CN101293459A - 一种超音频电磁辊筒节能加热装置 - Google Patents

Abstract

一种超音频电磁辊筒节能加热装置，包括中空的辊筒、电磁感应加热器，其特征在于：电磁感应加热器可相对辊筒转动的设在辊筒内，并且电磁感应加热器与辊筒之间留有空隙。本发明对照现有技术的有益效果是，由于采用电磁感应技术，因此消除了导热油循环加热的方式的滴漏现象，不会产生油雾，也不会影响工作环境，因此大幅提高了生产效率，同时也更加环保；并且，如果传统的导热油加热需要大约36kW的加热功率，那么采用电磁感应加热器只需要大约10kW的加热功率，因此大幅降低了能耗，降低了生产成本，并且由于控温精度可达到±0.5℃，因此能够更好的保证产品的质量。

Description

一种超音频电磁辊筒节能加热装置

技术领域

本发明涉及一种镭射模压机，更具体地说涉及一种超音频电磁辊筒节能加热装置。

背景技术

传统的镭射包装膜制造方法是：采用配料、涂布、模压、镀铝、背胶、分切、分卷等工艺步骤。其工艺过程是，首先将树脂及染料用分散机混合成镭射涂料；然后将混合好的镭射涂料用涂布机涂在待加工的PET聚酯薄膜上，并烘干；再用模压机压印图案在上述涂层上；将模压完毕的涂布膜送真空镀铝机上镀铝；将镀铝后的铝面上涂热熔底胶，并烘干；然后切去两边空余边料，按照用户要求分卷成不同长度的产品。

在模压工序中，模压机采用单版辊一次压纹工艺技术，它在放卷装置和收卷装置之间只设置一个模压工位，该模压工位包括版辊、衬辊、压辊，衬辊夹在版辊和压辊之间，版辊设有循环加热油管道，压辊中设有冷却装置，版辊的两端固定安装在机架上，压辊和衬辊两端的支座分别安装在水平导轨上，使压辊可压向衬辊，衬辊可压向版辊；推压机构连接到压辊两端的支座，推压机构一般采用油缸。在压印开始前，必须将预先刻蚀有镭射图纹(也可称为激光全息图纹)的金属模压版卷贴在圆柱形的版辊上，但卷贴完成后不可避免地存在模压版接缝，所以利用传统模压机生产出来的镭射模压薄膜产品，会因为金属模压版接缝的存在而在薄膜产品出现上版缝，因此对后续的镭射图案印刷工序产生很大的不利影响：如果想在印刷过程避开版缝则需要专门的昂贵设备和复杂的印刷工艺；如果在印刷过程不对版缝问题进行处理则会有部分印刷图案印在版缝上产生坏片，只能采用裁切的方法把这部分坏片裁切掉，因此会产生10％～20％的印刷品废品率，这给使用镭射包装膜的印制企业带来巨大的材料浪费，增加了印制企业的材料成本。由于现有技术中的镭射包装膜都是含有版缝缺陷的，所以印制企业无法采用生产成本相对低的凹印设备。

为了解决上述问题，人们对现有的激光全息模压机进行了改进，其工作原理简述如下：在压印版辊辊面设计一道宽度为12mm左右的低温区，温度控制在100℃以下。贴版时注意把版缝对准低温区的中线，而压印版辊其余部分表面控制在200℃左右，当薄膜经过第一模压准压后会产生一道12mm左右的版缝(薄膜须在一定温度200℃左右和压力下才能产生镭射效果)，通过光电眼的检测和PLC的计算，控制第一模压工位的版缝和第二膜压的版缝错开180°，这样第一模压工位的版缝在第二模压工位完成压纹信息。而第一模压工位的版缝由于控制在低温区薄膜上，压不出版缝来，无版缝激光全息薄膜便经过这样叠版挤压的方式生产出。采用这种技术，可以实现了激光全息包装膜的无版缝生产，大幅减少了材料的浪费，降低了印制企业的材料成本；并且生产出的无版缝激光全息包装膜产品，可采用生产成本相对低的凹印设备，降低印制企业的生产成本。

如中国专利文献CN101077620“无线版缝镭射包装膜的制造方法”公开了一种无线版缝镭射包装膜的制造方法，所述模压工序按照如下步骤进行：步骤一，在导辊与收卷部之间增设安装一套压辊和冷热辊，所述冷热辊包含高温区及冷却区，在冷热辊的外表面包覆安装版面，使版缝对准冷却辊的冷却区中心位置，并且使冷热辊上的版缝位置相对热辊上的版缝位置保持一百八十度安装位置；步骤二，将放卷部上的涂布膜通过导辊进入压辊及热辊接触部进行第一次模压，经冷却辊冷却，并经导辊进入压辊及冷热辊接触部进行第二次模压，经冷却辊冷却，并经导辊至收卷部，整个模压过程中保持冷热辊上的版缝位置相对热辊上的版缝位置保持一百八十度运行位置不变。

而中国专利文献CN101134390“激光全息模压机和激光全息模压工艺”也公开了类似的技术方案，同样是通过两次模压，利用第二次模压，将第一次模压产生的版缝消除。

在上述技术中，第二次模压的压印版辊经过特殊的工艺处理，使版辊表面能够产生两种温度，一种是能使塑料薄膜经过压印后产生镭射效果的高温区(大约200℃左右)，一种是压印后不能产生镭射效果的低温区(大约100℃左右)。

而传统的辊筒加热有两种方式，一种是采用导热油循环加热，一种是采用远红外电热管幅射加热。电热管幅射加热由于加热控制过程中，电热管本身积存大量热能而产生的热惯性过大，造成辊筒表面温度波动超过±3℃，不能适应生产的工艺要求。导热油循环加热，辊筒表面温度可控制在±1℃左右，一般可满足生产工艺要求(上述中国专利文献CN101077620就是采用这种技术)。但由于导热油循环加热的形式，必须经过较长的管道输送，再通过旋转接头把导热油导入到辊筒内腔，滴漏的现象很难杜绝，长距离的输送又产生大量的热能消耗(导热油加热需要大约36kW的加热功率)。由于激光镭射薄膜的生产需要洁净度很高的工作环境，而导热油循环加热的方式难以消除滴漏现象，因此产生的油雾会影响工作环境，在一定程度上制约了生产量的发展。

发明内容

本发明的目的是对现有技术进行改进，提供一种超音频电磁辊筒节能加热装置，可以保证辊筒表面温度的精确控制，并且没有滴漏现象，大幅降低能耗，采用的技术方案如下：

本发明的一种超音频电磁辊筒节能加热装置，包括中空的辊筒、电磁感应加热器，其特征在于：电磁感应加热器可相对辊筒转动的设在辊筒内，并且电磁感应加热器与辊筒之间留有空隙。由于实际工作过程中，辊筒必须要转动，因此有两种情况，可以使得电磁感应加热器不动，由于辊筒转动，因此电磁感应加热器相对辊筒转动；另一种方案，电磁感应加热器也转动，其转动的方向最好与辊筒的转动方向相反，这样可以加快辊筒切割磁力线的速度。如果电磁感应加热器转动的方向与辊筒的转动方向相同，会降低辊筒切割磁力线的速度，因此一般不采用这种方案。

为了能够在辊筒外表面产生低温区，所述辊筒内侧壁上镶有隔磁块。

一种较好的方案，电磁感应加热器不动，而中空的辊筒转动，其结构为：所述超音频电磁辊筒节能加热装置还包括左端轴、右端轴，右端轴开有轴向延伸的通孔，左端轴、右端轴的插入端分别从辊筒的一端插入辊筒内，从而形成辊筒内腔(就是左端轴、右端轴的插入端与辊筒之间的空间)，电磁感应加热器设在辊筒内腔内，电磁感应加热器的一端可转动的固定在左端轴插入端上，电磁感应加热器的另一端穿过右端轴的通孔伸出右端轴外。电磁感应加热器不与辊筒内侧壁接触，最好也不直接接触左端轴、右端轴，避免相互之间产生滑动摩擦，造成过大的磨损。

为了让电磁感应加热器与左端轴之间、电磁感应加热器与右端轴之间均能够自由的相对转动，减少相互之间的摩擦，所述电磁感应加热器一端通过轴承固定在左端轴插入端上，另一端通过轴承固定在右端轴通孔内侧壁上。

为了准确地监测辊筒的温度，以便对辊筒的温度进行精确的控制，所述辊筒上设有热电偶，右端轴外侧面上设有旋转接头，热电偶与旋转接头电连接。辊筒表面温度由电热偶通过旋转接头反馈到控制器，控制器再根据温度的高低对进行电磁感应加热器进行控制，调节辊筒的温度。

为了能够在辊筒外表面产生宽度大约为12mm的低温区，所述隔磁块的宽度范围为6-15mm，较佳的宽度范围为10-12mm。隔磁块的宽度由使用者根据辊筒的大小、辊筒的壁厚、低温区的大小等因素来确定，上述宽度范围是经过实验获得的比较合理的范围。

所述隔磁块采用KN纳米孔阻隔材料，阻隔效率达到60％。

所述电磁感应加热器产生的超音频的频率范围为18-80KHZ。

为了便于辊筒转动，所述左端轴、右端轴外侧面均设有轴承座。

由于版辊的加热采用电磁感应技术，把电磁感应加热器安装在辊筒内部，而辊筒内侧镶有一块隔磁块，隔磁块对磁场有一定的阻隔作用，当电磁感应加热器工作时，电磁感应加热器产生的超音频电磁场对辊筒产生感应加热，使辊筒表面均匀地达到设定的工艺温度；通过控制可使辊筒表面温度控制在200℃左右，控温精度可达到±0.5℃，而辊筒局部地方的镶块因对磁场有阻隔作用，使其没有产生感应，从而使辊筒局部宽12mm地方的温度控制在100℃左右，这样在辊筒表面产生高低两个温区。

本发明对照现有技术的有益效果是，由于采用电磁感应技术，因此消除了导热油循环加热的方式的滴漏现象，不会产生油雾，也不会影响工作环境，因此大幅提高了生产效率，同时也更加环保；并且，如果传统的导热油加热需要大约36kW的加热功率，那么采用电磁感应加热器只需要大约10kW的加热功率，因此大幅降低了能耗，降低了生产成本，并且由于控温精度可达到±0.5℃，因此能够更好的保证产品的质量。

附图说明

图1是本发明实施例1的局部剖视图；

图2是图1所示实施例1辊筒的径向剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1、2所示，本实施例中的一种超音频电磁辊筒节能加热装置，包括左端轴1、中空的辊筒5、右端轴7、电磁感应加热器3，辊筒5内侧壁上镶有隔磁块4，右端轴7开有轴向延伸的通孔，左端轴1、右端轴7的插入端分别从辊筒5的一端插入辊筒5内，形成辊筒内腔，电磁感应加热器3设在辊筒内腔内，电磁感应加热器3的一端可转动的固定在左端轴1插入端上，电磁感应加热器3的另一端穿过右端轴7的通孔伸出右端轴7外。电磁感应加热器3不与辊筒5内侧壁接触，最好也不直接接触左端轴1、右端轴7，避免相互之间产生滑动摩擦，造成过大的磨损。

所述左端轴1外侧面设有左轴承座11，右端轴7外侧面设有右轴承座10。

所述隔磁块的宽度为6mm。

为了避免电磁感应加热器3和辊筒5内侧壁摩擦，所述电磁感应加热器3与辊筒内腔之间留有空隙。

为了让电磁感应加热器3与左端轴1之间、电磁感应加热器3与右端轴7之间均能够自由的相对转动，减少相互之间的摩擦，所述电磁感应加热器3与左端轴1插入端连接的一端通过轴承固定在左端轴1插入端上，电磁感应加热器3穿过右端轴7的一端通过轴承固定在右端轴7通孔内侧壁上。

为了准确地监测辊筒5的温度，以便对辊筒5的温度进行精确的控制，所述辊筒5上设有热电偶9，右端轴7外侧面上设有旋转接头8，热电偶9与旋转接头8电连接。辊筒5表面温度由电热偶9通过旋转接头8反馈到控制器，控制器再根据温度的高低对进行电磁感应加热器3进行控制，调节辊筒5的温度。

所述隔磁块4采用KN纳米孔阻隔材料，阻隔效率达到60％。

所述电磁感应加热器3产生的超音频的频率范围为18KHZ。

下面介绍一下工作原理：电磁感应加热器3由耐高温轴承2支承安装在辊筒5中心位置，工作中辊筒5是旋转的，电磁感应加热器3是静止的，电磁感应加热器3产生超音频电磁波切割感应辊筒5，使辊筒5感应发热，辊筒5内侧镶有隔磁材料4，隔磁材料4采用新型特殊诺米材料，有效地阻隔电磁感应加热器3的磁场，从而使辊筒5局部地方不感应发热。电磁加热器3通过超音频控制器调节电磁波的强弱，从而调节辊筒表面的强度。辊筒5表面温度由电热偶9通过旋转接头8反馈到控制器进行调节。辊筒5由左端轴1和右端轴7支承，由滚动轴承座10和滚动座11安装在机架壁板上。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：所述隔磁块的宽度为15mm。

所述电磁感应加热器产生的超音频的频率范围为80KHZ。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：所述隔磁块的宽度为10mm。

所述电磁感应加热器产生的超音频的频率范围为30KHZ。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：所述隔磁块的宽度为12mm。

所述电磁感应加热器产生的超音频的频率范围为56KHZ。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：所述隔磁块的宽度为8mm。

所述电磁感应加热器产生的超音频的频率范围为41KHZ。

以上所述仅为本发明的几个较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的等同变换，均为本发明权利要求范围所覆盖。

Claims (10)

1、一种超音频电磁辊筒节能加热装置，包括中空的辊筒、电磁感应加热器，其特征在于：电磁感应加热器可相对辊筒转动的设在辊筒内，并且电磁感应加热器与辊筒之间留有空隙。

2、如权利要求1所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述辊筒内侧壁上镶有隔磁块。

3、如权利要求2所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述超音频电磁辊筒节能加热装置还包括左端轴、右端轴，右端轴开有轴向延伸的通孔，左端轴、右端轴的插入端分别从辊筒的一端插入辊筒内，形成辊筒内腔，电磁感应加热器设在辊筒内腔内，电磁感应加热器的一端可转动的固定在左端轴插入端上，电磁感应加热器的另一端穿过右端轴的通孔伸出右端轴外。

4、如权利要求3所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述电磁感应加热器一端通过轴承固定在左端轴插入端上，另一端通过轴承固定在右端轴通孔内侧壁上。

5、如权利要求4所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述辊筒上设有热电偶，右端轴外侧面上设有旋转接头，热电偶与旋转接头电连接。

6、如权利要求1所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述隔磁块的宽度范围为6-15mm。

7、如权利要求6所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述隔磁块的宽度范围为10-12mm。

8、如权利要求1所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述隔磁块采用KN纳米孔阻隔材料。

9、如权利要求1所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述电磁感应加热器产生的超音频的频率范围为18-80KHZ。

10、如权利要求1所述的超音频电磁辊筒节能加热装置，其特征在于：所述左端轴、右端轴外侧面均设有轴承座。

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