浅谈再生胶机械脱硫方法的工作原理

杜 健

（沈阳工业大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110000）

我国已发展成为橡胶工业的大国，橡胶的使用量非常巨大，因此每年产生的废旧橡胶量也在不断地增长[1]。橡胶废弃后在自然环境下很难降解，废弃橡胶已经成为一种黑色污染。由于自然资源日趋减少和能源相对紧缺，考虑可持续发展的大环境，废橡胶的回收利用具有明显的现实和深远的未来意义。

废橡胶的再利用方法一般是制成再生胶[2]。再利用过程就是：在温度、机械作用和再生剂的化学与物理作用等的综合作用下，使硫化胶网络发生破坏并最终降解，因此再利用过程也称之为脱硫过程。废弃橡胶粉碎后，胶粉没有脱硫之前是蓬松的，没有粘合性，胶粉只有经过脱过硫的才有可塑性，才能粘合在一块。在再生胶脱硫行业，我国普遍采用高温高压动态脱硫法，该法存在劳动强度大、高能耗，并且伴有大量废水废气排放等问题。因此，科研人员不断探索新的再生胶脱硫技术。

1 双螺杆常压连续脱硫机

使用双螺杆常压连续脱硫机对再生胶脱硫是研究人员提出的一种新方法，通过改变挤出机螺杆的构型，使之能够达到废旧橡胶脱硫所需的强剪切力，相比于其他脱硫工艺，高效，污染小，能耗低等是它的优点。下面是一种市场常用的双螺杆连续脱硫设备。如图1。

废弃橡胶，如轮胎等，经过机械粉碎之后，成为胶粉原料，通过进料口进入主机，主机是五组双螺杆组成，胶粉在双螺杆的压力和剪切力的作用下，达到脱硫的效果，最后经过出料口排出。

2 双螺杆的结构与分类

双螺杆有以下两种类型，如图2。

根据螺杆的旋转方向的不同，双螺杆可以分为异向旋转和同向旋转两大类[3]。如图3。

根据啮合方式，双螺杆还可以分为：如图4。

3 再生胶向前输送原理

非啮合双螺杆不能形成封闭的型腔，所以无正位移向前输送条件。所以此处主要讨论反向全啮合双螺杆的向前输送胶粉原理。在两根螺杆啮合处，一根螺杆的螺纹插入另一根的螺槽中，形成C形小室。当螺杆旋转时，C形小室轴向前移，这样C形小室里的胶粉在螺纹推力的作用下向前移动。

胶粉封闭在C形小室，不能互相混合，所以设计啮合螺纹时C形小室要存在通道。胶粉流量的大小与通道大小、胶粉压差、螺杆转向、胶粉粘度等有关。

4 自洁性

双螺杆对胶粉有强制输送的特点，即使螺槽没有填满，其输送速度也基本保持不变，不易产生局部积料。反向旋转的双螺杆在啮合处螺纹与螺槽的速度方向相同，存在速度差，可以相互擦离粘附在螺杆上胶粉，这样螺杆得到自洁。同向旋转的双螺杆在啮合处螺纹与螺槽的速度方向相反，对啮合区胶粉的剪切速度和剪切力较大，因此可以刮去粘附在螺槽的胶粉，其自洁性比反向旋转双螺杆效果更好。

由于胶粉的塑性，其很容易粘附在螺槽中，如果滞留时间过长，不但引起再生胶质量下降，而且产生反压力，迫使螺杆变形，因此应及时对积料清除。现在常用的清除积料的方法有加刮板，科研人员正研究设计一种更方便的方法。

5 结语

随着原油价格的不断上涨，新轮胎成本水涨船高，而废旧轮胎翻新则将这一成本大大降低，实现了黑废变金。本文介绍一种再生胶机械脱硫设备的工作原理，节能环保，适合可持续发展的理念，为研发人员和投资者提供帮助。

［1］梁诚.橡胶再生技术研究进展[J].橡胶科技市场，2006，15:14-15.

［2］沈俊龙，黄宏波，李晓.橡胶的再生及利用[J].弹性体，2001，11（2）:53-56.

［3］北京化工大学，华南理工大学.塑料机械设计[M].北京：北京轻工业出版社，1984.