CN1197422A - 用于塑料成形设备中的加热装置 - Google Patents

Abstract

用于塑料成型设备中的加热装置,包含一个加热体(39),加热体安装在平行的两列(41、42)塑料坯(14)之间。加热体上装有至少两个带双向散热片(54)的加热管(40)。散热片以倾角(α)倾斜放置,以使其第一表面发射出的热辐射(55)指向邻近的一列塑件上,而第二表面发射出的热辐射(56)基本上沿着穿过对面两列加热管间的自由空间的方向照在远方一列的塑料坯上。此外,还安装了反射器(60),从而沿水平方向指向塑料坯(14)反射热辐射。因此,此加热装置可以获得非常高的能量效率,同时又不会引起安装着此加热装置的设备上的有害温升。

Description

用于塑料成形设备中的加热装置

本发明涉及一种用于塑料成形设备中的加热装置。在塑料成形设备中，一个加热装置沿着一个导轨放置，完成如下协调作业：至少一列塑料坯由支柱装载着从该加热装置中通过。加热装置上有一个加热体面对塑料坯放置。

在瑞士专利683.757中给出了一个塑料成形设备。该设备用于加工PET(季戊四醇)容器，其上带有一个加热装置。在这个设备中，塑料坯排成一列置于加热装置中，加热装置上沿塑料坯两侧装有红外线灯泡。

为了加热单列塑料坯，加热装置上需要有两个带红外线灯泡的加热体。红外线灯泡的大部分能量不是准确地直接指向要加热的塑料坯，而是分散地水平、向上或向下进入到加热装置以及成形设备的普通空间内。因此，该已知加热装置是不经济的，并且会造成环境温度升高。而环境温度的升高是不良的，甚至是有害的。

本发明的目的在于解决这些缺点。为此，本发明的特征在于，加热体包含至少两个加热管。每个加热管上带有一个双向散热片，用于向两个相反的方向散发热辐射。两个加热管安置于两列平行的塑料坯中间，形成一个加热体。加热体上的散热片相对于竖直平面以一个预定角度倾斜，这样，其第一个表面向着其邻近的塑料坯列散发热辐射；而其第二个表面向着远方另一列塑料坯散发热辐射，大体上其方向沿线空间内应不被对面的一个或几个加热管所挡住。

因此，此加热装置的能量效率非常高。加热管发出的热辐射直接并且准确地指向要加热的塑料坯，而且只用一个加热体就足够同时加热两列塑料坯。塑料坯上的热辐射区域没有被挡住的地方。由于上述特点，用于加热的电能可以显著降低，因而节约了大量能源。塑料成形设备的外部环境可以保持较低温度。

优选的结构是，加热装置中由至少四个加热管构成一个截面为多边形的加热体。每个散热片相对于竖直平面以预定角度α倾斜。这样，其第二个表面上散发的热辐射可穿过对面加热管间的自由空间到达远方的一列塑料坯上。

热辐射的几何位置可以安排得较合适，使辐射分配得特别合理且均衡，而不引起遮挡区域增大。这样以最佳方式避免了能量损失。

根据一个本发明的最佳实施例，加热体的横截面大体上是一个矩形，加热管水平放置且垂直于加热体基座。而上述预定角α可以根据塑料坯的大小来调节。

这些特征保证了高输出且热效率非常高。并且根据所希望的最终成形的要求，还可以对特定区域用不同的强度加热。

另外更有利的是，加热装置中有反射器安装在加热管和塑料坯的外部位置上，其形状应能将与之相近的加热管上发出的热辐射向着远方的塑料坯列反射过去，且反射出的热辐射应能通过与反射器邻近的塑料坯列上的两个相邻塑料坯间的自由空间。

因此，可以得到最佳的水平方向的热辐射分配，因而可将所有热辐射都散射到要加热的塑料坯上。这样，进一步提高了热效率，显著节约了能源。

优选的结构是，反射器形状为内凹的圆柱形，其宽度大致等于双个相邻塑料坯的中心间的距离。

这种构造方式的结果是以简单的结构实现高的能量效率。

根据一个最佳实施例，加热装置中包含一个通风装置，可将各个分开的气流指向加热管、穿过两列塑料坯并指向其支柱流动。

这些特征保证了分开的有效的通风与冷却效果。

这样，优选的通风装置上含有一个水平板，用以将一个下风道与三个上风道分隔出来。在下风道中安置着三个上风道的支柱。三个上风道包括一个中央风道，用于将空气引向加热管；两个侧面风道，用于将空气引向塑料坯。

这样，加热装置中的每个部分都可被冷却或承受不同方式的空气变化。

优选的结构是，上述反射器又同时形成为折射器，可将侧面风道中的空气引导着指向塑料坯。

这样便得到了一种特别简单的结构，可有效地防止反射器的温升。这种温升是不希望出现的。

其他优点将在从属权利要求中得以体现，在下面本发明的详细说明中，还将借助附属简图并通过一个最佳实施例极其细致地解释。

图1是一个塑料成形设备的俯视简图，基于本发明的加热装置即安装在此设备中。

图2是该加热装置的俯视图。

图3是该加热装置纵向轴心上的截面图。

图4是该加热装置横向截面图。

图5是该加热装置的局部沿水平面的剖视图。

在图1中示出了一台塑料成形设备，例如，一台用牵引吹塑法制造塑料容器的设备。该设备上装有基于本发明的加热装置10。该设备包含一个机架12，机架上以模块形式安装着各种装置以及该成形设备的各部件。将被制造的容器坯14由一个并头轨15传输。并头轨形成一个下斜的平面通往一个翻转装载装置，此装置在16处示意画出。塑料坯在此翻转装载装置上被翻转，然后在支柱17上被颈缩处理。支柱17由托架18搬运，每个托架上安放两个支柱17。

接着，塑料坯14在加热装置10中被加热，再被输送到一个吹塑或牵引吹塑装置19中成形。成形后，塑料坯从支柱17上取下再放入一个翻转卸料装置20中，从这以后塑料坯可根据其最终用途进行处理或输送至消毒、填充、打标签、包装等工位上。

卸载后支柱17由托架18搬运，向装载装置16处移动。

托架18由平板22构成，如图4所示，平板22为带圆形端头的狭长矩形，其上有两个孔23用于固定支柱17。平板水平放置在导轨24上，导轨24由两条相联接的轨道25、26组成。该导轨分成28、29两个独立的部分。

第一个部分28包括加热装置10的出口、牵引吹塑装置19、卸料装置20及其与装载装置16间的连接路径和装载塑料坯14的装载装置16。在该第一部分28上，平板22一个接一个排成一列并在其圆端处相接触，因而支柱17与塑料坯14排成一列。

另一方面，在导轨24的第二部分29上，平板22间以其长边相接触，从而使塑料坯14排成平行的两列。每个平板22上的两个支柱17的排列方向与托架18的运行方向垂直。

当然，根据成形设备的用途与大小，第二部分29上的托架18形成的相互平行的列数可以大于1。这样，在该第二部分29上会有至少一列托架18，因此，至少会有两列平行的塑料坯14和支柱17会沿其运行方向排列在加热装置10及其入口、出口内的导轨上。

在32、33处示意画出两个顶出缸，用于推动托架18在导轨的第一、第二部分28与29上运行。由于导轨24为一闭合回路，所以在第一部分28上的运行线速度大于第二部分29。这使得塑料坯可以在给定时间内被均匀、优化地加热。由于塑料坯的加热状态需消耗的时间要长于其他加工状态与操作的时间，因而这种布置方式可以获得连续工作且产量很高的效果，而且生产轨道的长度可以缩短，从而减小了整个成形设备的体积。

依据图2至图5，下面详细介绍加热装置10的结构。加热装置10上含有一个烤箱35，该烤箱带有一个可移动基座36，基座36安装在机架12上并可在机架12上沿竖直方向滑动。在生产停顿以及起动、关闭成形设备时，烤箱35可由气缸37带动，由工作位置(图3、图4所示位置)升起至非工作位置。这样，烤箱35中的大部分塑料坯不会被损坏。这是因为，在生产停顿时，即使关闭烤箱，其余热也有严重损坏烤箱内塑料坯的危险；而将烤箱做成可移式，这一缺点就被完全克服了。

烤箱35含有一个加热体39，加热体39悬挂在可移基座36下面。该加热体上至少含有两个带双向散热片的碳加热管40，加热管沿烤箱纵向伸展，其长度覆盖了烤箱轴向大部分的长度。加热管的组数主要由要加热的塑料坯的长度决定，在说明例中，画出了两对加热管。加热管40的结构使得其发出的热辐射指向两个相反的方向。

在工作位置时，加热体39的位置是在两列塑料坯41、42之间，以便同时加热位于加热体两侧的塑料坯。加热体39及其两侧的两列塑料坯被一个固定在基座36上的加热罩46包围。该加热罩上有一个保护板48，用于保护塑料坯支柱17。一个风扇71(见图2、图3)安装在烤箱40的出口处，用于实现加热区的空气变化。

如图4所示，塑料坯14头部冲下放在支柱17的上方部分环状固定件50内。支柱17上有一段管状部分穿过位于平板18上的孔23内的轴承52。这些轴承52由环形槽限位在支撑着平板18的导轨24的导道上。

支柱17在其下端固定于驱动齿轮51。

导轨24的第二部分29上带有一个驱动机构用于旋转塑料坯14。这个机构(未画出)上有一个链条或皮带。链条或皮带位于两个齿轮之间，平行于导轨，由一个电机驱动着与齿轮51协调动作，用以在支柱17与塑料坯14通过加热装置10内时转动它们。

在图4中，加热体39上的四个带双向散热片54的加热管40的位置大致形成矩形，其水平间距A与竖直间距B可调。每个散热片54与竖直平面所夹角度α也可调，这样散热片的前平面基本上以倾角90°-α将其热量辐射在与其相邻的塑料坯41、42上，而其后平面则将热量穿过对面的两个加热管中间的空间，辐射到远方的塑料坯列上。在图4中，每个加热管40发射出的热辐射束的轴线用箭头线55、56表示。

四个加热管40的前、后散热面组合可以将热量高效辐射到塑料坯14的整个高度范围内，而又不会超出此高度以外。向上与向下的热辐射会在中央部位处急剧削减，这里由于双曲面形状的等温曲线58、59的作用，因而由上、下两个方向的热辐射造成的能量损失会大辐减少。又由于散热片54的后平面上发出的热辐射方向是穿过对面两个加热管中间的空间，因此照射在塑料坯14上的热辐射不会有阴影区域。

通过水平与竖直方向上的位移调节加热管40与加热体39的相对位置，再通过调节适当的倾角α，可以得到对于任何形状与大小的塑料坯14的，在与加热体39垂直的平面上的热辐射的最佳的且精确的几何分布。通过这种优选的加热体元件分布可实现显著的能量节约。

而且，还可以根据塑料最终希望的变形而对其行个部分进行强度大小不同的加热。

如图2至图5所示，加热装置10上还含有一种部件用于合理引导热辐射从而获得最佳的水平方向的热分配。这种部件由固定在塑料坯14的外部的可移动基座36上的反射器60形成。这些反射器60的外形是截面内凹的圆柱面形状这种形状可以反射从一列41上相邻两个塑料坯间辐射出的热能62，并将反射的热辐射63集中指向对面一列42上的一个塑料坯14上。这些反射器60一个跟着一个地排成一列，其中心点间的距离与一列上相邻两个塑料坯14的中心距相等。反射器的宽度基本上等于两个连续塑料坯间的中心距离(见图2)。

因此，实际上在水平面上不会有因为未直接辐射在塑料坯上而造成的热辐射损失。这又进一步节约了能量。

竖直方向与水平方向上用于引导热辐射的部件相组合，结果是加热体散发出的能量以最优的并且可调的方式辐射到塑料坯上。热量损耗被尽可能有效地避免了。加热体39的工作能量也因此大幅减少了，这也使得安装着加热装置10的成形设备上的周围温度显著降低。

当然加热体39上的加热管40的个数可以多于四个。因此，对于很高的塑料坯，可以增加两个甚至是四个以及更多个带有倾斜散热片54的加热管，这些加热管平行地排成两排，两排间距为A。

对于较短的塑料坯，加热体39也可以只有两个带有倾斜散热片的加热管，以使第二个散热面上发出的热辐射沿着不被对面加热管遮住的方向充分地照射在远方一列塑料坯上。

如图2、图3所示，加热装置10上装有一个通风装置70。该通风装置上有一个风扇71置于烤箱35的出口处，用于将新鲜空气沿着与塑料坯运行方向73相反的方向72吹进烤箱35内的各个部位。

该通风装置包含着在水平面与竖直平面上互相分开的四个风道。保护板48将上风道75、76、77与下风道78分开。在下风道中，支柱17与托架18被冷却。在保护板48之上，有一个中央上风道75可使加热管40周围换气；还有两个侧面上风道76、77，由反射器60将二者与中央上风道75分开，可使空气吹向塑料坯14。由于反射器60为内曲形，故同时可做为折射器将空气引向塑料坯14和支柱17。因此，在获得对塑料坯14通风的同时，还可以冷却反射器60。烤箱中的空气由一个输出导管79抽走。

当然上面所描述的最佳实施例并非固定不变的，可以基于权利要求1对机架内的部件做合乎要求的修改。因此，加热装置10可以设计成为能够用于许多组平行的塑料坯列，因而其上会包含多个相互平行的加热体39。

塑料成形设备12可以是其他任何形式的。特别是托架18，可以用任何驱动方式带动，如用链轮与传动链条引导轮子与支柱17或托架18协调作业。又如，导轨24在其第一部分28上可以是其他任何形状，如半圆形或不规则形状。

这个成形设备可以直接或间接地与其他对此容器进行最终处理的装置相连。还可以在其前方安置用于制造塑料坯的设备。

通风装置可以做成不同的形式，例如，可将空气沿着其他路径吹过不同数量的风道。

此外，还可以包含多于一个的风扇与调节阀。

反射器60可以有其他形状，如倾斜的平坦表面。

本成形设备和它的加热装置特别适用于加工聚对苯二甲酸乙二醇脂的容器，但也可以使用其他塑料。

Claims (12)

1、用于塑料成型的设备(12)的加热装置(10)，其沿着一条导轨(24)设置，此加热装置与从其内部通过的、由支柱(17)运载的至少一列塑料坯(14)协调作业；该加热装置具有一个加面对塑料坯(14)设置的热体(39)，其特征在于，加热体(39)包含至少两个加热管(40)，每个加热管上含有一个用于向两个相反的方向发出热辐射的双向散热片(54)；塑料坯在加热装置(10)中排成至少两列平行的塑料坯列，构成一个加热体的两个加热管位于两列平行的塑料坯之间，加热管上的散热片(54)以一个预定角度(α)相对于竖直平面倾斜，这样，散热片的第一个表面沿着指向邻近一列的塑料坯的方向发出热辐射(55)，而第二个表面发出的热辐射(56)则穿过对面一个或若干个加热管间的自由空间指向远方一列的塑料坯。

2、根据权利要求1的加热装置，其特征在于，该装置包含至少四个加热管(40)，从而构成一个多边形的加热体(39)；每个散热片(54)相对于竖直平面以一个预定角度(α)倾斜安置，上述第二个表面发出的热辐射沿着穿过对面的加热管(40)间的自由空间的方向照射在远方的一列塑料坯上。

3、根据权利要求2的装置，其特征在于，加热体(39)的横截面外形基本上为矩形，而且，根据塑料坯的大小，加热管(40)相对于基座(36)的水平位置与竖直位置以及上述预定角度(α)是可调节的。

4、根据权利要求1至3之一的装置，其特征在于，其包含若干反射器(60)，这些反射器安装在加热管(40)及塑料坯(14)的外侧，这种结构可以使它们将与其距离最短的加热管(40)上发出的热辐射反射出去，且反射出的热辐射可通过邻近塑料坯列上的两个相邻的塑料坯之间的自由空间，指向远方的一列塑料坯上。

5、根据权利要求4的装置，其特征在于，反射器(60)的形状为内凹的圆柱面形，且其宽度大致等于两个相邻塑料坯的中心间的距离。

6、根据上述任一权利要求的装置，其特征在于，其包含一个通风装置(70)，通风装置上带有部件，该部件引导分开的气流分别流过加热管(40)，流向两列(41、42)塑料坯(14)并流向塑料坯支柱(17)。

7、根据权利要求6的装置，其特征在于，该通风装置包含一个水平隔板(48)，其将气流分隔为一个下风道(78)和三个上风道(75、76、77)；下风道中安置着三个上风道的支柱(17)；三个上风道包括一个用于将气流指加热管(40)的中央风道(75)，以及两个用于将气流指向塑料坯的侧风道(76、77)。

8、根据权利要求4至7的装置，其特征在于，上述反射器(60)同时又形成为折射器，其将侧风道(76、77)内的气流引导指向塑料坯(14)。

9、根据权利要求6至8之任一的装置，其特征在于，上述气流(75、76、77)的流向(72)与塑料坯(14)的运行方向(73)相反。

10、根据上述权利要求中任意一条的装置，其特征在于，其上含有托架(18)，每个托架支撑着两个支柱(17)和两个塑料坯(14)，这两个塑料坯并排放置、垂直于加热器(10)中塑料坯的运行方向；每个托架(18)与其前后的托架相连，从而形成了两列(41、42)平行的塑料坯(14)，在两列塑料坯之间安置着加热体(39)。

11、根据上述权利要求之一的装置，其特征在于，其加热体(39)的安装位置相对于所述导轨(24)是可移动的，因而加热体可以从大致与塑料坯(14)面对面的工作位置移动到与塑料坯有一定间隔的非工作位置上；

12、根据权利要求10或11的装置，其特征在于，加热体(39)安装在一个可移动的基座(36)上，该基座由举升装置(37)作用，可以在竖直方向上移动。

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