一种用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置
技术领域
本实用新型涉及电子束固化屏蔽技术领域,尤其是一种用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置。
背景技术
电子束辐照加工过程中,电子束打在被辐照物体上或打在通道内壁上,都会在辐照区域产生对人体有害的x射线,x射线属于电离辐射,与非电离辐射的可见光、紫外光(UV)不同,它与物质的相互作用复杂,具有在界面反射、透射等规律。在可连续生产的生产线上,如何将辐照区产生的x射线屏蔽至安全水平,是生产线设计的首要安全问题。
现有技术采用的方法是:将加速器电子束设备置于生产线迷宫通道的中央,将生产线的进出口分别与迷宫通道的进出口对应,通过迷宫通道本身的拐弯、堆叠等结构来极大减小从生产线进出口泄漏的x射线的辐射量。如公告号为 CN205708417U的中国实用新型专利文献,该专利文献即公开了一种拐弯式的屏蔽结构。
但是因为迷宫通道中的上下坡与拐弯的存在,会降低生产线的稳定性,也会在一定程度上降低生产线的运行速度,由此造成生产效率的降低。并且至少需要7倍于工件长度的屏蔽结构才可保证自屏蔽效果,需要耗费大量的屏蔽材料及场地空间。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置,在保证屏蔽效果的基础上,提升生产线的生产效率。
本实用新型实施例提供一种用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置,包括第一输送通道、第二输送通道以及连接所述第一输送通道和第二输送通道的弧形输送通道,所述第一输送通道和第二输送通道呈预定夹角设置;所述第一输送通道、第二输送通道和弧形输送通道内均设有多个用于输送板材的输送辊;所述旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置还包括中空的屏蔽盘,所述屏蔽盘与弧形输送通道同心设置并将弧形输送通道包覆在内,所述屏蔽盘的周面上设有两个供板材经过的开口,第一输送通道和第二输送通道分别从两个开口伸出到屏蔽盘之外,所述屏蔽盘的外侧设有分别罩设在第一输送通道和第二输送通道外侧的屏蔽罩,所述屏蔽盘的中心设有转动轴,所述转动轴与转动驱动器相连,所述转动轴上固定有沿屏蔽盘径向延伸的旋转屏蔽板,所述旋转屏蔽板位于弧形输送通道内输送辊的上方,所述旋转屏蔽板的下端设有柔性的屏蔽帘,当旋转屏蔽板转动至所述输送路径的上方时,所述屏蔽帘自然下垂至输送路径的下方;所述弧形输送通道的底部设有多块延伸至输送路径下表面的下屏蔽板;所述旋转屏蔽板配置为:在转动轴转动的过程中,至少具有一块旋转屏蔽板位于弧形输送通道,且相邻两块旋转屏蔽板之间的空间足够容纳所述板材;旋转屏蔽板的旋转速度与板材的输送速度相匹配。
优选的,所述第一输送通道的外侧还连接有加速区,加速区内设有加速运输装置;所述屏蔽盘内还设有用于感应其所在位置是否存在旋转屏蔽板的开板感应器;所述开板感应器和加速运输装置均与控制器相连,当开板感应器感应到旋转屏蔽板时,控制器控制加速运输装置将一块板材运输到第一输送通道之前,把板材加速到预设的输送速度V。
优选的,旋转屏蔽板的旋转角速度为ω,开板感应器到屏蔽盘中心的连线与第一输送通道中输送辊的轴心线之间的夹角为θ,第一输送通道长度为L,板材经加速后板材前端运动到第一输送通道的时间为T,则其满足关系θ/ω=T+L/V。
优选的,所述旋转屏蔽板的旋转角速度ω与板材的输送速度V的关系为V=ω*R,R为弧形输送通道内输送路径的中心线到屏蔽盘中心的距离。
优选的,所述第一输送通道与加速区连接处设有用于阻挡所述输送路径的开关挡板以及驱动所述开关挡板移动至所述输送路径或移出所述输送路径的挡板驱动器。所述挡板驱动器与控制器相连,所述控制器配置用于:当开板感应器感应到旋转屏蔽板时,控制器控制开关挡板经过延时T后从输送路径移出。屏蔽盘内还设有用于感应其所在位置是否存在旋转屏蔽板的闭板感应器,所述闭板感应器位于旋转屏蔽板即将转动至第一输送通道正上方的临界点到屏蔽盘中心的连线上且闭板感应器与控制器相连,所述控制器配置用于:当闭板感应器感应到旋转屏蔽板时,控制开关挡板移动至所述输送路径。
优选的,屏蔽板为铅板,外部包覆有不锈钢。
优选的,所述第一输送通道和第二输送通道内还设有上屏蔽板,所述上屏蔽板延伸至输送路径的上表面,所述上屏蔽板位于屏蔽盘之外。
优选的,所述第一输送通道和第二输送通道配置为与所述屏蔽盘的周面相切。
优选的,相邻两块旋转屏蔽板之间的夹角小于或等于所述预定夹角的补角。
优选的,所述预定夹角为90°,所述旋转屏蔽板共设有四块,相邻两块旋转屏蔽板之间的夹角为90°。
优选的,所述第二输送通道还连接有电子束固化通道,所述电子束固化通道内还设有电子束固化装置。
优选的,所述屏蔽盘包括圆盘形的屏蔽顶板和屏蔽底板,还包括位于屏蔽顶板和屏蔽底板之间环形的围板;所述开口开设在所述围板上。
优选的,所述输送辊的两端设有与输送辊转动连接的夹板,所述夹板的下端固定有支撑架。
本实用新型的有益效果是:旋转屏蔽板在转动过程中,始终有至少一块旋转屏蔽板位于弧形输送通道,通过旋转屏蔽板、屏蔽帘和拐弯的组合屏蔽来阻挡辐射源产生的X射线。由于旋转屏蔽板是持续转动,因此无需克服自身的转动惯量,并在旋转至任何位置下都可保证屏蔽效果,达到自屏蔽的要求。只需控制板材输送速度和进板时间,使板材可在两块旋转屏蔽板之间随输送辊持续移动即可实现不减速连续生产,提升了生产线的生产效率。由于在长度有限的场地空间布置较长电子束辐照生产线时必须使生产线拐弯,本实用新型即利用传输方向的变化进行辐射屏蔽的方法,可在板材不减速的情况下达到辐射屏蔽效果。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置的剖视图;
图2为本实用新型一种实施例的用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置在另一视角下的结构示意图;
图3为本实用新型一种实施例的屏蔽盘的结构示意图;
图4为本实用新型一种实施例的屏蔽盘的剖面示意图;
图5为本实用新型一种实施例的屏蔽盘在透视视角下的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型实施例提供一种用于板材的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置,如图1和图2所示,其包括第一输送通道1、第二输送通道2以及连接所述第一输送通道1和第二输送通道2的弧形输送通道3,第一输送通道1和第二输送通道2均呈直线型,且二者之间形成预定夹角。弧形输送通道3的两端分别与第一输送通道1和第二输送通道2相连,为了保障板材100顺畅通过,第一输送通道1、第二输送通道2和弧形输送通道3的宽度可设置为均相同。在第一输送通道1、第二输送通道2和弧形输送通道3内均设有多个用于输送板材100 的输送辊10。输送辊10是垂直于输送方向设置的,输送辊10在转动过程中带动板材100前进,板材100依次经过第一输送通道1、弧形输送通道3和第二输送通道2。其中,弧形输送通道3内的输送辊10比较特殊,为了使板材100可以沿弧形移动,弧形输送通道3内的输送辊10的半径向弧形输送通道3的圆心逐渐缩小,即输送辊10内侧的半径较小,外侧的半径较大,以为板材100提供转动过程中的向心力,此为弧形输送机构的惯常设计。板材100在输送辊10上的移动轨迹形成输送路径,形成类似带状的结构,其也具有下表面和上表面,则输送路径的下表面与输送辊10接触,输送路径的厚度与板材100的厚度一致。
本实施例的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置还包括中空的屏蔽盘4,如图 3和图4所示,屏蔽盘4内具有空腔,呈相对密闭的结构。弧形输送通道3呈圆弧形,其具有圆弧的圆心,屏蔽盘4与弧形输送通道3呈同心设置,且弧形输送通道3位于屏蔽盘4内,屏蔽盘4将弧形输送通道3包覆在内。屏蔽盘4的周面上设有两个供板材通过的开口400,第一输送通道1和第二输送通道2将分别从两个开口400中伸出到屏蔽盘4之外,屏蔽盘4的外侧设有分别罩设在第一输送通道1和第二输送通道2外侧的屏蔽罩5,屏蔽罩5可以呈方形管状结构,其一端与屏蔽盘4的周面固定相连,另一端沿输送路径向外延伸,图2中,为了方便观察屏蔽罩5内的结构,去掉了一部分屏蔽罩5。屏蔽罩5内空间足够设置输送辊10,也预留足够空间供板材100移动。在屏蔽盘4的中心设有转动轴 40,所述转动轴40与转动驱动器相连,屏蔽盘4上可开设通孔,转动轴40从通孔中伸出到屏蔽盘4之外,转动驱动器位于屏蔽盘4外侧并与转动轴40相连,转动驱动器驱动转动轴40转动,转动驱动器可以是电机。在转动轴40上固定有沿屏蔽盘4的径向延伸的旋转屏蔽板41,旋转屏蔽板41可设置为与屏蔽盘4 垂直。
如图5所示,旋转屏蔽板41所处的高度位于输送辊的上方,旋转屏蔽板41 的下表面可以很接近输送辊的上表面,但不与输送辊接触。在旋转屏蔽板41的下端设有柔性的屏蔽帘411,柔性的屏蔽帘411在自然状态下自然下垂。当旋转屏蔽板41转动至输送路径的上方时,屏蔽帘411自然下垂至输送路径的下方,屏蔽帘411可以是高含铅量的铅帘,具有一定屏蔽作用,但由于柔性结构,其可以从输送辊表面拂过,从而不影响输送辊转动。在弧形输送通道3内的底部设有多块延伸至输送路径下表面的下屏蔽板12,下屏蔽板12、旋转屏蔽板41 和屏蔽帘411形成错位式的屏蔽结构,X射线主要通过输送路径向外泄漏,此方向的X射线必须穿透一次屏蔽帘411并在屏蔽盘4的内壁上再经过一次反射才能从入口射出,强度大大降低,因而这种错位式的屏蔽结构可以有效降低通过输送路径外泄的射线,使入口的辐射强度符合国家标准。
在板材电子束固化的应用中,通常板材在进行电子束辐照前,需要通过一段十余米的封闭流平通道,该流平通道即可与第一输送通道1紧密相连,同时以距离防护的方式进一步降低入口处的辐射剂量。
对于使用超出常规辐照强度加速器的应用,可以使第一输送通道1或第二输送通道2连同其外围的屏蔽罩5和上屏蔽板一同形成极小角度的斜坡,使第一输送通道1的入料口和第二输送通道2的出料口错开,不处于同一水平面即可。由于板材100通常厚度较小而长度较大,因此形成的坡度角度通常不大于1 度,因此在板材100的输送过程中可认为仍然是平稳输送,不影响生产效率。
旋转屏蔽板41配置为:转动驱动器驱动转动轴40持续转动,在转动过程中,至少具有一块旋转屏蔽板41位于弧形输送通道3,这就需要任意相邻两块旋转屏蔽板41之间的夹角小于或等于弧形输送通道3所形成的的夹角。由此,在输送路径上始终存在错位式的屏蔽结构,保证了屏蔽效果。同时,相邻两块旋转屏蔽板41之间的空间足够容纳所述板材100,且旋转屏蔽板41的旋转速度与板材100的输送速度相匹配,这样,在弧形输送通道3中,板材100与旋转屏蔽板41的相对位置保持固定。如图1所示,当板材100从第一输送通道1进入时,一块旋转屏蔽板41位于其前方,后一块旋转屏蔽板41则向输送通道靠近,当板材进入到弧形输送通道3中,后一块旋转屏蔽板41也到达弧形输送通道3,由于二者的相对位置未改变,因此,板材100随旋转屏蔽板41一起移动而不与旋转屏蔽板41接触,前一块旋转屏蔽板41逐渐远离输送通道,供板材 100从开口400移出,完成一个工作周期。可以看出,板材100是持续输送,可有效提升生产线的生产效率。
旋转屏蔽板41为铅板,外部包覆有不锈钢。由于旋转屏蔽板41较长,因而会产生较大的力矩,可根据实际需求加强结构,保证旋转屏蔽板41的稳定性。
在一种实施例中,在第一输送通道1内设有用于阻挡所述输送路径的开关挡板11以及驱动所述开关挡板11移动至所述输送路径或移出所述输送路径的挡板驱动器,开关挡板11可以设置在第一输送通道的入口位置。在默认状态下,挡板驱动器驱动开关挡板11移动到输送路径中,板材100将被阻挡,无法沿第一输送通道1移动,此为关闭状态。而当需要解除这种阻挡时,挡板驱动器驱动开关挡板11移动到输送路径下方,开关挡板11并不阻挡板材100沿第一输送通道1移动,此为打开状态,因此,开关挡板11的打开状态和关闭状态可以由挡板驱动器驱动而切换。其中,挡板驱动器可以是气缸和推杆,推杆与开关挡板11相连,推杆的伸缩将带动开关挡板11移动。
在屏蔽盘4内还设有开板感应器42,开板感应器42用于感应其所在位置是否存在旋转屏蔽板41,且开板感应器42的位置可满足旋转屏蔽板41先经过其所在位置,再进入到弧形输送通道3中。当旋转屏蔽板41转动至其所在位置,其即可感应到旋转屏蔽板41。开板感应器42具体可以是距离感应器或磁感应开关,当开板感应器42为磁感应开关时,旋转屏蔽板41上对应设有磁性件。挡板驱动器和开板感应器42均与控制器相连,开板感应器42的感应信号可以发送至控制器,控制器可以控制挡板驱动器动作,进而实现开关挡板11的状态切换。
在第一输送通道1的外侧还连接有加速区,加速区内设有加速运输装置;加速区与第一输送通道1对接,板材100从加速区进入到第一输送通道1中。加速区设有用于加速运输板材100的加速运输装置,加速运输装置可以是包胶的运输辊,具有较大的摩擦力,且加速运输装置与控制器相连。当开板感应器 42感应到旋转屏蔽板41时,说明旋转屏蔽板41在向弧形输送通道3靠近,控制器将控制缓存通道的加速运输装置将最靠近第一输送通道1的板材100向第一输送通道1加速运输,并在到达第一输送通道1前加速到输送速度V。其中,输送速度V为第一输送通道1、第二输送通道2以及弧形输送通道3中板材100 的移动速度,这就使得板材100在进入到输送通道后,可以保持与输送通道内相同的运动速度,不需要在第一输送通道1中加速,保障板材100顺畅通过输送通道,防止出现卡板的情况。
所述控制器配置用于:当开板感应器感应到旋转屏蔽板时,控制器控制开关挡板经过延时T后从输送路径移出板材100将沿第一输送通道1向弧形输送通道3移动,其中T为板材在加速区经加速后,前端运动到开关挡板前位置的时间。即当旋转屏蔽板41运动到合适位置后,在考虑板材100在加速区的运动时间后允许板材进入第一输送通道1,使板材进入两块旋转屏蔽板41中间的位置。其中,ω为旋转屏蔽板41的旋转角速度,θ为开板感应器42到屏蔽盘4 的中心的连线与第一输送通道1中输送辊10的轴心线之间的夹角,第一输送通道1长度为L,则其满足关系θ/ω=T+L/V。这就限定了板材100进入弧形输送通道3的时机,旋转屏蔽板41在从预设位置运动到弧形输送通道3的时间与板材100在加速区加速运动和在第一输送通道匀速运动的时间之和相等,即旋转屏蔽板41在进入弧形通道3后,板材100也以预设速度紧随其后进入弧形通道3。
进一步的,在加速区的外侧还设有送料区,送料区、加速区与进料口沿输送方向顺次设置。加速区与送料区对接,送料区内设有送料装置,加速区的板材100运输到进料口之后,加速运输装置可停止工作,等待送料装置向加速区输送下一块板材100,完成一个周期的动作。在电子束固化应用中,送料区和加速区可以设置在红外流平段内。
进一步的,屏蔽盘4内还设有用于感应其所在位置是否存在旋转屏蔽板41 的闭板感应器43,闭板感应器43位于图中A点到屏蔽盘4中心的连线上,A点为旋转屏蔽板41即将转动至第一输送通道1正上方的临界点,经过A点之后,旋转屏蔽板41外侧的一端将转动到第一输送通道1竖向投影的范围内。且闭板感应器与控制器相连,所述控制器配置用于:当闭板感应器感应到旋转屏蔽板 41时,控制开关挡板11移动至输送路径。防止在控制系统出现错误时在错误的时机进板,造成板材100碰撞到旋转屏蔽板41。当开关挡板位置距离屏蔽盘4 与第一输送通道1的相切点距离较远时,可以将闭板感应器位置适当前移,即在旋转屏蔽板41在运到切点与中心连线之前就发出感应型号,提前关闭开关挡板以避免卡板。
上述实施例中,旋转屏蔽板41的旋转角速度ω与板材100的输送速度V的关系为V=ω*R,其中,R为弧形输送通道3内输送路径的中心线到屏蔽盘4中心的距离。输送辊10在长度方向上的中心连接起来,即形成图1中的弧形连线,该弧形连线即为输送路径的中心线,该中心线到屏蔽盘4中心的距离即为R。ω与V这种对应关系可以使旋转屏蔽板41与板材100保持相对固定的位置关系,防止旋转屏蔽板41影响板材100运输。
上述实施例中,开板感应器42和闭板感应器所处位置的电离辐射是经过一次穿透和一次反射的衍射,因此强度已经较低,使用控制器和感应器配合在保证稳定性的同时,具有布置方便、易修改的优点。当然设计人员也可直接使用机械设计,将屏蔽板的运动与开关挡板的开闭进行机械连接。此为成熟设计因此不再赘述。
在一种实施例中,所述第一输送通道1和第二输送通道2内还设有上屏蔽板21,上屏蔽板21从输送通道的顶部延伸至输送路径的上表面,形成类似图4 中旋转屏蔽板41的结构,且上屏蔽板是位于屏蔽盘41之外的,以不影响旋转屏蔽板41转动。上屏蔽板的存在,在原有错位式屏蔽结构上进一步增加了屏蔽结构的复杂性,增强了屏蔽效果。
在一种实施例中,所述第一输送通道1和第二输送通道2配置为与所述屏蔽盘4的周面相切。如图1所示,第一输送通道1和第二输送通道2相对远离屏蔽盘4中心的一侧与屏蔽盘4的周面直接相切。此结构尽可能增大了弧形输送通道3的范围,有利于板材100在弧形输送通道3移动,对于相同的板材100,为了放入板材100,此结构也减小了相邻两个旋转屏蔽板41之间的夹角。
对于此结构,为了实现至少具有一块旋转屏蔽板41位于弧形输送通道3内,相邻两块旋转屏蔽板41之间的夹角小于或等于第一输送通道1和第二输送通道 2形成预定夹角的补角。如图1所示,第一输送通道1和第二输送通道2形成 90度夹角,弧形输送通道3形成的弧形的角度也为90度,则相邻两块旋转屏蔽板41之间的夹角配置为小于或等于90度。当第一输送通道1和第二输送通道2 形成120度夹角,弧形输送通道3形成的弧形的角度也为120度,则相邻两块旋转屏蔽板41之间的夹角配置为小于或等于60度。
在一种实施例中,所述第二输送通道2还连接有电子束固化通道,板材100 通过第二输送通道2后,进入到电子束固化通道,在电子束固化通道内还设有电子束固化装置,因此板材100是在电子束固化通道内进行电子束固化。电子束固化通道的两端都需要屏蔽,本实用新型实施例的旋转门式拐角电子束固化屏蔽装置主要设置在电子束固化通道的入口端,电子束固化通道的出口端可以设置常规的迷宫式屏蔽结构,当然也可以设置本实施例的屏蔽结构。
在一种实施例中,将对屏蔽盘4的结构进行具体说明,如图3和图4所示,包括圆盘形的屏蔽顶板43和屏蔽底板,屏蔽顶板43和屏蔽底板的尺寸和形状相同,二者间隔预定距离。在屏蔽顶板43和屏蔽底板之间设有环形的围板44,屏蔽顶板43、屏蔽底板和围板44组合形成密闭的屏蔽盘4,在屏蔽盘4的内部则形成空腔,开口400即开设在所述围板44上。屏蔽顶板43、屏蔽底板和围板 44均可以是铅等屏蔽材料制成。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。