CN105643946B - 一种节能型地垫生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地垫加工领域，具体涉及一种节能型地垫生产线，包括：上料装置、加工室、收料装置、分切装置和冷却装置；所述加工室包括：加热区和冷却区，加热区和冷却区相互连通，所述加热区和冷却区连通处设置隔离带；所述加热区包括，发泡通道以及加热系统，所述发泡通道内壁设置有反射层；所述加热系统包括，波源发射器、波导管和馈能口；所述分切装置包括：机架、旋转装置、切割台和控制机构；所述加工室入口处设置有预加热区，所述冷却装置包括冷却管和冷却器，所述冷却管包括两个缠绕段，所述缠绕段分别缠绕在所述波源发射器和预加热区进料处，所述波源发射器上的缠绕段与冷却器的出口相连，所述预加热段上的缠绕段与冷却器的入口相连。

Description

一种节能型地垫生产线

技术领域

本发明涉及地垫加工领域，具体涉及一种节能型地垫生产线。

背景技术

目前，聚烯烃发泡材料地垫的主要生产步骤包括，放卷、发泡、定型、收卷和分切。现有发泡炉的发泡炉采用热风、蒸汽等方式提供发泡所需要的高温环境，通常发泡炉通过电加热或燃料加热等方式对炉内进行热传导式的加热升温，来达到发泡温度。这种加热方式效果差，发泡材料在炉内的运输速度慢，炉膛体积大，加热炉进出口的热量损失会对炉内的发泡效果造成巨大的影响。此外，收卷定型和定长分切需要转移到独立设备上单独实施，使得地垫的生产过程进一步减慢，不利于生产效率的提高。

例如，公告号为CN1799809A公开的一种辐射交联聚烯烃发泡设备，采用水平预热和竖直发泡炉的方式对聚烯烃材料进行加热发泡，然而其存在以下问题：1、加热速度慢，加热能耗高，加热过程中炉内的热气无法充分利用。2、垂直发泡段较长，发泡材料在垂直发泡时，在重力作用下会有一定的拉长，内部需要设置有展开装置，对发泡材料展开的同时会造成材料表面的损害，影响成品质量。3、发泡完成后，需要将材料转移进行下一步的加工，自动化程度低，人工劳动量高。4、不节能，需要利用大量的电力或燃料来进行加热。。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种节能型地垫生产线。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种节能型地垫生产线，包括：上料装置、加工室、收料装置、分切装置和冷却装置；

所述加工室包括：用以材料发泡的加热区和用以材料定型的冷却区，加热区和冷却区相互连通，所述加热区和冷却区连通处设置有具有开口的隔离带；所述加热区包括，长条形截面的发泡通道以及用以所述发泡通道内材料加热的加热系统，所述发泡通道沿着材料输送方向的两端分别设置有条缝形的物料进口与物料出口，所述发泡通道内壁设置有反射层；所述加热系统包括，波源发射器、波导管和馈能口，所述波源发射器设置在所述发泡通道外，所述馈能口设置在所述发泡通道的侧壁上，所述波导管的两端分别与所述波源发射器和馈能口相连；

所述分切装置包括：机架、用以带动物料的旋转装置、用以分切物料的切割台，用以上下物料的送料装置和协调控制各个装置运转的控制机构；所述旋转装置包括固定在机架上的驱动器，与驱动器相连接的转轴和用以支撑并定位转轴的定位机构；所述切割台上设置有多个切割件固定架，切割件固定架上设置有长条的切割件，切割件固定架与切割台之间可调节式连接，使得各切割件之间的距离可调，切割台与机架之间设置有滑动机构，切割台通过滑动机构沿远离或者靠近转轴的方向运动，所述切割台上设置有用以控制切割台行程的距离感应器；

所述加工室入口处还设置有预加热区，所述预加热区包括若干预加热段，所述冷却装置包括冷却管和冷却器，所述冷却器包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口，所述冷却管包括两个缠绕段，所述缠绕段分别缠绕在所述波源发射器和预加热区的进料处，所述波源发射器上的缠绕段与冷却器的出口相连，所述预加热段上的缠绕段与冷却器的入口相连。

所述波源发射器为磁控管，磁控管产生微波，在波导管的传递下从馈能口进入发泡通道对物料进行加热，由于微波加热为无介质的加热方式，相比传统电加热或燃气加热的方式加热速度更加快速，所需要的加热空间较小，材料在加热区内的形变量小，此外，加热区和冷却区的直接相连，保证了发泡完毕后，材料直接冷却定型，进一步减少了加工过程中的形变，提高了成品质量。波源发射器功率较高，连续工作时会产生大量热，冷却管内液体通过波源发射器后温度升高，将其引入预加热区的进料处可对发泡材料进行初步预热，对热量进行回收，提高设备节能效率。分切装置与收料装置相连，收料装置切割台上的刀片直切分切由转轴带动旋转的物料，速度快、效率高，同时切割件通过切割件固定架可在切割台上调整间距，从而形成不同的分切规格，并且直接通过长条的切割件切割，使其具有较大的割幅，适用于大直径卷装物料的分切，所述切割台上设置有用以控制切割台行程的距离感应器，用以控制切割台的运动幅度，从而保证切割宽度，可以良好的匹配加工室内产出的大直径料卷。

作为优选，所述冷却装置还包括设置在加工室内的风扇和与风扇相通的排气管，所述排气管的一端与风扇相连，另一端缠绕在所述预加热段外，所述风扇为抽风扇，设置在发泡通道位于物料进口的一端，用发泡通道内排出的气体对预加热区内发泡材料的进行预热处理，提高能源利用率。

作为优选，所述发泡通道包括若干个谐振区域，所述每个谐振区域内均单独匹配有独立的加热系统，谐振区域之间设置有隔板，所述谐振区域与物料进口之间设置有预热区。

作为优选，所述谐振区域为矩形立体结构，所述馈能口对称分布在谐振区域相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口，所述馈能口为圆盘形，所述波导源设置在馈能口圆盘的中心，馈能口上设置有若干隙缝，隙缝为长方形，隙缝以直线方式排列成多组，隙缝以圆盘圆心为中心呈发射状排列，隙缝沿着发射线排列成多个组，其中每条发射线上的隙缝随着距离圆心距离的增加其长度也逐渐增加。所述发射线上的隙缝数量为3-8条，相邻隙缝之间的距离为导波波长一半的正整数倍。用以保证每条隙缝辐射出来的微波功率相等，保证稳定的加热效果，微波在谐振区域形成驻波，使得谐振区域内固定位置接收到的微波能量恒定，达到更加稳定的加热效果。

作为优选，所述上料装置包括出料辊和放卷机构，所述出料辊设置在所述物料进口的上方；所述收料装置包括定型辊组、牵引辊组和收卷机构，所述定型辊组设置在冷却区内且临近物料出口处的位置，且所述定型辊组内设置有用以冷却发泡材料的冷却通路，冷却通路的两端分别于所述冷却器的出口和入口相连。所述定型辊组包括多对两两相对且具有不同压力的定型辊组成，用以多次反复定型，冷却通路用以保持定型辊组表面的冷却，从而提高定型效果。

作为优选，所述隔离带包括用以防止发射波进入冷却区的吸收反射层和用以隔绝加热区热量进入冷却区的隔热层，所述吸收反射层采用不锈钢微波抑制板，所述隔热层采用石棉板。防止微波泄漏的同时隔绝热量，保证了冷却区的定型效果。

作为优选，所述切割件为长条形的刀片，所述刀片包括用以切割的刀刃区和用以支撑刀刃区的刀背区，刀刃区包括多个依次排列的切割单元，所述切割单元包括距离刀背区较远的第一切割段、距离背区较近的第二切割段和连接过渡第一切割段与第二切割段的过渡切割段，所述第一切割段为刀刃区上的突起结构，起到对物料的切断作用；所述过渡切割段为连接第一切割段与第二切割段的光滑直线或弧线，起到对物料断面毛刺的修整切割的作用；所述第二切割段为刀刃区上的凹口结构，起到进一步切割并将物料碎屑的排出和防止卡刀的作用，此外还具有减少刀片发热量的作用。使得该种刀片特别适合于发泡材料的切割。

作为优选，所述送料装置包括设置在机架上的滑轨，通过滑轨在机架上滑动的料车和设置在料车上用以承托物料的升降台，升降台托住物料卷，在料车的带动下，能将物料卷套在转轴上或从转轴上卸下，当转轴转动时，升降台远离转轴可以有效避免与旋转的物料卷相碰撞，保证了加工质量。

作为上述方案的优选，所述升降台外围包裹有软质缓冲垫，用以保护物料。

作为优选，所述定位机构包括，用以定位转轴的顶杆、用以驱动顶杆的定位气缸和用以定位机构移动的导轨，在切割时，定位气缸推动顶杆抵住转轴，保证转轴的稳定旋转，以提高分切质量；在上下物料时，定位机构通过导轨移动到机架的另一端，为上下物料提供所需要的空间。

作为优选，所述转轴为气涨轴，转轴与驱动器连接侧设置有通入转轴内的充气管，充气管与转轴之间设置有密封器，气涨轴式的转轴能良好的固定卷装物料，使得物料在旋转时不会与转轴发生相对运动，保证了切割效果，同时通过密封器，保证了转轴旋转中不漏气，始终保持对卷装物料良好的固定性能。

作为优选，所述控制机构包括用以接收信号和设置程序的主控制器、设置在机架一侧用以操控的控制台和通过信号线与主控制器连接的传感器和控制器；所述传感器包括：压力传感器和位置感应器，压力传感器设置在送料装置的料车处，位置感应器设置在滑动机构处、送料装置的滑轨处以及定位机构的导轨处；所述控制器包括，用以控制驱动器启停的驱动开关，用以控制切割台滑动的切割台驱动器，用以控制料车滑动的送料驱动器、用以控制定位机构滑动的定位驱动器和用以控制充气管开闭的充气开关。

作为优选，所述切割台上设置有用以冷却的朝向刀片设置的吹风口，控制刀片的温度，以保证良好的切割效果。

综上所述，本发明的有益效果：

① 本发明所述的一种节能型地垫生产线采用微波发泡和快速分切联合的方式，大大提高了地垫的生产速度。

② 本发明所述的一种节能型地垫生产线自动化程度高，聚烯烃发泡片材通过本方案，可直接加工成尺寸规格达标的地垫成品，且成品质量高，表观更光滑。

③ 本发明所述的一种节能型地垫生产线，能源利用率高，充分利用循环冷却水以及发泡通道内的热能，更加节能环保。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中加热系统的结构示意图；

图4是本发明中分切装置的立体结构示意图；

图5是本发明中分切装置的结构示意图；

图6是本发明中刀片的结构示意图；

图7是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

根据图1～图5所示，一种节能型地垫生产线，包括：上料装置1、加工室2、收料装置3、分切装置8和冷却装置9；

加工室2包括：用以材料发泡的加热区4和用以材料定型的冷却区5，加热区4和冷却区5相互连通，加热区4和冷却区5连通处设置有具有开口的隔离带21；加热区4包括，长条形截面的发泡通道6以及用以发泡通道6内材料加热的加热系统7，发泡通道6沿着材料输送方向的两端分别设置有条缝形的物料进口61与物料出口62，发泡通道6内壁设置有反射层63；加热系统7包括，波源发射器71、波导管72和馈能口73，波源发射器71设置在发泡通道6外，馈能口73设置在发泡通道6的侧壁上，波导管72的两端分别与波源发射器71和馈能口73相连；

分切装置8包括：机架81、用以带动物料的旋转装置82、用以分切物料的切割台83，用以上下物料的送料装置84和协调控制各个装置运转的控制机构85；旋转装置82包括固定在机架81上的驱动器821，与驱动器821相连接的转轴822和用以支撑并定位转轴822的定位机构823；切割台83上设置有多个切割件固定架831，切割件固定架831上设置有长条的切割件，切割件固定架831与切割台83之间可调节式连接，使得各切割件之间的距离可调，切割台83与机架81之间设置有滑动机构833，切割台83通过滑动机构833沿远离或者靠近转轴822的方向运动，切割台83上设置有用以控制切割台83行程的距离感应器834；

加工室2入口处还设置有预加热区22，预加热区22包括若干预加热段221，冷却装置9包括冷却管91和冷却器92，冷却器92包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口，冷却管91包括两个缠绕段，缠绕段分别缠绕在波源发射器71和预加热区8的进料处，波源发射器71上的缠绕段与冷却器92的出口相连，预加热段221上的缠绕段与冷却器92的入口相连。

发泡通道6包括三个谐振区域601，谐振区域601上下排列，自上而下分别用以预热、发泡和保温，每个谐振区域601内均单独匹配有独立的加热系统7，谐振区域601之间设置有隔板602，谐振区域601与物料进口61之间设置有预热区603。

谐振区域601为矩形立体结构，馈能口73对称分布在谐振区域601相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口73，馈能口73为圆盘形，波导源设置在馈能口73圆盘的中心，馈能口73上设置有若干隙缝731，隙缝731为长方形，隙缝731以直线方式排列成多组，隙缝731以圆盘圆心为中心呈发射状排列，隙缝731沿着发射线排列成多个组，隙缝731沿着发射线排列成多个组，每组发射线上的隙缝731数量为5条，相邻隙缝731之间的距离为73.5mm，隙缝731宽度为6mm，隙缝731长度由圆盘圆心向外依次为17.58mm，19.14mm，21.03mm，24.06mm，28.56mm，谐振区域601的各边长与馈能口73发射波的频率f为2450MHz，功率50kw，谐振区域601长宽高分别为200cm、40cm和35cm。

上料装置1包括出料辊11和放卷机构12，出料辊11设置在物料进口61的上方；收料装置3包括定型辊组31、牵引辊组32和收卷机构33，定型辊组31设置在冷却区5内且临近物料出口62处的位置，且定型辊组31内设置有用以冷却发泡材料的冷却通路311，冷却通路311的两端分别于冷却器92的出口和入口相连。

隔离带21包括用以防止发射波进入冷却区5的吸收反射层211和用以隔绝加热区4热量进入冷却区5的隔热层212，吸收反射层采用不锈钢微波抑制板，隔热层采用石棉板。

根据图6所示，切割件为长条形的刀片832，刀片832包括用以切割的刀刃区8321和用以支撑刀刃区8321的刀背区8322，刀刃区8321包括多个依次排列的切割单元8323，切割单元8323包括距离刀背区8322较远的第一切割段8324、距离背区8322较近的第二切割段8325和连接过渡第一切割段8324与第二切割段8325的过渡切割段8326，第一切割段为刀刃区上的突起结构，起到对物料的切断作用；过渡切割段为连接第一切割段与第二切割段的光滑直线或弧线，起到对物料断面毛刺的修整切割的作用；第二切割段为刀刃区上的凹口结构，起到进一步切割并将物料碎屑的排出和防止卡刀的作用，此外还具有减少刀片发热量的作用，使得该种刀片特别适合于发泡材料的切割，刀片32长度为400～1200mm，刀片32厚度为0.05～2.5mm。

根据图4、图5所示，送料装置84包括设置在机架81上的滑轨841，通过滑轨841在机架81上滑动的料车842和设置在料车842上用以承托物料的升降台843，升降台外围包裹有软质缓冲垫，用以保护物料。

定位机构823包括，用以定位转轴822的顶杆8231、用以驱动顶杆8231的定位气缸8232和用以定位机构823移动的导轨8233，在切割时，定位气缸推动顶杆抵住转轴，保证转轴的稳定旋转，以提高分切质量；在上下物料时，定位机构通过导轨移动到机架的另一端，为上下物料提供所需要的空间。

转轴822为气涨轴，转轴822与驱动器821连接侧设置有通入转轴822内的充气管8221，充气管8221与转轴822之间设置有密封器8222，气涨轴式的转轴能良好的固定卷装物料，使得物料在旋转时不会与转轴发生相对运动，保证了切割效果，同时通过密封器，保证了转轴旋转中不漏气，始终保持对卷装物料良好的固定性能。

控制机构85包括用以接收信号和设置程序的主控制器、设置在机架81一侧用以操控的控制台和通过信号线与主控制器连接的传感器和控制器；传感器包括：压力传感器和位置感应器，压力传感器设置在送料装置84的料车842处，位置感应器设置在滑动机构833处、送料装置84的滑轨841处以及定位机构823的导轨8233处；控制器包括，用以控制驱动器821启停的驱动开关，用以控制切割台83滑动的切割台驱动器，用以控制料车842滑动的送料驱动器、用以控制定位机构823滑动的定位驱动器和用以控制充气管8221开闭的充气开关。

生产线投入运行时，通过上料装置1将发泡母材送入预加热区22预热，预热所需要的热量来自加热系统7的发热以及多级电热丝的加热，随后将发泡母材送入加工室2，在加热区4内经过发泡通道6后发泡母材发泡膨胀，然后进入冷却区5快速降温定型，在定型辊组31设定好的压力下达到预定厚度后，由收料装置3收集成卷，随后将卷材送入分切装置8切割到需要尺寸，切割完毕后由送料装置84将成品送出，完成整个地垫的生产。

实施例2：

与上述实施例1不同之处在于，如图7所示，冷却装置9还包括设置在加工室2内的风扇93和与风扇93相通的排气管94，排气管的一端与风扇93相连，另一端缠绕在预加热段221外，风扇为抽风扇，设置在发泡通道位于物料进口的一端，用发泡通道内排出的气体对预加热区内发泡材料的进行预热处理，提高能源利用率。

Claims (10)

1.一种节能型地垫生产线，其特征在于，包括：上料装置（1）、加工室（2）、收料装置（3）、分切装置（8）和冷却装置（9）；

所述加工室（2）包括：用以材料发泡的加热区（4）和用以材料定型的冷却区（5），加热区（4）和冷却区（5）相互连通，所述加热区（4）和冷却区（5）连通处设置有具有开口的隔离带（21）；所述加热区（4）包括，长条形截面的发泡通道（6）以及用以所述发泡通道（6）内材料加热的加热系统（7），所述发泡通道（6）沿着材料输送方向的两端分别设置有条缝形的物料进口（61）与物料出口（62），所述发泡通道（6）内壁设置有反射层（63）；所述加热系统（7）包括，波源发射器（71）、波导管（72）和馈能口（73），所述波源发射器（71）设置在所述发泡通道（6）外，所述馈能口（73）设置在所述发泡通道（6）的侧壁上，所述波导管（72）的两端分别与所述波源发射器（71）和馈能口（73）相连；

所述分切装置（8）包括：机架（81）、用以带动物料的旋转装置（82）、用以分切物料的切割台（83），用以上下物料的送料装置（84）和协调控制各个装置运转的控制机构（85）；所述旋转装置（82）包括固定在机架（81）上的驱动器（821），与驱动器（821）相连接的转轴（822）和用以支撑并定位转轴（822）的定位机构（823）；所述切割台（83）上设置有多个切割件固定架（831），切割件固定架（831）上设置有长条的切割件，切割件固定架（831）与切割台（83）之间可调节式连接，使得各切割件之间的距离可调，切割台（83）与机架（81）之间设置有滑动机构（833），切割台（83）通过滑动机构（833）沿远离或者靠近转轴（822）的方向运动，所述切割台（83）上设置有用以控制切割台（83）行程的距离感应器（834）；

所述加工室（2）入口处还设置有预加热区（22），所述预加热区（22）包括若干预加热段（221），所述冷却装置（9）包括冷却管（91）和冷却器（92），所述冷却器（92）包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口，所述冷却管（91）包括两个缠绕段，所述缠绕段分别缠绕在所述波源发射器（71）和预加热区（8）的进料处，所述波源发射器（71）上的缠绕段与冷却器（92）的出口相连，所述预加热段（221）上的缠绕段与冷却器（92）的入口相连。

2.根据权利要求1所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述冷却装置（9）还包括设置在加工室（2）内的风扇（93）和与风扇（93）相通的排气管（94），所述排气管的一端与风扇（93）相连，另一端缠绕在所述预加热段（221）外。

3.根据权利要求2所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述发泡通道（6）包括若干个谐振区域（601），所述每个谐振区域（601）内均单独匹配有独立的加热系统（7），谐振区域（601）之间设置有隔板（602），所述谐振区域（601）与物料进口（61）之间设置有预热区（603）。

4.根据权利要求3所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述谐振区域（601）为矩形立体结构，所述馈能口（73）对称分布在谐振区域（601）相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口（73），所述馈能口（73）为圆盘形，所述波导源设置在馈能口（73）圆盘的中心，馈能口（73）上设置有若干隙缝（731），隙缝（731）为长方形，隙缝（731）以直线方式排列成多组，隙缝（731）以圆盘圆心为中心呈发射状排列，隙缝（731）沿着发射线排列成多个组，其中每条发射线上的隙缝（731）随着距离圆心距离的增加其长度也逐渐增加。

5.根据权利要求4所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述上料装置（1）包括出料辊（11）和放卷机构（12），所述出料辊（11）设置在所述物料进口（61）的上方；所述收料装置（3）包括定型辊组（31）、牵引辊组（32）和收卷机构（33），所述定型辊组（31）设置在冷却区（5）内且临近物料出口（62）处的位置，且所述定型辊组（31）内设置有用以冷却发泡材料的冷却通路（311），冷却通路（311）的两端分别于所述冷却器（92）的出口和入口相连。

6.根据权利要求5所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述隔离带（21）包括用以防止发射波进入冷却区（5）的吸收反射层（211）和用以隔绝加热区（4）热量进入冷却区（5）的隔热层（212）。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述切割件为长条形的刀片（832），所述刀片（832）包括用以切割的刀刃区（8321）和用以支撑刀刃区（8321）的刀背区（8322），刀刃区（8321）包括多个依次排列的切割单元（8323），所述切割单元（8323）包括距离刀背区（8322）较远的第一切割段（8324）、距离背区（8322）较近的第二切割段（8325）和连接过渡第一切割段（8324）与第二切割段（8325）的过渡切割段（8326），所述第一切割段（8324）为刀刃区（8321）上的突起结构；所述过渡切割段（8326）为连接第一切割段（8324）与第二切割段（8325）的光滑直线或弧线；所述第二切割段（8325）为刀刃区（8321）上的凹口结构。

8.根据权利要求6所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述送料装置（84）包括设置在机架（81）上的滑轨（841），通过滑轨（841）在机架（81）上滑动的料车（842）和设置在料车（842）上用以承托物料的升降台（843）。

9.根据权利要求7所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述定位机构（823）包括，用以定位转轴（822）的顶杆（8231）、用以驱动顶杆（8231）的定位气缸（8232）和用以定位机构（823）移动的导轨（8233）。

10.根据权利要求8所述的一种节能型地垫生产线，其特征在于，所述转轴（822）为气涨轴，转轴（822）与驱动器（821）连接侧设置有通入转轴（822）内的充气管（8221），充气管（8221）与转轴（822）之间设置有密封器（8222）。