CN103466141A

CN103466141A - 密封辊轴

Info

Publication number: CN103466141A
Application number: CN2013101808406A
Authority: CN
Inventors: D·格尔蒂特施克; 罗伯特·莱曼; 约尔根·李卜哈特
Original assignee: Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
Current assignee: Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-05-16
Also published as: EP2664428B1; KR20130128342A; US20130306625A1; CN103466141B; US9422074B2; KR101488810B1; EP2664428A1

Abstract

密封辊轴（2）包括固定的内部轴杆（10）以及被自由地支撑以围绕轴杆（10）旋转的可感应加热的辊轴套罩（12）。多个感应线圈（22）在铁氧体（24）之上围绕轴杆（10）而缠绕，铁氧体朝外打开。用于感应线圈（22）的电缆（28）穿过轴杆（10）中的电缆管道（34）用于连接至外部感应发生器（30）。用于间接冷却感应线圈（22）的水冷却通道（40）也设置在轴杆（10）中。空腔（46）形成在辊轴套罩（12）和轴杆（10）之间的密封辊轴（2）的至少一轴向区段中，并且温度检测传感器（48、50）的至少一部分设置在空腔（46）中或邻近空腔（46），因此IR温度传感器（48）接收由辊轴套罩（12）发散出的辐射并且因此检测辊轴套罩（12）的温度。

Description

密封辊轴

技术领域

本发明涉及一种可加热的密封辊轴。

背景技术

可加热的密封辊轴例如用于连续密封小制药产品所用的泡罩封装。为了保护敏感的制药产品，泡罩封装必须紧密密封，因此对于密封工艺提出了非常高的要求。标准的操作是使用热和压力以将涂敷有热密封涂漆的铝盖板薄片紧密地密封至PVC底部薄片，该PVC底部薄片的泡罩凹陷保持了制药产品。可以存在许多不同的方式来设计可加热密封辊轴。

通常的设计使用伸入密封辊轴的管状加热衬套。在这种类型的设计中，用于加热衬套的测量信号和馈送电压经由集电环传输，因此这种类型的设计其缺点在于发现了首先PVC气体会腐蚀集电环并且集电环将经受磨损，这可能导致测量信号以及因此密封辊轴的加热的非受控中断。此外，电阻加热器的使用要求大的热质量以达到均匀温度分布。自动温度控制因此缓慢地运行。最后，加热衬套是磨损部件，在一定数量地运行小时之后必须更换。因为作为连续加热和冷却的结果会发生间隙腐蚀，通常不可能轻易地在处理工艺中不损坏衬套而更换它们。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封辊轴，其仅要求最低量的维护并且即便在连续运行条件下也确保了可靠运行和均匀温度分布。

根据本发明的一方面，密封辊轴包括刚性内部轴杆以及自由围绕轴杆旋转支撑的感应加热辊轴套罩。多个感应线圈围在铁氧体之上围绕着轴杆而缠绕，铁氧体沿径向朝外而打开，其中用于感应线圈的电缆穿过轴杆中的电缆管道以用于连接至外部感应发生器。此外，至少一个水冷通道位于轴杆中，用于间接地冷却感应线圈。为了监测辊轴套罩的温度并且因此监测密封辊轴的功能，在加热套罩和轴杆之间的密封辊轴的至少轴向区段形成空腔。用于检测辊轴套罩的温度的温度检测装置设置在该空腔中或与其邻近以便形成了部分温度检测装置的IR温度传感器接收由辊轴套罩发散出的辐射并且因此检测辊轴套罩的温度。

采用这种设计可能以均匀方式在长时期内加热密封套罩，其中同时单个组件的使用寿命非常长并且即便在连续运行条件下也确保了密封辊轴的高运行。

辊轴套罩优选地包括径向向外放置的密封套罩以及与其连接的由具有良好热传导率的材料制成的内部热分布元件。这具有进一步改进密封辊轴性能的效果。

因为密封套罩是磨损部件，有利的是密封套罩和热分布元件可拆分地相互抵靠着布置。

为了支持热分布元件的感应加热，铁氧体的薄管状元件优选地设置在热分布元件中。

总体有利的是水冷却通道限定了循环回路。水冷却通道优选地形成在轴杆中的穿孔中。

特别优选地是其外侧直径小于穿孔的直径的管路设置在穿孔中，并且水冷却通道因此包括冷却水馈送通道和冷却水回收通道，两者在管路一端相互连接。如此水能够以特别有效的方式冷却感应线圈。

铁氧体优选地设计为U型铁氧体或者W型铁氧体。这些铁氧体形式的曲拐因此引起由感应线圈产生的磁场径向朝外延伸，并且磁场线沿朝向加热分布元件的方向集中。

为了防止感应线圈的不必要过度加热，在每个感应线圈的表面上优选地提供温度开关。

用于温度开关的电缆优选地穿过轴杆中的电缆管道以使其可以连接至外部感应发生器。如此，如果线圈失效的话可以容易地更换它。

IR温度传感器通常直接设置在空腔的区域中或者直接与之相邻，优选地位于具有朝向空腔的开口的轴杆的测量通道中。然而，温度检测装置也可以包括设置在轴杆的测量通道中的偏转镜。该偏转镜随后接收由辊轴套罩发散出并且穿过空腔的辐射，并且将辐射传输通过测量通道至外侧，在此IR温度传感器轴向地设置在轴杆的端部处。如此，IR温度传感器可以与外部影响隔离并且免受过量热负载。

附图说明

本发明的其他优点和特征可以由参照附图的以下说明得到，其中：

图1是在用于泡罩封装的密封台中的根据本发明的密封辊轴的典型安装状态的示意图；

图2示出了穿过根据本发明的密封辊轴的一个实施例的纵向截面图；以及

图3示出了穿过图2的密封辊轴的实施例的横向截面图。

具体实施方式

图1示出了用于泡罩封装的密封台，其中将通常使用根据本发明的密封辊轴2。在这样的密封台中，具有装填的凹陷的底部薄片4（通常由PVC制成）以及盖板薄片6（通常由铝制成）在馈送辊轴8和密封辊轴2之间在压力下被密封在一起。还在该处理期间加热密封辊轴2以确保均匀密封。

如图2和图3所示，根据本发明的密封辊轴2包括固定的内部轴杆10。轴杆10的材料通常是高级钢。密封辊轴2还包括辊轴套罩12，其被支撑从而可以围绕轴杆10旋转。

辊轴套罩12包括径向向外放置的密封套罩14，其优选地设计为空心圆柱体。密封套罩14的材料通常是铁素体钢。在一个实施例中（未示出）辊轴套罩12可以仅包括密封套罩14，因为其已经是铁素体因此可以通过感应被加热。

然而，辊轴套罩12优选地还包括位于其内部并且连接至密封套罩14的热分布元件16。热分布元件16还优选地设计为空心圆柱体并且直接抵靠着密封套罩14放置以确保良好热传输。特别优选的是密封套罩14和热分布元件16之间的连接是可拆卸的，因为随后易于更换作为磨损部件的密封套罩14。对于密封套罩14和热分布元件16之间的连接而言，可利用的特性在于钢比铝或铜具有更小的热膨胀系数。如此，当密封辊轴2是热的时，在室温下可以相互前后滑动并且因此相互分离的密封套罩14和热分布元件16牢固地夹紧在一起。

辊轴套罩12优选地借由传统轴承18可旋转地支撑在轴杆上。在该区域中，轴杆10的形式是圆柱体。

具有良好热传导率的热分布元件16的材料优选是铝或铜。将热量传输至热分布元件16的薄铁素体管状元件20安装在热分布元件16的内表面上。

密封辊轴2还包括设置在轴杆10周围的多个感应线圈22。感应线圈22为此目的而在铁氧体24之上围绕着轴杆10而缠绕，其沿径向方向打开。铁氧体24可以借由例如热传导胶体连接至轴杆10。还可能在这些组件之间提供永久连接，这在任何情形下必须具有良好热传导率。

如图3所示，轴杆10位于具有多边形外形的铁氧体24的区域中，因此具有平整基底的U型或W型铁氧体可以用作铁氧体24。在此所示的示例中（参见图2），铁氧体24被设计为W型铁氧体，其曲拐径向地朝外指。

如图3所示，感应线圈22围绕轴杆10共心地设置。空气填充的中间空间26位于感应线圈22和辊轴套罩12之间。

感应线圈22通过电缆28连接至设置在密封辊轴2外部的感应发生器30。感应发生器30从自动控制单元32接收用于机器生产的目标数值并且相应地控制感应线圈22。最重要的目标数值是密封辊轴2的预期温度，这取决于机器输出以及所使用的薄片的组合。

用于感应线圈22的电缆28穿过轴杆10中的轴向电缆管道34。电缆管道34可以具有管状形式。

最后，在每个感应线圈22的表面上设置温度开关36。该开关通过额外的电缆38连接至外部感应发生器30，额外的电缆38也穿过轴杆10中的电缆管道34。

温度开关36设计为双金属开关，当达到开关阈值时借由电流接触器来中断感应发生器30的电压，因此感应发生器30无法独立地自行切换回来。

在运行期间，密封辊轴2的温度可以在密封套罩14处高达260℃。密封辊轴2因此包括至少一个水冷却通道40，其设置在轴杆10中并且用于间接冷却围绕轴杆10和铁氧体24缠绕的感应线圈22。在此所示示例中，水冷却通道40也沿轴向方向延伸穿过轴杆10。

水冷却通道40应当优选地限定循环回路。在此所示优选实施例中，水冷却通道40形成在轴杆10中的穿孔中。管路41可以插入轴杆10中的穿孔中，其外侧直径小于穿孔的直径。因此水冷却通道40包括内部的水冷却馈送通道以及径向上更朝外设置的冷却水回收通道。该设置也可以翻转。水冷却馈送通道和冷却水回收通道优选地在管路41的一端相互连接。图3示出了水冷却通道40的两个通道。在图2中我们可见用于外部水连接的水冷却通道40的馈送和排放开口42以及用于将馈送通道连接至回收通道的管路41的另一端处的穿通开口44。当然，轴杆10中水冷却通道40的许多其他设计和几何形状也是可以设想的。

在密封辊轴2的轴向区段，空腔46形成在辊轴套罩12与轴杆10之间，在此更精确地形成在热分布元件16与轴杆10之间。用于检测辊轴套罩12的温度的温度检测装置设置在该空腔中或者与其相邻。该空腔46沿径向方向延伸，优选地与感应线圈22和轴杆套罩12之间的前述中间空间26连通。

由热分布元件16发散出的辐射穿过该空腔46并且最终由IR温度传感器48检测并且计算，这意味着可能测量辊轴套罩12的温度。在此所示的示例中IR温度传感器48轴向地安装在轴杆10的一端上。为了将辐射传导至远端安装的IR温度传感器48，在该实施例中的温度检测装置因此不仅包括IR温度传感器48也包括偏转镜50，偏转镜50设置在轴杆10中的轴向定位的测量通道52内。在偏转镜50和IR温度传感器48之间的区域中，测量通道52优选地采用空气填充。偏转镜50可以安装在支杆54上，在图2的示例中支杆54可以从轴杆10朝向右侧抽出以用于维修。

备选地，IR温度传感器48也可以直接设置在空腔46中或者直接邻近空腔46，优选地在轴杆10中的测量通道52内，该通道具有朝向空腔46的开口。

Claims

1.一种密封辊轴（2），包括：

固定的内部轴杆（10）；

可感应加热的辊轴套罩（12），被自由地支撑以围绕所述轴杆（10）旋转；

多个感应线圈（22），在铁氧体（24）之上围绕所述轴杆（10）而缠绕，所述铁氧体向外打开；

电缆管道（34），其在所述轴杆（10）中并收容用于所述感应线圈（22）的电缆（28），所述电缆（28）被引导穿过所述电缆管道（34）以将所述感应线圈（22）连接至外部感应发生器（30）；

至少一个水冷却通道（40），设置在所述轴杆（10）中并且用于间接地冷却所述感应线圈（22）；

空腔（46），形成在所述辊轴套罩（12）和轴杆（10）之间的所述密封辊轴（2）的至少一轴向区段内；以及

温度检测装置（48、50），包括IR温度传感器（48），所述温度检测装置（48、50）的至少一部分设置在所述空腔（46）中或者邻近空腔（46），因此所述IR温度传感器（48）接收由所述辊轴套罩（12）发散出的辐射并且因此检测所述辊轴套罩（12）的温度。

2.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，所述辊轴套罩（12）包括径向向外布置的密封套罩（14）以及连接至所述密封套罩（14）的径向向内布置的热分布元件（16），所述热分布元件（16）由具有良好热传导率的材料制成。

3.根据权利要求2所述的密封辊轴（2），其中，所述密封套罩（14）和热分布元件（16）可拆卸地相互抵靠着。

4.根据权利要求2所述的密封辊轴（2），其中，薄铁素体管状元件（20）放置进入所述热分布元件（16）。

5.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，所述水冷却通道（40）限定了循环回路。

6.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，所述水冷却通道（40）形成在所述轴杆（10）的穿孔中。

7.根据权利要求6所述的密封辊轴（2），其中，管路（41）设置在所述轴杆（10）的穿孔中，所述管路的外侧直径小于所述穿孔的直径，所述水冷却通道（40）因此包括冷却水馈送通道以及冷却水回收通道，两者在所述管路（41）的一端处相互连接。

8.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，所述铁氧体（24）设计为U型铁氧体或者W型铁氧体。

9.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，温度开关（36）设置在每个所述感应线圈（22）的表面上。

10.根据权利要求9所述的密封辊轴（2），其中，用于所述温度开关（36）的电缆（38）被收容在所述轴杆（10）中的电缆管道（34）中，用于连接至所述外部感应发生器（30）。

11.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，所述温度传感器（48）设置在邻近所述空腔（46）的轴杆（10）内的测量通道（52）中，以接收由所述辊轴套罩（12）发散出并且穿过所述空腔（46）的辐射。

12.根据权利要求1所述的密封辊轴（2），其中，所述温度检测装置（48、50）也包括设置在所述轴杆（10）中的测量通道（52）内的偏转镜（50），所述偏转镜（50）接收由所述辊轴套罩（12）发散出并且穿过所述空腔（46）的辐射并且将其通过所述测量通道（52）传导至外部，并且其中所述IR温度传感器（48）轴向地设置在所述轴杆（10）的一端处。