CN210390108U - 封管机用加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封管机用加热装置，包括金属加热片和加热床，所述加热床上开设有通风槽，所述金属加热片固定在通风槽的正上方，所述加热床两端开设有进风口和出风口，进风口和出风口均与通风槽相通。本实用新型解决了现有陶瓷加热元件容易脆断、不能加工、使用寿命短、导热率低、封管效率低、能源消耗大等技术问题。

Description

封管机用加热装置

技术领域

本实用新型涉及封管技术领域，具体涉及一种封管机用加热装置。

背景技术

在生物制药、疫苗生产、基因工程研发中，都需要使用封管机无菌封闭塑料管路。如中国专利公告号为CN203046249U的现有技术在2012年12月26日公开了一种封管机，其包括底座、固定夹、加热装置和传感器，所述固定夹的一端与所述底座旋转连接，所述加热装置与所述底座连接，所述传感器设于所述底座上，所述加热装置和所述传感器均与一个控制终端连接。所述加热装置和所述传感器均与一个控制终端连接。该专利利用加热装置实现对非PVC可焊接管的加热，从而将管材融化，进而通过变形后的冷却凝固，使得非PVC可焊接管被有效地封住了。但该专利经实际使用发现其存在如下缺陷：1，加热装置采用的是陶瓷半导体加热元件，在封大型号管路时，加热片上要承受约470公斤的压力，现有的陶瓷加热元件经常脆断，容易导致封管失败并引起重大事故；同时加热元件的使用寿命也较短。2，陶瓷不能切削加工，不能加工出弧形加热面，不能形成排液结构，因而不能对内部带液体的管体有效封管。3、导热率低，封管时的加热和冷却都需要较长的时间，封管效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种封管机用加热装置，本实用新型解决了现有陶瓷加热元件容易脆断、不能加工、使用寿命短、导热率低、封管效率低、能源消耗大等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种封管机用加热装置，其特征在于：包括金属加热片和加热床，所述加热床上开设有通风槽，所述金属加热片固定在通风槽的正上方，所述加热床两端开设有进风口和出风口，进风口和出风口均与通风槽相通。

所述的加热装置还包括温度传感器、托板、连接引线和连接件，温度传感器固定在金属加热片与加热床之间，加热床固定在托板上，连接引线固定在加热床与托板之间，且连接引线分别通过连接件与金属加热片和温度传感器连接。

所述连接件包括电极顶针和塔簧，电极顶针设置在加热床内，且电极顶针分别与金属加热片的电极和温度传感器相对应，塔簧设置在托板内并与电极顶针相连；连接引线分别通过电极顶针与金属加热片和温度传感器连接。

所述金属加热片包括依次固定的聚四氟乙烯防粘层、金属板、厚膜电路和绝缘层，所述温度传感器固定在绝缘层的中部。

所述金属板的加热面为平面。

所述金属板的加热面包括凸出平面和对称设置在凸出平面两侧的斜面。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型采用金属加热片代替现在的陶瓷加热片热熔管体，由于金属加热片具有韧性好、不会脆断损坏、热传导性好（是陶瓷的两倍多，升温、降温时间都较短）、使用寿命长等优点，因此在封管过程中，能够一边稳定地压固住管体，一边快速地熔化管体，不仅提高封管的可靠性和效率，还降低了能源消耗。而通过设置在加热床上的通风槽，则能够对热熔后的管体进行快速冷却，进一步提高了封管效率。

2、本实用新型通过温度传感器能够实时控制加热温度，保证管体最佳的熔化效果。而金属加热片与温度传感器均通过设置在加热床内部的连接件与连接引线相连的结构，则具有结构小巧简单、连线隐蔽和安全系数高等优点。

3、本实用新型通过电极顶针和塔簧的配合，保证了电极顶针与金属加热片和温度传感器之间连接的可靠性。

4、本实用新型中的金属加热片包括依次固定的聚四氟乙烯防粘层、金属板、厚膜电路和绝缘层，采用聚四氟乙烯防粘层能够防止热熔后的管体粘固在金属加热片上，采用金属板有利于提高金属加热片的使用寿命和热传导性，通过厚膜电路能够使得金属板快速发热，通过绝缘层提高了金属加热片的使用安全性。同时整个金属加热片还具有结构紧凑、体积小巧等优点。

5、本实用新型将金属板的加热面设置为平面，有利于无液管体的快速热封。

6、本实用新型中金属板的加热面包括凸出平面和对称设置在凸出平面两侧的斜面，金属板能够经过切削加工形成弧形排液结构加热面，使得封管机能够对带液管体进行封管，进一步提高了封管机的适用范围。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1中加热床的结构示意图；

图3为实施例1中金属加热片的结构示意图；

图4为实施例2的结构示意图；

图5为实施例2中带液管体在封管过程中压管时的结构示意图；

图6为实施例2中带液管体在封管过程中压管到位时的结构示意图；

图7为实施例3的主视结构示意图；

图8为实施例3的左视结构示意图；

图9为实施例3的右视结构示意图；

图10为实施例3的后视整体结构示意图；

图中标记为：1、底座，2、机头，3、升降台，4、驱动机构，5、上加热装置，6、液体，7、下加热装置，8、机箱，9、控制器，10、显示屏，11、压力传感器，12、行程测量装置，13、测量电路板，14、动尺，15、定尺，16、上触碰件，17、下触碰件，18、上限位开关，19、下限位开关，20、金属加热片，21、温度传感器，22、加热床，23、托板，24、连接引线，25、电极顶针，26、塔簧，27、聚四氟乙烯防粘层，28、金属板，29、厚膜电路，30、绝缘层，31、进风口，32、出风口，33、通风槽，34、气泵，35、电机，36、减速器，37、螺杆，38、螺套，39、导向柱，40、直线轴承，41、进风管，42、电源模块。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种封管机用加热装置，如图1、2所示，其包括金属加热片20、加热床22、温度传感器21、托板23、连接引线24和连接件，所述加热床22上开设有凹槽，所述金属加热片20固定在凹槽内，凹槽内开设有通风槽33，金属加热片20正好位于通风槽33的正上方，加热床22两端开设有进风口31和出风口32，进风口31和出风口32均与通风槽33相通。温度传感器21固定在金属加热片20与加热床22之间，加热床22固定在托板23上，连接引线24固定在加热床22与托板23之间，连接引线24的一端连接外部电源或分别通过连接件与金属加热片20和温度传感器21连接。所述连接件包括电极顶针25和塔簧26，电极顶针25设置在加热床22内，且电极顶针25分别与金属加热片20的电极和温度传感器21相对应，塔簧26设置在托板23内并与电极顶针25相连，在塔簧26向上的作用力下，电极顶针25紧紧地顶住金属加热片20的电极和温度传感器21；连接引线24分别通过电极顶针25与金属加热片20和温度传感器21连接。所述金属加热片20包括依次固定的聚四氟乙烯防粘层27、金属板28、厚膜电路29和绝缘层30，金属板28的加热面为优选为平面；所述温度传感器21固定在绝缘层30的中部。

本实施例中，金属板28可采用耐高温不氧化的金属材料制成，例如不锈钢板、钨钢板等。

本实施例所述加热装置主要用于对内部没有液体6的管体进行加热封管，在实际使用时，需要采用两套呈上下对称布置的加热装置配合封管，金属加热片20能够承受较大的压力，能够在压固管体的同时加热熔化管体，不仅提高了金属加热片20的使用寿命，还提高了封管的稳定可靠性。在管体被完全熔化后，通过进风口31向通风槽33送风，能够对管体封管处进行快速冷却，不仅缩短了封管时间，还提高了封管效率。

实施例2

本实施例提供了一种封管机用加热装置，如图4所示，其包括金属加热片20、加热床22、温度传感器21、托板23、连接引线24和连接件，所述加热床22上开设有凹槽，所述金属加热片20固定在凹槽内，凹槽内开设有通风槽33，金属加热片20正好位于通风槽33的正上方，加热床22两端开设有进风口31和出风口32，进风口31和出风口32均与通风槽33相通。温度传感器21固定在金属加热片20与加热床22之间，加热床22固定在托板23上，连接引线24固定在加热床22与托板23之间，连接引线24的一端连接外部电源或分别通过连接件与金属加热片20和温度传感器21连接。所述连接件包括电极顶针25和塔簧26，电极顶针25设置在加热床22内，且电极顶针25分别与金属加热片20的电极和温度传感器21相对应，塔簧26设置在托板23内并与电极顶针25相连，在塔簧26向上的作用力下，电极顶针25紧紧地顶住金属加热片20的电极和温度传感器21；连接引线24分别通过电极顶针25与金属加热片20和温度传感器21连接。所述金属加热片20包括依次固定的聚四氟乙烯防粘层27、金属板28、厚膜电路29和绝缘层30，金属板28的加热面包括凸出平面和对称设置在凸出平面两侧的斜面；所述温度传感器21固定在绝缘层30的中部。

本实施例中，金属板28可采用耐高温不氧化的金属材料制成，例如不锈钢板、钨钢板等。

本实施例所述加热装置主要用于对内部带有液体6的管体进行加热封管，在实际使用时，需要采用两套呈上下对称布置的加热装置配合封管，金属加热片20能够承受较大的压力，能够在压固管体的同时加热熔化管体，不仅提高了金属加热片20的使用寿命，还提高了封管的稳定可靠性。在管体被完全熔化后，通过进风口31向通风槽33送风，能够对管体封管处进行快速冷却，不仅缩短了封管时间，还提高了封管效率。如图5、6所示，对带液体6的管体进行封管时，凸出平面能够先于斜面使对应部分管体的管壁相接触，从而将整个金属加热片20所对应管体内的液体6挤压至两端，保证封管的可靠性。

实施例3

本实施例提供了一种与实施例1或实施例2所述加热装置配合使用的封管机，如图7-10所示，该封管机还包括底座1、机头2、升降台3、驱动机构4、电源模块42、压力传感器11、行程测量装置12、机箱8、气泵34、控制器9和显示屏10，实际使用时，可将加热装置分为上加热装置5和下加热装置7，并通过托板23将上加热装置5和下加热装置7分别设置在机头2和升降台3上. 封管机的具体结构如下：

所述机头2优选为L形结构，其一端竖向固定在底座1上，另一端横向设置在底座1上方，驱动机构4固定在底座1下方，升降台3通过驱动机构4设置在底座1与机头2之间，升降台3由驱动机构4控制实现垂直升降，分别固定在机头2和升降台3上的上加热装置5和下加热装置7相平行。封管时，管体放置在下加热装置7上，驱动机构4通过升降台3垂直向上带动下加热装置7与上加热装置5配合封管。

所述控制器9、电源模块42、驱动机构4和底座1均固定在机箱8内，显示屏10固定在机箱8的表面，机箱8上开设有供升降台3通过的避位孔，控制器9分别与驱动机构4、电源模块42、显示屏10、压力传感器11、行程测量装置12、上加热装置5和下加热装置7连接，控制器9用于吃饭驱动机构4、上加热装置5和下加热装置7进行控制，具体能够在控制升降台3向上运动的同时控制上加热装置5和下加热装置7工作。所述控制器9的温度信号采用24bit高精度AD转换器和PID算法保证温度的精确控制，控制器选用DSP实现电机控制和逻辑控制。控制器9分别通过直流电机驱动电路来控制电机35的启动、停止和正反转，通过功率器件控制上加热装置5和下加热装置。

所述驱动机构4包括电机35、减速器36和螺杆37，所述升降台3内设置有螺套38，电机35的动力输出轴与减速器36的动力输入轴连接，螺杆37的一端与减速器36的动力输出轴连接，另一端伸入螺套38内，减速器36通过螺杆与螺套38配合控制升降台3的升降。进一步的，底座1上固定设置有四根导向柱39，升降台3内固定设置有与导向柱39相适配的导向孔，导向孔内设置有直线轴承40，升降台3通过导向孔和直线轴承40套设在导向柱39上，使升降台3在驱动机构4的作用下只能垂直升降。

所述压力传感器11固定在上加热装置5与机头2之间用于测量封管时的压力，并将实时测得的压力值输送给控制器9和显示屏10，行程测量装置12设置在底座1一侧用于测量下加热装置7的行程，并将实时测得的行程值输送给控制器9和显示屏10。所述行程测量装置12包括测量电路板13、动尺14和定尺15，测量电路板13、动尺14和定尺15均可采用现有常规产品，例如，动尺14可根据需要定做，定尺可15购买成品TM003芯片单片机。测量电路板13固定在底座1上，测量电路板13与控制器9连接，定尺15固定连接在测量电路板13上，动尺14固定在升降台3上。当驱动机构4通过升降台3带动下加热装置7垂直向上运动时，动尺14与定尺15配合测量下加热装置7行程，并通过测量电路板13将测量得出的行程值实时输送给控制器9。所述行程测量装置12还包括上触碰件16、下触碰件17、上限位开关18和下限位开关19，上限位开关18和下限位开关19均固定在测量电路板13上，上触碰件16和下触碰件17均通过L形结构件固定在升降台3上；上触碰件16与下限位开关19配合对升降台3的下行程进行限位，下触碰件17与上限位开关18配合对升降台3的上行程进行限位；用于在升降台3超过设定位置时使驱动机构4自动停止。

所述气泵34固定在机箱8内，气泵34的数量为两套，分别通过进风管41与上加热装置5和下加热装置7中的进风口31连接。

所述电源模块42分别对驱动机构4、压力传感器11、气泵34、上加热装置5和下加热装置7供电等供电。

本实施例中，所述上加热装置5和下加热装置7均通过连接引线24与控制器9连接。上加热装置5和下加热装置7中的温度传感器21能够实时检测金属加热片20的加热温度，并在金属加热片20的加热温度达到设定值时通知控制器9，由控制器9控制金属加热片20停止加热。所述显示屏10能够对封管过程中涉及到的压力值、行程值、速度值、温度值及管体规格等进行显示。

本实施例中，通过控制器9、压力传感器11和行程测量的配合，能够实现管体规格的自动识别，从而对不同规格的管体实现自动化和智能化封管。也就是说，将管体放在下加热装置7上后，控制器9能够根据压力值和行程值自动识别出管体的管径和壁厚，从而调用相应的封管方案，实现了管体的自动化、智能化封管。具体的，需要预先对各种规格的管体反复进行封管试验，得出各管体在封管时的压力、行程和速度（速度由行程值和时间得出），然后归纳出典型数据，再做出每一种规格管体的数据的正态分布曲线，然后界定边缘，输入控制器9作为模板。这样，实际封管时只需要将实际测量到的压力值、行程值、速度值与控制器9中的模板比较，就能判断出正确的管路规格型号，从而调用相应规格型号的封管方案。该过程中涉及到的压力值、行程值、速度值及管体规格等均可通过显示屏10进行显示。

进一步的，以壁厚为3.2mm的管体为例来进行说明，将壁厚为3.2mm的管体放至下加热装置7上，按键启动，升降台3上升，由于管体柔软，在压扁过程中压力传感器11测量值小，当压扁间隙变小到6.4mm后（两个管壁压实后），压力传感器11测量值变大，上升速度变慢，控制器9接收到以上信息（包括行程数据）后，根据模板中预存的方案自动判断出所压管体的规格型号，于是调取相应的封管方案自动封管（不再需要人工换挡），实现各种不同规格型号管体的有效封管。

本实施例的封管流程为：

先将管体放在下加热装置7上，然后点击启动按键，控制器9接收到启动指令后控制电机35启动，电机35通过减速器36带动下加热装置7垂直向上运动，同时压力传感器11开始测试压力值，行程测量装置12开始测量下加热装置7的行程值。当压力值达到模板中的设定值，且行程值也达到模板中的设定值时，控制器9根据模板确定管体的规格，调用预存储的封管方案并控制上加热装置5和下加热装置7同时加热。然后随着下加热装置7的持续向上运动，管体从上部和下部分别被相平行的上加热装置5和下加热装置7对称压扁。在该压扁过程中，由于上加热装置5和下加热装置7在持续加热并熔化管体，因此驱动机构4使用较小的作用力就能够将上加热装置5升高到该规格管体所对应方案能够被完全熔化实现封管的位置。待上加热装置5与下加热装置7之间的管体被完全熔化后，停止加热并冷却，当冷却到设定温度时下加热装置7复位，完成管体的自动化和智能化封管。

Claims (6)

1.一种封管机用加热装置，其特征在于：包括金属加热片（20）和加热床（22），所述加热床（22）上开设有通风槽（33），所述金属加热片（20）固定在通风槽（33）的正上方，所述加热床（22）两端开设有进风口（31）和出风口（32），进风口（31）和出风口（32）均与通风槽（33）相通。

2.根据权利要求1所述的封管机用加热装置，其特征在于：所述的加热装置还包括温度传感器（21）、托板（23）、连接引线（24）和连接件，温度传感器（21）固定在金属加热片（20）与加热床（22）之间，加热床（22）固定在托板（23）上，连接引线（24）固定在加热床（22）与托板（23）之间，且连接引线（24）分别通过连接件与金属加热片（20）和温度传感器（21）连接。

3.根据权利要求2所述的封管机用加热装置，其特征在于：所述连接件包括电极顶针（25）和塔簧（26），电极顶针（25）设置在加热床（22）内，且电极顶针（25）分别与金属加热片（20）的电极和温度传感器（21）相对应，塔簧（26）设置在托板（23）内并与电极顶针（25）相连；连接引线（24）分别通过电极顶针（25）与金属加热片（20）和温度传感器（21）连接。

4.根据权利要求2或3所述的封管机用加热装置，其特征在于：所述金属加热片（20）包括依次固定的聚四氟乙烯防粘层（27）、金属板（28）、厚膜电路（29）和绝缘层（30），所述温度传感器（21）固定在绝缘层（30）的中部。

5.根据权利要求4所述的封管机用加热装置，其特征在于：所述金属板（28）的加热面为平面。

6.根据权利要求4所述的封管机用加热装置，其特征在于：所述金属板（28）的加热面包括凸出平面和对称设置在凸出平面两侧的斜面。

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