CN1796086B - 吹塑机，其包含的回转底座及冷却回转底座的冷却系统 - Google Patents

吹塑机，其包含的回转底座及冷却回转底座的冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冷却回转底座(2)的冷却系统，该回转底座包含两个能相对转动的环(4，7)，每个环都带有滚道，底座还带有轴承装置，由安放在两个滑道间的滚动物体组成，冷却系统的特征是：其包含至少一个输送冷却液的回路，该回路压抵于该底座两个环(4，7)中的一个。本发明也提供了包含该系统的回转底座和一种包含该底座机械，特别是一种吹塑机。

Description

吹塑机，其包含的回转底座及冷却回转底座的冷却系统
技术领域
本发明涉及回转机械领域，特别涉及但不仅限于吹塑容器的机械，比如吹塑机。
背景技术
上述类型的回转机械，若在回转底座带有环形的传送装置，则具有特别的优点。
通常，一回转底座包含两个相对转动的环，每个环都带有滚道，底座还带有轴承装置，由安放在两个滑道间的滚动物体或元件(比如球或滚轮)组成，以及将上述元件组合在一起防止分解的装置，同时该装置使两个环相对转动。
吹塑机通常带有上述底座。该吹塑机通常具有环形的传送装置，该装置上设有多个铸模部件，该环形的传送装置可围绕一个大致垂直的轴转动。为了达到这个目的，一个环连接吹塑机的框架，而另一个环带动环形的传送装置。这样，环形的传送装置就能相对框架而转动。连接到框架上的环称为固定环，该另一个环称为转动环。转动环和环形的传送装置由一个马达转动，一般不是直接驱动，而是通过齿轮传动或皮带传动。
申请人发现，在吹塑机的正常使用中，其底座上特定区域会有细微的升温。
对于一个直径1800毫米(mm)，每分钟转30转(rpm)的底座，其转动的质量是18公吨(T)，申请人发现其上特定区域升温25℃。
迄今为止该现象肯定还鲜为人知，原因之一是该回转底座处于紧凑机器的核心，该机器运作时有很多零件高速运行。
迄今为止该现象肯定还鲜为人知，原因之二是升温幅度很小，一个机器核心有很多零件都在散发热量，特别是处在一个工业环境中，局部升温25℃很容易被忽略。
申请人认为这种回转底座的特定区域细微的升温却很可能导致严重的后果，这种特定区域上的升温导致底座略微膨胀，从而使零件的工作间隙发生微小变化，最终导致某些部件过早磨损。
由于发现了这种特定区域的细微升温，假定能够修正该种特定区域的升温以及机器零件工作间隙的微小变化，申请人开始着手减轻这个明显的技术问题。
申请人设计出控制上述特定区域的升温的设备，将该设备安放到已有的机器上后，能降低或消除升温，从而减少在某些相邻的机器零件中出现工作间隙等等不希望看到的现象，最初的几种方案都没有满意的效果。
第一种方案是在移动中的环上设置散热片。第二种方案用空气将油喷涂在支承装置上：结果证明这种方案不适用于吹塑容器的机械，因为会导致机器上出现讨厌的污染，污染会蔓延到容器上，这是无法接受的。
发明内容
本发明的目的是弥补公知的底座的缺陷，首先提出了一种有效的系统，该系统适用于吹塑容器的机械，然后提出了带有该系统的底座。
本发明的另一目的是提供一种具有回转底座的吹塑机。
本发明首先提供了一种冷却回转底座的冷却系统，该回转底座包含两个相对转动的环，每个环都带有滚道，底座还包括轴承装置，由安放在两个滑道间的滚动物体组成，该冷却系统包含至少一个输送冷却液的回路，该回路压抵于该底座两个环中的一个。
本发明的另一特征是该系统具有检测底座温度的设备和控制冷却液流量的设备，该流量是底座温度和参照温度(比如环境温度)之间差值的函数。
在一个实施例中，输送冷却液的回路包括至少两级。对于某些很高的底座环，这样的设置能使回路在整个高度上与环接触而冷却该底座环。
较佳地，输送冷却液的回路大致是环形的，这样可以紧贴其所压抵的环。
较佳地，每一级均包含多个弓形的导管元件，某一级的每一个弓形元件在其两端中的一端与同一级的另一个弓形元件连接而接入冷却液，在其另一端连接冷却液并具有注入或移除冷却液的装置。这样就能用较短的弓形元件搭配不同直径的底座。在必要时，用手或手持工具使这些元件弯曲，让这些元件的曲率与其要压抵的环一致。
较佳地，冷却液在某一级中的流动方向与相邻的级的流动方向相反。这种对流形式使热交换更均匀。
较佳地，构成传输冷却液回路的弓形的导管元件大致相同，互相连接，且连接注入或移除冷却液的装置。这样该系统就能被大量生产，比如塑造/弯曲金属合金(比如铝合金)制成的导管。
为了进一步促进传导形式的热交换以及避免在冷却导管和回转底座之间出现气雾，较佳地，是在弓形的导管元件和上述压抵该元件的回转底座之间放置一种半液体热交换物质。该具有高导热性的半液体热交换物质可以用，例如喷枪，在弓形的导管元件夹紧到回转底座之前加以施用，或者，可以使用一种双面组件。
较佳地，冷却液为水。水与食物环境相谐调，对于某些制造或输送多聚物制成的物体的机器，特别是吹塑瓶子的机器，在意外泄漏时水也不会造成污染问题；另外，水的冷却作用足以抵消吹塑机的回转底座所达到的温度；最后，吹塑容器的机器通常已经具有注水的回路，例如，为了冷却模具，这样冷却回路就可以与之连通。
在一个较佳实施例中，一个装配有底座的吹塑机包含一连接机器框架的固定环和另一个带动环形的传送装置的环，即“转动”环，输送冷却液的回路包括压抵于该底座固定环的弓形的导管元件。在这种情况下，就无需使用转动的接头将冷却液供给到回路中以传输该液体。
附图说明
本发明的其它目的和优点在下文实施例的描述中出现，该描述参考附图，其中：
图1是本发明的一个实施例的透视图，图1也显示出一个机器框架，回转底座安装在该框架之上；
图2是图1中实施例所安装的循环冷却液的导管的布置图，也显示了一个控制调节器的布置；
图3是图1的俯视图，该图特别显示了测量接近回转底座滚动物体温度的装置的布置；
图4是图3中回转底座的剖面图；
图5是图2中所用的冷却液回路中一个元件的俯视图；
图6是图5中元件端部的放大图。
具体实施方式
首先参见图1和4。
图1中部分显示了一种机器(例如吹塑瓶子的机器)的框架1，其形状是箱形梁和工字梁(H or I beams)的机械焊接组件。
框架1支持一回转底座2。
回转底座2的转动环4(在这里是底座的外环)上带有一组外齿3。回转块5的形状是穿孔的杯子，设置在转动环4上，也就是说，借助封死的或直通的固定孔(这些孔可以是光滑的或有螺纹的)而设置。该杯子上装有机器的各种部件(图中未示)，这样整个组件就形成了环形的传送装置。作为示例，在申请人的一种机器上，该装有上述部件(模具，夹具，......)回转块5可以重达约18T，该环形的传送装置(同样也包括转动环4)的转动速度是30rpm。
垫圈6安放于底座2的外环4和环7(该环可固定在机器的框架上)之间，垫圈6可由人造橡胶腈制成。
如图4所示，轴承装置8由安放在两个环间的滚动物体(比如球或钢滚轮)组成，使环能相对转动。更确切地说，滚动物体安放在每个环上各自的区域之间，该区域分别形成了轮廓与滚动物体轮廓相匹配的滚道。这样，当滚动物体是球形(图4)时，滚道是环形的凹槽，其车削出的径向切面呈圆弧样的弓形。
合适的情况下，底座2可以通过径向的润滑孔和注入塞(图中未示)用油润滑。
通常环4和7由碳素钢、不锈钢、结构强化钢或合金制成，或由用于受控环境下淬火的特殊钢制成，其特别根据生产条件来定。
滚道用电感应或火焰来淬火，也可以对齿部进行表面处理，例如用渗碳处理或等离子渗碳处理，取决于其受力。
例如，在一台吹塑机上，回转底座2承受轴向负荷，该负荷的方向平行于底座2旋转轴R，同时也承受径向负荷，倾复力矩和枢轴转矩。回转底座2将力转送到固定框架1上。
现在更加详细地参考图2到图6。
根据本发明，底座2上设有传输冷却液的回路9，从而得以实现可控的冷却。
在这个实施例中，传输冷却液的冷却回路9压抵地设于底座2内环7的内表面，该环构成了固定环。如下文所述，这样设置的优点是无需在回路9和向机器添加液体的回路之间使用转动的液体联结器。在另一实施例中(图中未示)，也完全可以将回路压抵地设于回转底座2的转动环4(在本例中是内环)；也可以为两个环分别提供传输冷却液的回路。
如图2所示，较佳地，传输冷却液的回路9有多个冷却液传输级，分布在底座2上，在本例中是两级10H到10L，每一级都包含至少一个弓形导管元件10a，10b，10c，10d，其中流动着连接导管11a到11f传来的冷却液。
更具体地讲，在图2所示的实施例中，传输冷却液的回路9包含两个分层的级10H和10L，两者均包括至少两个大致相同的弓形元件(第一级10H中是元件10a，10b，第二级10L中是元件10c，10d)，这些元件通过连接导管互连。
较高的第一级10H上的弓形元件10a，10b的末端位于第一直径D1的两端。
较低的第二级10L上的弓形元件10c，10d的末端位于第二直径D2的两端。
这种布置使在多个部分具有不同直径的环在垂直方向能被有效冷却。
分层的级的数量自然可以增加，这取决于环的轮廓，如果一个环的直径不变，可以使用单一的级，使环在整个高度上得到冷却。
另外，每一级中使用至少两个串联连接的元件，虽然不是必须的，却能在已有的机器上方便地安装冷却系统；假如吹塑机的回转底座直径超过几米，则运输起来也容易得多。
由图2可见，冷却液从第一连接器12a出发，该连接器是机器上已有的液体回路(图中未示)的支路连接器，然后冷却液通过一连接导管11a，进入级10H上的第一弓形元件10a，接着通过另一个连接导管11b，第一级10H上的第二弓形元件10b，最后通过连接导管11c而流出，进入第二连接器12b，该连接器是另一个液体回路的支路连接器。
由图2可见，冷却液以第一种方向在元件10a，10b中流动，在此例中是逆时针方向。
另外，冷却液从第一连接器12a出发，冷却液通过另一连接导管11d，进入较低的级10L上的第一弓形元件10c，接着通过连接导管11e，较低的级10L上的第二弓形元件10d，最后通过连接导管11f流出，进入第二连接器12b。
由图2可见，冷却液以第二种方向在元件10c，10d中流动，在此例中是顺时针方向。
冷却液通过区域13进入和离开较高的级10H上的元件10a，10b，该区域偏离区域14大约90°，冷却液通过区域14进入和离开较低的级上的元件10c，10d。
通过以上设置，底座被更均匀地冷却。
要注意的是这里所用的术语“较高的”和“较低的”只是为了表达清楚，要知道在一个不同的实施例中，冷却液的流动方向可以和上述的相反，即液体通过第二连接器12b流入，通过第一连接器12a流出。
如图4所示，在一个实施例中，元件10a到10d的剖面大致是长方形的，通过每个组件的大截面15而被压抵于内环7，该环在本例中构成底座2的固定环。
较佳地，在截面15和内环7之间设有耐热垫圈16，比如，其形式可以是供应商Bergquist出售的名为GapPad VO Ultra soft的膏，根据供应商的信息，这种膏的热容大约是1焦每克开(ASTM C351)，热导大约是1瓦每米开(ASTM D5470)。
由图5和6可见，弓形元件10a，10b，10c和10d(图5中只显示了其中之一)，可以是，例如，长30毫米，宽15毫米，厚2毫米的铝合金管，元件上设有连接口17，其可以在18处焊接，其目的是连接图2所示的导管11a到11f。
可以用下文所述的元件来调节系统中流动的液体的温度。
如图4所示，检测底座2温度的测温设备19(例如一个探测器或者传感器)与滚动物体相邻放置，该测温设备19和另一检测周围温度的设备20(比如另一个探测器或者传感器)连接控制器21，该控制器还连接螺线管阀门23上的流量计22，该阀门位于冷却液返回回路上，如图2所示。
申请人发现，当直径1800mm的底座在30rpm时的转动质量是18T，对冷却液流进行开/关式的控制能令人满意地冷却吹塑机的回转底座。
按照上述参数，10分钟的阀门关闭时间间隔以5分钟的阀门开放时间能令人满意地冷却速度为0.5立方米每小时(m3/h)到1.5m3/h液体流，冷却的液体如果是水的话，温度大约是7℃。

Claims (11)

1.一种用于吹塑容器的机械，该机械包括一回转底座(2)和一传输冷却液的回路，所述回转底座(2)带有容器吹塑机的环形的传送装置，该回转底座包含能相对转动的转动环(4)和固定环(7)，每个环都带有滚道，底座还带有轴承装置(8)，该轴承装置由安放在两个滚道间的滚动物体组成，该机械的特征是：设有冷却装置，其包含至少一个冷却回路(9)，该回路压抵于该底座(2)两个环(4，7)中的一个；还设有检测底座(2)温度的测温设备(19)和控制冷却液流量的控制设备(21)，该流量是底座(2)温度和参照温度之间差值的函数；底座(2)的冷却回路(9)连接到该机械的冷却液回路。
2.按照权利要求1所述的机械，其特征是，该机械包括一底座，底座上的固定环(7)连接机械的框架，底座上的转动环(4)具有环形的传送装置，底座(2)的冷却装置包含压抵于该底座(2)的固定环(7)的弓形导管元件(10a，10b，10c，10d)。
3.按照权利要求1或2所述的机械，其特征是：冷却回路(9)是环形的，包括压抵于底座(2)的一个固定环(7)上的弓形导管元件(10a，10b，10c，10d)。
4.按照权利要求3所述的机械，其特征是：冷却回路包括至少一级(10H；10L)，该级包含至少一个弓形导管元件(10a，10b；10c，10d)。
5.按照权利要求4所述的机械，其特征是：级(10H；10L)包含至少一个导管元件，在其两端中的一端与冷却液输入连接器(12a)相连，在其另一端连接冷却液输出连接器(12b)。
6.按照权利要求5所述的机械，其特征是：级(10H；10L)包含至少两个弓形导管元件(10a，10b；10c，10d)，其通过连接导管(11b，11e)互连，一个元件(10a；10c)通过第一连接器(12a)连通机器中的液体输入回路，另一元件(10b；10d)的一端通过第二连接器(12b)连通机器中的液体输出回路。
7.按照权利要求5或6所述的机械，其特征是：该冷却装置包含至少两个级(10H；10L)，冷却液在某一级中的流动方向与相邻的级的流动方向相反。
8.按照权利要求7所述的机械，其特征是：冷却回路(9)由相同的弓形导管元件构成，导管元件互相连接，且连接输入或输出冷却液的装置。
9.按照权利要求8所述的机械，其特征是：在弓形导管元件和压抵该元件的环之间放置一耐热垫圈(16)。
10.按照权利要求9所述的机械，其特征是：该冷却液是水。
11.按照权利要求10所述的机械，其特征是：测量底座温度的所述测温设备(19)由位于邻近底座(2)的轴承装置(8)的旋转物体的探测器构成。
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