・９４・ 价值工程 一种新型铝塑分离设备的试验研究报告 Ａ Ｎｅｗ Ｋｉｎｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔ 王宁宁Ｗａｎｇ Ｎｉｎｇｎｉｎｇ （河北交通职业技术学院，石家庄０５００９１） （Ｈｅｂｅｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００９ ｌ，Ｃｈｉｎａ） 摘要：铝塑板的铝箔和塑料是由粘合剂粘在一起的，由于铝和塑料具有不同的曲张系数，在外力和高温作用下，铝塑板的铝箔和塑料发生不 同程度的变形而产生空隙，热水进入空隙后，粘合剂便会失效，从而实现铝塑分离。根据这一发现，发明了可以使塑料板强制有效弯折的“蠕变结 构”，进而成功设计了“蠕变式铝塑分离设备”。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｌａｓｔｉｃ ａｒｅ ｇｌｕｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｂｙ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃ ｈａｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｌｌｃｏｓｅ ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ，ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ—ｐｌａｓｔｉｃ ｐｌａｔｅ，ａｌｕｍｉｎｕｍ ｆｏｉｌ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃ ｗｉｌｌ ｔａｋｅ ｐｌａｃｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅ ａｎｄ ａｐｐａｒｅｎｃｅ ｓｐａｃｅ，ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｗｉｌｌ ｅｎｔｅｒ ｉｎｔｏ ｓｐａｃｅ，ｔｈｅｎ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ ｗｉｌｌ ｏｕｔ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ，ｔｈｕｓ ｒｅａｌｉｚｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ｔｈｉｓ ｉｎｄｉｆｎｇ．ｐｅｏｐｌｅ ｉｎｖｅｎｔｅｄ‘’ｃｒｅｅｐ ｓｔｕｃｔｒｒｅ”ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｍａｋｅ ｐｌａｓｔｉｃ ｃｏｍｐｕｌｓｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｋｉｎｋｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｄｅｓｉｇｎｅｄ”ｃｒｅｅｐ ｔｙｐｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ—ｐｌａｓｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ”． 关键词：铝塑板；粘合剂；沸水；机械强制有效弯折；蠕变结构 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ－ｐｌａｓｔｉｃ ｂｏａｒｄ；ａｄｈｅｓｉｖｅｓ；ｂｏｉｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｆｏｒｃｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｂｅｎｄｉｎｇ；ｃｒｅｅｐ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 中图分类号：ＴＦ８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４３１１（２０１０）１９—００９４一Ｏｌ Ｏ引言 到弧顶的高度称作“弧高”）组成。那么一个弧面到底应该多高、多 近年来，随着我国装饰装修业和广告业的快速发展，各种废弃铝 长？有几个弧面效果最好 围绕这些问题，我们做了大量试验和数据 塑板逐年增多。如何将这些大量废弃铝塑板的铝和塑料成功分离，消 统计分析。试验结果见表３。试验发现，蠕变结构的弧面如果太凸， 除污染，变废为宝，成为摆在社会面前的一个新课题。目前，社会上现 则铝塑板的破碎率太高，从而无法实现铝塑分离；如果弧面过大，虽 有的铝塑板分离设备基本分为两大类，一种是将铝塑板粉碎然后利 然铝塑板破碎问题解决了，但分离率会大幅下降。弧面的最佳数值 用静电分离铝和塑料的分离机，另一种是滚筒式搅拌分离设备，我们 应为半径２１ｍｍ，弧高５ｒａｍ。找到了蠕变结构最佳的弧面，那么几个 的选题，就是力图克服以上两类设备的不足，研究发明一种既结构简 弧面组合分离效果最好呢７试验中，我们发现，６个弧面组合效果最 单，成本低廉，又新颖高效，易被用户接受的新型铝望分离设备。 好，分离率可以达到９５％以上，而破碎率不到５％。 １调查试骚｝地 表１滚筒式铝塑分离机工作效率调查表（以３７千瓦为例 １日处理 用电 用工 用煤 成本 在我国北方一些 ３．２（吨） １３．２（度，吨） ９（人／吨） ０１０（吨，吨） ３０１（元，吨） 地区分布着大量比较 用户１弧 表３蠕变结构弧面大小与铝塑板分离状况对应关系统计表 、 １６ ６ ２８ ６ ２ｌ ５ 落后的滚筒式铝塑分 用户３ ３ ７（吨） １１ ５（度，吨） ８（人ｌＵｇ．） ００７（ｕ，ｇ／ｕ￣ｅ） ２４８（元，吨） 离机，这种铝塑分离 平均值 ３ ７３（吨） １２ ｌ３（度／吨） ８（人，吨） ００８（吨／吨） ２５９（元／吨） 方法既原始落后，又 效率低下。结果见表 用户２ ４ ３ｆ吨】 １１ ７（度／吨） ７ｆ人／吨） ００７ｆ ｕｑ／ｎ￣） ２２８ｆ元／吨） 分离率 破碎率 ５０％以上 ６０％以下 ５％以下 ９５％以上 ５％以下 达不到有效弯折的效果；二是过 皇塑 堡坌妻墨竺 墨 根据生产实际需要，我们决定把成本较低、结构简单、操作方 应，快的击打，热水被挤出后来不及回 塑 《 ’ｌ ！ｌ 便、节能环保、工作效率高做为新型铝塑分离设备的设计目标。 流，达不到使粘合剂失效的效果。— 壁＿＿．竺 竺 ３研究过程、方法、结果与分析 ３．５蠕变式铝塑分离设备的设计及样机的研制研制出核心部 ３．１发现铝塑分离原理在调查滚筒式铝塑分离机时我们发 我们对蠕变式铝塑分离设备进行了设计，主要 现，大量铝塑板在沸腾的水中互相碰撞后出现铝箔和塑基分离现 件蠕变结构设备后，、输出等部分组成，铝塑板先经 象，其实质就是由于铝和塑料具有不同的曲张系数，在外力和高温 由输入、水槽、铝塑分离（蠕变结构）作用下，铝塑板的铝箔和塑料发生不同程度的弯曲变形而产生空 过水槽的预热，然后随输送带进入蠕变结构进行铝塑分离，随后输 出，可连续作业，既节水、节电，又节约人工。 隙，热水进入空隙后，粘合剂便失去效用，从而出现铝塑分离。 ３．６和同类产品的比较与分析根据收集到的有关试验数据，将 ３．２验证铝塑分离原理取－－／Ｊ＼块铝塑板放在沸水中２０秒左 右，用钳子夹住两端，只需轻轻弯折两三次，铝箔和塑料就可以分 蠕变式铝塑分离法和滚筒式、静电式铝塑分离法的工作效率进行了 结果如表５。 离。这说明，滚筒式分离法的实质就是铝塑板互相碰撞而发生有效 对比，日处理 用电 用工 成本 破碎率 ４结论 弯折，从而实现铝塑分离。其中的关键是铝塑板发生有效弯折。 滚筒式 ３＿４（吨） ｌ２（度，吨） ８（Ａ／０￣） ２６０（元） ３５（％） 试验表明，与滚 静电式 １３．３发明“蠕变结构”当弄懂铝塑分离的原理后，我们就把试 ５（吨） １７０（度，吨） ６（人／吨） ３００（元） ’——— 屯） ６（度，吨） ２（Ａ／吨】 ５Ｏ（元） ５ ｃ％） 验研究的重点放在如何用机械的方法使铝塑板强制“有效弯折”上。 筒式和静电式分离 蠕变式 ５—８（Ｄ ①成功发现“蠕变结构”。最初，我们用砖块做模具，在砖块上打磨出 机相比，蠕变式铝塑分离设备在日处理能力、处理效果、工作效率、像正弦波一样的波形面，在沸水中用两块模具上下击打铝塑板，发 用工用电成本等方面都具有明显的优势。在额定功率相同的情况 现有比较理想的铝塑分离效果。我们把这种弧形面称为“蠕变结 下，蠕变式分离设备的日处理能力是滚筒式分离机的２倍，是静电 构”。②“蠕变结构”的数学模型研究。在蠕变结构的模具试验成功 式分离机的３—５倍；按单位处理能力统计，蠕变式铝塑分离设备比 后，我们把研究重点放在了这种蠕变结构的数学模型分析上。我们 滚筒式分离机节电３倍，节约用工４倍，比静电式分离机节电３０ 知道，一个弧形的瓦楞面的大小，由它的弧长和弧高（我们暂且把弦 多倍，节约用工３倍；单位原料处理成本只是滚筒式分离机的 ， 是静电式分离机的１／６。可见，蠕变式铝塑分离方法具有独创性、新 作者简介：王宁宁（１９６７一），女，河北衡水人，工程师，研究方向为电化教育 颖 Ｉ＂ｋ，ｏ实用性，拥有广阔的应用前景。 （电化教学）。 ３．４蠕变结构设备研制与调试蠕变结构的数学模型定型后， 我们委托与有关部门合作开发出了蠕变结构金属部件等机械设 备。在蠕变结构设备的调试中，我们发现蠕变结构上下击打的频率 １。关于静电式铝塑分 与铝塑板的分离率密切相关。试验结果见表４。试验表明，蠕变结构 离机，在调查中发现， 每秒击打６次，铝塑板的分离率最高，随着频率的提高分离率反而 因为购置成本较高， 一是频率太快，在热水中变软 工作效率低下，目前使用静电式铝塑分离机的用户很少。结果见表２。 会下降。我们分析，原因可能有两个：的铝塑板会在瓦楞的弧面形成吸附效 表４蠕变结构上下击打频率 ２试验研究目标 注：依据该试验结果，作者已申请国家发明专利。
