提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置及方法

摘要

本发明公开了一种提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置及方法,该装置包括冷却转盘、多个冷却头组件、插胚凸轮板、提胚凸轮板、脱胚凸轮板，结晶链上设有保护套，瓶胚设置在保护套内，且瓶胚口外露于保护套，冷却头组件安装在冷却转盘上、且冷却头组件设置在保护套的上方，冷却头组件包括上安装板与下安装板、冷却轴体、导向轴，上安装板上设有上滚轮，下安装板上设有下滚轮，插胚凸轮板、提胚凸轮板、脱胚凸轮板均安装在冷却头组件的旋转路径中，脱胚凸轮板设置在提胚凸轮板的下游，插胚凸轮板位于上滚轮的上方，提胚凸轮板位于下滚轮的下方，脱胚凸轮板位于上滚轮与下滚轮之间。其能使结晶机瓶口冷却生产效率提高。

说明书

技术领域

本发明涉及结晶机技术，特别涉及一种提高结晶机瓶口冷却生产效率的装 置及方法。

背景技术

传统的结晶机冷却瓶口采用的方式如图1所示：在A处冷却头开始插入瓶 胚冷却，逆时针旋转至B处插入到位，逆时针旋转至C处时开始拨出瓶胚，至 D处拨出到位，结束冷却，其缺点是在冷却单个瓶胚口时间一定的条件下，整 条结晶机冷却瓶口生产效率相对较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷，提供一种提高结晶机瓶口冷却生产 效率的装置及方法。

一种提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置，包括冷却转盘、多个冷却头组 件、插胚凸轮板、提胚凸轮板、脱胚凸轮板，结晶机的结晶链沿冷却转盘的外 周设置，结晶链上设有保护套，瓶胚设置在保护套内，且瓶胚口外露于保护套， 多个冷却头组件以冷却转盘的轴心线为中心安装在冷却转盘上、且冷却头组件 设置在保护套的上方，所述冷却头组件包括上下层叠设置的上安装板与下安装 板、冷却轴体、与冷却转盘连接的导向轴，导向轴依次穿过上安装板、下安装 板，上安装板与下安装板之间设有隔垫，冷却轴体固定在上安装板上、且冷却 轴体的轴头穿过下安装板露出，上安装板与冷却转盘的切线方向平行的至少一 个侧面上设有上滚轮，下安装板与所述上滚轮同一侧的侧面上设有下滚轮，所 述插胚凸轮板、提胚凸轮板、脱胚凸轮板均安装在冷却头组件的旋转路径中， 插胚凸轮板设置在结晶链进入冷却转盘的入口处，提胚凸轮板设置在结晶链绕 出冷却转盘的出口处，以所述入口处为起点，沿冷却转盘的旋转方向旋转，所 述脱胚凸轮板设置在提胚凸轮板的下游，插胚凸轮板位于上滚轮的上方，提胚 凸轮板位于下滚轮的下方，脱胚凸轮板位于上滚轮与下滚轮之间。

其进一步技术方案如下：

所述脱胚凸轮板靠近所述插胚凸轮板设置。

所述冷却头组件还包括上直线轴套、下直线轴套，所述上直线轴套、下直 线轴套均套在导向轴上，所述隔垫设置在上直线轴套与下直线轴套之间，所述 上安装板套在上直线轴套上，下安装板套在下直线轴套上。

所述冷却头组件还包括退料环，所述退料环套在冷却轴体的轴头上、且固 定在下安装板上。

所述的提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置还包括脱胚导轨，所述脱胚导 轨对应设置在脱胚凸轮板的下方，脱胚凸轮板的下端面与脱胚导轨的上端面之 间形成容纳下滚轮的导轨槽。

沿冷却转盘的旋转方向，所述插胚凸轮板的下端面呈逐渐下降的趋势，所 述提胚凸轮板的上端面呈逐渐上升的趋势，所述脱胚凸轮板的上端面呈逐渐上 升的趋势。

所述上安装板与冷却转盘的切线方向平行的两侧面上均设有上滚轮，下安 装板与冷却转盘的切线方向平行的两侧面上均设有下滚轮260，而且两个上滚轮 的上方均设有一块所述插胚凸轮板，两个下滚轮的下方均设有一块所述提胚凸 轮板，同一侧的上滚轮与下滚轮之间均设有一块所述脱胚凸轮板。

一种提高结晶机瓶口冷却生产效率的方法，包括如下步骤：

结晶链沿冷却转盘旋转方向绕冷却转盘的外周转动，冷却转盘带动冷却头 组件转动；

当冷却头组件的上滚轮沿插胚凸轮板的下端面移动时，冷却轴体的轴头逐 渐插入结晶链上保护套内的瓶胚内，开始进行热交换；

结晶链与冷却转盘同步旋转，当冷却头组件的下滚轮沿提胚凸轮板的上端 面移动时，冷却轴体的轴头及瓶胚向上移动逐渐与结晶链分离；

冷却转盘带动与结晶链分离的瓶胚继续旋转，当冷却头组件的上滚轮沿脱 胚凸轮板的上端面移动、且冷却头组件的下滚轮沿脱胚凸轮板的下端面移动时， 冷却轴体的轴头向上移动，其上的瓶胚被冷却头组件的下安装板阻挡与冷却轴 体的轴头分离，结束热交换。

其进一步技术方案如下：

当冷却头组件的上滚轮沿脱胚凸轮板的上端面移动时，还包括如下步骤：

冷却头组件的下滚轮沿脱胚凸轮板的下端面与脱胚导轨的上端面之间形成 的导轨槽移动。

当冷却头组件的上滚轮沿脱胚凸轮板的上端面移动，冷却轴体的轴头向上 移动时，还包括如下步骤：

冷却轴体的轴头上的瓶胚被下安装板下端面上的退料环阻挡，逐渐与冷却 轴体的轴头分离。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

上述提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置及方法，通过设置插胚凸轮板、 提胚凸轮板、脱胚凸轮板，将提胚与脱胚分离开来，冷却头组件由插胚凸轮板 转动到脱胚凸轮板的时间为单个瓶胚冷却时间，相对传统的结晶机冷却瓶口的 方式，在单个瓶胚冷却时间相等，结晶链回转半径相同的情况下，冷却头组件 的线速度得到了提高，而冷却头组件的线速度与结晶链的线速度相同，所以结 晶链的线速度也得到了提高，从而使结晶机冷却瓶口的生产效率提高了。

附图说明

图1为传统的结晶机瓶口冷却的示意图；

图2为本发明实施例所述的提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置的整体示 意图；

图3为本发明实施例所述装置插胚状态的局部示意图；

图4为本发明实施例所述装置提胚状态的局部示意图；

图5为本发明实施例所述装置脱胚状态的局部示意图；

图6为本发明实施例所述冷却头组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、结晶链，2、保护套，3、瓶胚，4、通水套，10、冷却转盘，20、冷却 头组件，210、上安装板，220、下安装板，230、冷却轴体，240、导向轴，250、 上滚轮，260、下滚轮，270、上直线轴套，280、下直线轴套，290、退料环， 30、插胚凸轮板，40、提胚凸轮板，50、脱胚凸轮板，60、脱胚导轨，70、导 轨槽。

具体实施方式

如图2至图6所示，一种提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置，包括冷却 转盘10、多个冷却头组件20、插胚凸轮板30、提胚凸轮板40、脱胚凸轮板50， 结晶机的结晶链1沿冷却转盘10的外周设置，结晶链1上设有保护套2，瓶胚 3设置在保护套2内，且瓶胚口外露于保护套2，多个冷却头组件20以冷却转 盘10的轴心线为中心安装在冷却转盘10上、且冷却头组件20设置在保护套2 的上方，所述冷却头组件20包括上下层叠设置的上安装板210与下安装板220、 冷却轴体230、与冷却转盘10连接的导向轴240，导向轴240依次穿过上安装 板210、下安装板220，上安装板210与下安装板220之间设有隔垫(图中未示 出)，冷却轴体230固定在上安装板210上、且冷却轴体230的轴头穿过下安装 板220露出，上安装板210与冷却转盘10的切线方向平行的至少一个侧面上设 有上滚轮250，下安装板210与所述上滚轮250同一侧的侧面上设有下滚轮260， 所述插胚凸轮板30、提胚凸轮板40、脱胚凸轮板50均安装在冷却头组件20的 旋转路径中，插胚凸轮板30设置在结晶链1进入冷却转盘10的入口处，即AB 段，提胚凸轮板40设置在结晶链1绕出冷却转盘10的出口处，即EF段，以所 述入口处为起点，沿冷却转盘10的旋转方向旋转，所述脱胚凸轮板50设置在 提胚凸轮板40的下游，即GH段，插胚凸轮板30位于上滚轮250的上方，提胚 凸轮板40位于下滚轮260的下方，脱胚凸轮板50位于上滚轮250与下滚轮260 之间。如图6所示，本申请中上安装板210与冷却转盘10的切线方向平行的两 侧面上都设有上滚轮250，下安装板210与冷却转盘10的切线方向平行的两侧 面上都设有下滚轮260，而且两个上滚轮250的上方均设有一块所述插胚凸轮板 30，两个下滚轮260的下方均设有一块所述提胚凸轮板40，同一侧的上滚轮250 与下滚轮260之间均设有一块所述脱胚凸轮板50，这样设置使冷却头组件上移 或下移时两侧同时受力，保持两侧平衡，避免插胚、提胚、脱胚不到位的情况 出现。

通过设置插胚凸轮板30、提胚凸轮板40、脱胚凸轮板50，将提胚与脱胚分 离开来，冷却头组件20由插胚凸轮板30转动到脱胚凸轮板50的时间为单个瓶 胚冷却时间，相对传统的结晶机冷却瓶口的方式，在单个瓶胚冷却时间相等， 结晶链1回转半径相同的情况下，冷却头组件20的线速度得到了提高，而冷却 头组件20的线速度与结晶链1的线速度相同，所以结晶链1的线速度也得到了 提高，从而使结晶机瓶口冷却生产效率提高了，而且将插胚凸轮板30设置在结 晶链1进入冷却转盘10的入口处，提胚凸轮板40设置在结晶链1绕出冷却转 盘10的出口处，使瓶胚口在保护套2内有足够的时间冷却，使提胚时瓶胚口能 由于冷却产生收缩而箍在冷却轴体230的轴头上，不至于掉落；传统的结晶机 冷却瓶口的方式，由于冷却时间恒定，而冷却时间内结晶链与瓶胚转动的距离 一定，所以速度无法提高。

参照图1，冷却单个瓶胚口时间为t，传统的结晶机瓶口冷却效率相对较低， 计算公式如下：

V1—传统的结晶链移动速度，R—结晶链回转半径，ω₁—传统的结晶链角速 度，α_AB—插胚段，α_CD—提胚段及脱胚段，n₁—传统的结晶链转速；

V1＝R×ω₁,因ω₁＝2n₁π,n₁＝(180-α_AB-α_CD)/360/t,将以上公式代入可得：

V1＝R×2n₁π＝2πR(180-α_AB-α_CD)/360/t(mm/s)；

参照图2，假设单个瓶胚冷却时间相等，结晶链1回转半径相同的情况下， 本实施例所述的冷却头组件20的线速度V2>V1,因冷却头组件20的线速度与结 晶链1的线速度是一样的，所以结晶链1的线速度也比原来提高了,结晶机瓶 口冷却生产效率提高了，计算公式如下：

V2—本实施例所述的结晶链1移动速度，R—结晶链1回转半径，ω₂—本实 施例所述的结晶链1角速度，α_AB—插胚段，α_EF—提胚段，α_GH—脱胚段，α_HA—直线OA与OH之间的夹角，n₂—本实施例所述的结晶链1转速；

V2＝R×ω₂,因ω₂＝2n₂π,n₂＝(360-α_AB-α_GH-α_HA)/360/t,将以上公式代入 可得：

V2＝R×2n₂π＝2πR(360-α_AB-α_GH-α_HA)/360/t(mm/s)

因α_HA<180°,所以V2>V1；

假设：α_AB＝α_CD＝α_GH＝10°，α_HA＝60°

则：V2/V1＝280/160＝1.75＝175％,生产效率提高了75％。

本实施例中所述脱胚凸轮板50靠近所述插胚凸轮板30设置。这样设置能 减小脱胚凸轮板50与插胚凸轮板30之间的夹角，使冷却头组件20的线速度与 结晶链1的线速度提高，进一步提高生产效率。

如图3至6所示，本实施例所述冷却头组件20还包括退料环290，所述退 料环290套在冷却轴体230的轴头上、且固定在下安装板220上。通过设置退 料环290，使脱胚更顺利，且不会伤害瓶胚口。

所述的提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置还包括脱胚导轨60，所述脱胚 导轨60对应设置在脱胚凸轮板50的下方，脱胚凸轮板50的下端面与脱胚导轨 60的上端面之间形成容纳下滚轮260的导轨槽70。通过导轨槽70，在脱胚过程 中，使下安装板220垂直方向保持相对静止，使瓶胚与冷却轴体230快速、顺 利地分离。

沿冷却转盘10的旋转方向，本实施例中冷却转盘10的旋转方向为逆时针 方向，所述插胚凸轮板30的下端面呈逐渐下降的趋势，在插胚过程中带动冷却 头组件20整体逐渐下移，所述提胚凸轮板40的上端面呈逐渐上升的趋势，带 动冷却头组件20整体逐渐上移，所述脱胚凸轮板50的上端面呈逐渐上升的趋 势，带动上安装板210相对下安装板220逐渐上移。

参照图3至图5，本实施例所述的提高结晶机瓶口冷却生产效率的装置原理 说明如下：

冷却开始状态A→B：(见图3)

插胚凸轮板30与上滚轮250组成凸轮机构，插胚凸轮板30相对静止，冷 却头组件20绕旋转中心(参照图1)旋转时，根据凸轮机构工作原理，插胚凸 轮板30下表面将向下压上滚轮250，使之向下运动，因上滚轮250与上安装板 210联接在一起，冷却轴体230固定在上安装板210上，所以带动冷却轴体230 沿导向轴240方向插入瓶胚口中，开始进行热交换(冷却轴体230用冷水循环冷 却，冷水由通水套4进入冷却轴体230)；

提胚状态E→F：(见图4)

提胚凸轮板40与下滚轮260组成凸轮机构，提胚凸轮板40相对静止，冷 却头组件20绕旋转中心(参照图1)旋转时，根据凸轮机构工作原理，提胚凸 轮板40上表面将向上推动下滚轮260，使之向上运动，因下滚轮260与下安装 板220联接在一起，下安装板220与上安装板210可以沿导向轴240滑动，下 安装板220将推动上安装板210向上移动，带动冷却轴体230和瓶胚向上移动 与结晶链1分离，瓶胚口因为冷却后产生收缩而箍在冷却轴体230的轴头上；

冷却结束状态G→H：(见图5)

脱胚凸轮板50与上滚轮250组成凸轮机构，脱胚凸轮板50相对静止，冷 却头组件20绕旋转中心(参照图1)旋转时，根据凸轮机构工作原理，脱胚凸 轮板50上表面将向上推动上滚轮250，使之向上作直线运动，因上滚轮250与 上安装板210联接在一起，冷却轴体230固定在上安装板210上，所以带动冷 却轴体230和瓶胚向上移动，同时下滚轮260在脱胚凸轮板50与脱胚导轨60 之间形成的导轨槽70中滚动，垂直方向保持相对静止，下滚轮260与退料环290 固定在下安装板220上，所以退料环290垂直方向保持相对静止，当瓶胚和冷 却轴体230同时向上移动时，瓶胚上表面将被退料环290下表面阻挡，与冷却 轴体230接触面积逐渐减少，直到与冷却轴体230完全脱离，结束冷却状态， 瓶胚在重力的作用下掉入胚斗中。

如图6所示，所述冷却头组件20还包括上直线轴套270、下直线轴套280， 所述上直线轴套270、下直线轴套280均套在导向轴240上，所述隔垫设置在上 直线轴套与下直线轴套280之间，所述上安装板210套在上直线轴套270上， 下安装板220套在下直线轴套280上。通过设置上直线轴套270、下直线轴套 280使上安装板210、下安装板220能更顺利地沿导向轴240上下移动。

一种提高结晶机瓶口冷却生产效率的方法，包括如下步骤：

结晶链1沿冷却转盘10旋转方向绕冷却转盘10的外周转动，冷却转盘10 带动冷却头组件20转动；

当冷却头组件20的上滚轮250沿插胚凸轮板30的下端面移动时，冷却轴 体230的轴头逐渐插入结晶链1上保护套2内的瓶胚内，开始进行热交换；

结晶链1与冷却转盘10同步旋转，当冷却头组件20的下滚轮260沿提胚 凸轮板40的上端面移动时，冷却轴体230的轴头及瓶胚向上移动逐渐与结晶链 1分离；

冷却转盘10带动与结晶链1分离的瓶胚继续旋转，当冷却头组件20的上 滚轮250沿脱胚凸轮板50的上端面移动、且冷却头组件20的下滚轮260沿脱 胚凸轮板50的下端面与脱胚导轨60的上端面之间形成的导轨槽70移动时，冷 却轴体230的轴头向上移动，其上的瓶胚被冷却头组件20的下安装板220下端 面上的退料环290阻挡，与冷却轴体230的轴头分离，结束热交换。

该方法能有效使结晶链1及冷却转盘10的速度提高，从而提高结晶机瓶口 冷却生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。