CN112127214A - 一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板和其制造方法以及纸浆模塑生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，在所述加热板的内部一体开设有沿着所述加热板的平面方向延伸的一条导热通道，所述导热通道包括通道延伸段、通道进口和通道出口，所述通道延伸段连接所述通道进口和通道出口，所述通道进口和通道出口设在所述加热板的侧面上，在所述导热通道内通入导热介质。本发明还公开一种包括上述热压定型加热板的纸浆模塑生产设备。本发明的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，耐腐蚀性高、使用寿命长；增加了热交换面积，即增加了加热板的发热功率，大大缩短了热补偿时间，提高了生产效率；避免了加热板的渗漏问题；增加了加热板表面强度，解决了模具与加热板长时间使用的接触贴合度。

Description

一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板和其制造方法 以及纸浆模塑生产设备

技术领域

本发明涉及加热装置技术领域，具体为一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板和其制造方法以及包括该加热板的纸浆模塑生产设备。

背景技术

现有的纸浆模塑生产的符合环保要求可降解的制品主要是食品包装例如杯、碗、盘、碟等、工业包装例如手机托、笔记本电脑防震托、剃须刀等、农业包装例如育苗盘、花盘等、医疗包装例如一次性尿壶、痰盂盘、内腔镜托等。

对制品模具加热利用的是热传递及热辐射原理，常规加热方式有：电加热板、蒸汽或导热油加热板，如插电加热管、预埋加热管浇注方式；其中，蒸汽、导热油加热板是通过锅炉加热水生成蒸汽或加热导热油中间介质后再通过输送管道将热量传递给事先预埋盘管式的浇注的铝制加热板。蒸汽或导热油在系统中以闭路循环的方式运行，热量被模具吸收后介质会降温再重新回流进入锅炉加热，周而复始，达到给铝制加热板加热的目的。最终加热板的热量通过本体与模具的装配紧密贴合，使加热板的热能再传导、辐射给模具，160-180℃的模具再传导给模腔内的待烘干、定型的湿坯纸制品，在快速烘干的同时，设备定型工位还要给制品施加以1.5-4.5kg/cm²的压力。

现有市场上，因插电热管或预埋式电加热管能耗高，基本是小规模手动机的纸塑厂在热压机上使用，但凡具有一定规模的纸塑厂家均采用的是通过高温蒸汽或导热油介质来获得热量的铝制加热板。加热板结构的内部使用20#无缝钢管制成串联U型盘管，用浇注工艺将盘管铸再铝合金内，形成整块的加热板，由于目前所使用的加热板都是采用单通道设计，即铸造时只埋进一根盘管，内部通径一般为20mm，受设备模台大小的限制，弯管的长度同时受到限制，盘管内的介质容积很小，严重影响了热交换效率，一般情况下，纸浆模塑产品的湿坯为成型段抄造湿坯含水率在55-70％，其随着生产工艺不同，含水率也不同。以设备模台尺寸950×700mm的QTA30全自动纸浆模塑成型机为例，简单的如十寸圆盘(Φ260×19.6mm)的单个干品重量为20克，湿坯的重量在45克，在加热时使用导热油板，模具温度160-180℃的情况下，每副模具的湿坯，为6个制品，重量在270克，热压定型时间为25秒；但是遇到深制品如85草莓托(136.6×70×85mm)的单个干品重量为24克，在生产时，每副模具的湿坯为16个制品，重量在384克时，湿坯总重量在1200克，初始模具温度160-180℃的情况下，每模次的热压定型时间在300秒左右，效率明显低下，模具热量补偿来不及，现有的加热板的升温效率严重制约了设备的生产效率。

现有的加热板除了上面所述的缺陷，还存在如下缺点：

(1)铝制加热板的表面强度不高，在多次装卸模具的情况下，表面会有磨损，严重的会磕碰导致加热板表面肉眼都能见到的坑坑洼洼、划痕，影响模具与加热板的密切接触，降低加热板对模具的导热效率。

(2)铝制加热板内部采用的时20#3087锅炉弯管，与加热板材质合金铝所属不同材料，且铝合金为ZL102浇铸铝的导热率为180w/m˙k，20#锅炉管的导热率为80w/m˙k，不同的导热率影响导热油传递到加热板表面的效率。

(3)浇铸不好还会遗留漏油的可能，造成烫伤人的隐患。

(4)以加热板尺寸950×700mm为例，预埋弯管的通径为20mm的热交换面积仅为0.67m²，降低了热交换率及延长了温升补偿时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题包括铝制加热板的强度不高影响模具与加热板的密切接触、导热效率不高、浇铸不好导致漏油和热交换率低、温升补偿时间长。

一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，在所述加热板的内部一体开设有沿着所述加热板的平面方向延伸的一条导热通道，所述导热通道包括通道延伸段、通道进口和通道出口，所述通道延伸段连接所述通道进口和通道出口，所述通道进口和通道出口设在所述加热板的侧面上，在所述导热通道内通入导热介质。

作为本发明一种优选的实施方式，所述导热通道的通道延伸段包括数段平行设置的通道延伸分段，在相邻的两段通道延伸分段之间为通道侧壁。

作为本发明一种优选的实施方式，在靠近所述数段通道延伸分段的两个端部分别设有数个与所述通道延伸分段垂直的组合连通孔，第一端部的组合连通孔与第二端部的组合连通孔错开排列。

作为本发明一种优选的实施方式，所述组合连通孔包括相互平行的第一连通孔和第二连通孔，所述第一连通孔横跨三个通道侧壁，以将相邻的四段通道延伸分段连通，所述第二连通孔横跨这四段通道延伸分段的中间的两段通道延伸分段中的通道侧壁，所述第二连通孔位于所述第一连通孔的靠近所述加热板内部的一侧，所述第一连通孔和第二连通孔之间不连通。

作为本发明一种优选的实施方式，在所述数段通道延伸分段的第一端部或第二端部的相邻的两个组合连通孔之间间隔有一个通道侧壁。

作为本发明一种优选的实施方式，在所述数段通道延伸分段的第二端部的组合连通孔中，该组合连通孔的第二连通孔横跨位于其相对的所述数段通道延伸分段的第一端部的相邻的两个组合连通孔之间间隔的通道侧壁，该组合连通孔的第一连通孔横跨该通道侧壁以及该通道侧壁两侧的两个通道侧壁。

作为本发明一种优选的实施方式，所述通道进口所在的通道延伸分段和所述通道出口所在的通道延伸分段为相邻的两个通道延伸分段，且这两个通道延伸分段位于数段通道延伸分段的一个边缘。

作为本发明一种优选的实施方式，在数段通道延伸分段的另一个边缘的相邻的两个通道延伸分段，未设有组合连通孔的一端，设有横跨这两个通道延伸分段之间的通道侧壁的第三连通孔。

作为本发明一种优选的实施方式，所述导热介质包括导热油、水或蒸汽，优选地为导热油。

作为本发明一种优选的实施方式，所述加热板的材质为屈服强度为300-400MPa、含碳量为0.10-0.20％、含锰量为0.7-1.0％的钢材。

一种如上所述的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的制造方法，在一块薄板的侧面钻数条平行的、沿所述薄板平面的方向延伸的通道，所述数条通道形成导热通道的通道延伸段，每条通道形成导热通道的通道延伸分段；然后，在相应的通道侧壁的端部形成第二连通孔和第三连通孔，并用分别用第二封盖和第三封盖盖封住所述第二连通孔和第三连通孔；最后，在相应的位置处形成第一连通孔，并用第一封盖盖封住第一连通孔。

一种纸浆模塑生产设备，所述纸浆模塑生产设备包括纸浆模塑模具、上下两个如上所述的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板和成型机模台，在所述纸浆模塑模具的相对的上、下两个侧面上分别固定一个所述加热板，在所述加热板上、与所述纸浆模塑模具的安装面为第一安装面；所述加热板还固定在所述成型机模台上，在所述加热板上、与所述成型机模台的安装面为第二安装面。

作为本发明一种优选的实施方式，在所述加热板的第一安装面上设有数个第一安装孔，用于将所述纸浆模塑模具安装在所述加热板上；在所述加热板的第二安装面上设有数个第二安装孔，用于将所述加热板安装在所述成型机模台上。

作为本发明一种优选的实施方式，所述第二安装孔为通孔，穿过所述加热板的厚度方向，而且所述第二安装孔位于所述加热板的通道侧壁上。

作为本发明一种优选的实施方式，在所述加热板上还设有数个工艺孔，用于抽吸所述纸浆模塑模具中的纸浆湿坯中的水蒸气及制品的自动转移吹气；所述工艺孔为通孔，穿过所述加热板的厚度方向，而且所述工艺孔位于所述加热板的通道侧壁上。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，由于采用钢制材质，经过高温使用后耐腐蚀性高、使用寿命长，并且增加了加热板表面强度，解决了模具与加热板频繁更换不可避免的磨损及长时间使用的接触贴合度，从而保证导热效率；

(2)本发明的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，由于增加了导热通道的通径，从而增加了热交换面积，即增加了加热板的发热功率，大大缩短了热补偿时间，提高了生产效率；

(3)本发明的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，由于采用一体式的加热板，避免了现有铝制加热板由于浇铸制造工艺导致的渗漏问题；

(4)本发明的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其制造方法简单，加热板加工工艺难度低，有效地降低了加热板的生产成本。

附图说明

图1为本发明涉及的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的立体结构示意图；

图2为本发明涉及的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的俯视图；

图3为本发明涉及的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的侧视图；

图4为图2中A-A的剖面图；

图5为图3中B-B的剖面图，即本发明涉及的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的油路图；

图中：

1-加热板；

11-通道延伸段；111-通道延伸分段；112-通道侧壁；113-组合连通孔；

113a-第一连通孔；113b-第二连通孔；113c-第三连通孔；

12-通道进口；

13-通道出口；

14-第一安装孔；

15-第二安装孔；

16-工艺孔；

17-第一封盖；

18-第二封盖；

19-第三封盖；

C-第一安装面；

D-第二安装面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1-3，本发明提供一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板1，在加热板1的内部一体开设有沿着加热板的平面方向延伸的一条导热通道，所述导热通道包括通道延伸段11、通道进口12和通道出口13。其中，通道延伸段11连接通道进口12和通道出口13。通道进口12和通道出口13设在加热板1的侧面上，可以设在加热板1的同一个侧面，也可以设在加热板1的不同侧面。在一个优选实施例中，如图3所示，通道进口12和通道出口13设在加热板1的同一个侧面上。在所述导热通道内通入导热介质，在一个优选实施例中，导热介质包括导热油、水或蒸汽，更优选地为导热油。由于采用一体式的加热板，避免了现有铝制加热板由于浇铸制造工艺导致的渗漏问题。

具体地，如图5所示为图3中B-B的剖面图，从该图中可以看出本发明涉及的加热板的内部油路图。在一个实施例中，所述导热通道的通道延伸段11包括数段平行设置的通道延伸分段111，在相邻的两段通道延伸分段111之间为通道侧壁112。在靠近数段通道延伸分段111的两个端部分别设有数个与通道延伸分段111垂直的组合连通孔113，第一端部(在图5中为上端部)的组合连通孔113与第二端部(在图5中为下端部)的组合连通孔113错开排列。所述组合连通孔113包括相互平行的第一连通孔113a和第二连通孔113b。所述第一连通孔113a横跨三个通道侧壁112，以将相邻的四段通道延伸分段111连通，所述第二连通孔113b横跨这四段通道延伸分段111的中间的两段通道延伸111分段中的通道侧壁112。在一个优选实施例中，第二连通孔113b位于第一连通孔113a的靠近加热板1内部的一侧。第一连通孔113a和第二连通孔113b之间不连通。

在一个优选实施例中，如图5所示，在数段通道延伸分段111的第一端部或第二端部的相邻的两个组合连通孔113之间间隔有一个通道侧壁112。在数段通道延伸分段111的第二端部的组合连通孔113中，这个组合连通孔113的第二连通孔113b横跨数段位于其相对的通道延伸分段111的第一端部的相邻的两个组合连通孔113之间间隔的通道侧壁112，这个组合连通孔113的第一连通孔113a横跨这个通道侧壁112以及这个通道侧壁两侧112的两个通道侧壁112。

在一个优选实施例中，通道进口12所在的通道延伸分段111和通道出口13所在的通道延伸分段111为相邻的两个通道延伸分段111，在更优选的一个实施例中这两个通道延伸分段111位于数段通道延伸分段111的一个边缘。在数段通道延伸分段111的另一个边缘的相邻的两个通道延伸分段111，未设有组合连通孔113的一端，设有横跨这两个通道延伸分段111之间的通道侧壁112的第三连通孔113c。

通过上述如图5所示的加热板的内部油路图的设计，本发明的加热板的内部油路为一根连续的导热通道(导热油路按照图5中的箭头方向)。在一个实例中，通道延伸分段111的通径为32mm，行业内现有的铝制加热板的导热通道通径一般为20mm，加热板的导热通道通径从20mm扩大至32mm，热交换面积从原先的0.62m2增加至1m2，背景技术中举例说明的85草莓托深制品的烘干定型时间从原先的300秒缩短至65秒，大大缩短了热补偿时间，有效增加两倍产能。因此，本发明的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板与行业内现有的铝制导热通道相比，热交换面积大大增加，加热板的发热功率大大增加，大大缩短了热补偿时间，并提高了生产效率。

在一个优选实施例中，加热板的材质为屈服强度为300-400MPa、含碳量为0.10-0.20％、含锰量为0.7-1.0％的钢材，例如屈服强度为345MPa、含碳量为0.16％、含锰量为0.7-1.0％的Q345(16Mn)钢。由于本发明的加热板的材质采用Q345(16Mn)钢，有效解决了行业内常用的铝制加热板表面在使用过程中易产生凹凸不平及划痕、影响模具本体与加热板的接触性能、降低热传导效率的问题。同时，本发明的加热板的材质采用Q345(16Mn)钢，还增加了加热板的强度，解决了模具与加热板长时间使用的接触贴合度；还降低了加热板加工工艺过程中的难度，有效降低了加热板的生产成本。

本实施例还提供了如上所述的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的制造方法：如图5所示，在一块薄板的侧面钻数条平行的、沿所述薄板平面的方向延伸的通道，所述数条通道形成导热通道的通道延伸段11，每条通道形成导热通道的通道延伸分段111；然后，在相应的通道侧壁112的端部形成第二连通孔113b和第三连通孔113c，并用分别用第二封盖18和第三封盖19盖封住所述第二连通孔113b和第三连通孔113c；最后，在相应的位置处形成第一连通孔113a，并用第一封盖17盖封住第一连通孔113a。本发明用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的制造方法简单，加热板加工工艺难度低，有效地降低了加热板的生产成本。

将如上所述结构的加热板用于纸浆模塑生产设备中，所述纸浆模塑生产设备包括纸浆模塑模具、上下两个如上所述的加热板1和成型机模台，在纸浆模塑模具的相对的上、下两个侧面上分别固定一个所述加热板1。

如图1、图2所示，在加热板1上、与纸浆模塑模具的安装面为第一安装面C，在加热板1的第一安装面C上设有数个第一安装孔14，用于将纸浆模塑模具安装在加热板1上。在一个优选实施例中，第一安装孔14位于加热板1的边缘上，更优选地位于加热板1的两条长边边缘上，每条长边边缘上设有20个10mm直径的第一安装孔14。

加热板1还需要固定在成型机模台上，固定在纸浆模塑模具的相对的两个侧面上的两个加热板1，其中上加热板1固定在成型机模台的上下滑动的动模台上，下加热板1固定在成型机模台的位于动模台下方的左右滑动的滑台上。如图1所示，在加热板1上、与成型机模台的安装面为第二安装面D。在加热板1的第二安装面D上设有数个第二安装孔15，用于将加热板1安装在成型机模台上。如图4所示为图2中A-A的剖面图，第二安装孔15为通孔，穿过加热板1的厚度方向，而且第二安装孔15位于加热板1的通道侧壁112上(结合图5)。在一个优选实施例中，两排第二安装孔15分别位于靠近两排第一安装孔15的位置，每排设有6个第二安装孔15。

在一个实施例中，在加热板1上还设有数个工艺孔16，用于抽吸纸浆模塑模具中的纸浆湿坯中的水蒸气及制品的自动转移吹气。如图4所示，工艺孔16为通孔，穿过加热板1的厚度方向，而且工艺孔16位于加热板的通道侧壁112上(结合图5)。在一个优选实施例中，两排工艺孔16分别位于靠近加热板1平面的中线的两侧，每排设有6个25mm直径的工艺孔16。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，在所述加热板的内部一体开设有沿着所述加热板的平面方向延伸的一条导热通道，所述导热通道包括通道延伸段、通道进口和通道出口，所述通道延伸段连接所述通道进口和通道出口，所述通道进口和通道出口设在所述加热板的侧面上，在所述导热通道内通入导热介质。

2.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，所述导热通道的通道延伸段包括数段平行设置的通道延伸分段，在相邻的两段通道延伸分段之间为通道侧壁。

3.根据权利要求2所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，在靠近所述数段通道延伸分段的两个端部分别设有数个与所述通道延伸分段垂直的组合连通孔，第一端部的组合连通孔与第二端部的组合连通孔错开排列。

4.根据权利要求3所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，所述组合连通孔包括相互平行的第一连通孔和第二连通孔，所述第一连通孔横跨三个通道侧壁，以将相邻的四段通道延伸分段连通，所述第二连通孔横跨这四段通道延伸分段的中间的两段通道延伸分段中的通道侧壁，所述第二连通孔位于所述第一连通孔的靠近所述加热板内部的一侧，所述第一连通孔和第二连通孔之间不连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，在所述数段通道延伸分段的第一端部或第二端部的相邻的两个组合连通孔之间间隔有一个通道侧壁。

6.根据权利要求5所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，在所述数段通道延伸分段的第二端部的组合连通孔中，该组合连通孔的第二连通孔横跨位于其相对的所述数段通道延伸分段的第一端部的相邻的两个组合连通孔之间间隔的通道侧壁，该组合连通孔的第一连通孔横跨该通道侧壁以及该通道侧壁两侧的两个通道侧壁。

7.根据权利要求6所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，所述通道进口所在的通道延伸分段和所述通道出口所在的通道延伸分段为相邻的两个通道延伸分段，且这两个通道延伸分段位于数段通道延伸分段的一个边缘。

8.根据权利要求7所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，在数段通道延伸分段的另一个边缘的相邻的两个通道延伸分段，未设有组合连通孔的一端，设有横跨这两个通道延伸分段之间的通道侧壁的第三连通孔。

9.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，所述导热介质包括导热油、水或蒸汽。

10.根据权利要求1所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板，其特征在于，所述加热板的材质为屈服强度为300-400MPa、含碳量为0.10-0.20％、含锰量为0.7-1.0％的钢材。

11.如权利要求1-10任一项所述的一种用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板的制造方法，其特征在于，在一块薄板的侧面钻数条平行的、沿所述薄板平面的方向延伸的通道，所述数条通道形成导热通道的通道延伸段，每条通道形成导热通道的通道延伸分段；再在相应的通道侧壁的端部形成第二连通孔和第三连通孔，并分别用第二封盖和第三封盖封住所述第二连通孔和第三连通孔；最后，在相应的位置处形成第一连通孔，并用第一封盖封住第一连通孔。

12.一种纸浆模塑生产设备，其特征在于，所述纸浆模塑生产设备包括纸浆模塑模具、上下两个如权利要求1-10任一项所述的用于纸浆模塑生产设备的热压定型加热板和成型机模台，在所述纸浆模塑模具的相对的上、下两个侧面上分别固定一个所述加热板，在所述加热板上、与所述纸浆模塑模具的安装面为第一安装面；所述加热板还固定在所述成型机模台上，在所述加热板上、与所述成型机模台的安装面为第二安装面。

13.根据权利要求12所述的一种纸浆模塑生产设备，其特征在于，在所述加热板的第一安装面上设有数个第一安装孔，用于将所述纸浆模塑模具安装在所述加热板上；在所述加热板的第二安装面上设有数个第二安装孔，用于将所述加热板安装在所述成型机模台上。

14.根据权利要求13所述的一种纸浆模塑生产设备，其特征在于，所述第二安装孔为通孔，穿过所述加热板的厚度方向，而且所述第二安装孔位于所述加热板的通道侧壁上。

15.根据权利要求12所述的一种纸浆模塑生产设备，其特征在于，在所述加热板上还设有数个工艺孔，用于抽吸所述纸浆模塑模具中的纸浆湿坯中的水蒸气及制品的自动转移吹气；所述工艺孔为通孔，穿过所述加热板的厚度方向，而且所述工艺孔位于所述加热板的通道侧壁上。

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