CN111890615A - 一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，包括依次连接的搅拌机构、出料机构、冷却输送机构和下料机构，所述搅拌机构包括搅拌筒、设于搅拌筒外部的水浴加热组件、设于搅拌筒底部的打料组件，所述搅拌机构的输出端通过单向阀连接出料机构；所述出料机构包括连接单向阀输出端的出料管和设于出料管远离单向阀的一端的喷料头，所述冷却输送机构设于出料机构的喷料头的下方，所述冷却输送机构包括通过轮毂电机和从动轮连接的模具带，所述下料机构包括通过轮毂电机和从动轮连接的运输带，所述下料机构的下方设收料筒；本发明提供的凝胶片生产设备，结构简单，制造成本较低，实现连续循环式高速生产且无废料。
Description
技术领域
本发明属于智能控制技术领域，具体涉及一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备。
背景技术
目前公知的凝胶片生产设备分为三类产品；其一是通过涂布机将胶液制成特定厚度的凝胶片，利用滚刀进行滚切，上述生产方式的缺点是：废料多达一比一、成型效果差、厚度控制困难；其二是通过特定形状的模具将胶液冷却成型，通过刀具切片达到生产要求，缺点是生产速度慢、生产效率低，结构复杂，胶片切口粗糙、平面度差；第三种是通过滚模在胶液中蘸取胶液，冷却后脱模，缺点是平面度差，只能生产厚度较薄的胶片，综上，所述三类设备都存在着效果不理想的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，克服目前现有凝胶片结构复杂，制造成本高，生产效率低下，废品率高、废料多的缺陷，从而实现一种结构简单，制造成本较低，实现连续循环式高速生产且无废料，智能全自动的凝胶片生产设备。
本发明的目的是这样实现的：
一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，包括依次连接的搅拌机构、出料机构、冷却输送机构和下料机构；
所述搅拌机构包括搅拌筒、设于搅拌筒外部的水浴加热组件、设于搅拌筒底部的打料组件，所述搅拌机构的输出端通过单向阀连接出料机构；
所述出料机构包括连接单向阀输出端的出料管和设于出料管远离单向阀的一端的喷料头，所述出料管的轴向外周面上缠绕设有电热丝，所述出料管的一端通过温控器连接单向阀，所述出料管的另一端通过减压阀连接喷料头；
所述冷却输送机构设于出料机构的喷料头的下方，所述冷却输送机构包括通过轮毂电机和从动轮连接的模具带，所述模具带的上方依次设连接至制冷机的振荡风区、凝结风区、冷却风区和深冷风区；
所述下料机构通过下料器设于模具带的下方，所述下料机构包括通过轮毂电机和从动轮连接的运输带，所述下料机构的下方设收料筒。
优选的，所述水浴加热组件包括沿搅拌筒外周设置的双层水浴筒、通过回流管和进液管连接水浴筒的加热箱，所述加热箱的顶端通过回流管连接水浴筒的顶端出水口，所述加热箱的底部通过进液管连接水浴筒的底部进水口，所述加热箱上设有电加热管和温控开关，所述进液管上设有隔膜热泵。
优选的，所述打料组件包括连接搅拌筒底端的导轨、通过滑套滑动连接导轨的导杆，所述导杆的一端通过气缸推杆上的活塞滑动连接气缸，所述导杆的另一端通过料缸推杆上的活塞套滑动连接料缸，所述料缸通过单向阀连接至出料管，所述料缸推杆远离导杆的一端依次通过U型圈、活塞套和活塞支架滑动连接料缸的内侧壁。
优选的，所述振荡风区、凝结风区、冷却风区和深冷风区均由多个涵道式桨叶风冷机组成，所述涵道式桨叶风冷机采用串联式结构，所述桨叶风冷机连接制冷机。
优选的，所述模具带由水平托班支撑，所述模具带上等间距均匀设有成模槽，所述模具带靠近轮毂电机的一侧内部、对应成模槽处设有超声波发生器，所述模具带的两端均连接有陀螺仪传感器，所述模具带的底部设有模具张力器，所述下料器对应模具张力器和轮毂电机之间的模具带上的成模槽设置。
优选的，所述下料器和轮毂电机之间的模具带还连接有清洗组件，所述清洗组件包括设于对应成模槽内侧壁设置的冲洗毛刷和设于冲洗毛刷与轮毂电机之间的、对应成模槽的激光灼烧清理机。
优选的，所述模具带的上端、轮毂电机和喷料头之间依次设有用于识别模具的直射式激光模具传感器和用于识别模具带边缘突起的漫反射式接近传感器。
优选的，所述运输带的下方设用于将模具从运输带分离至收料筒内的下料毛刷，所述运输带靠近轮毂电机一端的下方设有用于清洗运输带的清扫毛刷。
优选的，所述模具带采用聚氨酯橡胶材质，所述模具带的负载能力满足：
优选的，所述模具带的输送速度为8-10m/min，所述制冷剂的输出温度范围为14.5-56.8℃。
优选的，所述成模槽采用碳钢材质，所述成模槽的密度ρ为7955-8123kg/m3，比热容C为498.36-567.12J·kg-1·K-1，导热系数K为9.86-23.27W·m-1·K-1，动力粘度S为0.01-0.1kg·m-1·s-1。且(K·C)/ρ·S大于86.05且小于159.98。
优选的，所述冷却输送机构的模具带上入口处的雷诺数Re1和振荡风区、凝结风区、冷却风区和深冷风区组成的冷风通道内的雷诺数Re2分别为：
Re1＝ρvd/μ，Re2＝ρωH2/μ；
其中ρ为制冷剂输出的冷却气体的密度(kg/m3)，v为振荡风区入口处的平均速度(m/s)，d为振荡风区入口的特征长度(m)，H为冷风通道的特征长度(m)，μ为冷却气体的动力黏度(kg·m-1·s-1)，ω为制冷机的转动角速度(rad/s)。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，结构简单，紧凑，体积小重量轻，工作时占用面积小，经久耐用维修方便，在同等产量下，使装置结构大大简化，制造成本大幅降低，可靠性大幅提升。
2、本发明提供的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，设置有多组涵道式风冷渐进冷却隧道，让胶片表面更加圆润美观，逐渐分成冷却让胶片通体透亮，强度更高，成型效果大大提高。
3、本发明提供的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，采用超声波均质装置，利用声波能量排除胶液中的气泡等杂质，让胶液更加充分的填充到模具的各个角落，成型效果大大提高，胶片贴合舒适度和均匀度显著改善。
4、本发明提供的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，可收缩式模具利用胶片的自身属性，在凝固过程中产生的回弹力，让胶片干净迅速脱模，较传统脱模效果显著改善。
5、本发明提供的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，雷诺数随流体区域形状的不同而有所差别，根据雷诺数大小，可以将物料的流动形态进行下划分，以判断成模槽内凝胶在流经不同风冷区域时的凝固状态，得到凝胶及各冷却区的温度分布规律，让胶液更加充分的填充到模具的各个角落，提高成型效果大大提高，改善胶片贴合舒适度和均匀度。
附图说明
图1是本发明一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备结构示意图。
图2是本发明搅拌机构示意图。
图3是本发明出料机构示意图。
图4是本发明冷却输送机构和下料机构示意图。
图中：100、搅拌机构；200、出料机构；300、冷却输送机构；400、下料机构；500、收料筒；600、轮毂电机；700、从动轮；1、搅拌筒；2、回流管；3、加热箱；4、温控开关；5、电加热管；6、进液管；7、隔膜热泵；8、单向阀；9、气缸；10、活塞；11、气缸推杆；12、导杆；13、滑套；14、导轨；15、料缸推杆；16、U型圈；17、活塞套；18、活塞支架；19、料缸；111、水浴筒；21、出料管；22、电热丝；23、温控器；24、减压阀；25、喷料头；31、模具带；32、成模槽；33、直射式激光模具传感器；34、漫反射式接近传感器；35、振荡风区；36、凝结风区；37、冷却风区；38、深冷风区；39、制冷机；311、陀螺仪传感器；312、水平托班；313、模具张力器；314、下料器；315、超声波发生器；316、冲洗毛刷；317、激光灼烧清理机；41、运输带；42、下料毛刷；43、清扫毛刷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图1，一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，包括依次连接的搅拌机构100、出料机构200、冷却输送机构300和下料机构400。
结合图2，所述搅拌机构100包括搅拌筒1、设于搅拌筒1外部的水浴加热组件、设于搅拌筒1底部的打料组件，所述搅拌机构100的输出端通过单向阀8连接出料机构20，所述水浴加热组件包括沿搅拌筒1外周设置的双层水浴筒111、通过回流管2和进液管6连接水浴筒111的加热箱3，所述加热箱3的顶端通过回流管2连接水浴筒111的顶端出水口，所述加热箱3的底部通过进液管6连接水浴筒111的底部进水口，所述加热箱3上设有电加热管5和温控开关4，所述进液管6上设有隔膜热泵7，所述打料组件包括连接搅拌筒1底端的导轨14、通过滑套13滑动连接导轨14的导杆12，所述导杆12的一端通过气缸推杆11上的活塞10滑动连接气缸9，所述导杆12的另一端通过料缸推杆15上的活塞套17滑动连接料缸19，所述料缸19通过单向阀8连接至出料管21，所述料缸推杆15远离导杆12的一端依次通过U型圈16、活塞套17和活塞支架18滑动连接料缸19的内侧壁。
结合图3，所述出料机构200包括连接单向阀8输出端的出料管21和设于出料管21远离单向阀8的一端的喷料头25，所述出料管21的轴向外周面上缠绕设有电热丝22，所述出料管21的一端通过温控器23连接单向阀8，所述出料管21的另一端通过减压阀24连接喷料头25，出料管21采用双层尼龙经纬线式管道，外部缠绕有硅胶包裹的电热丝22，在硅胶发热带外侧缠绕有耐高温的特氟龙胶布，在特氟龙胶布外侧有聚乙烯发泡保温层，该管道拥有自发热防凝固，保温恒温的功能，保证胶液顺利通过管道不凝固，并且容易清洗。
开启电源，水浴加热组件开始工作，出料管上的电热丝开始加热，喷料头开始加热，当温度达到要求时，将胶液和物料分别加入搅拌筒中，搅拌均匀后料缸带动料缸活塞开始吸进料液，吸料时气缸阀门闭合，当气缸活塞杆到达特定位置时，会触发气缸外壁的电磁传感器，会通过电磁气阀改变气缸运行方向，此时气缸关闭料缸打开，混合胶液开始通过单向阀进入出料管，出料管上装有可调式减压阀，可以调节喷料头的出胶压力，防止胶液飞溅出模具，调整喷料头位置，让喷料头喷出的胶液顺利能落在成模槽的中心位置，模具带运动到相应位置时，模具突起边缘会触发漫反射式光电传感器，执行机构会触发打料组件的气缸工作。
实施例2
结合图4，所述冷却输送机构300设于出料机构200的喷料头25的下方，所述冷却输送机构300包括通过轮毂电机600和从动轮700连接的模具带31，所述模具带31的上方依次设连接至制冷机39的振荡风区35、凝结风区36、冷却风区37和深冷风区38，所述下料机构400通过下料器314设于模具带31的下方，所述下料机构400包括通过轮毂电机600和从动轮700连接的运输带41，所述下料机构400的下方设收料筒500，所述模具带31的上端、轮毂电机600和喷料头25之间依次设有用于识别模具的直射式激光模具传感器33和用于识别模具带31边缘突起的漫反射式接近传感器34。
所述振荡风区35、凝结风区36、冷却风区37和深冷风区38均由多个涵道式桨叶风冷机组成，所述涵道式桨叶风冷机采用串联式结构，所述桨叶风冷机连接制冷机39，所述模具带31由水平托班312支撑，所述模具带31上等间距均匀设有成模槽32，所述模具带31靠近轮毂电机600的一侧内部、对应成模槽32处设有超声波发生器315，所述模具带31的两端均连接有陀螺仪传感器311，所述模具带31的底部设有模具张力器313，所述下料器314对应模具张力器313和轮毂电机600之间的模具带31上的成模槽32设置。
胶液落入成模槽后，模具带继续向前运动，此时超声波发生器工作，将模具内部的气泡振裂并且让胶液与成模槽接触的部位形成均匀的凸起，让凝胶片表面光滑圆润，当模具带进入涵道式风冷隧道后，一级风冷振荡风区会以均匀的微弱风力让凝胶片表面初步凝结，二级风冷凝结风区会抽取强制制冷机的冷风对胶片进行强制制冷，让胶片的中上层完全冷却定型，然后模具的模具张力器会带动成模槽的收缩机构将胶片收紧，让胶片的下层凝固略小于中上层，形成回弹力有利于胶片脱模，模具行进至风冷式涵道末端冷却风区和深冷风区，胶片已经全部冷却完毕，胶片迅速回弹，与模具顺利分离。胶片跌落至下层传送带，由下层传送带将胶片送出设备，生产工序完成。
陀螺仪传感器收集的偏角信号传递给处理器，处理器根据陀螺仪信号将偏转量传递给安装在机器四角的电缸推进器来实现及其的动态平衡，各涵道螺旋桨风量依次增大，保证了胶液均匀冷却而不被吹溅到模具外侧，加速了冷却速度，渐增式风量冷却涵道让胶片表面形成均匀光滑的凝固层。
实施例3
结合图1和图4，所述下料器314和轮毂电机600之间的模具带31还连接有清洗组件，所述清洗组件包括设于对应成模槽32内侧壁设置的冲洗毛刷316和设于冲洗毛刷316与轮毂电机600之间的、对应成模槽32的激光灼烧清理机317，所述运输带41的下方设用于将模具从运输带41分离至收料筒500内的下料毛刷42，所述运输带41靠近轮毂电机600一端的下方设有用于清洗运输带41的清扫毛刷43。
激光灼烧清理机主要清洗附着在成模槽不粘涂层表面及边缘处难以清洗的污垢，冲洗毛刷为两台或两台整数倍的减速电动机带动的旋转毛刷，有纵向清洗和横线清洗，用于清洗模具上粘黏的残余胶液。
实施例4
所述模具带的输送速度为8-10m/min，所述制冷剂的输出温度范围为14.5-56.8℃，所述成模槽采用碳钢材质，所述成模槽的密度ρ为7955-8123kg/m3，比热容C为498.36-567.12J·kg-1·K-1，导热系数K为9.86-23.27W·m-1·K-1，动力粘度S为0.01-0.1kg·m-1·s-1。且(K·C)/ρ·S大于86.05且小于159.98。
所述冷却输送机构的模具带上入口处的雷诺数Re1和振荡风区、凝结风区、冷却风区和深冷风区组成的冷风通道内的雷诺数Re2分别为：Re1＝ρvd/μ，Re2＝ρωH2/μ；其中ρ为制冷剂输出的冷却气体的密度(kg/m3)，v为振荡风区入口处的平均速度(m/s)，d为振荡风区入口的特征长度(m)，H为冷风通道的特征长度(m)，μ为冷却气体的动力黏度(kg·m-1·s-1)，ω为制冷机的转动角速度(rad/s)。
雷诺数随流体区域形状的不同而有所差别，根据雷诺数大小，可以将物料的流动形态进行下划分，以判断成模槽内凝胶在流经不同风冷区域时的凝固状态，得到凝胶及各冷却区的温度分布规律，让胶液更加充分的填充到模具的各个角落，提高成型效果大大提高，改善胶片贴合舒适度和均匀度。
实施例5
在实施例1-4的基础上，在使用本申请的凝胶片生产设备时，以生产眼贴为例，眼贴胶液会在可收缩模具内形成上下表面光滑圆润的表面，内部胶质均匀透亮，无毛边不粘粘，使其能与皮肤完美贴合。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：包括依次连接的搅拌机构(100)、出料机构(200)、冷却输送机构(300)和下料机构(400)；
所述搅拌机构(100)包括搅拌筒(1)、设于搅拌筒(1)外部的水浴加热组件、设于搅拌筒(1)底部的打料组件，所述搅拌机构(100)的输出端通过单向阀(8)连接出料机构(200)；
所述出料机构(200)包括连接单向阀(8)输出端的出料管(21)和设于出料管(21)远离单向阀(8)的一端的喷料头(25)，所述出料管(21)的轴向外周面上缠绕设有电热丝(22)，所述出料管(21)的一端通过温控器(23)连接单向阀(8)，所述出料管(21)的另一端通过减压阀(24)连接喷料头(25)；
所述冷却输送机构(300)设于出料机构(200)的喷料头(25)的下方，所述冷却输送机构(300)包括通过轮毂电机(600)和从动轮(700)连接的模具带(31)，所述模具带(31)的上方依次设连接至制冷机(39)的振荡风区(35)、凝结风区(36)、冷却风区(37)和深冷风区(38)；
所述下料机构(400)通过下料器(314)设于模具带(31)的下方，所述下料机构(400)包括通过轮毂电机(600)和从动轮(700)连接的运输带(41)，所述下料机构(400)的下方设收料筒(500)。
2.根据权利要求1所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述水浴加热组件包括沿搅拌筒(1)外周设置的双层水浴筒(111)、通过回流管(2)和进液管(6)连接水浴筒(111)的加热箱(3)，所述加热箱(3)的顶端通过回流管(2)连接水浴筒(111)的顶端出水口，所述加热箱(3)的底部通过进液管(6)连接水浴筒(111)的底部进水口，所述加热箱(3)上设有电加热管(5)和温控开关(4)，所述进液管(6)上设有隔膜热泵(7)。
3.根据权利要求1所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述打料组件包括连接搅拌筒(1)底端的导轨(14)、通过滑套(13)滑动连接导轨(14)的导杆(12)，所述导杆(12)的一端通过气缸推杆(11)上的活塞(10)滑动连接气缸(9)，所述导杆(12)的另一端通过料缸推杆(15)上的活塞套(17)滑动连接料缸(19)，所述料缸(19)通过单向阀(8)连接至出料管(21)，所述料缸推杆(15)远离导杆(12)的一端依次通过U型圈(16)、活塞套(17)和活塞支架(18)滑动连接料缸(19)的内侧壁。
4.根据权利要求1任一项所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述振荡风区(35)、凝结风区(36)、冷却风区(37)和深冷风区(38)均由多个涵道式桨叶风冷机组成，所述涵道式桨叶风冷机采用串联式结构，所述桨叶风冷机连接制冷机(39)。
5.根据权利要求1所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述模具带(31)由水平托班(312)支撑，所述模具带(31)上等间距均匀设有成模槽(32)，所述模具带(31)靠近轮毂电机(600)的一侧内部、对应成模槽(32)处设有超声波发生器(315)，所述模具带(31)的两端均连接有陀螺仪传感器(311)，所述模具带(31)的底部设有模具张力器(313)，所述下料器(314)对应模具张力器(313)和轮毂电机(600)之间的模具带(31)上的成模槽(32)设置。
6.根据权利要求5所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述下料器(314)和轮毂电机(600)之间的模具带(31)还连接有清洗组件，所述清洗组件包括设于对应成模槽(32)内侧壁设置的冲洗毛刷(316)和设于冲洗毛刷(316)与轮毂电机(600)之间的、对应成模槽(32)的激光灼烧清理机(317)。
7.根据权利要求1所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述模具带(31)的上端、轮毂电机(600)和喷料头(25)之间依次设有用于识别模具的直射式激光模具传感器(33)和用于识别模具带(31)边缘突起的漫反射式接近传感器(34)。
8.根据权利要求1所述的一种智能全自动无废料型凝胶片生产设备，其特征在于：所述运输带(41)的下方设用于将模具从运输带(41)分离至收料筒(500)内的下料毛刷(42)，所述运输带(41)靠近轮毂电机(600)一端的下方设有用于清洗运输带(41)的清扫毛刷(43)。
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