吸氣或吹氣熱輥的製作方法

2023-05-30 15:22:51 2

本發明涉及一種吸氣或吹氣熱輥。

背景技術：

熱輥和吸氣輥都是已知的。

具體而言，熱輥具有很廣泛的工業應用，例如熱輥操作用於改變(升高或降低)它們所接觸的膜(由紙、pvc、鋁、織物等等形成)的溫度。熱傳遞主要通過傳導(即通過膜和輥之間的接觸)發生。當膜兩側之間的溫度差低於1℃時，可以接受輥子操作。

為此目的，通常熱輥由圓柱形主體構成，圓柱形主體設置有一個熱交換室以及一個入口和一個出口，用於熱流體在閉合迴路中循環，閉合迴路包括泵送系統和用於冷卻/加熱來自/到達輥子的熱流體/從輥子傳遞來/傳遞至輥子的熱流體的系統。熱流體的入口和出口在布置於圓柱形主體相對端的輪轂中獲得，輪轂通常具有入口和另一個出口。無論如何，存在這樣的應用，其中在同一個輪轂中形成熱流體的入口和出口。

熱流體通常是水，或者加入乙二醇的水。

存在很多不同的方式來實現熱交換室，例如所謂的簡單腔室是已知的，即，在內部和外部主體之間的間隙中獲得環形截面的腔室。

對於在桌子上的支撐需要更高定位精度的應用中，吸氣輥機器的布置也是已知的。

使用吸氣輥的典型應用例如有：

精確列印(例如pcb支持)；

易碎支撐物的包裝(例如pvc膜)；

雙向膜的包裝；

保持支撐張力以避免形成圓圈；

在加速(停止&起動)的情況下保持輥子上的支撐位置(以避免輥子和支撐物之間的滑動)。

市場上的吸氣輥通常具有非常簡單的結構，由圓柱形元件構成，圓柱形元件在外側表面上具有與吸氣迴路連通的一系列孔，吸氣迴路適於在支撐物上產生吸力，支撐物在圓柱形元件的外表面上運轉。

圓柱形元件在兩個頭端由兩個輪轂支撐。

吸氣迴路將吸入的空氣輸送到輥子外部的吸氣單元(例如真空泵)。

通常，迴路由通過圓柱形元件本身、在圓柱形元件的支撐輪轂之一中形成的同軸孔以及旋轉主體構成的管道構成。

申請人注意到，具有串聯布置的兩種輥子類型的機器，即使它們具有更好的生產效率，但是另一方面它們也是非常昂貴和笨重的。

申請人還觀察到，由於雙倍的部件，通常這些機器的可靠性不好，因為故障概率更高。因此，這種機器有更大的可能性當機，並且維護成本更高。

申請人解決的問題是實現這樣的輥子，其降低配備有串聯布置的熱輥和吸氣輥的機器的體積和總成本。

申請人解決的問題是實現這樣的輥子，其相對於串聯布置的熱輥和吸氣輥減少部件的數量，並因此提高機器可靠性。

申請人就其本身還提出實現新輥子類型同時是熱輥和吸氣輥或吹氣輥的問題。

技術實現要素：

因此，本發明的第一方案涉及一種吸氣或吹氣熱輥，包括：

沿縱向方向延伸的圓柱形主體；所述圓柱形主體包括至少一個內部管狀元件和圍繞所述內部管狀元件同心地布置的至少一個外部管狀元件；所述內部管狀元件具有外徑d，且所述外部管狀元件具有內徑d，d>d；

兩個輪轂，分別布置在所述圓柱形主體的一端；

至少一個熱交換室，在所述內部管狀元件與所述外部管狀元件之間實現；

其特徵在於，包括用於所述內部管狀元件的塗層；

所述塗層包括沿著圍繞所述縱向方向的螺旋路徑布置的至少一個肋；所述至少一個肋在所述塗層中一體形成，並且在所述內部管狀元件與所述外部管狀元件之間實現至少一個螺旋通道；

所述第一螺旋通道至少部分地在所述塗層中形成，使得所述至少一個肋形成所述螺旋通道的側壁；

所述肋包括多個徑向通過通道；

所述外部管狀元件包括與所述徑向通過通道連通的多個第一吸氣孔；

所述徑向通過通道與空氣吸入組件連通。

在本發明的範圍內：

「縱向方向」或「沿縱向」表示通常朝向輥子的主延伸方向的方向，縱向方向通常與輥子本身的旋轉軸線一致。

「徑向方向」或「沿徑向」表示相對於輥子的縱向軸線正交的方向或以此方向，其沿著從輥子的旋轉軸線開始的半徑布置。

通過「反向傾斜」，涉及兩個傾斜平面、表面、壁，表示兩個平面、表面、壁相對於介於其間的軸線，按照絕對值都具有相同的傾斜度，但是符號相反。

通過螺旋的傾斜角度，表示由螺旋切線、因此肋的切線與垂直於圓柱形主體的軸線的平面形成的角度。

在上述方案中，本發明可以具有以下所述優選特徵的至少其中一個。

優選地，所述空氣吸入組件包括：

至少一個第一吸氣管道，至少部分地布置在所述內部管狀元件內部，使得所述徑向通過通道相互連接；

用於吸氣源的至少一個聯接構件，其流體連接到所述至少一個第一吸氣管道。

有利地，塗層由塑料材料形成。

優選地，所述吸氣熱輥包括第二螺旋吸氣通道被布置在所述肋的脊部與所述外部管狀元件之間。

出於方便，肋包括兩個密封邊緣，所述兩個密封邊緣相對於所述第二螺旋通道沿縱向間隔開並且相對，其抵靠所述外部管狀元件的內表面，從而實現對於空氣吸入的密封。

有利地，所述第二螺旋通道具有高度(f)在0至500mm的範圍內、底邊(m)範圍在0至1000mm的範圍內的梯形截面。

優選地，由塑料形成的所述塗層的最小厚度s大於0.5mm。

出於方便，每個肋具有在沿徑向離開軸線方向x-x的情況下成錐形的成形截面。

有利地，每個徑向通道被布置在第一吸氣孔處。

優選地，所述第一吸氣管道具有與所述徑向通道連通的多個第二吸氣孔。

出於方便，所述第一吸氣管道通過在至少一個輪轂中獲得的第二吸氣管道與用於吸氣源的所述聯接構件連通。

有利地，每個肋具有兩個相對的傾斜壁，每個傾斜壁具有α角，該α角絕對值在90°至180°的範圍內。

附圖說明

通過對根據本發明的吸氣或吹氣熱輥的一些優選實施例的詳細描述，本發明的其它特徵和優點將更加明顯，但不限於此。

下面將通過參考附圖來提供該描述，附圖僅僅為了說明的目的而提供，並非限制，其中：

圖1是根據本發明的吸氣或吹氣熱輥的示意性立體圖；

圖2是圖1的吸氣或吹氣熱輥的第一實施例的示意性剖視圖；

圖3是圖2的吸氣或吹氣熱輥的一部分的放大剖視圖；

圖4是圖1的吸氣或吹氣熱輥的第二實施例的剖視圖和局部立體圖；以及

圖5是圖4的吸氣或吹氣熱輥的一部分的放大剖視圖。

具體實施方式

參照圖1至圖5，根據本發明的吸氣或吹氣熱輥用附圖標記1表示。

下面我們提及的吸氣熱輥被理解為即使將輥子用於在下面所述的外部管狀元件上滑動的支撐物上吹氣，所陳述的也適用。

參照附圖所示的實施例，吸氣熱輥1由沿著縱向方向x-x延伸的圓柱形主體2構成。圓柱形主體2包括內部管狀元件3和外部管狀元件4，外部管狀元件4圍繞內部管狀元件3同心地布置。

外部管狀元件4是與待冷卻/加熱和吸氣的膜22接觸的元件。

內部管狀元件3和外部管狀元件4具有基本上圓形的截面。詳細而言，內部管狀元件3具有外徑d，外部管狀元件4具有內徑d，d>d。

在圓柱形主體2的端部有兩個輪轂6，每個輪轂布置在圓柱形主體2的一端。輪轂6封閉外部管狀元件4。

輪轂6成形為允許流體從在內部管狀元件3與外部管狀元件4之間獲得的熱交換室10流出或者流入該熱交換室，下面進一步描述。

輪轂6還具有將外部管狀元件4和內部管狀元件3保持就位並允許熱輥本身定位在機器中的功能，在杆/柄的端部有座，用於容納軸承46。

外部管狀元件4和內部管狀元件3都由輪轂6支撐。

外部管狀元件4鍵連接(key)在輪轂6上，並因此由輪轂6支撐。o形環墊圈或附加的特定密封膠泥(附圖中未示出)防止流體外洩到輪轂6接觸外部管狀元件4的區域。輪轂6通常由金屬材料形成。

出於方便，內部管狀元件3包括緊固在其端部的兩個插塞元件17。插塞元件17的功能是封閉內部管狀元件3並允許與輪轂6聯接。

為了允許與輪轂6聯接，每個插塞元件17具有安置座18，用於至少一個緊固元件19(例如緊固螺絲)。

插塞元件17還具有至少一個吸氣通孔47。

插塞元件17通常由金屬通過車削和研磨工序形成。插塞元件17通過過盈配合組裝在內部管狀元件3上，然後焊接。

熱輥1與優選閉合迴路流體連通，閉合迴路包括泵送系統和用於冷卻/加熱來自/到達熱輥1的熱流體/從熱輥1傳遞來/傳遞至熱輥1的熱流體的系統。閉合迴路在附圖中未示出。

在附圖所示的實施例中，輪轂6包括用於熱流體的入口7，而另一個輪轂6具有用於熱流體的出口8。

根據附圖未示出的另一個實施例，輪轂6可包括熱流體的入口7和出口8兩者。

熱流體的入口7和出口8通過兩個徑向管道9與在內部管狀元件3和外部管狀元件4之間獲得的熱交換室10流體連通。

在熱交換室10處並且基本上對於內部管狀元件3的縱向方向x-x上的整個範圍，都存在優選由塑料形成的塗層11。

塗層11的塑料材料可以選自熱塑性材料、熱固性材料、彈性材料或它們的組合。

適當的熱塑性材料的示例是：聚乙烯(hdpe/ldpe)、聚苯乙烯(ps)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)、聚醯胺(pa、尼龍)、賽璐珞(celluloid)、聚乳酸、聚氨酯。

相反，適於該目的的熱固性材料的示例是：酚醛樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂。

最後，彈性材料的示例是：sbr、nbr、epdm、nr、cr、矽樹脂。

塗層11如同在徑向方向上具有最小厚度的圓柱形護套。最小厚度s優選小於或等於0.5mm。申請人認為，不到0.5mm的最小厚度將導致熱交換室10相對於內部管狀元件3的不良隔離。

優選地，最小厚度s包括在0.5至500mm的範圍內，含邊界。

根據未示出的實施例，塗層11可以僅存在於肋下方，因此其厚度在兩個相鄰的縱向螺紋15之間可以等於零。

塑料形成的塗層11有兩個端部20，在縱向方向x-x上延伸超過內部管狀元件3。

詳細而言，塑料形成的塗層11在其自身端部有兩個環形部分20，其延伸超過內部管狀元件3的軸線方向x-x。

環形部分20朝向內部管狀元件3的內部徑向彎曲，並且安置於在每個插塞元件17與輪轂6之間形成的座21中。

座21形成為使得在插塞元件17與相應的輪轂6聯接時，在縱向方向x-x上延伸超過內部管狀元件3的塗層11的環形部分20被閉合併壓縮在輪轂6與插塞元件17之間。

塑料形成的塗層11包括至少一個肋12，肋12基本上在內部管狀元件3的整個範圍上沿著圍繞縱向方向x-x的螺旋路徑延伸。肋12與塗層11形成一體。換言之，在塗層11與肋12之間沒有緊固元件。

肋12的螺旋路徑由螺旋的傾斜角β限定。

該角度β包括在0°和90°之間，並且可以沿著相同路徑的縱向範圍x-x變化。

肋12具有這種徑向方向上的高度h，以抵靠外部管狀元件2的徑向內表面14，從而可以實現布置在塗層11與外部管狀元件2之間的第一螺旋通道13。

然後，第一螺旋通道13至少部分地在塗層11中並且根據該第一實施例在肋12的縱向方向上相鄰的兩個螺紋15或繞組之間實現。

換言之，根據該第一實施例，第一螺旋通道13在圖4中描繪為虛線的剖面在縱向方向上由朝向肋12的兩個相鄰螺紋15或繞組的兩個壁16限定，並且在徑向方向上，在頂部由外部管狀元件2的徑向內表面14限定，在底部由兩個縱向相鄰螺紋15之間的塗層部分限定。

第一螺旋通道13的截面具有高度e，包括在0.5和500mm之間，含邊界。

優選地，如圖4更好示出的，第一螺旋通道13的通道截面具有最小寬度c，包括在0.5和1000mm之間，含邊界。

基於所需的熱梯度來計算螺旋通道13的通道截面，所需的熱梯度可能實現熱流體的這種湍流運動，以幫助熱交換。此外，通過用這種變窄部分來幫助流體的湍流運動，第一螺旋通道13的通道截面不能是恆定的。這些變窄部分可以用第一螺旋通道13表面上出現的浮雕、突起、隆起形成。

仍然參照附圖所示的實施例，每個肋12具有在沿徑向離開縱向方向x-x的情況下成錐形的成形截面。

優選地，每個肋12具有在肋12本身頂部布置的最小寬度l以及在與所述肋12的頂部分隔開的位置布置的最大寬度。

肋12的最小寬度l可以包括在0和100mm之間。

肋12還包括兩個相對的傾斜壁16，每個傾斜壁16具有α角，其絕對值包括在90°至180°的範圍內，優選在100°至170°的範圍內，含邊界。

塑料形成的塗層11可包括一個以上的肋12，肋12沿著圍繞縱向方向x-x的螺旋路徑基本上在內部管狀元件3的整個範圍上延伸。沿著螺旋路徑延伸的肋12的數量越多，形成的第一螺旋通道13的數量就越多。

此外，外部管狀元件4包括多個第一吸氣孔30，第一吸氣孔30穿過其外表面到內部管狀元件14。

第一吸氣孔30沿著圍繞外部管狀元件4上的縱向軸線x-x延伸的螺旋路徑布置。

第一吸氣孔30的螺旋路徑基本上與塗層11的肋12的螺旋路徑重合。

優選地，第一吸氣孔30沿著螺旋路徑布置，使得每個第一吸氣孔30一個接一個。

在不脫離本發明保護範圍的情況下，第一吸氣孔30也可以沿著螺旋路徑一個接一個地聯接在兩個並排的第一吸氣孔30中。

沿著螺旋路徑，每個第一吸氣孔30與隨後的第一吸氣孔30分隔0.1mm至1000mm的距離。優選地，分隔1mm至500mm。

第一吸氣孔30可以具有直徑d在從0.1mm到肋12的最小寬度l的範圍內的圓形截面。

換言之，在脊部孔30的直徑d不能超過縱向方向上肋12的尺寸，即在肋12抵靠管狀元件2內表面的部分測量的縱向尺寸。

穿過外部管狀元件2厚度的第一吸氣孔30與在塗層11中、特別是在肋12中形成的多個徑向通過通道31流體連通，這些通道相應地與空氣吸入組件32連通，如下更詳細所述。

徑向通過通道31相對於內部管狀元件3的縱向軸線x-x沿徑向布置，使得肋12的頂部或脊部與吸氣管道33連接。

每個徑向通過通道31具有圓形截面或者具有可以內接於直徑小於1的圓周的截面。

優選地，徑向通過通道31的截面的直徑基本上與上述第一吸氣孔30的直徑d一致。

通常，每個徑向通過通道31與在外部管狀元件3中形成的第一吸氣孔30對齊。

空氣吸入組件32還包括至少一個吸氣管道33，吸氣管道33至少部分地布置在內部管狀元件3內部，使得徑向通過通道32相互連接。

在附圖所示的實施例中，第一吸氣管道33由內部管狀元件3本身表示，但是也可以由內部管狀元件3內部的縱向管道表示，不脫離本發明的保護範圍。

第一吸氣管道33包括多個第二吸氣孔34，每個第二吸氣孔34與徑向通道31接觸並連通。

外部管狀元件2的外表面通過外部管狀元件2上形成的第一吸氣孔30、塗層11上形成的徑向通過通道32、以及內部管狀元件3上形成的第二吸氣孔34與第一吸氣管道33連通，即與內部管狀元件3的內部連通。

優選地，第二吸氣孔34的數量等於徑向通過通道31的數量，並且每個第二通孔34的截面基本上等同於與其連通的徑向通過通道31的截面。

每個徑向通道31可以有更多的第二吸氣孔34，並且每個第二通孔34的截面可以不同於與其連通的徑向通過通道31的截面，不脫離本發明的保護範圍。

優選地，每個第二通孔34朝向徑向通過通道31並與其接觸。

在附圖所示的實施例中，空氣吸入組件32還包括用於吸氣源的至少一個聯接構件35，吸氣源流體連接到第一吸氣管道33，並因此連接到徑向通道31和第一吸氣孔30。

吸氣源(附圖未示出)可以是吸氣泵。吸氣泵的任務是通過在吸氣組件32中形成真空，來吸附在外部管狀元件2外表面上滑動的膜或支撐物，使它粘附其上。市場上提供不同類型的吸氣泵(例如乾式泵、油泵等等)。吸氣泵的選擇基於吸氣組件和第一吸氣孔30內期望的壓降和減弱進行。

在吸氣熱輥也用作吹氣輥的實施例中，前面定義為吸氣源的源可以是也能吹氣的源，例如壓縮機。

第一吸氣管道33通過輪轂6中形成的第二吸氣管道36傳輸吸力。

第二吸氣管道36在其中一個輪轂中形成，且平行於縱向方向x-x布置。

在附圖所示的實施例中，第二吸氣管道36的截面小於第一吸氣管道33的截面。

此外，在附圖所示的實施例中，第二管道36通過插塞17中形成的孔與第一吸氣管道33連通，並且在相對一端具有圓周形腔室37，圓周形腔室37在輪轂6與固定環43之間形成，固定環43圍繞輪轂6同心地安裝。

詳細而言，在附圖所示的第一實施例中，圓周形腔室37徑向由輪轂6和固定環43的內表面限定，而縱向由在縱向方向上分隔並插入輪轂6與固定環43之間的兩個墊圈44限定，從而獲得對於空氣吸入的密封。換言之，插入輪轂6與固定環43之間的兩個墊圈44防止吸入壓力下降，或者不管如何，限制吸入壓力下降。

在附圖4中，進一步示出吸氣熱輥1的其中一個固定支撐物45。具體而言，固定支撐物45通過合適的座子46可旋轉地安置吸氣熱輥1的輪轂6。

在附圖4和附圖5中，示出本發明的第二實施例，除了在塗層11中(具體而言，在肋12的脊部)具有第二螺旋通道40之外，完全類似於附圖2和附圖3所示的第一實施例。

第二螺旋通道40的功能是在徑向通道31與第一吸氣孔30之間實現螺旋吸氣腔室。

具體而言，在附圖4和附圖5所示的實施例中，在肋12脊部的兩個沿縱向相互分隔的密封邊緣41之間形成第二螺旋通道40。

肋12的脊部表示肋12的頂部。

兩個密封邊緣41抵靠外部管狀元件4的內表面，從而一方面形成密封，以防止第二螺旋通道40的吸氣損失(或壓降)，另一方面防止在第一螺旋通道13中循環的流體從第一螺旋通道13跑出來並進入第二螺旋通道40。

優選地，為了避免局部張力或不期望的磨損，密封邊緣41是圓形的。

第二螺旋通道40具有梯形截面，其高度f在0至500mm範圍內，較小的底邊m在0至1000mm範圍內，後者對應於第二螺旋通道的最小縱向尺寸。

第二螺旋通道40可具有不同形狀的截面，不脫離本發明的保護範圍。

根據未示出的實施例，可以在肋12的脊部形成兩個或更多個成對的第二螺旋通道40，每個第二螺旋通道40與一個或多個徑向通道31連通。

上面參照一些實施例描述了本發明。

可以對本文中詳細描述的實施例進行各種修改，這些修改仍然落入所附權利要求書限定的本發明的保護範圍。