CN115179536B - 一种管材热定型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管材热定型设备，包括机架单元、冷却单元、加热单元和物料转移单元，所述冷却单元、加热单元和物料转移单元均设置在机架单元的顶面，所述冷却单元和加热单元均设置在机架单元顶面的左侧，所述物料转移单元设置在机架单元顶面的右侧；所述冷却单元位于加热单元的前侧；所述物料转移单元包括定型模具、模具盖板和驱动机构，所述模具盖板可拆卸安装在定型模具的顶部；所述驱动机构用于驱动定型模具分别进出冷却单元和加热单元。本发明通过物料转移单元的设置，避免了人工转移产品。

Description

一种管材热定型设备

技术领域

本发明属于医疗管材定型技术领域，尤其涉及一种管材热定型设备。

背景技术

一些产品由于其使用的环境和功能要求，会对产品进行头端热定型；比如医用介入类高分子导管，为了使高分子导管更好的进入人体特定部位，需要将高分子导管前端弯曲定型成特定部位的形状，从而提高高分子导管进入人体后的自适应性以及到达位置的准确性。对头端热定型此过程常用到的设备为管材热定型设备。而现有的管材热定型设备常见的有3部分组成，即：定型模具、加热单元、冷却单元组成；1、定型模具为产品提供特定的腔道，使产品能够成型为所需的形状；2、加热单元为定型模具提供热量，使产品到达维卡软化点，从而保持模具腔道的形状；3、冷却单元为产品和定型模具将温，一方面可以使产品维持定型后的形状，在拿出时不易被破坏；另一方面使人工更好、更安全的放进下一批产品。

但因为医用介入类高分子导管比较长，多是1米至3米，转移产品作业时，人工拿取产品装夹很不方便，导致浪费大量的时间，生产效率比较低；并且人工拿取，重复定位精度比较低，导致要头端热定型此段的长度一致性不高，产品整体的一致性或稳定性很难有效把控，还会造成材料的浪费和生产成本的增加。

另外，在对产品进行加热时，加热单元常见是烘箱形式，烘箱内的温度靠空气传导到加热模具内的产品，热传导速度相对较慢，影响生产效率；且产品较长，不定型区域需要在烘箱外面，所以一般在烘箱上留有放置口，会导致烘箱内空气与外界空气温度进行热交换，造成内部温度稳定性较差，影响热定型合格率，增加后续质检工作量。并且常见加热单元体积相对较大，占用洁净车间的面积较多，而洁净车间的建设很贵，导致了车间资源利用率的浪费。

还有现有冷却单元是风冷形式，通过吹压缩空气或者用散热风扇吹风至加热模具。而为了一次多做几根产品，会增加模具的外观尺寸，尺寸越大需要的降温时间越长；综合以上情况，加热模具降温用时很长，甚至10分钟以上，比较影响生产效率；且风冷形式有噪声，影响员工作业时的心态等。

现有技术对产品进行热定型时，全程多需要人工来转移产品。人工手动把模具转移至加热单元，加热完成后再把模具取出来，移到冷却单元等；此过程不连贯，且等待时间过长，如果人员稍不注意，从加热单元中取出来，那么加热时间过长会使产品报废，且操作不是很方便，造成资源浪费和成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种管材热定型设备，通过物料转移单元的设置，避免了人工转移产品，并且设置的加热单元加热更快，冷却单元体积更小，冷却更快。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种管材热定型设备，包括机架单元、冷却单元、加热单元和物料转移单元，所述冷却单元、加热单元和物料转移单元均设置在机架单元的顶面，所述冷却单元和加热单元均设置在机架单元顶面的左侧，所述物料转移单元设置在机架单元顶面的右侧；所述冷却单元位于加热单元的前侧；

所述物料转移单元包括定型模具、模具盖板和驱动机构，所述模具盖板可拆卸安装在定型模具的顶部；所述驱动机构用于驱动定型模具分别进出冷却单元和加热单元；

所述加热单元包括上加热金属板和下加热金属板，当所述定型模具进入至加热单元内后，所述上加热金属板和下加热金属板可夹持在定型模具的上下两侧进行加热；

所述冷却单元包括上冷却金属板和下冷却金属板，当所述定型模具进入至冷却单元内后，所述上冷却金属板和下冷却金属板可夹持在定型模具的上下两侧进行水冷；所述上冷却金属板和下冷却金属板均具有内部空腔，所述内部空腔填充有冷水。

上述管材热定型设备，所述驱动机构包括两个沿前后方向设置在机架单元顶面的轨道、设置在轨道上且可沿轨道前后移动的托架、设置在机架单元顶面且驱动托架前后移动的第一气缸、以及设置在托架上驱动定型模具左右移动的第二气缸。

上述管材热定型设备，所述第一气缸设置在托架的右侧，所述第一气缸左侧位置设置有与托架配合使用的拖链。

上述管材热定型设备，所述定型模具和模具盖板通过定位柱与第二气缸连接。

上述管材热定型设备，所述加热单元还包括四个直线轴承机构和承载板，所述承载板的四个角分别与四个直线轴承机构的光杆底端固定，所述下加热金属板安装在承载板的上侧面，所述上加热金属板的四个角分别与四个直线轴承机构的四个移动副连接，四个所述光杆的顶端固定有第一安装板，所述第一安装板上固定有第三气缸，所述第三气缸用于驱动四个所述移动副上下移动。

上述管材热定型设备，四个所述移动副之间通过以工字架连接，所述第三气缸的活塞杆端部与工字架的中部连接，所述第三气缸的活塞杆端部和工字架的连接处安装有浮动接头。

上述管材热定型设备，所述上加热金属板上安装有热电偶，所述承载板为隔热板，所述承载板的下侧面四个角位置安装有减震支腿，所述减震支腿固定在机架单元的顶面。

上述管材热定型设备，所述冷却单元还包括四个直线轴承机构，所述下冷却金属板的四个角分别与四个直线轴承机构的光杆底端固定，所述上冷却金属板的四个角分别与四个直线轴承机构的四个移动副连接，四个所述光杆的顶端固定有第二安装板，所述第二安装板上固定有第四气缸，所述第四气缸用于驱动四个所述移动副上下移动。

上述管材热定型设备，四个所述移动副之间通过以工字架连接，所述第四气缸的活塞杆端部与工字架的中部连接，所述第四气缸的活塞杆端部和工字架的连接处安装有浮动接头。

上述管材热定型设备，所述下冷却金属板的下侧面四个角位置安装有减震支腿，所述减震支腿固定在机架单元的顶面。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明将定型模具、加热单元和冷却单元整合为一个设备，加热单元和冷却单元之间的物料转移通过物料转移单元实现，单根产品只需一次装夹，即可自动依次实现产品的热定型、冷却作业，大大解决了人工占用率，显著提高了生产效率，解决了由于人工定位粗糙而造成生产产品不一致的技术问题等。

2、本发明的加热单元，采用了上下夹紧对定型模具进行上下贴合加热，大大缩短了热传导速度，提高了生产效率；上加热金属板和下加热金属板作为热源，实际应用时上加热金属板和下加热金属板的排布方式是通过专业软件有限元分析来的，通过不断计算、模拟，改变加热板的形状、尺寸大小、功率大小等参数，最终使整个加热单元的热力更均匀、有效加热面积更大，不会出现中间温度偏高，而四周温度偏低等温度差异化；这样的好处是使有限的空间内，一方面可以做更多的产品，另方面能使做出来的产品效果更稳定，节约成本的同时，提高生产能力及生产质量。

3、本发明的冷却单元，一是采用水冷对加热模具进行物理降温，实际应用中可配冷水机进行水冷循环，可设置最低使用温度为-20℃；二是冷却单元的结构和加热单元相同，也是采用了上下夹紧机构对模具进行上下贴合冷却。综合以上两点创新，原来需要5-10分钟的降温时间，现在仅需10S内，降温效率提高了30倍以上，极大缩短了作业时间，生产型企业的受益是不敢想象的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为物料转移单元的结构示意图。

图3为加热单元的结构示意图。

图4为冷却单元的结构示意图。

附图标记说明:

1—机架单元； 2—冷却单元； 3—加热单元；

4—物料转移单元； 5—定型模具； 6—模具盖板；

7—上加热金属板； 8—下加热金属板； 9—上冷却金属板；

10—下冷却金属板； 11—冷水机； 12—轨道；

13—托架； 14—第一气缸； 15—第二气缸；

16—拖链； 17—承载板； 18—光杆；

19—移动副； 20—第一安装板； 21—第三气缸；

22—工字架； 23—浮动接头； 24—热电偶；

25—减震支腿； 26—第二安装板； 27—第四气缸；

28—翻转护罩； 29—控制按钮； 30—触摸人机界面；

31—调压阀； 32—压力表。

具体实施方式

如图1—图4所示，一种管材热定型设备，包括机架单元1、冷却单元2、加热单元3和物料转移单元4，所述冷却单元2、加热单元3和物料转移单元4均设置在机架单元1的顶面，所述冷却单元2和加热单元3均设置在机架单元1顶面的左侧，所述物料转移单元4设置在机架单元1顶面的右侧；所述冷却单元2位于加热单元3的前侧；

所述物料转移单元4包括定型模具5、模具盖板6和驱动机构，所述模具盖板6可拆卸安装在定型模具5的顶部；所述驱动机构用于驱动定型模具5分别进出冷却单元2和加热单元3；

所述加热单元3包括上加热金属板7和下加热金属板8，当所述定型模具5进入至加热单元3内后，所述上加热金属板7和下加热金属板8可夹持在定型模具5的上下两侧进行加热；

需要说明的是，所述上加热金属板7和下加热金属板8上均为电加热板，所述机架单元1上设置有对上加热金属板7和下加热金属板8进行温度控制的控制装置，控制装置为现有成熟技术，此处不在详细介绍。

所述冷却单元2包括上冷却金属板9和下冷却金属板10，当所述定型模具5进入至冷却单元2内后，所述上冷却金属板9和下冷却金属板10可夹持在定型模具5的上下两侧进行水冷；所述上冷却金属板9和下冷却金属板10均具有内部空腔，所述内部空腔填充有冷水。

需要说明的是，所述机架单元1上还设置有冷水机11，所述冷水机11通过供水回路与上冷却金属板9和下冷却金属板10内的内部空腔连通，冷水机11开启后，上冷却金属板9和下冷却金属板10内的内部空腔的冷水处于不断更新状态。

本实施例中，所述驱动机构包括两个沿前后方向设置在机架单元1顶面的轨道12、设置在轨道12上且可沿轨道12前后移动的托架13、设置在机架单元1顶面且驱动托架13前后移动的第一气缸14、以及设置在托架13上驱动定型模具5左右移动的第二气缸15。

需要说明的是，所述第一气缸14和第二气缸15均为无杆气缸，所述托架13的右侧和第一气缸14的滑台连接，当所述第一气缸14的滑台移动时，带动托架13移动；所述托架13上具有两个相对设置的导向条，所述定型模具5被支承在两个所述导向条之间，定型模具5和模具盖板6的后侧缘处通过定位柱与第二气缸15的滑台连接。

使用时，通过第一气缸14驱动，使托架13行进至冷却单元2或加热单元3右侧，然后第二气缸15驱动，将定型模具5和模具盖板6推入冷却单元2或加热单元3内部，进行冷却或加热。

需要说明的是，所述第一气缸14和第二气缸15均通过两个气缸磁性开关检测气缸是推出状态还是静止在原点状态。

本实施例中，所述第一气缸14设置在托架13的右侧，所述第一气缸14左侧位置设置有与托架13配合使用的拖链16。

需要说明的是，通过设置拖链16，目的是将对气缸上连接的气管，以及气缸上的气缸磁性开关做整理及保护。

本实施例中，所述加热单元3还包括四个直线轴承机构和承载板17，所述承载板17的四个角分别与四个直线轴承机构的光杆18底端固定，所述下加热金属板8安装在承载板17的上侧面，所述上加热金属板7的四个角分别与四个直线轴承机构的四个移动副19连接，四个所述光杆18的顶端固定有第一安装板20，所述第一安装板20上固定有第三气缸21，所述第三气缸21用于驱动四个所述移动副19上下移动。

本实施例中，四个所述移动副19之间通过以工字架22连接，所述第三气缸21的活塞杆端部与工字架22的中部连接，所述第三气缸21的活塞杆端部和工字架22的连接处安装有浮动接头23。

本实施例中，所述上加热金属板7上安装有热电偶24，所述承载板17为隔热板，所述承载板17的下侧面四个角位置安装有减震支腿25，所述减震支腿25固定在机架单元1的顶面。

需要说明的是，所述加热单元3的工字架22和承载板17均起到隔热的作用，热电偶24用以实时检测反馈加热金属板的温度，直线轴承机构的设置可以实现上加热金属板7顺畅的上下移动，浮动接头23的设置用以保护气缸在动作中活塞杆不会受侧向力，增加气缸的使用寿命。所述第三气缸21上也安装有两个气缸磁性开关检测气缸是推出状态还是静止在原点状态。

实际使用时，上加热金属板7和下加热金属板8作为热源，将定型模具5夹持在中间，通过贴合进行热量快速传导，使热量作用在定型模具5上。

本实施例中，所述冷却单元2还包括四个直线轴承机构，所述下冷却金属板10的四个角分别与四个直线轴承机构的光杆18底端固定，所述上冷却金属板9的四个角分别与四个直线轴承机构的四个移动副19连接，四个所述光杆18的顶端固定有第二安装板26，所述第二安装板26上固定有第四气缸27，所述第四气缸27用于驱动四个所述移动副19上下移动。

本实施例中，四个所述移动副19之间通过以工字架22连接，所述第四气缸27的活塞杆端部与工字架22的中部连接，所述第四气缸27的活塞杆端部和工字架22的连接处安装有浮动接头23。

本实施例中，所述下冷却金属板10的下侧面四个角位置安装有减震支腿25，所述减震支腿25固定在机架单元1的顶面。

需要说明的是，冷水机11为冷却单元2提供循环冷水，使上冷却金属板9和下冷却金属板10的内部腔体内填充进冷水，当上冷却金属板9和下冷却金属板10将定型模具5夹持时，通过贴合使定型模具5的热量传导至上冷却金属板9和下冷却金属板10，被其内部腔体内的冷水带走热量，实现对定型模具5的冷却。所述第四气缸27上也安装有两个气缸磁性开关检测气缸是推出状态还是静止在原点状态。

本实施例中，所述机架单元1上还设置有将冷却单元2和加热单元3罩设的翻转护罩28，翻转护罩28在检修时可向左侧翻转，方便快捷。翻转护罩28目的是作业中避免人员高温烫伤，及冷却单元2和加热单元3的夹持动作中误伤人；机架单元1外侧还有控制按钮29、触摸人机界面30、调压阀31和压力表32等。机架单元1内腔有配电柜。

本发明使用时，将产品设置在定型模具5内，然后将模具盖板6盖在定型模具5上，且通过定位柱进行固定，然后启动设备，第一气缸14驱动托架13行进至加热单元3的右侧，然后第二气缸15驱动定型模具5进入至加热单元3内部，第三气缸21驱动上加热金属板7和下加热金属板8将定型模具5夹持进行加热，加热完成后，第三气缸21收缩，使对定型模具5的夹持失效，第二气缸15再将定型模具5从加热单元3中移出，最后，第一气缸14驱动托架13移动至冷却单元2的右侧，第二气缸15再驱动定型模具5进入至冷却单元2中进行冷却，冷却完成后，第四气缸27驱动上冷却金属板9上移，使夹持失效，第二气缸15再驱动定型模具5从冷却单元2中移出，工作人员打开模具盖板6，即可获得热定型后的产品，热定型全程自动完成，不再需要人工转移产品，提升了效率，避免了危险。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种管材热定型设备，其特征在于，包括机架单元、冷却单元、加热单元和物料转移单元，所述冷却单元、加热单元和物料转移单元均设置在机架单元的顶面，所述冷却单元和加热单元均设置在机架单元顶面的左侧，所述物料转移单元设置在机架单元顶面的右侧；所述冷却单元位于加热单元的前侧；

所述物料转移单元包括定型模具、模具盖板和驱动机构，所述模具盖板可拆卸安装在定型模具的顶部；所述驱动机构用于驱动定型模具分别进出冷却单元和加热单元；

所述加热单元包括上加热金属板和下加热金属板，当所述定型模具进入至加热单元内后，所述上加热金属板和下加热金属板可夹持在定型模具的上下两侧进行加热；

所述冷却单元包括上冷却金属板和下冷却金属板，当所述定型模具进入至冷却单元内后，所述上冷却金属板和下冷却金属板可夹持在定型模具的上下两侧进行水冷；所述上冷却金属板和下冷却金属板均具有内部空腔，所述内部空腔填充有冷水；

所述加热单元还包括四个直线轴承机构和承载板，所述承载板的四个角分别与四个直线轴承机构的光杆底端固定，所述下加热金属板安装在承载板的上侧面，所述上加热金属板的四个角分别与四个直线轴承机构的四个移动副连接，四个所述光杆的顶端固定有第一安装板，所述第一安装板上固定有第三气缸，所述第三气缸用于驱动四个所述移动副上下移动；

四个所述移动副之间通过以工字架连接，所述第三气缸的活塞杆端部与工字架的中部连接，所述第三气缸的活塞杆端部和工字架的连接处安装有浮动接头；

所述上加热金属板上安装有热电偶，所述承载板为隔热板，所述承载板的下侧面四个角位置安装有减震支腿，所述减震支腿固定在机架单元的顶面。

2.根据权利要求1所述的一种管材热定型设备，其特征在于，所述驱动机构包括两个沿前后方向设置在机架单元顶面的轨道、设置在轨道上且可沿轨道前后移动的托架、设置在机架单元顶面且驱动托架前后移动的第一气缸、以及设置在托架上驱动定型模具左右移动的第二气缸。

3.根据权利要求2所述的一种管材热定型设备，其特征在于，所述第一气缸设置在托架的右侧，所述第一气缸左侧位置设置有与托架配合使用的拖链。

4.根据权利要求2或3所述的一种管材热定型设备，其特征在于，所述定型模具和模具盖板通过定位柱与第二气缸连接。

5.根据权利要求1所述的一种管材热定型设备，其特征在于，所述冷却单元还包括四个直线轴承机构，所述下冷却金属板的四个角分别与四个直线轴承机构的光杆底端固定，所述上冷却金属板的四个角分别与四个直线轴承机构的四个移动副连接，四个所述光杆的顶端固定有第二安装板，所述第二安装板上固定有第四气缸，所述第四气缸用于驱动四个所述移动副上下移动。

6.根据权利要求5所述的一种管材热定型设备，其特征在于，四个所述移动副之间通过以工字架连接，所述第四气缸的活塞杆端部与工字架的中部连接，所述第四气缸的活塞杆端部和工字架的连接处安装有浮动接头。

7.根据权利要求5所述的一种管材热定型设备，其特征在于，所述下冷却金属板的下侧面四个角位置安装有减震支腿，所述减震支腿固定在机架单元的顶面。