专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
申请号 | CN202510345625.X | 申请日 | 2025-03-24 |
公开(公告)号 | CN119858262A | 公开(公告)日 | 2025-04-22 |
申请人 | 四川化工职业技术学院; | 申请人类型 | 学校 |
发明人 | 范凤艳; 唐超; 黄艳; 冯春荣; 叶先; 张姗; | 第一发明人 | 范凤艳 |
权利人 | 四川化工职业技术学院 | 权利人类型 | 学校 |
当前权利人 | 四川化工职业技术学院 | 当前权利人类型 | 学校 |
省份 | 当前专利权人所在省份:四川省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:四川省泸州市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:四川省泸州市江阳区瓦窑坝62号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:646000 |
主IPC国际分类 | B29C35/16 | 所有IPC国际分类 | B29C35/16 ; B29L7/00 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 成都言成诺知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 张川; |
摘要 | 本 发明 涉及板材加工技术领域,具体是涉及一种用于聚 碳 酸酯板的冷却装置及冷却方法,冷却装置包括 基座 、用于输送板材的输送装置、用于驱动输送装置的驱动装置和调节机构;输送装置和驱动装置均设置在基座上,输送装置包括能够检测板材厚度的输送组件;驱动装置包括旋转 驱动器 和第一传动组件,旋转驱动器的驱动端通过第一传动组件与输送组件传动连接;调节机构用于调节第一传动组件的 传动比 。本发明实现了根据板材厚度调节板材输送速度的功能,进而使得不同厚度的板材能够在相应区域冷却至 指定 温度 。解决了因固定冷却速率对不同厚度板材适应性不足而导致热应 力 累积和 翘曲 变形 的问题。 | ||
权利要求 | 1.一种用于聚碳酸酯板的冷却装置,其特征在于,包括基座(1)、用于输送板材(5)的输送装置(2)、用于驱动输送装置(2)的驱动装置(3)和调节机构(4); |
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说明书全文 | 一种用于聚碳酸酯板的冷却装置及冷却方法技术领域[0001] 本发明涉及板材加工技术领域,具体是涉及一种用于聚碳酸酯板的冷却装置及冷却方法。 背景技术[0002] 聚碳酸酯板由石油化工合成的纯热塑性塑料制成,其具有较高的轻度和高透光率。聚碳酸酯板在加工完成后需要对其进行冷却成型,并且为了提高聚碳酸酯板的质量,需要避免板材因冷却过快而引起的变形问题。 [0003] 为此,授权公告号为CN113492506B的中国专利公开了一种光学级聚碳酸酯板的冷却装置,其使用底槽和盖板为组合结构,配合构成降温槽,且降温槽安装有多组,其中底槽是降温槽的底部结构,其中安装有风冷结构,主要起到从板材的底部进行气流支撑的作用,同时还可以通过温度逐渐降低的热气流进行梯度式的板材冷却,降低板材的一次性降温速度,防止板材出现变形,其工作过程中,热风(相对于板材温度来说为冷风)能够无障碍的作用在板材的底部,起到有效的冷却作用。 [0004] 然而,在板材的加工过程中,较厚的板材因内部热量无法及时传导至表面,在快速冷却过程中形成陡峭的温度梯度,使表面与芯层收缩率差异过大,产生内应力集中甚至翘曲变形。而较薄板材则因过长的冷却时间暴露于低温环境中,表面过度冷却易引发微观裂纹或光学畸变,严重影响产品良率。 发明内容[0006] 为解决现有技术问题,本发明提供一种用于聚碳酸酯板的冷却装置,包括基座、用于输送板材的输送装置、用于驱动输送装置的驱动装置和调节机构;输送装置和驱动装置均设置在基座上,输送装置包括能够检测板材厚度的输送组件;驱动装置包括旋转驱动器和第一传动组件,旋转驱动器的驱动端通过第一传动组件与输送组件传动连接;调节机构用于调节第一传动组件的传动比。 [0007] 优选的,输送组件包括安装架和沿竖直方向上下分布的两个料辊,每个料辊的两端均设有用于支撑料辊的轴承座;下方的料辊的轴承座设置在基座上;安装架设置在基座上,且安装架上设有氮气弹簧,氮气弹簧的活塞杆与上方的料辊的轴承座连接。 [0008] 优选的,调节机构包括传动盘、主动轮、传动带和调节组件;传动盘与输送组件传动连接,传动盘上设有至少三个能沿传动盘径向滑动的套筒;主动轮与旋转驱动器传动连接,传动带跨设在主动轮和套筒上;调节组件用于控制套筒滑动。 [0010] 优选的,调节组件包括传动环和连杆;传动环能升降的设置在基座上,且传动环与安装架传动连接;连杆的两端分别铰接有一个铰接座,连杆通过铰接座分别与传动环和套筒连接。 [0011] 优选的,第一传动组件包括传动轴和齿环;传动轴转动设置在基座上,传动轴上套接有旋转齿轮;齿环套接在传动盘上,旋转齿轮与齿环啮合连接;基座上设有第二传动组件,传动轴通过第二传动组件与料辊传动连接。 [0012] 优选的,第二传动组件包括第二转轴、第二锥齿轮和锥齿盘;第二转轴转动设置在基座上,且第二转轴与传动轴传动连接;第二锥齿轮设有两个,两个第二锥齿轮均套接在第二转轴上;锥齿盘设有两个,两个锥齿盘分别套接在两个料辊上,且两个锥齿盘分别与两个第二锥齿轮啮合连接。 [0014] 优选的,基座上设有立架,立架上设有用于检测板材表面温度的红外测温仪。 [0015] 一种用于聚碳酸酯板的冷却方法,包括以下步骤:S1、通过输送组件输送板材,并在输送时检测板材的厚度; S2、通过调节机构调节第一传动组件的传动比,启动旋转驱动器,在输送过程中对板材进行逐级冷却。 [0016] 本发明相比较于现有技术的有益效果是:1.本发明通过基座、输送装置、驱动装置和调节机构实现了根据板材厚度调节板 材输送速度的功能,进而使得不同厚度的板材能够在相应区域冷却至指定温度。同时能够将板材的内外层温差控制在指定范围,避免因内应力集中而产生的翘曲变形的问题,解决了因固定冷却速率对不同厚度板材适应性不足而导致热应力累积和翘曲变形的问题。在板材厚度较厚时,增大传动组件的传动比,降低输送装置的输送速度,增长板材的冷却时间。 避免板材的内部热量无法及时传导至表面而导致内外层温差较大的情况。在板材厚度较薄时,降低传动组件的传动比,进而增大输送装置的输送速度,减小板材的冷却时间。避免较薄板材因过长的冷却时间而引发微观裂纹或变形的问题。保障板材的加工质量。 [0017] 2.本发明通过安装架、料辊和升降组件实现了通过调节料辊的间距来感应板材的厚度的功能,在更换不同的板材时,板材在通过料辊时挤压上方的料辊,氮气弹簧的活塞杆在挤压作用下收缩,继而使板材能够顺利通过料辊。并且氮气弹簧能够提供相对恒定的弹力,通过该弹力拉动料辊,平衡料辊所受的重力,降低料辊对板材造成的压力,避免板材在挤压力作用下出现变形情况。 [0018] 3.本发明通过传动盘、主动轮、传动带和调节组件实现了控制传动组件传动比的功能,通过控制多个套筒沿传动盘的径向滑动能够调节传动盘一侧的传动带的旋转半径,继而通过固定转速的主动轮驱动传动带转动时,调节传动盘的转速,而传动盘与输送装置传动连接,通过调节传动盘的转速能够调节输送装置的输送速度。附图说明 [0019] 图1是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置的第一视角的立体示意图。 [0020] 图2是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置的板材与输送组件配合的立体示意图。 [0021] 图3是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置中输送装置、驱动装置和调节机构配合的立体示意图。 [0022] 图4是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置中两组输送组件的立体示意图。 [0023] 图5是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置中驱动装置的立体示意图。 [0024] 图6是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置中第一传动组件和调节机构的立体示意图。 [0025] 图7是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置中传动盘和调节组件的立体分解示意图。 [0026] 图8是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置中安装架和升降组件的立体示意图。 [0027] 图9是本发明的图8中A处的局部放大示意图。 [0028] 图10是本发明的一种用于聚碳酸酯板的冷却装置的第二视角的立体示意图。 [0029] 图中标号为:1、基座;11、支架;111、第一转轴;112、第一锥齿轮;12、立架;121、红外测温仪;2、输送装置;21、输送组件;211、安装架;2111、氮气弹簧;2112、弹性件;2113、立杆;2114、连接环;212、料辊;2121、轴承座;22、升降组件;221、螺杆;3、驱动装置;31、旋转驱动器;32、第一传动组件;321、传动轴;3211、旋转齿轮;322、齿环;33、第二传动组件;331、第二转轴;332、第二锥齿轮;333、锥齿盘;4、调节机构;41、传动盘;411、套筒;412、滑座;42、主动轮;43、传动带;44、调节组件;441、传动环;442、连杆;4421、铰接座;5、板材。 具体实施方式[0030] 为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。 [0031] 参照图1‑图3:一种用于聚碳酸酯板的冷却装置,包括基座1、用于输送板材5的输送装置2、用于驱动输送装置2的驱动装置3和调节机构4;输送装置2和驱动装置3均设置在基座1上,输送装置2包括能够检测板材5厚度的输送组件21;驱动装置3包括旋转驱动器31和第一传动组件32,旋转驱动器31的驱动端通过第一传动组件32与输送组件21传动连接;调节机构4用于调节第一传动组件32的传动比。 [0032] 本发明通过基座1、输送装置2、驱动装置3和调节机构4实现了根据板材5厚度调节板材5输送速度的功能,进而使得不同厚度的板材5能够在相应区域冷却至指定温度。同时能够将板材5的内外层温差控制在指定范围,避免因内应力集中而产生的翘曲变形的问题,解决了因固定冷却速率对不同厚度板材5适应性不足而导致热应力累积和翘曲变形的问题。所述基座1和输送装置2外套设有隔温板,进而形成用于冷却板材5的舱体,舱体内设有用于冷却板材5的风冷装置,所述舱体和风冷装置均为现有技术,未在图中示出。输送组件21在输送板材5时检测板材5的厚度,进而配合调节机构4来调节相应的输送速度。旋转驱动器31优选为伺服电机,基座1上设有用于进行人机交互的控制器,旋转驱动器31与控制器电性连接。 [0033] 在工作状态下,完成加工的板材5通过输送装置2进行输送,通过风冷装置使得板材5能够在舱体内进行阶梯型冷却。而在进行输送时,通过输送组件21来检测板材5的厚度,并且根据板材5的厚度,输送组件21通过调节机构4调节第一传动组件32的传动比,并且通过旋转驱动器31提供恒定的转速。而旋转驱动器31通过第一传动组件32来为输送装置2提供驱动力,因此调节第一传动组件32的传动比后,输送装置2的输送速度发生相应变化。在板材5厚度较厚时,增大第一传动组件32的传动比,降低输送装置2的输送速度,增长板材5的冷却时间。避免板材5的内部热量无法及时传导至表面而导致内外层温差较大的情况。在板材5厚度较薄时,降低第一传动组件32的传动比,进而增大输送装置2的输送速度,减小板材5的冷却时间。避免较薄板材5因过长的冷却时间而引发微观裂纹或变形的问题。保障板材5的加工质量。 [0034] 参照图2‑图4:输送组件21包括安装架211和沿竖直方向上下分布的两个料辊212,每个料辊212的两端均设有用于支撑料辊212的轴承座2121;下方的料辊212的轴承座2121设置在基座1上;安装架211设置在基座1上,且安装架211上设有氮气弹簧2111,氮气弹簧2111的活塞杆与上方的料辊212的轴承座2121连接。 [0035] 本发明通过安装架211、料辊212和升降组件22实现了通过调节料辊212的间距来检测板材5的厚度的功能,在更换不同的板材5时,板材5在通过料辊212时挤压上方的料辊212,氮气弹簧2111的活塞杆在挤压作用下收缩,继而使板材5能够顺利通过料辊212。并且氮气弹簧2111能够提供相对恒定的弹力,通过该弹力拉动料辊212,平衡料辊212所受的重力,降低料辊212对板材5造成的压力,避免板材5在挤压力作用下出现变形情况。两个料辊 212之间具有供板材5通过的间隙,料辊212上穿设有与料辊212连接的中轴,料辊212通过中轴与轴承座2121转动连接。料辊212设有多组,通过驱动装置3驱动多组料辊212转动完成板材5的输送。在工作状态下,当板材5通过两个料辊212之间的间隙时,两个料辊212受到板材 5的挤压作用,进而推动上方的料辊212上移,压缩氮气弹簧2111。在上方的料辊212的上移过程中,通过调节机构4调节第一传动组件32的传动比,输送装置2控制板材5以相应的速度进行冷却。 [0036] 参照图2、图5‑图7:调节机构4包括传动盘41、主动轮42、传动带43和调节组件44;传动盘41与输送组件21传动连接,传动盘41上设有至少三个能沿传动盘41径向滑动的套筒 411;主动轮42与旋转驱动器31传动连接,传动带43跨设在主动轮42和套筒411上;调节组件 44用于控制套筒411滑动。 [0037] 本发明通过传动盘41、主动轮42、传动带43和调节组件44实现了控制第一传动组件32传动比的功能,通过控制多个套筒411沿传动盘41的径向滑动能够调节传动盘41一侧的传动带43的旋转半径,继而通过固定转速的主动轮42驱动传动带43转动时,调节传动盘41的转速,而传动盘41与输送装置2传动连接,通过调节传动盘41的转速能够调节输送装置 2的输送速度。主动轮42通过第一传动组件32与旋转驱动器31的驱动端传动连接,而传动盘 41通过套筒411和传动带43与主动轮42传动连接。在传动盘41上开设有至少三个用于引导滑座412移动的滑槽,且滑槽沿传动盘41的径向延伸,多个滑槽关于传动盘41的轴线呈圆形阵列分布,每个滑槽上均滑动安装有一个滑座412,套筒411固定安装在滑座412上。滑座412和套筒411的数量越多,传动带43的传动越稳定。套筒411固定安装在滑座412上,且套筒411外具有防滑橡胶层,避免套筒411与传动带43之间发生打滑而影响传动的问题。基座1上设有支架11,支架11上转动设置有第一转轴111,主动轮42套接在第一转轴111上,第一转轴 111和旋转驱动器31上均套接有第一锥齿轮112,两个第一锥齿轮112啮合连接。且支架11上滑动设置有张紧轮,通过张紧轮保持传动带43的张力,在调节组件44调节套筒411位置后,传动带43仍能够稳定套接在套筒411和主动轮42上。 [0038] 在工作状态下,操作人员通过控制器启动旋转驱动器31,旋转驱动器31收到信号后通过第一锥齿轮112驱动第一转轴111转动,第一转轴111带动主动轮42转动,主动轮42通过传动带43驱动套筒411转动,并通过套筒411带动传动盘41旋转。而传动盘41通过第一传动组件32与输送组件21传动连接,传动盘41在旋转时驱动料辊212转动,继而通过料辊212推动板材5移动。 [0040] 本发明通过升降组件22、弹性件2112和压力传感器实现了根据料辊212移动自动调节安装架211位置的功能。压力传感器和升降组件22均与控制器电性连接。在上方的料辊212受板材5的挤压作用而上移时,氮气弹簧2111的活塞杆收缩,弹性件2112同样被压缩,压力传感器感应到压力增大,反馈信号给控制器。控制器发送信号给升降组件22,升降组件22控制安装架211上移,接着调节组件44控制滑座412移动,滑座412带动套筒411移动,调节主动轮42和传动盘41的传动比,改变料辊212的转速。 [0041] 参照图6和图7:调节组件44包括传动环441和连杆442;传动环441能升降的设置在基座1上,且传动环441与安装架211传动连接;连杆442的两端分别铰接有一个铰接座4421,连杆442通过铰接座4421分别与传动环441和套筒411连接。 [0042] 本发明通过传动环441、连杆442和铰接座4421实现了在板材5厚度发生变化时相应调节套筒411位置的功能。安装架211上设有立杆2113,立杆2113远离安装架211的一端连接有连接环2114,连接环2114与传动环441转动连接。在工作状态下,升降组件22根据板材5的厚度调节安装架211的高度。安装架211在移动时通过立杆2113带动连接环2114移动,而连接环2114会带动传动环441移动。在此过程中,通过连接环2114和传动环441的转动连接,使得立杆2113和连接环2114不会影响传动盘41的转动。传动环441通过连杆442推动或拉动套筒411移动,套筒411通过滑座412和滑槽的引导沿传动盘41的径向移动,进而调节传动带43的传动比,控制料辊212的转速。 [0043] 参照图3、图8和图9:第一传动组件32包括传动轴321和齿环322;传动轴321转动设置在基座1上,传动轴321上套接有旋转齿轮3211;齿环322套接在传动盘41上,旋转齿轮3211与齿环322啮合连接;基座1上设有第二传动组件33,传动轴321通过第二传动组件33与料辊212传动连接。 [0044] 本发明通过传动轴321、旋转齿轮3211、齿环322和第二传动组件33实现了通过旋转驱动器31驱动料辊212转动的功能。在工作状态下,控制器启动旋转驱动器31后,旋转驱动器31通过第一锥齿轮112驱动第一转轴111转动,第一转轴111带动主动轮42转动,主动轮42通过传动带43和套筒411驱动传动盘41和齿环322转动。齿环322驱动与其啮合连接的旋转齿轮3211转动,旋转齿轮3211带动传动轴321转动,而传动轴321通过第二传动组件33驱动料辊212转动,完成对板材5的输送。在主动轮42通过传动带43驱动传动盘41旋转的过程中,通过调节组件44调节套筒411的位置来调节传动比,继而控制料辊212的转速。根据板材 5的厚度来调节板材5的冷却时间,避免板材5在冷却过程中出现变形或开裂的情况。 [0045] 参照图3、图8和图9:第二传动组件33包括第二转轴331、第二锥齿轮332和锥齿盘333;第二转轴331转动设置在基座1上,且第二转轴331与传动轴321传动连接;第二锥齿轮 332设有两个,两个第二锥齿轮332均套接在第二转轴331上;锥齿盘333设有两个,两个锥齿盘333分别套接在两个料辊212上,且两个锥齿盘333分别与两个第二锥齿轮332啮合连接。 [0046] 本发明通过第二转轴331、第二锥齿轮332和锥齿盘333实现了通过传动轴321驱动料辊212转动的功能。两个第二锥齿轮332均位于两个锥齿盘333之间,且上方的第二锥齿轮332与第二转轴331通过键槽滑动配合。且上方的料辊212上的轴承座2121上设有延伸架,位于上方的第二锥齿轮332转动设置在延伸架上,在安装架211通过氮气弹簧2111的活塞杆拉动轴承座2121和上方的料辊212移动时,会带动第二锥齿轮332在第二转轴331上滑动,使得第二转轴331带动第二锥齿轮332转动的同时不会影响第二锥齿轮332的上下移动。传动轴 321和第二转轴331通过带轮和同步带传动连接。相邻的第二转轴331之间同样通过带轮和同步带传动连接。当旋转驱动器31通过调节机构4驱动传动轴321转动时,传动轴321通过带轮和同步带驱动第二转轴331转动,第二转轴331带动两个第二锥齿轮332转动,两个第二锥齿轮332分别驱动两个锥齿盘333转动,两个锥齿盘333分别带动两个料辊212转动,进行板材5的输送工作。为了保证两个料辊212能够做同速反向转动,将两个第二锥齿轮332设置在两个锥齿盘333之间,进而调节两个锥齿盘333的旋转方向,并且相邻的输送组件21的料辊 212通过第二转轴331、带轮和同步带的传动同步转动,继而完成板材5的持续输送。 [0048] 本发明通过螺杆221和电机实现了驱动安装架211升降的功能。在板材5的厚度发生变化而挤压料辊212时,压力传感器感应到弹性件2112的弹力发生变化,反馈信号给控制器。控制器发送信号给电机,电机驱动螺杆221转动,螺杆221驱动与其螺纹连接的安装架211移动,安装架211通过立杆2113和连接环2114带动传动环441移动,传动环441通过连杆 442推动或拉动套筒411移动,调节料辊212的转速。 [0049] 参照图1、图2和图10:基座1上设有立架12,立架12上设有用于检测板材5表面温度的红外测温仪121。 [0050] 本发明通过立架12和红外测温仪121实现了在指定位置检测板材5表面温度的功能。所述立架12设有多个,且每个立架12上都设有一个红外测温仪121,多个立架12沿输送方向等距分布。通过多个立架12上的红外测温仪121检测板材5在每个区域的冷却情况。当冷却情况出现异常,如冷却速度过快或冷却速度不足时,通过控制器发送信号给旋转驱动器31,直接对旋转驱动器31的输出速度进行调节,避免因调节机构4的灵敏性不足而导致冷却效率与板材5所需的冷却效率误差过大的问题。 [0051] 参照图1‑图4:一种用于聚碳酸酯板的冷却方法,包括以下步骤:S1、通过输送组件21输送板材5,并在输送时检测板材5的厚度; S2、通过调节机构4调节第一传动组件32的传动比,启动旋转驱动器31,在输送过程中对板材5进行逐级冷却。 |