供安全可靠、冷却充分、粘粒少、运行稳定的成套挤出造粒整体解决方案。
