CN102317074A - 压合设备 - Google Patents

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Abstract

一种压合装置，包括：压合辊；适用于从自身向压合辊辐射能量的辐射元件；温度检测装置，适用于检测压合辊表面处的温度；以及处理器，适用于从温度检测装置接收信号以及控制由辐射元件放射的辐射强度，其中：限定了最大预热速率；并且在压合装置的预热阶段期间，由处理器确定压合辊表面处的温升速率，并且如果温升速率小于最大预热速率，那么就增大由辐射元件放射的辐射强度，而如果温升速率大于最大预热速率，那么就减小由辐射元件放射的辐射强度。

Description

压合设备
技术领域
本发明涉及一种压合设备，并且具体地涉及一种能够在相对较短的时间段内预热到其工作温度的压合设备。
背景技术
压合设备被广泛地用于将物品密封在半透明或透明袋内，以使物品能够得以展示和/或储存并保持为被保护以免受污物、湿气等的影响。
大多数常规压合设备的一个问题是当机器最初被打开时，在机器准备好进行压合操作之前需要花费相对较长的时间。这是因为机器中的辊必需要被加热至一定的高温。在常规的压合机中，每一个辊都被部分地围以由某种材料例如铝构成的厚“套管”(shoe)。套管通常通过电阻加热而被加热，然后通过辐射和对流将热能从套管传输至辊。
尽管这种类型的套管已经证明在保持辊处于所需工作温度下这方面是有效的，但是应该意识到使用这种技术的压合机为了使辊达到合适的压合温度要花费相当长的时间。
近来，已经提出通过从卤素灯泡向辊的表面上引入辐射来加热辊。但是，由卤素灯泡产生的热量很强烈并且已经征实难以用这种方式稳定和可靠地加热辊。也已发现如果辊的表面(通常由硅树脂构成)过热，那么它们可能会变为永久受损，这可能会使得整部机器都无法工作。
发明内容
本发明的目标是提供一种改进的压合设备。
因此，本发明一方面提供了一种压合装置，包括：压合辊；适用于从自身向压合辊辐射能量的辐射元件；温度检测装置，适用于检测压合辊表面处的温度；以及处理器，适用于从温度检测装置接收信号以及控制由辐射元件放射的辐射强度，其中：限定了最大预热速率；并且在压合装置的预热阶段期间，由处理器确定压合辊表面处的温升速率，并且如果温升速率小于最大预热速率，那么就增大由辐射元件放射的辐射强度，而如果温升速率大于最大预热速率，那么就减小由辐射元件放射的辐射强度。
实用地，工作温度被限定为在压合操作期间压合辊被保持的温度，并且还限定了最高温度，其中在预热阶段期间，压合辊的温度被升高至最高温度，并且其中最高温度比工作温度高出至少25℃。
有利地，最高温度比工作温度高出至少30℃。
优选地，最高温度比工作温度高出至少35℃。
实用地，限定了延迟时间，并且其中在改变了由辐射元件放射的辐射强度之后，直到延迟时间期满之前都可以不发生进一步的强度改变。
有利地，延迟时间至少与在压合操作期间使用的旋转速率下压合辊完成一转所花费的时间基本上一样长。
优选地，延迟时间短于在压合操作期间应用的旋转速率下压合辊形成完整的两转大致花费的时间。
有利地，只要辐射元件被激活，压合辊即可旋转。
实用地，在预热阶段之后压合装置的工作阶段期间，根据检测到的压合辊表面温度控制从辐射元件辐射出的能量强度以保持压合辊表面处于其工作温度下或者接近于其工作温度。
优选地，在工作温度以上限定多个高温带，并且根据检测到的压合辊表面温度落入其内的高温带来控制由辐射元件放射的辐射强度。
有利地，在工作温度以下限定一个或多个低温带，并且其中根据检测到的压合辊表面温度落入其内的低温带来控制由辐射元件放射的辐射强度。
实用地，提供一个或多个风扇，风扇被设置用于引导空气流经过压合辊表面以冷却压合辊。
有利地，根据检测到的压合辊表面处的温度来控制一个或多个风扇的旋转速率。
优选地，压合装置被设置为使得由一个或多个风扇吹送的空气在经过压合辊表面之后即被引向压合辊的排出点。
附图说明
为了能够更加轻易地理解本发明，现在介绍本发明作为示例的实施例，其中：
图1是可以被用于本发明的压合机类型中的构件示意图；
图2示出了图1机器中的一个辊在预热期间和随后的压合操作期间的表面温度曲线；以及
图3是可以被用于本发明的压合机中更多构件的视图。
具体实施方式
首先转至图1，示出了实施本发明的压合机中的某些内部构件。压合机包括一对辊1,2。每一个辊都包括由某种材料例如钢制成的实的内芯3以及围绕内芯3成形的相对较薄的硅树脂包层4。为了清楚起见，硅树脂包层4相对于内芯3的厚度在图1中有所放大。
辊1,2彼此平行，并且优选地可通过弹簧加载元件(未示出)被偏置为彼此接触。辊1,2可围绕相应的心轴5旋转，并且可以由被相继连接至驱动电机的传动系统(未示出)驱动以沿相反方向旋转。参照图1，上辊1可以被沿着逆时针方向驱动，而下辊2可以被沿着顺时针方向驱动，以使待压合物品可以在辊1,2之间被从左向右拉动。相应的卤素灯16被设置用于向上辊1和下辊2辐射热能。每一个卤素灯6都由狭长的卤素灯泡7构成。在本发明的优选实施例中，卤素灯泡7与辊1,2的长度大致相同，并且被设置为基本上与其平行。
围绕每一个卤素灯泡7设有反射器8。反射器8由反光材料例如铝构成。每一个反射器8都优选地被设置为使得由卤素灯泡7放射的辐射被反射器8的内表面反射，并且被集中以沿特定方向离开反射器8。参照图1，围绕被设置用于加热上辊1的卤素灯泡7设置的反射器8被设置为使得将辐射的能量反射为沿如箭头9所示直接朝向上辊1的方向离开反射器8。类似地，围绕被设置用于加热下辊2的卤素灯泡7设置的反射器8集中辐射能量并将其如箭头10所示引向下辊2。
应该理解每一个反射器8的至少部分截面可以是抛物线形。优选地，每一个反射器8也是狭长的，与卤素灯泡7的长度大致相同，并被设置为与卤素灯泡7平行，沿其长度具有基本一致的截面形状。每一个反射器8因此通常为凹形。
图1中示出的构件被设置用于在尽可能最短的时间内将辊从环境温度加热至工作温度。为此，设置了大功率的卤素灯泡7，并且卤素灯泡7被设置为相对靠近辊1,2的表面－在本发明的优选实施例中，每一个灯泡7和相应辊之间的距离在4mm到10mm之间。
卤素灯泡7可以具有高达几百瓦的额定功率。例如，A3型的压合设备为了在少于一分钟的时间内把辊1,2加热至所需的工作温度就需要600w的灯泡。A4的压合设备在该时间内则需要400w的灯泡。不过这些值都只是近似值。
如上所述，如果构成辊1,2的外表面4的硅树脂材料被加热到一定温度以上，它就有可能会永久性地损坏。因此重要的是不要发生这样的过热。
通过温度检测装置15(在图1中示意性地示出)来监测每一个辊1,2的表面温度。在优选实施例中，辊1,2的表面温度可以通过任意合适的方式直接测量，例如通过设置在每一个辊1,2的表面内或表面上的一个或多个双金属条直接测量。来自温度检测装置15的输出被输送至压合机中的处理器16。处理器16也可操作用于通过改变对卤素灯泡7的供电或者通过将卤素灯泡7完全关闭来控制卤素灯泡7的操作。
现在介绍当压合机被首次打开时压合机的操作。辊1,2最初基本上处于周围的环境温度下。卤素灯泡7被打开，并且来自灯泡7的辐射被引向辊1,2的表面。
存储在存储器中可由处理器16访问的是用于辊1,2的最大预热速率。该速率表示由压合机内所用类型的卤素灯泡7可以将热能形式的能量输送至辊1,2表面而不会给辊1,2的表面带来明显损坏风险的最快速率。随着辊1,2表面的预热，将辊表面的温升速率与存储的最大预热速率相比较。
如果辊1,2表面温度上升得比最大预热速率更慢，那么可以增大卤素灯泡7的强度，不过当然如果说卤素灯泡7已经处于其最大强度，那么就不可以再进一步增大了。
相反，如果温度检测装置15指示辊1,2的表面温度以比最大预热速率更快的速率上升，那么可以减小卤素灯泡7的强度。
应该理解的是辊1,2表面温度预热速率并不是完全可预测的。各种因素例如环境温度、卤素灯泡生产中的制造公差以及局部供电的波动都决定了预热速率无法简单地通过限定卤素灯泡7的预设强度而加以确定。
参照图2，示出了在打开压合机之后的温度相对于时间的曲线。在预热时段W期间，辊1,2的表面温度11升高，并且通过上述的反馈设置被保持为尽可能接近于最大预热速率12。
限定了最高温度Tmax，并且在辊1,2的表面温度达到最高温度时，预热阶段W即告完成。此时，压合机就已准备好执行首次压合操作，并且优选地提供这种情况的对外指示，例如打开压合机外部的绿色“准备就绪”灯。
可以预见到使用上述技术即可在大约30秒内将辊加热至最高温度Tmax。因为是在短时间段内加热辊，所以已被传输至辊1,2的绝大多数热能都会集中在其最外部，并且没有时间将热能输送至辊1,2的包层4内部。因此当要压合的第一个袋在辊1,2之间经过时，辊1,2的温度就会由于集中在辊1,2最外侧边缘的热能会被传输至该袋而快速下降。
为此，最高温度Tmax要显著地高于压合机的预定工作温度Top,其目的在于当第一个袋或几个袋在辊1,2之间经过之后，辊1,2的温度才会下降至工作温度Top。
在本发明的优选实施例中，工作温度Top是约110℃。然而最高温度Tmax优选地设定为约150℃。再次参照图2，能够看出在初始的使用时段I，温度从最高温度Tmax快速下降至工作温度Top。
在本发明进一步的实施例中，最高温度Tmax比工作温度Top高出至少25℃。更优选地，这两个温度之间的差异为至少30℃，并且再进一步优选地，这两个温度之间的差异为至少35℃。
在最初使用时段之后，压合机就会进入工作时段O，其中可以保持辊1,2的工作温度用于随后的压合操作。
如上所述，使用紧密地接近辊1,2表面设置的大功率卤素灯泡7意味着有大量的热能被传输至辊1,2。因此如果要避免辊1,2过热并因此永久性损坏，就必须要小心地控制辊1,2的加热。
一种可以实现这一点的方式是确保在由卤素灯泡7提供的能量强度改变之间必须有最小延时。例如，每一个辊的周长可以在20cm左右，并且压合设备的生产率可以在每分钟300cm左右。这就意味着每一个辊在大约4秒钟内完成完整的一转，并且压合设备中的处理器16可以因此被设定为使得在改变了由卤素灯泡7输送的辐射强度之后，而进一步的强度改变可以用至少为4秒钟的周期施加。这样可以有助于确保在辊1,2的表面上不会出现局部的“高温点”。
在优选实施例中，灯泡强度改变之后的在此期间没有进行进一步强度改变的延时至少是辊1,2之一完成完整的一转所花费的时间。延时可以被设定为比该时间更长，但是优选地不长于辊1,2之一完成完整的两转所花费的时间。
再次参照图3，机器还可以包括被设置用于在辊1,2的表面上吹送空气由此使表面冷却的一个或多个风扇13。一个或多个风扇13可以在辊1,2的表面温度超过目标工作温度预定量时被激活。
可以预见到在本发明的某些实施例中，可由每一个卤素灯泡7(没有被关闭的卤素灯泡7)提供的最低辐射强度可能会足够高，以至于如果在压合操作之间有长间隙，那么辊1,2的表面就会过热。因此在压合操作之间的时段期间，可以激活风扇13以从辊1,2中驱除过多的热量，并且该操作在卤素灯泡7仍然打开时即可进行。
在压合机的工作时段O期间，来自温度检测装置的反馈优选地可以继续被用于控制由卤素灯泡7提供的辐射强度。在优选实施例中，查询表可以被用于控制灯泡强度。例如，如果工作温度Top是110℃，那么第一高温带H1可以被限定为在110℃到115℃之间。额定灯泡强度被限定为应该是用于在正常工作期间将辊1,2的表面保持在工作温度。但是，如果检测到辊1,2的表面温度处于第一高温带H1内，那么就应将灯泡7的强度减小预设量，例如减小至额定强度的70%。优选地，第二高温带H2被限定为在115℃到120℃之间，并且可以相对于该带确定进一步减小的强度。还可以限定更多的高温带。
类似地，可以限定低温带。第一低温带H1可以被设定为在105℃到110℃之间，并且如果检测到的温度落入该带H1内，那么就应将灯泡7的强度增加至额定强度的130%。
带宽以及与这些带相关联的灯泡强度并不局限于上述情况，而且可以在校正过程期间被设定为任意合适的值。
还可以预见的是如果设有风扇13，那么这些风扇13的操作可以使得若检测到的辊1,2的表面温度落在温度带内，那么就将风扇13激活。这些温度带可以对应于针对灯泡强度限定的那些温度带，或者可选地可以单独限定。优选地，风扇13可以被操作为以变化的速率旋转，并且应该理解风扇13可以被操作为如果检测到的辊1,2的温度落在更高的带内，那么就以更高的速率旋转。
在本发明的优选实施例中，风扇13以及压合机中的其他构件被设置为使得由风扇13吹送的空气在压合辊1,2之一的表面上经过之后被引向压合辊1,2的排出点。例如，压合机壳体14内表面(未示出)的形状可以成一定角度以使得一旦由风扇13吹送的空气在辊1,2之一的表面上经过，就通过该内表面将空气向着辊1,2的排出点转向。
图3示出了这些实施例中的空气流动示意图。
如上所述，由于卤素灯泡7的强度，有可能的是更具体地在机器打开之后的最初几次压合操作期间，离开辊1,2的压合的袋会被加热至非常高的温度。将空气从风扇13引向辊1,2的排出点可以有助于冷却这些袋，这样可以有助于避免袋的变形，并且还有助于确保袋在其离开压合机时处于可由用户抓取的合理温度下。
在本发明的变形中，可以包括预热较长时段例如约一分钟的压合机。在这些实施例中，上述的某些措施可能不是必须的。例如，如果压合设备被设置为预热约一分钟，那么可以预见到将温度“超调”至明显高于工作温度的最高温度可能就不是必须的。而且，可以预见到不必将卤素灯泡安置得过于靠近辊1,2，并且因此可能也不必再设置风扇。
应该理解本发明的实施例可以提供在与目前实际可行的情形相比明显更短的时间内预热的压合机。
在本说明书和权利要求中使用时，术语“包括”和“构成”及其变形意味着包括特指的特征、步骤或整体。这些术语不应被解释为排除了其他特征、步骤或构件的存在。
在以上的说明书或者以下的权利要求或附图中公开的适当地以其具体形式描述、或者根据用于执行所公开功能的装置或者用于获得所公开结果的方法或过程描述的特征可以独立地或者以这些特征的任意组合被用于以各种不同的形式实现本发明。

Claims (15)

1.一种压合装置，包括：
压合辊；
适用于从自身向压合辊辐射能量的辐射元件；
温度检测装置，适用于检测压合辊表面处的温度；以及
处理器，适用于从温度检测装置接收信号以及控制由辐射元件放射的辐射强度，其中：
限定了最大预热速率；并且
在压合装置的预热阶段期间，由处理器确定压合辊表面处的温度升高速率，并且如果温度升高速率小于最大预热速率，那么就增大由辐射元件放射的辐射强度，而如果温度升高速率大于最大预热速率，那么就减小由辐射元件放射的辐射强度。
2.如权利要求1所述的压合装置，其中工作温度被限定为在压合操作期间压合辊被保持的温度，并且还限定了最高温度，其中在预热阶段期间，压合辊的温度被升高至最高温度，并且其中最高温度比工作温度高出至少25℃。
3.如权利要求2所述的压合装置，其中最高温度比工作温度高出至少30℃。
4.如权利要求3所述的压合装置，其中最高温度比工作温度高出至少35℃。
5.如以上任意一项权利要求所述的压合装置，其中限定了延迟时间，并且其中在改变了由辐射元件放射的辐射强度之后，直到延迟时间期满之前都可以不发生进一步的强度改变。
6.如权利要求5所述的压合装置，其中延迟时间至少与在压合操作期间使用的旋转速率下压合辊完成一转所花费的时间基本上一样长。
7.如权利要求5或6所述的压合装置，其中延迟时间短于在压合操作期间应用的旋转速率下压合辊形成完整的两转大致花费的时间。
8.如以上任意一项权利要求所述的压合装置，其中只要辐射元件被激活，压合辊即可旋转。
9.如以上任意一项权利要求所述的压合装置，其中在预热阶段之后压合装置的工作阶段期间，根据检测到的压合辊表面温度控制从辐射元件辐射出的能量强度以保持压合辊表面处于其工作温度下或者接近于其工作温度。
10.如权利要求9所述的压合装置，其中在工作温度以上限定多个高温带，并且其中根据检测到的压合辊表面温度落入其内的高温带来控制由辐射元件放射的辐射强度。
11.如权利要求10所述的压合装置，其中在工作温度以下限定一个或多个低温带，并且其中根据检测到的压合辊表面温度落入其内的低温带来控制由辐射元件放射的辐射强度。
12.如以上任意一项权利要求所述的压合装置，其中提供一个或多个风扇，风扇被设置用于引导空气流经过压合辊表面以冷却压合辊。
13.如权利要求12所述的压合装置，其中根据检测到的压合辊表面处的温度来控制一个或多个风扇的旋转速率。
14.如权利要求12或13所述的压合装置，被设置为使得由一个或多个风扇吹送的空气在经过压合辊表面之后被引向压合辊的排出点。
15.一种基本如上参照附图所述的压合装置。
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