CN107161444B - 一种可吸气或吹气的热辊 - Google Patents

Abstract

一种吸气或吹气热辊，包括沿纵向方向延伸的圆柱形主体，其包括至少一个内部管状元件和围绕内部管状元件同心布置的至少一个外部管状元件；内部管状元件具有外径d，外部管状元件具有内径D，D>d；两个轮毂，分别布置在圆柱形主体的一端；至少一个热交换室，在内部与外部管状元件之间实现；包括用于内部管状元件的涂层；涂层包括沿围绕纵向方向的螺旋路径布置的至少一个肋，其在涂层中一体形成并且在内部管状元件与外部管状元件之间实现至少一个螺旋通道；第一螺旋通道至少部分地在涂层中形成，使得至少一个肋形成螺旋通道的侧壁；肋包括多个径向通过通道；外部管状元件包括与径向通过通道连通的多个第一吸气孔；径向通过通道与空气吸入组件连通。

Description

一种可吸气或吹气的热辊

技术领域

本发明涉及一种可吸气或吹气的热辊。

背景技术

热辊和吸气辊都是已知的。

具体而言，热辊具有很广泛的工业应用，例如热辊操作用于改变（升高或降低）它们所接触的膜（由纸、PVC、铝、织物等等形成）的温度。热传递主要通过传导（即通过膜和辊之间的接触）发生。当膜两侧之间的温度差低于1℃时，可以接受辊子操作。

为此目的，通常热辊由圆柱形主体构成，圆柱形主体设置有一个热交换室以及一个入口和一个出口，用于热流体在闭合回路中循环，闭合回路包括泵送系统和用于冷却/加热来自/到达辊子的热流体/从辊子传递来/传递至辊子的热流体的系统。热流体的入口和出口在布置于圆柱形主体相对端的轮毂中获得，轮毂通常具有入口和另一个出口。无论如何，存在这样的应用，其中在同一个轮毂中形成热流体的入口和出口。

热流体通常是水，或者加入乙二醇的水。

存在很多不同的方式来实现热交换室，例如所谓的简单腔室是已知的，即，在内部和外部主体之间的间隙中获得环形截面的腔室。

对于在桌子上的支撑需要更高定位精度的应用中，吸气辊机器的布置也是已知的。

使用吸气辊的典型应用例如有：

精确打印（例如PCB支持）；

易碎支撑物的包装（例如PVC膜）；

双向膜的包装；

保持支撑张力以避免形成圆圈；

在加速（停止＆起动）的情况下保持辊子上的支撑位置（以避免辊子和支撑物之间的滑动）。

市场上的吸气辊通常具有非常简单的结构，由圆柱形元件构成，圆柱形元件在外侧表面上具有与吸气回路连通的一系列孔，吸气回路适于在支撑物上产生吸力，支撑物在圆柱形元件的外表面上运转。

圆柱形元件在两个头端由两个轮毂支撑。

吸气回路将吸入的空气输送到辊子外部的吸气单元（例如真空泵）。

通常，回路由通过圆柱形元件本身、在圆柱形元件的支撑轮毂之一中形成的同轴孔以及旋转主体构成的管道构成。

申请人注意到，具有串联布置的两种辊子类型的机器，即使它们具有更好的生产效率，但是另一方面它们也是非常昂贵和笨重的。

申请人还观察到，由于双倍的部件，通常这些机器的可靠性不好，因为故障概率更高。因此，这种机器有更大的可能性当机，并且维护成本更高。

申请人解决的问题是实现这样的辊子，其降低配备有串联布置的热辊和吸气辊的机器的体积和总成本。

申请人解决的问题是实现这样的辊子，其相对于串联布置的热辊和吸气辊减少部件的数量，并因此提高机器可靠性。

申请人就其本身还提出实现新辊子类型同时是热辊和吸气辊或吹气辊的问题。

发明内容

因此，本发明的第一方案涉及一种吸气或吹气热辊，包括：

沿纵向方向延伸的圆柱形主体；所述圆柱形主体包括至少一个内部管状元件和围绕所述内部管状元件同心地布置的至少一个外部管状元件；所述内部管状元件具有外径d，且所述外部管状元件具有内径D，D>d；

两个轮毂，分别布置在所述圆柱形主体的一端；

至少一个热交换室，在所述内部管状元件与所述外部管状元件之间实现；

其特征在于，包括用于所述内部管状元件的涂层；

所述涂层包括沿着围绕所述纵向方向的螺旋路径布置的至少一个肋；所述至少一个肋在所述涂层中一体形成，并且在所述内部管状元件与所述外部管状元件之间实现至少一个螺旋通道；

所述第一螺旋通道至少部分地在所述涂层中形成，使得所述至少一个肋形成所述螺旋通道的侧壁；

所述肋包括多个径向通过通道；

所述外部管状元件包括与所述径向通过通道连通的多个第一吸气孔；

所述径向通过通道与空气吸入组件连通。

在本发明的范围内：

“纵向方向”或“沿纵向”表示通常朝向辊子的主延伸方向的方向，纵向方向通常与辊子本身的旋转轴线一致。

“径向方向”或“沿径向”表示相对于辊子的纵向轴线正交的方向或以此方向，其沿着从辊子的旋转轴线开始的半径布置。

通过“反向倾斜”，涉及两个倾斜平面、表面、壁，表示两个平面、表面、壁相对于介于其间的轴线，按照绝对值都具有相同的倾斜度，但是符号相反。

通过螺旋的倾斜角度，表示由螺旋切线、因此肋的切线与垂直于圆柱形主体的轴线的平面形成的角度。

在上述方案中，本发明可以具有以下所述优选特征的至少其中一个。

优选地，所述空气吸入组件包括：

至少一个第一吸气管道，至少部分地布置在所述内部管状元件内部，使得所述径向通过通道相互连接；

用于吸气源的至少一个联接构件，其流体连接到所述至少一个第一吸气管道。

有利地，涂层由塑料材料形成。

优选地，所述吸气热辊包括第二螺旋吸气通道被布置在所述肋的脊部与所述外部管状元件之间。

出于方便，肋包括两个密封边缘，所述两个密封边缘相对于所述第二螺旋通道沿纵向间隔开并且相对，其抵靠所述外部管状元件的内表面，从而实现对于空气吸入的密封。

有利地，所述第二螺旋通道具有高度（F）在0至500mm的范围内、底边（M）范围在0至1000 mm的范围内的梯形截面。

优选地，由塑料形成的所述涂层的最小厚度s大于0.5mm。

出于方便，每个肋具有在沿径向离开轴线方向X-X的情况下成锥形的成形截面。

有利地，每个径向通道被布置在第一吸气孔处。

优选地，所述第一吸气管道具有与所述径向通道连通的多个第二吸气孔。

出于方便，所述第一吸气管道通过在至少一个轮毂中获得的第二吸气管道与用于吸气源的所述联接构件连通。

有利地，每个肋具有两个相对的倾斜壁，每个倾斜壁具有α角，该α角绝对值在90°至180°的范围内。

附图说明

通过对根据本发明的吸气或吹气热辊的一些优选实施例的详细描述，本发明的其它特征和优点将更加明显，但不限于此。

下面将通过参考附图来提供该描述，附图仅仅为了说明的目的而提供，并非限制，其中：

图1是根据本发明的吸气或吹气热辊的示意性立体图；

图2是图1的吸气或吹气热辊的第一实施例的示意性剖视图；

图3是图2的吸气或吹气热辊的一部分的放大剖视图；

图4是图1的吸气或吹气热辊的第二实施例的剖视图和局部立体图；以及

图5是图4的吸气或吹气热辊的一部分的放大剖视图。

具体实施方式

参照图1至图5，根据本发明的吸气或吹气热辊用附图标记1表示。

下面我们提及的吸气热辊被理解为即使将辊子用于在下面所述的外部管状元件上滑动的支撑物上吹气，所陈述的也适用。

参照附图所示的实施例，吸气热辊1由沿着纵向方向X-X延伸的圆柱形主体2构成。圆柱形主体2包括内部管状元件3和外部管状元件4，外部管状元件4围绕内部管状元件3同心地布置。

外部管状元件4是与待冷却/加热和吸气的膜22接触的元件。

内部管状元件3和外部管状元件4具有基本上圆形的截面。详细而言，内部管状元件3具有外径d，外部管状元件4具有内径D，D> d。

在圆柱形主体2的端部有两个轮毂6，每个轮毂布置在圆柱形主体2的一端。轮毂6封闭外部管状元件4。

轮毂6成形为允许流体从在内部管状元件3与外部管状元件4之间获得的热交换室10流出或者流入该热交换室，下面进一步描述。

轮毂6还具有将外部管状元件4和内部管状元件3保持就位并允许热辊本身定位在机器中的功能，在杆/柄的端部有座，用于容纳轴承46。

外部管状元件4和内部管状元件3都由轮毂6支撑。

外部管状元件4键连接（key）在轮毂6上，并因此由轮毂6支撑。 O形环垫圈或附加的特定密封胶泥（附图中未示出）防止流体外泄到轮毂6接触外部管状元件4的区域。轮毂6通常由金属材料形成。

出于方便，内部管状元件3包括紧固在其端部的两个插塞元件17。插塞元件17的功能是封闭内部管状元件3并允许与轮毂6联接。

为了允许与轮毂6联接，每个插塞元件17具有安置座18，用于至少一个紧固元件19（例如紧固螺丝）。

插塞元件17还具有至少一个吸气通孔47。

插塞元件17通常由金属通过车削和研磨工序形成。插塞元件17通过过盈配合组装在内部管状元件3上，然后焊接。

热辊1与优选闭合回路流体连通，闭合回路包括泵送系统和用于冷却/加热来自/到达热辊1的热流体/从热辊1传递来/传递至热辊1的热流体的系统。闭合回路在附图中未示出。

在附图所示的实施例中，轮毂6包括用于热流体的入口7，而另一个轮毂6具有用于热流体的出口8。

根据附图未示出的另一个实施例，轮毂6可包括热流体的入口7和出口8两者。

热流体的入口7和出口8通过两个径向管道9与在内部管状元件3和外部管状元件4之间获得的热交换室10流体连通。

在热交换室10处并且基本上对于内部管状元件3的纵向方向X-X上的整个范围，都存在优选由塑料形成的涂层11。

涂层11的塑料材料可以选自热塑性材料、热固性材料、弹性材料或它们的组合。

适当的热塑性材料的示例是：聚乙烯（HDPE/LDPE）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA、尼龙）、赛璐珞（celluloid）、聚乳酸、聚氨酯。

相反，适于该目的的热固性材料的示例是：酚醛树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂。

最后，弹性材料的示例是：SBR、NBR、EPDM、NR、CR、硅树脂。

涂层11如同在径向方向上具有最小厚度的圆柱形护套。最小厚度s优选小于或等于0.5mm。申请人认为，不到0.5mm的最小厚度将导致热交换室10相对于内部管状元件3的不良隔离。

优选地，最小厚度s包括在0.5至500mm的范围内，含边界。

根据未示出的实施例，涂层11可以仅存在于肋下方，因此其厚度在两个相邻的纵向螺纹15之间可以等于零。

塑料形成的涂层11有两个端部20，在纵向方向X-X上延伸超过内部管状元件3。

详细而言，塑料形成的涂层11在其自身端部有两个环形部分20，其延伸超过内部管状元件3的轴线方向X-X。

环形部分20朝向内部管状元件3的内部径向弯曲，并且安置于在每个插塞元件17与轮毂6之间形成的座21中。

座21形成为使得在插塞元件17与相应的轮毂6联接时，在纵向方向X-X上延伸超过内部管状元件3的涂层11的环形部分20被闭合并压缩在轮毂6与插塞元件17之间。

塑料形成的涂层11包括至少一个肋12，肋12基本上在内部管状元件3的整个范围上沿着围绕纵向方向X-X的螺旋路径延伸。肋12与涂层11形成一体。换言之，在涂层11与肋12之间没有紧固元件。

肋12的螺旋路径由螺旋的倾斜角β限定。

该角度β包括在0°和90°之间，并且可以沿着相同路径的纵向范围X-X变化。

肋12具有这种径向方向上的高度h，以抵靠外部管状元件2的径向内表面14，从而可以实现布置在涂层11与外部管状元件2之间的第一螺旋通道13 。

然后，第一螺旋通道13至少部分地在涂层11中并且根据该第一实施例在肋12的纵向方向上相邻的两个螺纹15或绕组之间实现。

换言之，根据该第一实施例，第一螺旋通道13在图4中描绘为虚线的剖面在纵向方向上由朝向肋12的两个相邻螺纹15或绕组的两个壁16限定，并且在径向方向上，在顶部由外部管状元件2的径向内表面14限定，在底部由两个纵向相邻螺纹15之间的涂层部分限定。

第一螺旋通道13的截面具有高度E，包括在0.5和500mm之间，含边界。

优选地，如图4更好示出的，第一螺旋通道13的通道截面具有最小宽度C，包括在0.5和1000mm之间，含边界。

基于所需的热梯度来计算螺旋通道13的通道截面，所需的热梯度可能实现热流体的这种湍流运动，以帮助热交换。此外，通过用这种变窄部分来帮助流体的湍流运动，第一螺旋通道13的通道截面不能是恒定的。这些变窄部分可以用第一螺旋通道13表面上出现的浮雕、突起、隆起形成。

仍然参照附图所示的实施例，每个肋12具有在沿径向离开纵向方向X-X的情况下成锥形的成形截面。

优选地，每个肋12具有在肋12本身顶部布置的最小宽度l以及在与所述肋12的顶部分隔开的位置布置的最大宽度。

肋12的最小宽度l可以包括在0和100mm之间。

肋12还包括两个相对的倾斜壁16，每个倾斜壁16具有α角，其绝对值包括在90°至180°的范围内，优选在100°至170°的范围内，含边界。

塑料形成的涂层11可包括一个以上的肋12，肋12沿着围绕纵向方向X-X的螺旋路径基本上在内部管状元件3的整个范围上延伸。沿着螺旋路径延伸的肋12的数量越多，形成的第一螺旋通道13的数量就越多。

此外，外部管状元件4包括多个第一吸气孔30，第一吸气孔30穿过其外表面到内部管状元件14。

第一吸气孔30沿着围绕外部管状元件4上的纵向轴线X-X延伸的螺旋路径布置。

第一吸气孔30的螺旋路径基本上与涂层11的肋12的螺旋路径重合。

优选地，第一吸气孔30沿着螺旋路径布置，使得每个第一吸气孔30一个接一个。

在不脱离本发明保护范围的情况下，第一吸气孔30也可以沿着螺旋路径一个接一个地联接在两个并排的第一吸气孔30中。

沿着螺旋路径，每个第一吸气孔30与随后的第一吸气孔30分隔0.1mm至1000mm的距离。优选地，分隔1mm至500mm。

第一吸气孔30可以具有直径d在从0.1mm到肋12的最小宽度l的范围内的圆形截面。

换言之，在脊部孔30的直径d不能超过纵向方向上肋12的尺寸，即在肋12抵靠管状元件2内表面的部分测量的纵向尺寸。

穿过外部管状元件2厚度的第一吸气孔30与在涂层11中、特别是在肋12中形成的多个径向通过通道31流体连通，这些通道相应地与空气吸入组件32连通，如下更详细所述。

径向通过通道31相对于内部管状元件3的纵向轴线X-X沿径向布置，使得肋12的顶部或脊部与吸气管道33连接。

每个径向通过通道31具有圆形截面或者具有可以内接于直径小于1的圆周的截面。

优选地，径向通过通道31的截面的直径基本上与上述第一吸气孔30的直径d一致。

通常，每个径向通过通道31与在外部管状元件3中形成的第一吸气孔30对齐。

空气吸入组件32还包括至少一个吸气管道33，吸气管道33至少部分地布置在内部管状元件3内部，使得径向通过通道32相互连接。

在附图所示的实施例中，第一吸气管道33由内部管状元件3本身表示，但是也可以由内部管状元件3内部的纵向管道表示，不脱离本发明的保护范围。

第一吸气管道33包括多个第二吸气孔34，每个第二吸气孔34与径向通道31接触并连通。

外部管状元件2的外表面通过外部管状元件2上形成的第一吸气孔30、涂层11上形成的径向通过通道32、以及内部管状元件3上形成的第二吸气孔34与第一吸气管道33连通，即与内部管状元件3的内部连通。

优选地，第二吸气孔34的数量等于径向通过通道31的数量，并且每个第二通孔34的截面基本上等同于与其连通的径向通过通道31的截面。

每个径向通道31可以有更多的第二吸气孔34，并且每个第二通孔34的截面可以不同于与其连通的径向通过通道31的截面，不脱离本发明的保护范围。

优选地，每个第二通孔34朝向径向通过通道31并与其接触。

在附图所示的实施例中，空气吸入组件32还包括用于吸气源的至少一个联接构件35，吸气源流体连接到第一吸气管道33，并因此连接到径向通道31和第一吸气孔30。

吸气源（附图未示出）可以是吸气泵。吸气泵的任务是通过在吸气组件32中形成真空，来吸附在外部管状元件2外表面上滑动的膜或支撑物，使它粘附其上。市场上提供不同类型的吸气泵（例如干式泵、油泵等等）。吸气泵的选择基于吸气组件和第一吸气孔30内期望的压降和减弱进行。

在吸气热辊也用作吹气辊的实施例中，前面定义为吸气源的源可以是也能吹气的源，例如压缩机。

第一吸气管道33通过轮毂6中形成的第二吸气管道36传输吸力。

第二吸气管道36在其中一个轮毂中形成，且平行于纵向方向X-X布置。

在附图所示的实施例中，第二吸气管道36的截面小于第一吸气管道33的截面。

此外，在附图所示的实施例中，第二管道36通过插塞17中形成的孔与第一吸气管道33连通，并且在相对一端具有圆周形腔室37，圆周形腔室37在轮毂6与固定环43之间形成，固定环43围绕轮毂6同心地安装。

详细而言，在附图所示的第一实施例中，圆周形腔室37径向由轮毂6和固定环43的内表面限定，而纵向由在纵向方向上分隔并插入轮毂6与固定环43之间的两个垫圈44限定，从而获得对于空气吸入的密封。换言之，插入轮毂6与固定环43之间的两个垫圈44防止吸入压力下降，或者不管如何，限制吸入压力下降。

在附图4中，进一步示出吸气热辊1的其中一个固定支撑物45。具体而言，固定支撑物45通过合适的座子46可旋转地安置吸气热辊1的轮毂6。

在附图4和附图5中，示出本发明的第二实施例，除了在涂层11中（具体而言，在肋12的脊部）具有第二螺旋通道40之外，完全类似于附图2和附图3所示的第一实施例。

第二螺旋通道40的功能是在径向通道31与第一吸气孔30之间实现螺旋吸气腔室。

具体而言，在附图4和附图5所示的实施例中，在肋12脊部的两个沿纵向相互分隔的密封边缘41之间形成第二螺旋通道40。

肋12的脊部表示肋12的顶部。

两个密封边缘41抵靠外部管状元件4的内表面，从而一方面形成密封，以防止第二螺旋通道40的吸气损失（或压降），另一方面防止在第一螺旋通道13中循环的流体从第一螺旋通道13跑出来并进入第二螺旋通道40。

优选地，为了避免局部张力或不期望的磨损，密封边缘41是圆形的。

第二螺旋通道40具有梯形截面，其高度F在0至500mm范围内，较小的底边M在0至1000mm范围内，后者对应于第二螺旋通道的最小纵向尺寸。

第二螺旋通道40可具有不同形状的截面，不脱离本发明的保护范围。

根据未示出的实施例，可以在肋12的脊部形成两个或更多个成对的第二螺旋通道40，每个第二螺旋通道40与一个或多个径向通道31连通。

上面参照一些实施例描述了本发明。

可以对本文中详细描述的实施例进行各种修改，这些修改仍然落入所附权利要求书限定的本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可吸气或吹气的热辊，包括：

沿纵向方向（X-X）延伸的圆柱形主体（2）；所述圆柱形主体（2）包括至少一个内部管状元件（3）和围绕所述内部管状元件（3）同心地布置的至少一个外部管状元件（4）；所述内部管状元件（3）具有外径d，且所述外部管状元件（4）具有内径D，D>d；

两个轮毂（6），分别布置在所述圆柱形主体（2）的一端；

至少一个热交换室（10），在所述内部管状元件（3）与所述外部管状元件（4）之间实现；

其特征在于，包括用于所述内部管状元件（3）的涂层（11）；

所述涂层（11）包括沿着围绕所述纵向方向（X-X）的螺旋路径布置的至少一个肋（12）；所述至少一个肋（12）在所述涂层（11）中一体形成，并且在所述内部管状元件（3）与所述外部管状元件（4）之间实现至少一个螺旋通道；

第一螺旋通道（13）至少部分地在所述涂层（11）中形成，使得所述至少一个肋（12）形成所述第一螺旋通道（13）的侧壁；

所述肋（12）包括多个径向通过通道（31）；

所述外部管状元件（4）包括与所述径向通过通道（31）连通的多个第一吸气孔（30）；

所述径向通过通道（31）与空气吸入组件（32）连通；

所述空气吸入组件（32）包括：

至少一个第一吸气管道（33），至少部分地布置在所述内部管状元件（3）内部，使得所述径向通过通道（31）相互连接；

用于吸气源的至少一个联接构件（35），其流体连接到所述至少一个第一吸气管道（33）；

所述第一吸气管道（33）具有与所述径向通过通道（31）连通的多个第二吸气孔（34）。

2.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于所述涂层（11）由塑料形成。

3.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于包括第二螺旋吸气通道（40），所述第二螺旋吸气通道（40）被布置在所述肋（12）的脊部与所述外部管状元件（4）之间。

4.根据权利要求3所述热辊，其特征在于所述肋（12）包括两个密封边缘（41），所述两个密封边缘（41）相对于所述第二螺旋吸气通道（40）沿纵向间隔开并且相对，其抵靠所述外部管状元件（4）的内表面，从而实现对于空气吸入的密封。

5.根据权利要求3所述的热辊，其特征在于所述第二螺旋吸气通道（40）具有高度（F）在0至500mm的范围内、底边（M）范围在0至1000 mm的范围内的梯形截面。

6.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于由塑料形成的所述涂层（11）的最小厚度s大于0.5mm。

7.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于每个肋（12）具有在沿径向离开所述热辊的轴线方向的情况下成锥形的成形截面。

8.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于每个径向通过通道（31）被布置在第一吸气孔（30）处。

9.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于所述第一吸气管道（33）通过在至少一个轮毂（6）中设置的第二吸气管道（36）与用于吸气源的所述联接构件（35）连通。

10.根据权利要求1所述的热辊，其特征在于每个肋（12）具有两个相对的倾斜壁（16），每个倾斜壁（16）具有α角，该α角绝对值在90°至180°的范围内；其中，所述α角为倾斜壁（16）与所述内部管状元件（3）的外壁面的夹角。

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