CN103817914B - 一种挡油板用封边设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制造挡油板的塑料中空板的封边设备，用于对塑料中空板的有孔边进行封边。本设备包括：机架，牵引机构，封边机构，封边机构调整机构以及板材定位导向机构。本实验设备通过在封边机构中设置相互连接的高温气体喷射设备和发热口模设备，利用高温气体对塑料中空板进行预热，使其达到熔融状态后，在发热口模中再次融化定型，达到封边效果。本设备适用于各种规格型号塑料中空板，且具有封边操作简单方便，封边效果好，板材边缘美观程度高的优点。

Description

一种挡油板用封边设备

技术领域

本发明涉及封边技术领域，具体是一种用于制造挡油板的塑料中空板的封边设备。

背景技术

在国际原油贸易中，原油的运输绝大部分是海上运输。由于油轮的质量、驾驶不当、海况恶劣等因素而导致油轮损坏、原油泄漏而造成海洋大面积污染已成为人们极为关注的问题。现有的原油的收集-回收设备中，拖网式和撇油刷式原油收集设备在作业时耗资巨大，费工费时，难以彻底清理原油。而在污染的海中投入可以自动树立的、多块相互连接的挡油板，由船只牵引对海面上的原油形成包围之势，实现收集的目的，挡油板不仅克服和避免了上述收集设备作业时耗资巨大，费工费时，难以彻底清理原油的缺陷，同时还能够使原油大量泄漏于海面所造成的其他的负面影响降至最低。

挡油板多采用塑料中空板，塑料中空板是一种厚度在2-10mm，宽度在1500mm，定尺长度在2500mm左右的板材，在其宽度方向上分布若干矩形通孔（称之为有孔边），从而在长度方向上形成空心结构，因此称其为中空板。由于其在宽度方向上分布有通孔，因此在实际的使用过程中，需要对其有孔边进行封边处理，从而满足使用过程中的需要。

目前国内外对于塑料中空板的封边大多有如下方法：

一种是通过封边设备将制备好的，涂有胶粘剂的封边条黏贴至有孔边，从而完成封边。但这样的方法，封边条的黏贴并不牢固，使用过程中容易产生脱落，且由于额外设置封边条，使得生产的成本提高，也使得板材在美观上较为欠缺。

另一种是利用带有加热设备的辊轮或是模具，使得加热后的辊轮或模具对有孔边的边缘进行压合，但是这种方法由于辊轮和模具即是发热体，又是压合体，即加热和压合同时进行，这样难以保证塑料有效的熔融，从而导致封边效果不好，美观程度较差。

还有一种是对第二种方法的改进，其将加热设备和压合设备分开设置，先通过加热设备将板材边缘熔融，再利用压合设备将熔融的边缘压合，最后将压合后的多余部分裁切，从而达到封边的技术效果。但是这样的做法需要在塑料冷却之前对其进行压合，对加热设备和压合设备的设置以及加热的温度都需要不断的调整，且裁切的同时会沿着封边的方向产生新的锐角，不仅影响美观，更容易划伤操作者，此外再次的裁剪也会造成原料的浪费。

因此，在考虑到生产成本，板材边缘美观程度，操作简单方便的因素下，提供一种适用于多种规格型号塑料中空板，封边操作简单方便，封边效果好的封边设备，对于填补国内外封边设备的空白，扩大塑料中空板的市场应用范围，有着极其重要的意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种适用于各种规格型号塑料中空板，封边操作简单方便，封边效果好的封边设备。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明所述封边设备包括机架，牵引机构，封边机构，封边机构调整机构以及板材定位导向机构。

——机架，为一框架，其具有用以安装各机构的两侧板。

——牵引机构，所述牵引机构为两级牵引设备，第一级为牵入段，第二级为牵出段，每级牵引设备均由上下设置的一对胶辊组成，用于将待封边板材牵入/牵出所述封边机构。

——封边机构，所述封边机构为一对，用于对中空板的两有孔边进行封边，设置于第一级和第二级牵引设备之间，所述封边机构为二段式封边模，沿着板材进给方向具有相互连接的一高温气体喷射设备和一发热口模设备。

——封边机构调整机构，固连至所述封边机构，用于调节两封边机构间的相对位置。

——板材定位导向机构，包括板材定位机构和板材导向机构，所述板材定位结构用于在板材牵入一级牵引设备之前和牵出二级牵引设备之后对板材进行定位，所述板材导向机构用于对板材入/出封边机构进行导向。

所述发热口模设备包括发热体和成型口模，所述发热体内部嵌入发热元件和热电偶，所述成型口模固连至发热体；所述成型口模设置有圆弧形沟槽。

进一步的，所述牵引设备的每个下辊共同连接至调速电机。

进一步的，所述牵引设备的每个上辊转轴的两端各安装一个带轴承的滑块，所述侧板对应位置处开有和滑块相配合的滑槽，在滑块顶端安装有螺杆，螺杆一端固连至滑块，另一端穿过侧板顶部，通过调节螺母予以固定，螺杆上套设有弹簧。

进一步的，所述高温气体喷射设备和发热口模设备之间设置有隔热垫。

进一步的，所述高温气体喷射设备设有一喷孔，其喷射端加工有扩散角，另一端通过管路连接至高温气流发生器。

进一步的，所述高温气流发生器由旋涡式风机和气流加热枪组成。

进一步的，所述封边机构调整机构为设置于两侧板间的两根互相平行光轴，两个光轴两端均设有一固定板用以安装封边机构，固定板上设有由手轮、丝杆副、丝杆固定座组成的手动调节设备。

进一步的，所述板材定位机构为在一级牵引设备之前和二级牵引设备之后设置的定位档铁，档铁上开设有长条孔，长条孔内设置有固定螺栓。

进一步的，所述板材导向机构为在封边机构前后设有的导向板。

进一步的，所述成型口模的沟槽入口端形成有喇叭状导入口。

进一步的，所述发热口模设备的发热体由不锈钢制成，成型口模由纯铜制成。

此外，在上述方案的基础上还可以有如下的优化方案：

方案一，将封边机构调节机构由手动调节改为自动调节：该自动调节机构包括步进电机、滚珠丝杆、位置控制器、人机界面。从而通过输入待封边中空板的宽度数据，使封边机构相对位置自动调节到适合待封边中空板的宽度，该方案适合需要对多种不同规格的塑料中空板进行封边的场合。

方案二，将板材定位结构由手动调节改为自动调节，采用的技术手段和方案一相同。

本发明的有益效果：

1、本发明采用了在成型口模前设置高温气流发生器，由于待封边中空板的运动线速度最高可达到300mm/s，这么高的线速度仅依靠成型口模通过热传导的间接方式对中空板的边缘加热到熔融状态是不可能的，而高速、高温气流是直接加热，瞬间就可使中空板边缘达到熔融状态。然而这时的中空板边缘还没有完全封闭并且形状是不规整的，进入成型口模后，其温度（180℃）相对于热风温度（250-300℃）是低温区，有利于封边的成型。运动中的中空板，其边缘在成型口模的挤压作用下完全封闭，从而达到封边效果，使得封边更加简单可靠，封边效果好。

2、本发明设置了多种调节结构，可以同时调节牵引设备的牵引力，板材的进给速度，板材定位设备的位置，封边机构的相对位置，成型口模的更换，加热体的加热温度等，从而使得该设备可以适用多种不同规格的板材，以及各种不同的封边需求。此外，本发明在成型口模入口处设置有喇叭状导入口，从而可以对超出普通厚度的超厚中空板进行封边，适应范围广。

3、本发明在高温气体喷射设备和发热口模设备之间设置有隔热垫，使它们成为相对独立的温度区，从而可以有效防止高温气体喷射设备喷出的高温气流对发热体温度的干扰。

4、本发明采用二段式封边模，即高温气体喷射设备预热，发热口模设备低温封边的成型过程。如果没有第一段高温气体喷射设备的预热过程，就不可能达到较高的封边速度。同样，没有第二段发热口模设备的整形作用，则根本达不到理想的封边效果。且高温气体喷射设备和发热口模设备的有效区域间（即进入导入口之后）的距离要求在25-30mm，否则达不到理想的封边效果。

5、本发明的成型口模采用纯铜材料制成，发热体采用不锈钢制成，由于待封边的中空板进入成型口模后会迅速的从口模中吸收热量，因此利用纯铜制成口模，而铜的导热速度相对于不锈钢较快，因此成型口模可以迅速的从不锈钢发热体中补充热量。此外，将成型口模与不锈钢发热体紧密接触，以减小接触面的热阻。由于铜的膨胀系数高，在相同的预紧力下，加热后纯铜成型口模与不锈钢发热体结合的紧密度比采用同一种材料结合的紧密度要好。

附图说明

图1是未封边前塑料中空板的结构示意图；

图2是封边处理后的塑料中空板结构示意图；

图3是本发明封边设备的结构主视图；

图4是本发明封边设备的结构俯视图；

图4-1是本发明封边设备的结构局部放大图；

图5是本发明封边设备牵引机构的结构示意图；

图6是本发明封边设备封边机构的结构示意图；

图7是本发明封边设备封边机构的结构示意图；

图7-1是本发明封边设备封边机构的主视图；

图7-2是本发明封边设备封边机构的左视图；

图7-3是本发明封边设备封边机构的右视图；

图7-4是本发明封边设备封边机构的A-A剖视图；

1一级牵引设备前的定位档铁；2框架；3气流加热枪；4调速电机；5漩涡式风机；6二级牵引设备下胶辊；7二级牵引设备后的定位档铁；8二级牵引设备上胶辊；9侧板；10后导向板；11手轮；

12封边机构；12-1内六角螺丝；12-2 成型口模；12-3 发热体；12-4 隔热垫；12-5高温气体喷射设备；12-6 金属管；12-7 发热元件；12-8 热电偶；

13弹簧；14前导向板；15一级牵引设备上胶辊；16一级牵引设备下胶辊；17外球面轴承；18滑块；19螺杆；20调节螺母；21皮带轮；22光轴；23直线轴承；24固定板；25丝杆副；26丝杆固定座。

具体实施方式

本发明提供了一种塑料中空板的封边设备，如图1所示，其可以将塑料中空板进行封边，达到图2所示的效果。

参见图3，该封边设备包括机架，牵引机构，封边机构，封边机构调整机构以及板材定位导向机构。

参见图3、图4，图4-1，所述机架为一金属框架2，其具有两侧板9以安装各机构。

所述牵引机构为两级牵引设备，第一级为牵入段，为一对上下设置的胶辊15、16，待封边中空板从该对胶辊被牵入，第二级为牵出段，同样也为一对上下设置的胶辊6、8，封边后的中空板从该对胶辊被牵出。参见图5，每对胶辊中的下辊6和16的转轴二端分别安装有一个带菱形块的外球面轴承17，各菱形块通过螺栓固定在侧板上，从而将下胶辊固定。下辊6和16通过皮带和皮带轮21共同连接至调速电机4，调速电机4驱动下辊6和16以0~30转/分的速度进行同步旋转。每对胶辊中的上辊8和15的转轴两端各安装一个带轴承的滑块18，所述侧板对应位置处开有和滑块相配合的滑槽，在滑块18顶端安装有螺杆19，螺杆19一端固连至滑块18，另一端穿过侧板顶部，通过调节螺母20予以固定，弹簧13套设在螺杆19上，通过调节调节螺母20可以改变上辊和下辊之间的相对距离，从而改变胶辊对于待封边板材牵引力的大小，从而适应不同规格板材的封边。

参见图3、4、6、7，所述封边机构为一对，设置于待封边中空板的两侧，对应于两有孔边，用于对两有孔边进行封边。每个封边机构均设置于第一级和第二级牵引设备之间，所述封边机构为二段式封边模12，其沿着板材进给方向具有相互连接的一高温气体喷射设备12-5和一发热口模设备，高温气体喷射设备和发热口模设备之间设置有一2mm厚的由硅酸铝材料制成的隔热垫12-4，从而防止高温气流对发热口模设备温度的干扰。

高温气体喷射设备设有一喷孔，其正对着进给板材需要进行封边的有孔边，喷孔直径为8mm，喷孔的喷射端加工有23°扩散角，从而可以使不同厚度的中空板边缘保证处于高温气流区。喷孔的另一端通过金属管12-6连接至高温气流发生器，从而提供喷孔使塑料板材边缘发生融化的高温气流。所述高温气流发生器由一个旋涡式风机5、二个气流加热枪3组成。漩涡式风机产生的高压高速常温气流经一Y形分配器通过柔性软管输入对应两个封边机构的两个气流加热枪，被加热后的高压高速高温气流通过金属管接入高温气体喷射设备的喷孔。

所述发热口模设备包括发热体12-3和成型口模12-2，所述发热体12-3采用不锈钢制成，尺寸为长85 *宽85 *高50mm，其内部均匀嵌入4个直径为10mm、长度为40mm、电压为220v、功率为50w的发热元件12-7和一个检测发热体温度的热电偶12-8。所述发热体靠近板材边缘的一侧通过4个M6*20的内六角螺丝12-1固定设置一个由纯铜制成、可根据需要进行更换的成型口模12-2，由于待封边的中空板进入成型口模后会迅速的从口模中吸收热量，因此利用纯铜制成口模，而铜的导热速度相对于不锈钢较快，因此成型口模可以迅速的从不锈钢发热体中补充热量。成型口模对应板材待封边边缘的一侧设有一圆弧形沟槽，沟槽的高度等于待封边中空板的厚度，沟槽对应板材进入的一端被加工成喇叭状，从而形成一导入口，便于使待封边的中空板被准确的导入成型口模的沟槽之中。成型口模的沟槽部分经过精密抛光后进行镀铬再进行抛光，从而可以提高封边的光洁度。所述不锈钢发热体的上部设有两个固定安装孔，用于将封边机构连接至所述封边机构调整机构。

参见图6，所述封边机构调整机构用于调节两封边机构间的相对位置，从而可以适用于不同宽度的板材。在所述侧板上安装有两根互相平行的不锈钢光轴22，每根光轴上设有四个直线轴承23，每根光轴的每端各设有二个直线轴承，从而两根光轴一端的四个直线轴承支撑一块固定板24，通过不锈钢发热体上部的固定安装孔将封边机构固连至所述固定板，两块固定板可在光轴上通过直线轴承滑动，从而可以调节两块固定板之间的相对位置，即可适应不同宽度的待封边板材。每块固定板24上均设有由手轮11、丝杆副25、丝杆固定座26组成手动调节设备，丝杆副25穿设在丝杆固定座26上，丝杆副25背离待封边板材的一侧设有手轮11，从而通过调节手轮11来改变两固定板之间的相对位置。

参见图3、图4，所述板材定位导向机构包括板材定位机构和板材导向机构，所述板材定位机构为在一级牵引设备之前和二级牵引设备之后设有定位档铁，一级牵引设备之前的定位档铁1和二级牵引设备之后的定位档铁7均为两块，分别对应设置在待封边板材的两有孔边侧，每块档铁的两端均开设有垂直板材进给方向的长条孔，长条孔内设置有固定螺栓，通过调整固定螺栓在长条孔内的位置，可以调整两对应定位档铁之间的相对位置，从而适用于不同规格的板材。所述板材导向机构为在每个封边机构的前后各设有一导向板14和10，从而使得待封边的中空板可以准确的被导入到封边机构中。

本发明的具体工作过程如下：首先，根据板材的规格尺寸，通过手轮11调节两个封边机构之间的相对距离，通过固定螺栓调整定位挡铁之间的距离，通过调节调节螺母20设定合适的牵引力；再根据塑料板材的材料设定发热体12-3的温度并开始加热，直到达到设定温度；启动调速电机4以合适的速度带动下胶辊旋转；开启高温气流发生器，使封边机构的喷孔喷出高压高速高温气流；将待封边的中空板放入一级牵引设备之前的二个定位挡铁1之间，并送入一级牵引设备的上下胶辊之间，在牵引胶辊的作用下匀速进给，通过导向板14 进入封边机构，在进入成型口模之前先经过喷孔，从喷孔中喷出250℃-300℃、0.1-0.2Mpa的高压高速高温气流使待封边的中空板的有孔边边缘瞬间达到熔融的临界状态，之后通过成型口模的导入口进入成型口模，从而将塑料中空板的有孔边边缘予以封闭，达到封边效果，再通过导向板10将中空板导出封边机构，利用二级牵引设备将封边后的中空板牵出，送入二级牵引设备之后的定位档铁7，从而完成整个的封边过程。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于对塑料中空板进行封边的封边设备，其特征在于：其包括机架，牵引机构，封边机构，封边机构调整机构以及板材定位导向机构；

——机架，为一框架，其具有用以安装各机构的两侧板；

——牵引机构，所述牵引机构为两级牵引设备，第一级为牵入段，第二级为牵出段，每级牵引设备均由上下设置的一对胶辊组成，用于将待封边板材牵入/牵出所述封边机构；

——封边机构，所述封边机构为一对，用于对中空板的两有孔边进行封边，设置于第一级和第二级牵引设备之间，所述封边机构为二段式封边模，沿着板材进给方向具有相互连接的一高温气体喷射设备和一发热口模设备，所述高温气体喷射设备和发热口模设备之间设置有隔热垫；

——封边机构调整机构，固连至所述封边机构，用于调节两封边机构间的相对位置；

——板材定位导向机构，包括板材定位机构和板材导向机构，所述板材定位结构用于在板材牵入一级牵引设备之前和牵出二级牵引设备之后对板材进行定位，所述板材导向机构用于对板材入/出封边机构进行导向；

所述发热口模设备包括发热体和成型口模，所述发热体内部嵌入发热元件和热电偶，所述成型口模固连至发热体；所述成型口模设置有圆弧形沟槽；所述牵引设备的每个下辊共同连接至调速电机。

2.如权利要求1所述的封边设备，其特征在于：所述牵引设备的每个上辊转轴的两端各安装一个带轴承的滑块，机架侧板对应位置处开有和滑块相配合的滑槽，在滑块顶端安装有螺杆，螺杆一端固连至滑块，另一端穿过侧板顶部，通过调节螺母固定，螺杆上套设有弹簧。

3.如权利要求2所述的封边设备，其特征在于：所述高温气体喷射设备设有一喷孔，其喷射端加工有扩散角，另一端通过管路连接至高温气流发生器。

4.如权利要求3所述的封边设备，其特征在于：所述高温气流发生器由旋涡式风机和气流加热枪组成。

5.如权利要求4所述的封边设备，其特征在于：所述封边机构调整机构为设置于两侧板间的两根互相平行光轴，两个光轴两端均设有一固定板用以安装封边机构，固定板上设有由手轮、丝杆副、丝杆固定座组成的手动调节设备。

6.如权利要求5所述的封边设备，其特征在于：所述板材定位机构为在一级牵引设备之前和二级牵引设备之后设置的定位档铁，档铁上开设有长条孔，长条孔内设置有固定螺栓。

7.如权利要求6所述的封边设备，其特征在于：所述板材导向机构为在封边机构前后设有的导向板。

8.如权利要求7所述的封边设备，其特征在于：所述成型口模的沟槽入口端形成有喇叭状导入口。

9.如权利要求8所述的封边设备，其特征在于：所述发热口模设备的发热体由不锈钢制成，成型口模由纯铜制成。