薄膜橫向拉伸烘箱的風箱系統單元的製作方法

2023-04-24 10:36:49 2

技術領域

本發明屬於薄膜生產設備的技術領域，具體涉及一種薄膜橫向拉伸烘箱的風箱系統單元。

背景技術：

薄膜生產出來後需要進行拉伸，拉伸包括橫向拉伸和縱向橫身。橫向拉伸過程中，需要利用熱空氣對薄膜進行加熱，因此烘箱中設有多個風箱系統單元，每個風箱系統單元中設有若干套風箱，風箱的長向沿橫向布置，每兩套風箱組成為一組，每組中的兩套風箱上下布置，其中位於下方的風箱稱為下風箱，位於上方的風箱稱為上風箱，下風箱的頂部設有朝向上方的出風孔，上風箱的底部設有朝向下方的出風孔；

每個風箱系統單元還配套設置有空氣處理腔室，空氣處理腔室中設有電熱元件和風機，電熱元件對空氣進行加熱，風機為加熱後的空氣提供壓力，將加熱後的空氣壓入風箱，然後從風箱的出風孔排出。橫向拉伸過程中，薄膜位於烘箱中並向前行進，從下風箱和上風箱之間穿過，一邊向前移動一邊利用拉伸設備進行橫向拉伸，薄膜橫向拉伸的方向垂直於行進的方向（薄膜沿縱向行進，縱向也稱前後方向，而橫向也稱左右方向，橫向也是薄膜拉伸時延長的方向）

近年來，隨著薄膜生產技術的發展和社會經濟的需求變化，薄膜的幅寬（即橫向寬度）越來越大，拉伸的幅寬可能達到10米左右。現有的薄膜橫向拉伸烘箱的風箱系統單元當應用於拉伸大幅寬的薄膜時，存在以下問題：

一、薄膜幅寬大，意味著加熱空氣所需的功率較大，空氣處理腔室的電熱元件所需的溫度較高，空氣處理腔室的溫度相應較高；現有風箱系統單元的空氣處理腔室與外界接觸的表面積大而導致熱量散失較多，另外由於電熱元件對薄膜存在較強的熱輻射，導致薄膜橫向上各部位受熱不均勻；

二、每套風箱的左右兩側的風壓不容易控制均均勻，使薄膜兩端的加熱程度差異較大，影響拉伸效果和拉伸質量；另一方面，近10米寬的薄膜位於烘箱裡面時，除了左右兩端受到夾持之外，長達10米的跨度中間沒有任何固定構件支撐，只有依靠氣流支撐，所以如果出風孔的氣流不穩定、不均勻，會導致薄膜支撐不穩定、不均勻，進而使薄膜各部位產生不均勻的上下抖動，影響拉伸質量和效果。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述缺點而提供及一種薄膜橫向拉伸設備的風箱系統單元，它能使薄膜橫向拉伸質量和拉伸比例均勻，且結構緊湊 。

其目的可以按以下方案實現：該薄膜橫向拉伸烘箱的風箱系統單元包括烘箱箱體，在烘箱箱體中安裝有四套長條形的風箱，風箱的長向沿橫向布置，四套風箱分為前後兩組；每組中的兩套風箱上下布置，其中位於下方的風箱稱為下風箱，位於上方的風箱稱為上風箱，下風箱的頂部設有朝向上方的出風孔，上風箱的底部設有朝向下方的出風孔；

其主要特點在於，每組風箱的上方設有橫向延伸的橫向進風管，橫向進風管的左右兩端分別連接有豎向進風管，左右兩條豎向進風管左右對稱布置，左側的豎向進風管分別連接該組風箱的上風箱的左端和下風箱的左端，右側的豎向進風管分別連接該組風箱的上風箱的右端和下風箱的右端，在每根橫向進風管的橫向正中央位置安裝有風量分配器， 風量分配器上方的橫向進風管管壁鏤空而成為橫向進風管的進風口；

每個風量分配器包括若干片豎立的隔板，豎立的隔板的數量為奇數且大於3，各片隔板的長向沿左右方向延伸，每前後相鄰兩隔板之間的縱向間距相等，每相鄰兩隔板之間設有一片傾斜的金屬導風板，金屬導風板的數量為偶數，每片金屬導風板均勻開設有多個導風孔，各片金屬導風板的大小、整體形狀相同；各片金屬導風板開設的導風孔大小及位置完全對應相同；每一片金屬導風板的導風孔總面積佔該金屬導風板總面積的比例為55～65%，且各片金屬導風板的這個比例值相等；

各金屬導風板的傾斜角度θ大小相等，且都為25°～35°；在每相鄰兩片金屬導風板中，其中一片金屬導風板自右上方向左下方傾斜，另一片金屬導風板自左上方向右下方傾斜；各片金屬導風板的導風孔為衝壓所形成的衝壓孔，衝壓孔的衝壓線首尾不相連，金屬板被衝開的部位形成為連綴片，連綴片與金屬導風板仍然連為一體，連綴片相對於金屬導風板向下方彎折，且連綴片與對應的金屬導風板之間形成的夾角大小等於2θ，θ為對應的金屬導風板的安裝傾斜角度；

在每組風箱中，在下風箱的下方還設有橫向延伸的下回收風管，在上風箱的上方還設有橫向延伸的上回收風管，上回收風管和下回收風管也位於所述烘箱箱體中，

上回收風管和下回收風管分別開設有回流孔；每組風箱對應配套有一根豎向總回收風管，前面一組風箱對應的豎向總回收風管稱為前豎向總回收風管，後面一組風箱對應的豎向總回收風管稱為後豎向總回收風管；前面一組風箱對應的上回收風管和下回收風管與前豎向總回收風管連通，後面一組風箱對應的上回收風管和下回收風管與後豎向總回收風管連通；

還設有空氣處理腔室，空氣處理腔室所處的豎向位置高於前後兩根橫向進風管；空氣處理腔室在水平截面上分為進風腔、迴風腔、加熱腔；進風腔的水平截面形狀呈凹字形，且進風腔的凹口朝向左方；迴風腔的水平截面形狀呈凹字形，且迴風腔的凹口朝向右方，整個迴風腔布置在進風腔的凹口位置；加熱腔在水平截面上呈矩形，整個加熱腔布置在迴風腔的凹口位置；進風腔、迴風腔、加熱腔三者在水平截面上組合形成為矩形；

凹字形的進風腔分為三個區域，即前進風區、後進風區和中間進風區，前進風區位於凹字形進風腔的前翼，後進風區位於凹字形進風腔的後翼，中間進風區位於前進風區和後進風區之間；

凹字形的迴風腔分為三個區域，即前迴風區、後迴風區和中間迴風區，前迴風區位於凹字形迴風腔的前翼，後迴風區位於凹字形迴風腔的後翼，中間迴風區位於前迴風區和後迴風區之間；

前迴風區的底部鏤空而直接連通著前豎向總回收風管的上埠；後迴風區的底部鏤空而直接連通著後豎向總回收風管的上埠；前進風區位於前面一根橫向進風管的風量分配器的正上方，且前進風區的底部鏤空而直接連通著前面一根橫向進風管的的進風口；後進風區位於後面一根橫向進風管的風量分配器的正上方，且後進風區的底部鏤空而直接連通著後面一根橫向進風管的的進風口；

加熱腔的前後側面密封，加熱腔的頂面和底面密封，加熱腔的右側面直接與中間進風區連通，在中間進風區的縱向中央位置設有離心風機，離心風機的中心軸線方向為橫向，加熱腔的右側面直接面對著離心風機的進風面；加熱腔的左側面直接與中間迴風區連通；加熱腔中布置有電熱元件。

本發明具有以下優點和效果：

一、本發明的空氣處理腔室的進風腔、迴風腔、加熱腔三者在水平截面上組合形成為矩形，整體結構十分緊湊，佔用體積小，設備體積小而節省設備製造成本；另外，整個空氣處理腔室與外界接觸的表面積小，且溫度最高的加熱腔被層層包圍在中央，因而熱量散失少，對薄膜直接的熱輻射少，避免熱輻射的因素而意外地影響薄膜的溫度。

二、本發明的風量分配器具有以下優點和效果：

1、氣流從凹字形的進風腔向下運動並向橫向進風管的左右兩側分配時，由於進風腔的底部鏤空口面積很大寬度（寬度可以達到1米的級別），因此從進風腔的底部鏤空口向下運動的氣流雖然為同一股氣流，但其內部各區域的氣流速度其實存在一定差異，如果簡單地利用傳統三通的方式進行分流，則得到的左右兩股氣流的速度可能存在較大差異，而採用本發明的風量分配器則能降低左右兩股氣流的速度差異的程度，使每片傾斜金屬導風板上方的氣流大致平衡地向左右分配（第一層次的分配），使每相鄰兩片傾斜金屬導風板上方的氣流對稱平衡地向左右分配（第二層次的分配），使所有偶數片傾斜金屬導風板上方的氣流對稱平衡地向左右分配（第三層次的分配），經過三個層次的分配，本發明的風量分配器能夠將進風腔的熱風向橫向進風管的左右兩側平均分配；

2、金屬導風板的鏤空部位與非鏤空部位相間分布，因此氣流經過金屬導風板時，氣流被切割成很多小股，加上在金屬導風板的導向作用下，氣流順勢拐彎（避免急劇轉彎），因此分配後所得到的氣流穩定，紊流程度低；

3、風量分配器本身高度較低，又布置在橫向進風管的內腔，因此風量分配器不會增加整臺設備的高度和體積（而傳統Y字形三通分流方式則需要佔用一段較高的豎向空間）；

4、各片金屬導風板的的衝壓孔既滿足透風的需要，衝壓所形成的連綴片又能對透過去的氣流進行導向，且金屬導風板的製作過程簡易。

三、熱風從左右兩端對稱進入風箱，確保橫向拉伸質量、拉伸比例均勻。

四、風箱系統單元的四套風箱一共形成有八個進風的入口，但這八個進風的入口只需共用一颱風機和一套電熱元件，進而便於實現八個進風入口的風壓和溫度同步調控，容易實現薄膜整體上的加熱均衡。

五、位於薄膜上方的熱空氣由薄膜上方的上回收風管回收，而位於薄膜下方的熱空氣由薄膜下方的下回收風管回收，這樣可以避免氣流交叉而擾動薄膜。

附圖說明

圖1是本發明一種具體實施例的整機立體結構示意圖。

圖2是圖1所示結構在揭開烘箱箱體後的進風結構立體示意圖。

圖3是圖1所示結構在揭開烘箱箱體後的進風結構和迴風結構主視示意圖。

圖4是風量分配器在橫向進風管中的安裝位置立體示意圖。

圖5是圖3中J-J剖視示意圖。

圖6是圖3 中A-A剖面示意圖，表達空氣處理腔室的水平截面結構。

圖7是圖3中B-B剖面示意圖，表達空氣處理腔室底部的鏤空窗口的位置。

圖8是進風腔、迴風腔、加熱腔三者在水平截面上組合形成為矩形的示意圖。

圖9是圖8中的進風腔、迴風腔、加熱腔的分解示意圖。。

圖10是空氣處理腔室在工作時的空氣流動路徑及方向示意圖。

圖11是凹字形形狀的幾何結構解析示意圖。

圖12是圖10中C-C剖面結構及空氣流動路徑示意圖。

圖13是圖10中D-D剖面結構及空氣流動路徑示意圖。

圖14是圖10中E-E剖面結構及空氣流動路徑示意圖。

圖15是圖10中F-F剖面結構及空氣流動路徑示意圖。

圖16是圖10中G-G剖面結構及空氣流動路徑示意圖。

圖17是圖3中Z-Z截面上的工作狀態示意圖。

圖18是圖17中每一組風箱（包括一套上風箱和一套下風箱）的結構及工作狀態示意圖。

圖19是下回收風管的立體結構示意圖。

圖20是圖4中風量分配器的立體結構示意圖。

圖21是圖20中風量分配器的俯視結構示意圖。

圖22是21中K-K剖視示意圖。

圖23是21中H-H剖視示意圖。

圖24是圖23中M向投影局部示意圖。

具體實施方式

圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖17所示，該薄膜橫向拉伸烘箱的風箱系統單元包括烘箱箱體11，在烘箱箱體11中安裝有四套長條形的風箱，四套風箱分為前後兩組；每組中的兩套風箱上下布置，其中位於下方的風箱稱為下風箱52，位於上方的風箱稱為上風箱51，每套風箱（每套上風箱51或每套下風箱52）均由由前後並排的三個風箱單元50組成（如圖18所示），風箱單元50的長向沿橫向布置，下風箱的頂部設有朝向上方的出風孔53，上風箱的底部設有朝向下方的出風孔53，如圖17、圖18所示；

圖12、圖16、圖17所示，每組風箱的上方設有橫向延伸的橫向進風管4，橫向進風管4的左右兩端分別連接有豎向進風管42，左右兩條豎向進風管42左右對稱布置，左側的豎向進風管42分別連接該組風箱的上風箱51的左端和下風箱52的左端，右側的豎向進風管42分別連接該組風箱的上風箱51的右端和下風箱52的右端；在每根橫向進風管4的橫向正中央位置安裝有風量分配器3， 風量分配器3上方的橫向進風管管壁鏤空而成為橫向進風管的進風口41；

圖20、圖21、圖22、圖23所示，每個風量分配器3包括若干片豎立的隔板31，豎立的隔板31的數量為五片，各片隔板31的長向沿左右方向延伸，每前後相鄰兩隔板31之間的縱向間距相等，每相鄰兩隔板31之間設有一片傾斜的金屬導風板32，金屬導風板32的數量為偶數，每片金屬導風板32均勻開設有多個導風孔33，各片金屬導風板32的大小、整體形狀相同；各片金屬導風板32開設的導風孔33大小及位置完全對應相同；每一片金屬導風板32的導風孔33總面積佔該金屬導風板32總面積的比例為60%，且各片金屬導風板的這個比例值相等，即都為60%；各金屬導風板32的傾斜角度θ大小相等，且都為30°；在每相鄰兩片金屬導風板32中，其中一片金屬導風板32自右上方向左下方傾斜，如圖22所示，另一片金屬導風板32自左上方向右下方傾斜，如圖23所示；

圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17所示，在每組風箱中，在下風箱52的下方還設有橫向延伸的下回收風管62，下回收風管62的形狀如圖19所示，在上風箱51的上方還設有橫向延伸的上回收風管61，上回收風管61的形狀類似於下回收風管62，上回收風管61和下回收風管也位於所述烘箱箱體11中，上回收風管61和下回收風管62分別開設有回流孔63；每組風箱對應配套有一根豎向總回收風管，前面一組風箱對應的豎向總回收風管稱為前豎向總回收風管71，後面一組風箱對應的豎向總回收風管稱為後豎向總回收風管72；前面一組風箱對應的上回收風管61和下回收風管62與前豎向總回收風管71利用迴風中間連接管73連通起來，後面一組風箱對應的上回收風管61和下回收風管62與後豎向總回收風管72利用另外的迴風中間連接管73連通起來；

圖1至圖17所示，還設有空氣處理腔室10，空氣處理腔室10所處的豎向位置高於前後兩根橫向進風管4；空氣處理腔室10在水平截面上分為進風腔2、迴風腔8、加熱腔9；進風腔2的水平截面形狀呈凹字形，且進風腔的凹口24朝向左方；迴風腔8的水平截面形狀呈凹字形，且迴風腔的凹口84朝向右方，整個迴風腔8布置在進風腔的凹口24位置；加熱腔9在水平截面上呈矩形，整個加熱腔9布置在迴風腔的凹口84位置；進風腔2、迴風腔8、加熱腔9三者在水平截面上組合形成為矩形；凹字形的進風腔2分為三個區域，即前進風區22、後進風區23和中間進風區21，前進風區22位於凹字形進風腔2的前翼，後進風區23位於凹字形進風腔2的後翼，中間進風區21位於前進風區22和後進風區23之間；凹字形的迴風腔8分為三個區域，即前迴風區82、後迴風區83和中間迴風區81，前迴風區82位於凹字形迴風腔8的前翼，後迴風區83位於凹字形迴風腔8的後翼，中間迴風區81位於前迴風區82和後迴風區83之間；前迴風區的底部鏤空而形成鏤空窗口820，該鏤空窗口820直接連通著前豎向總回收風管71的上埠；後迴風區的底部鏤空而形成鏤空窗口830，該鏤空窗口830直接連通著後豎向總回收風管72的上埠，前進風區22位於前面一根橫向進風管4的風量分配器3的正上方，且前進風區22的底部鏤空而形成鏤空窗口220，該鏤空窗口220直接連通著前面一根橫向進風管4的進風口41；後進風區23位於後面一根橫向進風管4的風量分配器3的正上方，且後進風區23的底部鏤空而形成鏤空窗口230，該鏤空窗口230直接連通著後面一根橫向進風管4的進風口41； 加熱腔9的前後側面密封，加熱腔9的頂面和底面密封，加熱腔9的右側面直接與中間進風區21連通，在中間進風區21的縱向中央位置設有離心風機1，離心風機1的中心軸線方向m為橫向，加熱腔9的右側面直接面對著離心風機1的進風面；加熱腔9的左側面直接與中間迴風區81連通；加熱腔9中布置有電熱元件91。

圖24所示，各片金屬導風板的導風孔33為衝壓所形成的衝壓孔，衝壓孔的衝壓線(衝壓線如圖24中的弧線PQR所示)首尾不相連，即P點與Q點不相連，金屬板被衝開的部位形成為連綴片34(連綴片如圖24中的弧線PQS所示)，連綴片34與金屬導風板21仍然連為一體(連接部位如圖24中PQ部位所示)，連綴片34相對於金屬導風板32向下方彎折，且連綴片34與對應的金屬導風板32之間形成的夾角（如圖22中的∠W）大小等於60°（即2θ）。

圖11所示，凹字形的幾何形狀，在結構上可以分為前翼102、後翼103和中間翼101，前翼102、後翼103和中間翼101三者半包圍的缺口區域成為凹口104，凹口的朝向即是缺口的朝向,如圖11箭頭所示。

上述實施例中，豎立的隔板的數量可以改為七片，或者九片，相應的金屬導風板的數量改為六片，或者八片。

上述實施例中，各金屬導風板的傾斜角度可以改為35°，相應的每一片金屬導風板的導風孔33總面積佔該金屬導風板32總面積的比例改為65%；或者各金屬導風板的傾斜角度可以改為25°，相應的每一片金屬導風板32的導風孔33總面積佔該金屬導風板32總面積的比例改為55%。

實施例的使用過程及原理如下：

薄膜不斷向前行進，行進方向如圖17中箭頭V所示，穿過下風箱52和上風箱51之間，並接受下風箱52和上風箱51的出風孔53吹出空氣的加熱，如圖16、圖18所示，並接受橫向拉伸；

離心風機1啟動，空氣從加熱腔9的左側進入加熱腔9，接受電熱元件91的加熱，然後從加熱腔9的右側流向入離心風機1的進風面,如圖10箭頭所示，進入離心風機1，在離心風機1的離心力作用下，熱風被甩向離心風機1的前側和後側，即甩向中間進風區21的前側和後側，在中間進風區21平均分為前後兩股,如圖10箭頭所示；

前面一股熱風進入前進風區22,如圖10箭頭所示，然後從前進風區的底部鏤空窗口220向下流動，如圖12箭頭所示，到達前面的風量分配器3之後，被前面的風量分配器3平均分為左右兩股，左右兩股分別流向前面的一根橫向進風管4的左右兩側，然後流入前面的左右兩根豎向進風管42，接著從前面的左右兩根豎向進風管42分別進入前面一組的上風箱51的左右兩端，以及進入前面一組的下風箱52的左右兩端，直至從前面一組的上風箱51的出風孔53 向下流出，以及從前面一組的下風箱52的出風孔53 向上流出，流向薄膜88，如圖12箭頭所示，也如圖18的豎向箭頭所示，即流入烘箱內腔；

後面一股熱風進入後進風區23，如圖10箭頭所示，然後從前進風區的底部鏤空窗口230向下運動，如圖16箭頭所示，到達後面的風量分配器3之後，被後面的風量分配器3平均分為左右兩股，左右兩股分別流向後面的一根橫向進風管4的左右兩側，然後流入後面的左右兩根豎向進風管42，接著從左右兩根豎向進風管42分別進入後面一組的上風箱51的左右兩端，以及進入後面一組的下風箱52的左右兩端，直至從後面一組的上風箱51的出風孔53 向下流出，以及從後面一組的下風箱52的出風孔53 向上流出，流向薄膜88，如圖16箭頭所示，也如圖18的豎向箭頭所示，即流入烘箱內腔；

此後，在負壓（該負壓由離心風機1的抽吸作用而產生，並傳遞到上回收風管61的回流孔63）作用下，烘箱內腔中位於薄膜88上方的熱風流入上回收風管61的回流孔63；在負壓（該負壓由離心風機1的抽吸作用而產生，並傳遞到下回收風管62的回流孔63）作用下，烘箱內腔中位於薄膜88下方的熱風流入下回收風管62的回流孔63；

前面一組風箱對應的上回收風管61和下回收風管62的回收空氣通過迴風中間連接管73流入前豎向總回收風管71 ，然後向上流入前迴風區82 ，接著水平流入中間迴風區81，如圖13箭頭所示，進而向右流入加熱腔9，如圖10箭頭所示。

後面一組風箱對應的上回收風管61和下回收風管62的回收空氣通過迴風中間連接管73流入後豎向總回收風管72，然後向上流入後迴風區83 ，接著水平流入中間迴風區81，如圖15箭頭所示，進而向右流入加熱腔9，如圖10箭頭所示；

如此不斷循環。