CN203530781U - 宽幅壁纸涂布生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽幅壁纸涂布生产设备，按照走料路线依次设置有放卷单元、第一套张力控制单元、牵引单元、涂布单元、干燥单元、纠偏单元、冷却定型单元、压辊单元、第二套张力控制单元、收卷单元，在干燥单元的进出料膜位置另外设置有穿料单元。本实用新型的装置，解决了现有的窄幅涂布设备应用到宽幅壁纸生产后，涂布辊精度及刮刀刃口间隙均匀性不能保证，烘箱的风速和温度均匀性太差，烘箱系统风阻太大，以及冷却定型不足的问题；生产效率提高了3倍以上、能耗降低了30％。

Description

宽幅壁纸涂布生产设备

技术领域

本实用新型属于印刷机械技术领域，涉及一种宽幅壁纸涂布生产设备。

背景技术

现有的壁纸生产工艺，首先应用涂布设备在料膜基材上均匀涂一层浆料，经过干燥塑化进而冷却定型；其次，对涂好的料膜进行印刷、发泡和压花。目前壁纸生产线上的涂布设备，一般只能涂幅宽在700mm和900mm的料膜，这种窄幅料膜生产的壁纸，在粘贴时由于幅宽不足需要多次接缝，在相邻两幅壁纸接缝处就会出现色差、对花纹困难、翘边的现象，影响壁纸上墙的整体效果。

得到好的涂布质量取决于以下两方面：第一，高精度的涂布辊，要求辊面的直线度必须在0.005mm以内，这样才能保证涂料的均匀性，这是高质量涂布的基础；第二，沿着逗号涂布刮刀轴向方向，应用调节单元让刮刀产生弹性变形，使刮刀刃口与涂布辊的间隙沿着辊面处处相同，这是高质量涂布的关键。

由于涂布、干燥塑化为生产的关键步骤，如果在现有设备（窄幅）的基础上进行简单的拉宽和加强强度，是不能满足宽幅壁纸的工艺要求的，技术难题主要体现在涂布辊精度及刮刀刃口间隙均匀性不能保证；另外，现有烘箱的结构应用到宽幅壁纸生产后，风速和温度均匀性太差，烘箱系统风阻太大需要太大的风机动压，造成能源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种宽幅壁纸涂布生产设备，解决了现有的窄幅涂布设备应用到宽幅壁纸生产后，涂布辊精度及刮刀刃口间隙均匀性不能保证，烘箱的风速和温度均匀性太差，烘箱系统风阻太大的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种宽幅壁纸涂布生产设备，按照走料路线依次设置有放卷单元、第一套张力控制单元、牵引单元、涂布单元、干燥单元、纠偏单元、冷却定型单元、压辊单元、第二套张力控制单元、收卷单元，在干燥单元的进出料膜位置另外设置有穿料单元。

本实用新型的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点还在于：

涂布单元的结构是，在两边的墙板上分别安装有一涂布辊套杯和一摆臂转轴，该对涂布辊套杯之间安装有涂布辊，涂布辊两端轴头分别通过轴承支撑安装在涂布辊套杯内；每边的摆臂转轴上安装有一摆臂套杯，每个摆臂套杯上横向固定安装有一摆臂，两边的摆臂之间安装有逗号涂布刮刀和摆臂横梁，两边的摆臂能够绕摆臂转轴同步旋转，摆臂横梁与逗号涂布刮刀之间均匀设置有多组调节单元。

涂布辊的尺寸是，直径D大于400mm，壁厚δ为7～10mm，轴头伸入辊体距离L为100～150mm，辊面与支撑的距离M小于40mm，轴头直径F大于160mm，辊面幅宽K小于3500mm。

调节单元的结构是，在摆臂横梁上固定安装有横向的旋转轴支撑架，旋转轴支撑架内腔中通过角接触轴承支撑有旋转轴，旋转轴朝向逗号涂布刮刀的一端通过螺纹与旋转销轴连接，旋转销轴再通过连接支架与逗号涂布刮刀上的凹槽接触连接。

干燥单元的结构是，在烘箱上部沿走料方向两边分别设置有一个风机及一套散热器，该两套散热器通过三通与热油管道连通，热油管道与外界的循环系统连接；两个风机出风口分别与一个进风管连通，两个进风管同时与上吹风箱两端及下吹风箱两端连通，上吹风箱及下吹风箱的进风口处分别设置有风量调节板；烘箱下部另外设置有排风管。

上吹风箱及下吹风箱上下对称，结构一致，每个吹风箱内部结构分为三层，

第一层为热风导流区，设置有多道导流板；

第二层为热风混合区，

第三层是风嘴安装区，设置有多排风嘴。

烘箱靠近料膜入口的位置，风嘴斜向朝向料膜；其他位置的风嘴的方向垂直对向料膜。

冷却定型单元的结构是，包括主动水冷辊一、主动水冷辊二和被动水冷辊，主动水冷辊一与电机传动连接，主动水冷辊一另通过传动带与主动水冷辊二同步传动连接，料膜通过一组过辊首先进入主动水冷辊一，其次绕过被动水冷辊，再通过第二组过辊进入主动水冷辊二，绕过主动水冷辊二后最后经过第三组过辊进入收料单元。

主动水冷辊一、主动水冷辊二和被动水冷辊直径大于600mm，且主动水冷辊二直径比主动水冷辊一的直径大0.1～0.5mm。

本实用新型的有益效果是：涂覆宽度达到了3500mm的涂布要求，能生产出目前幅宽最大的壁纸，涂布厚度均匀一致，干燥塑化均匀，满足后续生产工艺要求；生产效率提高了3倍以上、能耗降低了30％。

附图说明

图1是本实用新型涉及的宽幅壁纸生产装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型中的涂布辊结构示意图；

图3是本实用新型中的涂布辊和涂布刮刀幅宽方向的结构示意图；

图4是本实用新型中的涂布辊和涂布刮刀侧视结构意图；

图5是本实用新型中的涂布刮刀调节单元A处结构放大示意图；

图6是本实用新型中的干燥单元结构示意图；

图7是图6中的A-A截面示意图；

图8是本实用新型干燥单元中的散热器安装位置示意图；

图9是本实用新型干燥单元中的下吹风箱正视结构示意图；

图10是本实用新型的一种风嘴结构示意图（图9中的B处的放大图）；

图11是本实用新型的另一种风嘴结构示意图（图9中的C处的放大图）；

图12是本实用新型的下吹风箱内部的导流板结构示意图；

图13是本实用新型中的冷却定型单元的结构示意图。

图中，1.放卷单元，2.张力控制单元，3.牵引单元，4.涂布单元，5.干燥单元，6.纠偏单元，7.穿料单元，8.冷却定型单元，9.压辊单元，10.收卷单元，41.涂布辊，42.逗号涂布刮刀，43.两边的摆臂，44.摆臂横梁，45.涂布辊套杯，46.墙板，47.摆臂转轴，48.摆臂套杯，49.旋转轴，410.旋转轴支撑架，411.连接支架，412.旋转销轴，51.风机，52.进风管，53.上吹风箱，54.下吹风箱，55.散热器，56.三通，57.热油管道，58.排风管，59.风量调节板，60.风嘴，61.导流板，81.主动水冷辊一，82.被动水冷辊，83.主动水冷辊二，84.过辊，85.电机，86.料膜，87.传动带。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1，本实用新型的宽幅壁纸生产设备的整体结构是，按照走料路线依次设置有放卷单元1、第一套张力控制单元2、牵引单元3、涂布单元4、干燥单元5、纠偏单元6、冷却定型单元8、压辊单元9、第二套张力控制单元2、收卷单元10，在干燥单元5的进出料膜位置另外设置有穿料单元7。

本实用新型上述宽幅壁纸生产设备各部分的功能为：

放卷单元1用于对涂布基材进行放卷，该放卷单元1在结构上可以采用单工位或双工位放料结构，在控制方式上可以选用自动接料或手动接料；

第一套张力控制单元2（即摆辊装置）用于控制放卷单元1到牵引单元3之间的张力，第二套张力控制单元2用于控制压辊单元9到收卷单元10之间的张力。两套张力控制单元2的结构一致，控制方式均是根据摆辊电位计的反馈值，由PLC运算后，控制放卷单元1（或收卷单元10）中的变频电机的转速，其张力大小通过调节精密调压阀调节摆辊气缸的压力大小，从而保证该段料膜的张力控制在工艺要求的范围内；

牵引单元3由牵引钢辊和对压胶辊组成，该单元所属的变频电机经过减速装置后驱动牵引钢辊运转，在工作时气缸推动对压胶辊与牵引钢辊对压，带动料膜沿着牵引钢辊运转方向经过张力控制单元2进入涂布单元4；料膜经过涂布单元4后进入干燥单元5进行干燥塑化。

以下参照图2、图3、图4及图5，说明本实用新型的涂布单元4是如何保证涂布辊41与逗号涂布刮刀42之间的间隙均匀性。

由于重力的影响涂布辊必然会产生弯曲，即使经过高精度加工，在使用过程中这种变形也不会消除。由于现有市场上还没有幅宽达到3100mm的涂布辊，本实用新型应用有限元优化算法给出了一种简单易加工的辊子结构，使得幅宽3100mm的涂布辊满足了挠度技术要求。见图2，本实用新型所用的涂布辊41，直径D大于400mm，壁厚δ为7～10mm，轴头伸入辊体距离L为100～150mm，辊面与支撑的距离M小于40mm，轴头直径F大于160mm，辊面幅宽K小于3500mm，满足了宽幅涂布生产工艺对涂布辊精度的要求。

结合图3，涂布单元4的结构是，墙板46需把合加工而成，在两边的墙板46上分别安装有一涂布辊套杯45和一摆臂转轴47，该对涂布辊套杯45之间安装有涂布辊41，涂布辊41能够绕自己的轴线旋转，涂布辊41两端轴头分别通过轴承支撑安装在涂布辊套杯45内；每边的摆臂转轴47上安装有一摆臂套杯48，每个摆臂套杯48上横向固定安装有一摆臂43（称为两边的摆臂43），两边的摆臂43能够绕摆臂转轴47同步旋转，两边的摆臂43之间安装有逗号涂布刮刀42和摆臂横梁44，逗号涂布刮刀42和摆臂横梁44与涂布辊41的轴线平行设置，摆臂横梁44与逗号涂布刮刀42之间均匀设置有多组调节单元。

当然涂布辊41也可以直接安装在墙板46上，但由于结构和辊面与支撑的距离要求的限制，最好采用涂布辊套杯45安装，为了减少支撑轴承精度对涂布辊运行的影响，选用的轴承精度要达到P5级或以上，并且尽量过盈安装；

由于涂布辊41跨度大，其沿着辊面的变形不可避免，而且逗号涂布刮刀42的刚性比涂布辊41的刚性差很多，它与涂布辊41的变形不一致，这就需要对逗号涂布刮刀42进行调整，使其沿着辊面的变形与涂布辊41一致，同时还要克服安装误差等引起的不一致，所以调节单元的设置，能够使得逗号涂布刮刀42与涂布辊41始终保持水平（平行）状态。

参照图4、图5，调节单元的结构是，在摆臂横梁44上固定安装有横向的旋转轴支撑架410，旋转轴支撑架410内腔中通过角接触轴承支撑有旋转轴49，旋转轴49朝向逗号涂布刮刀42的一端通过螺纹与旋转销轴412连接，旋转轴49的另一端设置有夹持用的扁凸块或方形块，旋转销轴412再通过连接支架411与逗号涂布刮刀42上的凹槽接触连接。

旋转轴支撑架410与摆臂横梁44连接固定在一起，旋转轴49通过角接触轴承支撑在旋转轴支撑架410中，只能在旋转轴支撑架410内自转，而不能沿着旋转轴支撑架410的轴线移动，旋转轴49的轴头螺纹段再与旋转销轴412轴心孔的螺纹套接，旋转销轴412两侧轴头插入连接支架411中，连接支架411与逗号涂布刮刀42固定在一起。采用此方式既保证旋转轴49与连接支架411的连接，又能使旋转销轴412的两侧轴头绕连接支架411的支架孔旋转，减少调整附加力确保了逗号涂布刮刀42变形一致。

在图3中，本实用新型实施例沿逗号涂布刮刀42上设置有7处调节单元，如果幅宽变化，还可以进行增减，一般幅宽在900mm设置3处调节单元，幅宽为1200mm则设置4处。在实际调整中，先使得逗号涂布刮刀42自然下落与涂布辊41保持一定距离，测试不同部位的间隙，以最大处间隙为标准，旋转需要调整处的旋转轴49，使对应段的逗号涂布刮刀42产生弹性变形，经过各处协调调整，使整体间隙一致。

本实用新型所述的涂布辊及其调节单元，具有加工方便、使用简单，能在低成本下满足工艺要求。

参照图6、图7、图8，本实用新型干燥单元5的结构是，在烘箱上部沿走料方向两边分别设置有一个风机51及一套散热器55，两套散热器55通过三通56与热油管道57连通，热油管道57与外界的热循环系统连接；该两个风机51的出风口分别与一个进风管52连通，两个进风管52同时与上吹风箱53两端及下吹风箱54两端连通，上吹风箱53及下吹风箱54的进风口处分别设置有风量调节板59；烘箱下部另外设置有排风管58。

烘箱内的热风流动过程为，设置在烘箱内部两边的一对风机51把经过散热器55加热的热气，通过进风管52分到上吹风箱53及下吹风箱54中，上吹风箱53及下吹风箱54进风口处分别安装有风量调节板59，利用各个风量调节板59分别调节进入上吹风箱53及下吹风箱54内的风量，确保根据料膜上、下面干燥塑化的不同需要，采用不同的进风量。从上吹风箱53及下吹风箱54的风嘴60喷射出的热气喷射到料膜的上下表面，进行干燥发泡；下部烘箱内部约70％的热气余气由于风机的抽风作用，重新经过散热器55再次循环，剩余30％热风经过排风管58排出箱外，这样不仅能实现能量的二次利用，又控制了烘箱内DOP（邻苯二甲酸二辛酯）含量。

从上述的热风流动过程可以看出，喷射到料膜上热风的温度、速度均匀性的关键是风机的布局、上下吹风箱内部结构、风嘴60结构、散热器的布局等因素。

本实用新型干燥单元5采用两侧风机进气，一对风机51分别与进风管52两端直连，这样就避免采用一个风机经过两个三通风管连接进入上吹风箱53及下吹风箱54，既提高了进入上吹风箱53及下吹风箱54热风的均匀性，又降低了系统风阻。

参照图9、图12，上吹风箱53及下吹风箱54上下对称，结构一致，每个吹风箱内部结构分为三层，每一层都有特定的作用。第一层为热风导流区，与进风口相连，两侧进入上、下吹风箱的热风，经过内部多道导流板61的作用，使左右两侧进入上、下吹风箱的热风进行分割，避免相向热风混合，减少热风的能量损耗和在箱体内的阻力。本实用新型根据流体力学原理提出内部导流板61结构，见图12，主要特点是风箱外形为对称结构，风箱进风通道根据不同区域出风口面积的比例划分为不通的进口区域，根据烘箱宽度和内部导流的弧度要求，设置有多道导流板61，分为8个进风区域（即区域A、区域B、区域C、区域D、对称区域A、对称区域B、对称区域C、对称区域D），导流板61分开的8个区域以烘箱纵向和横向中心线对称，即导流板61沿两个中心线对称，这样能确保从两侧进入的热风在烘箱内部不会混合，这样能减少内部损耗和风阻，在同样风机全压下，风嘴60的吹风速度会提高。采用大弧度对称导流板61结构结合确定的进口面积，保证风嘴60在纵向和横向的流速相同，导流板61的布局要求风嘴60不能像现有技术中那样布置在中心线上；

第二层为热风混合区，经过第一层的热风在此区域混合，此区域是第一层和出风口（第三层）相连区域，在此区域以前进入烘箱温度和风速不均匀的热风，会混合使热风的温度和风速进一步变均匀，是保证出风口温度和风速相同的关键步骤；

第三层是出风区即风嘴安装区，设置有多排风嘴60，风嘴采用两种结构：第一种，密集圆孔结构，具有均匀、柔和等特点；第二种，风刀结构具有喷射结构，具有喷射力度大，冲击效果明显等特点。根据烘箱的位置采用不同的风嘴结构，如果采用三节烘箱，在首先进入的烘箱靠近料膜入口的位置采用图10结构，风嘴60斜向朝向料膜，其他位置采用图11结构，风嘴60的方向垂直对向料膜，目的是既能防止热风吹动涂料或油墨，又能防止喷射泄露到烘箱外部，在入口处更容易形成负压。本实用新型所采用的风箱结构，大大地增加了承印物干燥时间，有利于提高承印物干燥速度及质量。

参照图8，本实用新型采用在烘箱内部上侧设置有两个散热器55，该两个散热器55同时与三通56连接，三通56再与热油管道57连接，热油管道57与外界管道连接，通入外界热流。使用两个散热器的优点是避免了加工一个大散热器的难度和散热器导热管过长产生的温度不均。

本实用新型的烘箱内部风机布局，上、下吹风箱三层导风（混风）结构，两个散热器的布局，在保证了各处风嘴60的出风口风速和烘箱内部温度均匀的前提下，有效的降低系统的阻力和能量损失。简洁方便的管路连接，降低了劳动强度。

需要特别说明，图1实施例中显示了四节烘箱依次组成，但是根据不同料膜材料的干燥发泡性能，烘箱的数量可以根据实际需要进行增减。

在干燥单元5和冷却定型单元8之间设置有纠偏单元6，用于对进入水冷辊前的料膜进行纠偏。在干燥单元5中的烘箱进出口位置设置有穿料单元7（由链条组成的），方便穿料。

参照图13，本实用新型冷却定型单元8的结构是，包括三个直径大于600mm的水冷辊，即主动水冷辊一81、主动水冷辊二83和被动水冷辊82，主动水冷辊一81与电机85传动连接，主动水冷辊一81另通过传动带87与主动水冷辊二83同步传动连接，料膜86通过一组过辊84首先进入主动水冷辊一81，其次绕过被动水冷辊82，再通过第二组过辊84进入主动水冷辊二83，绕过主动水冷辊二83后最后经过第三组过辊84进入收料单元10。

该冷却定型单元8设置上包括以下关键点：第一，料膜86首先进入的是主动水冷辊一81，主动水冷辊一81由电机85驱动，此处采用模糊张力控制主动水冷辊一81和牵引单元3这一段通过涂布单元4、干燥单元5的张力，即主动水冷辊一81上没有采用压辊驱动；第二，为了保证冷却定型效果，采用直径在600mm以上的水冷辊和大S型包角；第三，电机85为整机张力控制主电机，其他电机都以此电机为目标电机进行速度跟踪；第四，主动水冷辊一81、主动水冷辊二83采用一个电机85同步驱动，主动水冷辊二83直径比主动水冷辊一81的直径大0.1～0.5mm，保证此两辊间料膜的张力。

料膜86在主动水冷辊二83和压辊单元9作用下，进入收料单元10。

本实用新型的装置，通过对宽幅涂布装置关键点技术方案的设置，即能满足宽幅壁纸生产的实际工艺要求，又能提高工作效率，降低能量消耗。

Claims (9)

1.一种宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：按照走料路线依次设置有放卷单元（1）、第一套张力控制单元（2）、牵引单元（3）、涂布单元（4）、干燥单元（5）、纠偏单元（6）、冷却定型单元（8）、压辊单元（9）、第二套张力控制单元（2）、收卷单元（10），在干燥单元（5）的进出料膜位置另外设置有穿料单元（7）。 

2.根据权利要求1所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的涂布单元（4）的结构是，在两边的墙板（46）上分别安装有一涂布辊套杯（45）和一摆臂转轴（47），该对涂布辊套杯（45）之间安装有涂布辊（41），涂布辊（41）两端轴头分别通过轴承支撑安装在涂布辊套杯（45）内；每边的摆臂转轴（47）上安装有一摆臂套杯（48），每个摆臂套杯（48）上横向固定安装有一摆臂（43），两边的摆臂（43）之间安装有逗号涂布刮刀（42）和摆臂横梁（44），两边的摆臂（43）能够绕摆臂转轴（47）同步旋转，摆臂横梁（44）与逗号涂布刮刀（42）之间均匀设置有多组调节单元。 

3.根据权利要求2所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的涂布辊（41）的尺寸是，直径D大于400mm，壁厚δ为7～10mm，轴头伸入辊体距离L为100～150mm，辊面与支撑的距离M小于40mm，轴头直径F大于160mm，辊面幅宽K小于3500mm。 

4.根据权利要求2所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的调节单元的结构是，在摆臂横梁（44）上固定安装有横向的旋转轴支撑架（410），旋转轴支撑架（410）内腔中通过角接触轴承支撑有旋转轴（49），旋转轴（49）朝向逗号涂布刮刀（42）的一端通过螺纹与旋转销轴（412） 连接，旋转销轴（412）再通过连接支架（411）与逗号涂布刮刀（42）上的凹槽接触连接。 

5.根据权利要求1所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的干燥单元（5）的结构是，在烘箱上部沿走料方向两边分别设置有一个风机（51）及一套散热器（55），该两套散热器（55）通过三通（56）与热油管道（57）连通，热油管道（57）与外界的循环系统连接；两个风机（51）出风口分别与一个进风管（52）连通，两个进风管（52）同时与上吹风箱（53）两端及下吹风箱（54）两端连通，上吹风箱（53）及下吹风箱（54）的进风口处分别设置有风量调节板（59）；烘箱下部另外设置有排风管（58）。 

6.根据权利要求5所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的上吹风箱（53）及下吹风箱（54）上下对称，结构一致，每个吹风箱内部结构分为三层， 

第一层为热风导流区，设置有多道导流板（61）； 

第二层为热风混合区， 

第三层是风嘴安装区，设置有多排风嘴（60）。 

7.根据权利要求6所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的首先进入的烘箱靠近料膜入口的位置，风嘴（60）斜向朝向料膜；其他位置的风嘴（60）的方向垂直对向料膜。 

8.根据权利要求1所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的冷却定型单元（8）的结构是，包括主动水冷辊一（81）、主动水冷辊二（83）和被动水冷辊（82），主动水冷辊一（81）与电机（85）传动连接，主动水冷辊一（81）另通过传动带（87）与主动水冷辊二（83）同步传动连接，料 膜（86）通过一组过辊（84）首先进入主动水冷辊一（81），其次绕过被动水冷辊（82），再通过第二组过辊（84）进入主动水冷辊二（83），绕过主动水冷辊二（83）后最后经过第三组过辊（84）进入收料单元（10）。 

9.根据权利要求8所述的宽幅壁纸涂布生产设备，其特点在于：所述的主动水冷辊一（81）、主动水冷辊二（83）和被动水冷辊（82）直径大于600mm，且主动水冷辊二（83）直径比主动水冷辊一（81）的直径大0.1～0.5mm。 

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