TWI658879B - 滾壓輥輪高精度溫度控制系統 - Google Patents

Abstract

一種滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其包括有：一滾壓輥輪機及一溫度控制裝置，該滾壓輥輪機包含有一第一輥輪與一第二輥輪，該第一輥輪與該第二輥輪皆形成有一輪面，又該第一輥輪之輪面能加熱而形成熱輥壓效果，該溫度控制裝置於該滾壓輥輪機之第一輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第一輥輪之輪面處，並以溫度偵測器分段偵測該第一輥輪之輪面溫度，又該溫度控制裝置之溫度偵測器皆連接於一溫控電腦，藉此利用該溫控電腦形成自動閉循環控制該輪面溫度。

Description

滾壓輥輪高精度溫度控制系統

本發明係有關於一種滾壓輥輪機，尤指一種能自動閉循環控制該輪面溫度之滾壓輥輪高精度溫度控制系統。

按，如第7圖所示觀之，習知一種熱滾壓輥輪結構，其包括有一上方輥輪31與一下方輥輪32，在該上方輥輪31與該下方輥輪32之間施加壓力夾合加工材料A，加工材料A在該上方輥輪31與該下方輥輪32之間進行延壓或複合，而該上方輥輪31與該下方輥輪32為維持在特定溫度進行加工，皆會於該上方輥輪31與該下方輥輪32內部進行加熱，其加熱方式常見是於該上方輥輪31與該下方輥輪32內部開設有加熱流道(圖未標示)，藉以提供加熱液體的流動，並對該上方輥輪31與該下方輥輪32的輪面形成熱傳導加溫，而該加熱溫度是透過量測該加熱液體之溫度進行量測，並直接控制其升溫或降溫，即提供該所需溫度的加熱液體進行熱滾壓製程，但詳觀上述習知結構不難發覺其尚存有些許不足之處，主要原因係歸如下：該加熱液體之溫度於熱傳導至該輥輪輪面時，該輪面之厚度將形成明顯的溫降，如第8圖所示當加熱液體的溫度為105℃時，因為該輪面厚度而使溫度形成層層遞減，使該輪面實際上的溫度為103℃，又於熱滾壓該加工材料時亦會造成溫度下降，使該輥輪輪面只剩下95℃，而該105℃與95℃的內外溫度差距不是固定的數值，當生產速度越快，內外溫度差距越大，又該上方輥輪31與下方輥輪32的輪面溫度與常溫差距越大，內外溫度 會越大，又該加工材料比熱容(Specific Heat Capacity；符號c)越大，內外溫度差距會越大，或者輥輪材料導熱性越好，內外溫度差距越小，因為變數太多所以習知技術於生產時難以獲得穩定的表面溫度，使其熱滾壓加工之成品勻均度下降與導致不良率的提升，是故，為了在特定溫度進行加工，使輥輪表面維持特定溫度就顯的非常重要。

有鑑於此，本發明人於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明所欲解決之技術問題在於針對現有技術存在的上述缺失，提供一種滾壓輥輪高精度溫度控制系統。

一滾壓輥輪機，該滾壓輥輪機包含有一第一輥輪與一第二輥輪，該第一輥輪與該第二輥輪皆形成有一輪面，且該第一輥輪與第二輥輪之輪面互相靠合形成有一夾合間隙，並由該夾合間隙進行加工材料的延壓或複合，又該第一輥輪內部設置有一電熱器，透過該電熱器對該第一輥輪之輪面加熱而形成熱輥壓效果，或是第一輥輪內部設置有一加熱流道，透過該加熱流道內流動之加熱液體對該第一輥輪之輪面加熱而形成熱輥壓效果，一溫度控制裝置於該滾壓輥輪機之第一輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第一輥輪之輪面處，並以溫度偵測器分段偵測該第一輥輪之輪面溫度，又該溫度控制裝置之溫度偵測器皆連接於一溫控電腦，且該溫控電腦能設定輪面溫度值，並平均該溫度偵測器所測得的每個分段溫度，藉此利用該溫控電腦形成自動閉循環控制， 進而高精度的微調該電熱器或該加熱流道使該輪面溫度等於輪面溫度值，又該溫度控制裝置能設定預警溫差值，並比較該溫度偵測器的各別分段溫度，於該溫度偵測器之間的溫差大於預警溫差值時發出預警訊號。

其中，該電熱器為相同該第一輥輪之軸向呈平行排列之複數個加熱管，或為呈螺旋狀繞設之一加熱蝸管。

其中，該第二輥輪內部設置有一電熱器，透過該電熱器對該第二輥輪之輪面加熱，又該溫度控制裝置於滾壓輥輪機之第二輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第二輥輪之輪面處，並連接該溫控電腦。

其中，該第二輥輪內部設置有一加熱流道，透過該加熱流道內流動之加熱液體對該第二輥輪之輪面加熱，又該溫度控制裝置於滾壓輥輪機之第二輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第二輥輪之輪面處，並連接該溫控電腦。

其中，該第一輥輪與該第二輥輪皆於輪面的一端形成有一第一端面，並於另一端形成有一第二端面，又該加熱流道由該第一端面呈同心圓的外圈流入與內圈流出。

其中，該溫度控制裝置於該第一輥輪與該第二輥輪之第一端面設置有一入溫偵測器，並於該第一輥輪與該第二輥輪之第二端面設置有一出溫偵測器，且該入溫偵測器朝向該第一端面與該出溫偵測器朝向該第二端面，藉此偵測加熱液體流入與流出的溫差變化。

其中，該溫度偵測器對該第一輥輪與該第二輥輪形成接觸式或非接觸式的溫度偵測。

其中，該溫控電腦連接有一警示器，且該警示器於預警時產生聲響或亮燈警報。

其中，該溫度控制裝置包括有一位移裝置，且該位移裝置用於固定複數個該溫度偵測器，又該位移裝置沿著該第一輥輪或該第二輥輪之軸向來回位移，藉此偵測取得整個該輪面之各點溫度，進而建構該輪面溫差過大部位的區域圖形。

本發明的第一主要目的在於，該溫控電腦能設定輪面溫度值，並控制該電熱器對該第一輥輪預熱至理想加工溫度，再透過複數個該溫度偵測器對該輪面直接量測多個分段的溫度數據，並平均該溫度偵測器所測得的每個分段溫度，進而直接且精準的反應該輪面溫度，讓該輪面溫度就等同於該夾合間隙對加工材料的熱壓溫度，藉此能利用該溫控電腦與該溫度偵測器形成自動閉循環控制，進而高精度的微調使該輪面溫度維持等於輪面溫度值，俾以高效率的提升該加工成品之均勻度。

本發明的第二主要目的在於，該溫度控制裝置能設定預警溫差值，並比較複數個該溫度偵測器之間的各別分段溫度，又當該溫度偵測器之間的溫差大於預警溫差值時發出預警訊號，藉此即時通報故障情況或自動停機待修，可避免故障時生產出大量的不良品，俾以高效率的提升該加工成品之良率。

本發明的第三主要目的在於，該溫控電腦將能隨時的記錄該第一輥輪之輪面溫度變化，並配合該滾壓輥輪機之加工條件與加工材料條件而製成生產履歷記錄，使作業人員於每次初始設定時能依據生產履歷記錄進行快速設定，再依據現場情況進行微調，即能達到最佳化的加工模式， 俾以提升其加工率效。

本發明的第四主要目的在於，該位移裝置用於固定複數個該溫度偵測器，且該位移裝置沿著該第一輥輪或該第二輥輪之軸向來回位移，配合該第一輥輪或該第二輥輪的自轉，藉此偵測取得整個該輪面之各點溫度，進而以面狀量測溫度方式建構該輪面溫差過大部位的區域圖形，透過區域圖形能快速的判斷溫差過大的影響範圍與達到快速維修之功效，俾以達到高精度溫度控制之功效。

本發明的第五主要目的在於，該入溫偵測器朝向該第一端面與該出溫偵測器朝向該第二端面，藉此偵測加熱液體流入與流出的溫差變化，使該溫控電腦能判斷熱能轉換效率是否正常，俾以輔助提高對該輪面溫度控制之精準度。

其他目的、優點和本發明的新穎特性將從以下詳細的描述與相關的附圖更加顯明。

〔本創作〕

10‧‧‧滾壓輥輪機

10a‧‧‧夾合間隙

11‧‧‧第一輥輪

12‧‧‧第二輥輪

(111)(121)‧‧‧輪面

(112)(122)‧‧‧第一端面

(113)(123)‧‧‧第二端面

13、14‧‧‧電熱器

15、16‧‧‧加熱流道

20‧‧‧溫度控制裝置

21、23‧‧‧溫度偵測器

22‧‧‧溫控電腦

221‧‧‧警示器

24、25‧‧‧位移裝置

26‧‧‧入溫偵測器

27‧‧‧出溫偵測器

〔習知〕

31‧‧‧上方輥輪

32‧‧‧下方輥輪

A‧‧‧加工材料

第1圖係本發明之立體圖。

第2圖係本發明之立體暨局部剖視圖。

第3圖係本發明之局部剖視圖。

第4圖係本發明之另一電熱器之立體示意圖。

第5圖係本發明之另一使用狀態示意圖。

第6圖係本發明另一實施例之立體暨局部剖視圖。

第7圖係習知熱滾壓結構之示意圖。

第8圖係習知熱滾壓結構之溫度變化示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後： 先請由第1圖、第2圖與第3圖所示觀之，一種滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其包括有：一滾壓輥輪機10及一溫度控制裝置20，一滾壓輥輪機10包含有一第一輥輪11與一第二輥輪12，該第一輥輪11與該第二輥輪12皆形成有一輪面(111)(121)，且該第一輥輪11與第二輥輪12之輪面(111)(121)互相靠合形成有一夾合間隙10a，並由該夾合間隙10a進行加工材料的延壓或複合，又該第一輥輪11內部設置有一電熱器13，透過該電熱器13對該第一輥輪11之輪面111加熱而形成熱輥壓效果，另該電熱器13可為相同該第一輥輪11之軸向呈平行排列之複數個加熱管(如第2圖)，或為呈螺旋狀繞設之一加熱蝸管(如第4圖)，一溫度控制裝置20於該滾壓輥輪機10之第一輥輪11的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器21，該溫度偵測器21朝向於該第一輥輪11之輪面111處，並以溫度偵測器21分段偵測該第一輥輪11之輪面111溫度，又該溫度控制裝置20之溫度偵測器21皆連接於一溫控電腦22，於實際應用時，該溫控電腦22能設定輪面溫度值，並控制該電熱器13對該第一輥輪11預熱至理想加工溫度，再透過複數個該溫度偵測器21對該輪面111直接量測多個分段的溫度數據，並平均該溫度偵測器21所測得的每個分段溫度，進而直接且精準的反應該輪面111溫度，讓該輪面111溫度就等同於該夾合間隙10a對加工材料的熱壓溫度，當加工材料受輥壓速度不同、夾合壓力不同或其他影響熱傳導速度之情況 時，該電熱器13之加熱溫度將與該輪面111溫度產生明顯又非定值的溫差，此時能利用該溫控電腦22形成自動閉循環控制，進而高精度的微調該電熱器13使該輪面111溫度維持等於輪面溫度值，俾以高效率的提升該加工成品之均勻度，又該溫度控制裝置20能設定預警溫差值，並比較複數個該溫度偵測器21之間的各別分段溫度，又當該溫度偵測器21之間的溫差大於預警溫差值時發出預警訊號，而該溫控電腦22連接有一警示器221，且該警示器221於預警時產生聲響或亮燈警報，藉此即時通報故障情況或自動停機待修，可避免故障時生產出大量的不良品，俾以高效率的提升該加工成品之良率，再進一步應用，該溫控電腦22將能隨時的記錄該第一輥輪11之輪面111溫度變化，並配合該滾壓輥輪機10之加工條件與加工材料條件而製成生產履歷記錄，使作業人員於每次初始設定時能依據生產履歷記錄進行快速設定，再依據現場情況進行微調，即能達到最佳化的加工模式，俾以提升其加工率效。

再請由第5圖所示觀之，該第二輥輪12內部設置有一電熱器14，透過該電熱器14對該第二輥輪12之輪面121加熱，又該溫度控制裝置20於滾壓輥輪機10之第二輥輪12的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器23，且該溫度偵測器23朝向於該第二輥輪12之輪面121處，並連接該溫控電腦22，進而達到等效於該第一輥輪11之熱壓效果，又該溫度偵測器(21)(23)對該第一輥輪11與該第二輥輪12形成接觸式或非接觸式的溫度偵測(如第1圖與第5圖所示)，另該溫度控制裝置20包括有一位移裝置(24)(25)，且該位移裝置(24)(25)用於固定複數個該溫度偵測器(21)(23)，又該位移裝置(24)(25)沿著該第一輥輪11或該第二輥輪12之軸向來回位移，配 合該第一輥輪11或該第二輥輪12的自轉，藉此偵測取得整個該輪面(111)(121)之各點溫度，即能有別於一般單點量測溫度與線狀量測溫度，進而以面狀量測溫度方式建構該輪面(111)(121)溫差過大部位的區域圖形，透過區域圖形能快速的判斷溫差過大的影響範圍與達到快速維修之功效，俾以達到高精度溫度控制之功效。

本創作之另一實施例，再請由第6圖所示觀之，一種滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其包括有：一滾壓輥輪機10及一溫度控制裝置20，一滾壓輥輪機10包含有一第一輥輪11與一第二輥輪12，該第一輥輪11與該第二輥輪12皆形成有一輪面(111)(121)，且該第一輥輪11與第二輥輪12之輪面(111)(121)互相靠合形成有一夾合間隙10a，並由該夾合間隙10a進行加工材料的延壓或複合，又該第一輥輪11內部設置有一加熱流道15，透過該加熱流道15內流動之加熱液體對該第一輥輪11之輪面111加熱而形成熱輥壓效果，又該第二輥輪12內部設置有一加熱流道16，透過該加熱流道16內流動之加熱液體對該第二輥輪12之輪面121加熱，又該第一輥輪11與該第二輥輪12皆於輪面(111)(121)的一端形成有一第一端面(112)(122)，並於另一端形成有一第二端面(113)(123)，而該加熱流道(15)(16)由該第一端面(112)(122)呈同心圓的外圈流入與內圈流出，一溫度控制裝置20於該滾壓輥輪機10之第一輥輪11的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器21，該溫度偵測器21朝向於該第一輥輪11之輪面111處，並以溫度偵測器21分段偵測該第一輥輪11之輪面111溫度，又該溫度控制裝置20之溫度偵測器21皆連接於一溫控電腦22，又該溫度控制裝置20於滾壓輥輪機10之第二輥輪12的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器23，且該溫度偵測器23 朝向於該第二輥輪12之輪面121處，並連接該溫控電腦22，該溫控電腦22能設定輪面溫度值，並平均該溫度偵測器21所測得的每個分段溫度，藉此利用該溫控電腦22形成自動閉循環控制，進而高精度的微調該加熱流道(15)(16)內的加熱液體使輪面(111)(121)溫度等於輪面溫度值，又該溫度控制裝置20能設定預警溫差值，並比較該溫度偵測器21的各別分段溫度，於該溫度偵測器21之間的溫差大於預警溫差值時發出預警訊號，其中，該溫度控制裝置20於該第一輥輪11與該第二輥輪12之第一端面(112)(122)設置有一入溫偵測器26，並於該第一輥輪11與該第二輥輪12之第二端面(113)(123)設置有一出溫偵測器27，且該入溫偵測器26朝向該第一端面(112)(122)與該出溫偵測器27朝向該第二端面(113)(123)，藉此偵測加熱液體流入與流出的溫差變化，例如流入與流出之溫度差異過大時，可能存在有未知的故障因素，此時該滾壓輥輪機10能主動減速以提高該溫度偵測器(21)(23)之靈敏度，或是判斷是否為該溫度偵測器(21)(23)本身故障，亦能進行記錄讓作業人員能即時發現，使該溫控電腦22能判斷熱能轉換效率是否正常，俾以輔助提高對該輪面(111)(121)溫度控制之精準度。

綜上所述，本發明確實已達突破性之結構設計，而具有改良之發明內容，同時又能夠達到產業上之利用性與進步性，且本發明未見於任何刊物，亦具新穎性，當符合專利法相關法條之規定，爰依法提出發明專利申請，懇請 鈞局審查委員授予合法專利權，至為感禱。

唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

1. 一種滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其包括有：一滾壓輥輪機，該滾壓輥輪機包含有一第一輥輪與一第二輥輪，該第一輥輪與該第二輥輪皆形成有一輪面，且該第一輥輪與第二輥輪之輪面互相靠合形成有一夾合間隙，並由該夾合間隙進行加工材料的延壓或複合，又該第一輥輪內部設置有一電熱器，透過該電熱器對該第一輥輪之輪面加熱而形成熱輥壓效果；以及一溫度控制裝置，該溫度控制裝置於該滾壓輥輪機之第一輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第一輥輪之輪面處，並以溫度偵測器分段偵測該第一輥輪之輪面溫度，又該溫度控制裝置之溫度偵測器皆連接於一溫控電腦，且該溫控電腦能設定輪面溫度值，並平均該溫度偵測器所測得的每個分段溫度，藉此利用該溫控電腦形成自動閉循環控制，進而高精度的微調該電熱器使該輪面溫度等於輪面溫度值，又該溫度控制裝置能設定預警溫差值，並比較該溫度偵測器的各別分段溫度，於該溫度偵測器之間的溫差大於預警溫差值時發出預警訊號。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該電熱器為相同該第一輥輪之軸向呈平行排列之複數個加熱管，或為呈螺旋狀繞設之一加熱蝸管。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該第二輥輪內部設置有一電熱器，透過該電熱器對該第二輥輪之輪面加熱，又該溫度控制裝置於滾壓輥輪機之第二輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第二輥輪之輪面處，並連接該溫控電腦。
4. 一種滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其包括有：一滾壓輥輪機，該滾壓輥輪機包含有一第一輥輪與一第二輥輪，該第一輥輪與該第二輥輪皆形成有一輪面，且該第一輥輪與第二輥輪之輪面互相靠合形成有一夾合間隙，並由該夾合間隙進行加工材料的延壓或複合，又該第一輥輪內部設置有一加熱流道，透過該加熱流道內流動之加熱液體對該第一輥輪之輪面加熱而形成熱輥壓效果；以及一溫度控制裝置，該溫度控制裝置於該滾壓輥輪機之第一輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第一輥輪之輪面處，並以溫度偵測器分段偵測該第一輥輪之輪面溫度，又該溫度控制裝置之溫度偵測器皆連接於一溫控電腦，且該溫控電腦能設定輪面溫度值，並平均該溫度偵測器所測得的每個分段溫度，藉此利用該溫控電腦形成自動閉循環控制，進而高精度的微調該加熱流道內的加熱液體使該輪面溫度等於輪面溫度值，又該溫度控制裝置能設定預警溫差值，並比較該溫度偵測器的各別分段溫度，於該溫度偵測器之間的溫差大於預警溫差值時發出預警訊號。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該第二輥輪內部設置有一加熱流道，透過該加熱流道內流動之加熱液體對該第二輥輪之輪面加熱，又該溫度控制裝置於滾壓輥輪機之第二輥輪的軸向一側排列設置有複數個溫度偵測器，且該溫度偵測器朝向於該第二輥輪之輪面處，並連接該溫控電腦。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該第一輥輪與該第二輥輪皆於輪面的一端形成有一第一端面，並於另一端形成有一第二端面，又該加熱流道由該第一端面呈同心圓的外圈流入與內圈流出。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該溫度控制裝置於該第一輥輪與該第二輥輪之第一端面設置有一入溫偵測器，並於該第一輥輪與該第二輥輪之第二端面設置有一出溫偵測器，且該入溫偵測器朝向該第一端面與該出溫偵測器朝向該第二端面，藉此偵測加熱液體流入與流出的溫差變化。
8. 根據申請專利範圍第3項或第5項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該溫度偵測器對該第一輥輪與該第二輥輪形成接觸式或非接觸式的溫度偵測。
9. 根據申請專利範圍第3項或第5項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該溫控電腦連接有一警示器，且該警示器於預警時產生聲響或亮燈警報。
10. 根據申請專利範圍第3項或第5項所述之滾壓輥輪高精度溫度控制系統，其中，該溫度控制裝置包括有一位移裝置，且該位移裝置用於固定複數個該溫度偵測器，又該位移裝置沿著該第一輥輪或該第二輥輪之軸向來回位移，藉此偵測取得整個該輪面之各點溫度，進而建構該輪面溫差過大部位的區域圖形。