本发明涉及一种连续工作的双带压力机。它能生产层压塑料、刨花板、纤维板、胶合板等类的制品。 双带压力机(又见DE-OS 2421296)用于连续生产无接头的板状材料(板,片状带材),特别是生产装饰用层压塑料、表面有一层铜的电气层压塑料、热塑板、层压刨花板、纤维板等制品,这种双带压力机有两条连续运转的无头压带。位于压带之间的原料在向前运输的同时受到压力和热(如果必要的话)的作用而硬化。为了产生施加在原料上的工作压力,采用了具有压力室的等压器。压力室由压板、压带和滑面密封件围成,在压力室中通过压力流体介质,如油或高压气体建立压力。
通常把热传递给压制材料的方法是,对双带式压力机进料口的导向滚筒加热,通过导向滚筒把热传递给双带压力机的压带。压带将吸收的热量传递给受到表面压力作用的压制材料所处的两条压带之间的区域,即所谓的反应区,在这里将热传给压制材料。但由于压带地热容量有限,这些热量在许多情况下是不够用的。
DE-OS 3325578中公开的导热无件,可以增加在反应区中传递给压带的热量。这些导热元件由一种导热率高的材料制成,并且一个表面装靠在双带压力机的压板上,形成良好的热接触。导热元件的另一面在反应区中与压带内侧滑动接触。将压板加热至高于反应区额定值的温度,则在压板和压带之间就有温度梯度,使热流通过导热元件传给压带。压带又把这些增加的热传给压制材料。利用这种设备,可以冷却压板,进而冷却压带。
DE-OS 2421296中还公开了对双带压力机的压板进行加热的另一种方式,即在压板上设管孔道,热的流体介质经过孔道对压板加热。若要冷却压板,在这些孔道中引入冷却流体介质即可。流体介质可采用例如气体或蒸汽或液体,如热油或冷却液体,例如,冷却液体也可以用水。这些用于加热或冷却双带压力机的压板的介质以下简称为载热介质。
这些大家熟悉的导热元件的缺点是,热量要由在压板孔道中流动的载热介质传给压板,又经压板传给导热元件,最后由导热元件传给压带,每次热传递都减小了有效的导热能力。并且双带式压力机上的孔道距压带较远,使热流受到限制,在一些应用中,导热元件所传递的最大热量都不能满足要求。
本发明的任务是,进一步完善双带压力机中压板的传热部件,以获得更好的导热能力,使之在反应区给压带传递更多的热量。
在本发明中,将导热元件安装在压板的加热区-冷却区之间的过渡区内,有特别的优越性。这样,压带在此位置有了机械支撑,并且有效地避免了较大的温差在加热区和冷却区造成的热胀或冷缩,而排除了弯曲的危险。
采用此发明的益处特别在于,取消了从孔道至压板,从压板至导热元件的热传递,以最短的路经把热传给压带,总体来看,就是与采用目前技术可能传递的热量相比,它能在反应区把多得多的热量传给压制材料,或把压制材料的热带走。
本发明的优选实施例如附图所示,下面将加以详细说明。
图1.双带压力机的侧视问剖面图
图2.通过双带压力机进料口的剖面
图3.从压带内侧观察的压板图形
图4.沿图3中A-A线的剖面
图5.一种异热元件的剖面图
图6.图5中沿方向B的导热元件仰视图
图7.另一种实施例的导热元件剖面图
图8.另一种实施例的导热元件剖面图
图9.另一种实施例的导热元件剖面图
图10.设有加热区,冷却区的双带压力机的侧视剖面简图。
图11.从压带内侧观察的位于加热区,冷却区之间的过渡区中的压板图。
图12.图11中的B-B剖面图
图13.图11中的C-C剖面图
图14.另一个实施例中的导热元件在反应区中的纵向剖面图
图15.另一个实施例中的导热元件在反应区中的横向剖面图
图16.柔性导热元件的仰视图
图1所示的连续工作的双带压力机由以下几部分组成:上下布置的下压带部分2和上压带部分3。压带部分2、3分别由两个导向滚筒4、5和6、7以及一条连续无头压带8、9组成。一般用高抗拉钢带制成的压带8、9绕着导向滚筒4、5和6、7,并用液压缸10对具张紧。装在机座上的四个导向滚筒4、5、6、7可以转动,为了清楚起见,图中没有将机座表示出来。每个压带部分2、3至少有一个导向滚筒由电机驱动,使压带8、9沿简明头方向绕导向滚筒4、7转动。反应区11位于上压带9的下回行段与下压带8的上回行段之间。如图,原料12从右向左运动通过双带式压力机时,在反应区受到表面压力和热的作用而被挤压。
原料12可以是,例如,人造树脂浸渍过的材料、层压材料、纤维-粘结剂的混合体、热塑板等这类材料。上述实施例中的原料12也可以是这样的。将单个环氧树脂浸渍过的玻璃纤维板层迭成层状板,然后在其表面放置铜箔,经过双带压力机1压制成表面有一层铜的层压板。这种制品可用作印刷线路板的原材料。
为了在反应区产生作用于原料12上的表面压力,将压板13安装在双带压力机1的机座上,压力从压板处液压地作用在压带8、9内侧上,然后由压带8、9将此压力传给原料12。在压力由液力方式传递时,在压板13和压带8、9内侧之间的空间中装一种能承受压力的流体介质。该空间就是所谓的压力室14,其侧面边界由滑面密封件15限定。滑面密封件15呈环状封闭,位于压板13中并可在压带8、9的内侧上滑动。压力介质最好选用人造油。还可用气体,如高压空气。如图3所示,压板13中有一个进口19,由此压力介质进入压力室14。
如图4详细所示,滑面密封件15由一个装有密封体21的U形保持架20组成。位于压板13的槽22中的保持架20受到来自槽底部的压惫介质的冲击,使密封体21受到挤压,紧靠在运动着的压带8、9上,使压力室14与大气隔绝。U形保持架20上的沟槽22中装有一个○形图,使槽22与大气隔绝。
对进料口的导向滚筒4、7加热,即可将热传至反应区11中的原料12上。如图2详细所示,导向滚筒4、7的外壳16中有孔17,孔中有加热的载热介质流动。进料口导向滚筒4、7的热传给压带8、9,压带又在反应区11把吸收的热量传给原料12。但由于压带8、9的热容量有限,在许多情况下,在反应区11中传递的热量不足以使原料硬化。作为对进料口导向滚筒4、7加热的补充或选择方案,在压板13中安装了导热元件18。借助于它们,能在反应区11把更多的热量传给压带8、9。利用导热元件18,还可以在反应区对压带8、9进行冷却,进而冷却原料12。
图3给出了导热元件18在压力室中的位置。具有园形底面的导热元件18一排一排布满压力室14。相邻两排的导热元件18交错排列,使在整个压带表面上进行的加热和冷却都是均匀的。
从图4还可以看到,在压力室14内部,平行于压板13安装了一个导向板24。它与在压板13、压带8、9之间都有一定的距离。用螺钉25和调位衬套26把导向板24固定在压板13上,并且在靠近安装导件元件18的位置处,导向板有园形通孔27,它们的直径比导热元件18的大一些。导热元件18的壳体31是园柱形的。在壳体31的一端有一圈边缘28,边缘28的外径大于通孔27的直径。导热元件18装在导向板24的通孔27中,使边缘28面向压板13。这样就防止了更换压带8、9时,导热元件18从压力室14脱落出来。
在压板13和导热元件18面向压板一端之间装有弹簧29、30。它们的一端固定在压板13上,另一端固定在导热元件18的壳体上。弹簧29、30将导热元件18的一面65压靠在压带8、9上。双带压力机1运转时,压带8、9沿导热元件18的面65运动。借助于弹簧29、30的压力,使导热元件18与压带8、9之间形成良好的热接触。图4中是两种不同结构的弹簧,图4在边的导热元件18上有一个片簧29,图4右连的导热元件18上有一个螺旋弹簧30。如果需要,还可以把弹簧29、30锡焊或硬焊在壳体31上。
本发明在导热元件18的壳体31中装有用以加热或冷却的介质,使导热元件18的热直接传给压带8、9,或者,压带的热被导热元件18吸收而冷却。由于紧靠压带8、9的导热元件18的面65与压带8、9之间形成的良好的热接触。使原料12和导热元件18之间的热传导路径缩短,热阻减小,所以对原料12的加热或冷却都能取得最好的效果。
下面参照图5至图9详细说明几种导热元件的结构。
图5中的导热元件由坚固紧凑的园柱形壳体31组成,壳体一端有边缘28。在园柱形壳体31中有几个相互联通的孔32。孔32又和输入管道33、输出管道34相通。输入、输出管道一直通到靠近边缘28的壳体表面。输入管道33和输出管道34通过一个柔性波纹管35(见图4)与压板13中相应的输送管道相联。片簧29底部的支撑面39位于边缘28和输入管道33、输出管道34之间。
加热的载热介质流经压板13中的输送管道、园柱形壳体31的输入通道33、孔32,最后从输出管道34流出。这样加热了导热元件18的园柱形壳体31。壳体31把这些热量经紧靠着压带8、9的表面38传给压带8、9。比较合适的加热用载热介质有,例如热油。用这种结构,使冷却介质流经孔32,也可冷却压带8、9。冷却用载热介质可以采用水或汞。
图6是沿图5中方向B观察的园柱形壳体31中对着压带8、9的表面38的仰视图。在表面38上有一些相距一定距离的垂直方向的沟槽36和水平方向的沟槽37。沟槽36、37相互交叉在表面形成网格。这些沟槽36、37即是压力室14中压力介质的通道,使灌入的压力介质处于园柱形壳体31中对着压带8、9的表面38和压带8、9之间,并对沿表面38滑动的压带8、9起润滑作用。
为了进一步改善在孔32中流动的载热介质和导热元件18之间的热传导,进一步提高导热元件18的效用,可以采用能扩大孔32的表面面积的附件。这种附件的结构见DE-OS 3717649,这里就不用多说明了。另一种能扩大孔32表面面积的途径是在这些孔中设置筋条(片)等。
图7是另一种结构的导热元件。它由一个园柱形的空心壳体40组成,一端是开口的。在壳体40的开口端有一个边缘28。在壳体40的开口端还有一个盖41,它与壳体40锡焊或硬焊成一体(如标号42所示)。盖41上有一个安装螺旋弹簧30的支承面47(见图4)。盖41还有两个供电引线44用的通道43。壳体40中有一个螺旋电阻加热器45,它与伸进壳体40中的引线44相接,壳体40的内部浇注有导热性能良好的电绝缘陶瓷体46。整个螺旋加热器45都埋置在陶瓷体46中。在引线44通过的通道43中也填满了电绝缘物质。这种电绝缘物质可以是陶瓷或玻璃。由于所有的导电部分44和45都埋置在电绝缘物质中,完全避免了与壳体40和盖41发生短路的危险。引线44又分别与压板13中相应的导线相接(见图4)。为了保护压力室14中的引线44,可将它装在柔性波纹管35中。
若给每个导热元件18的导线加上电压,则有电流经引线44流过螺旋电阻加热器45并将它加热。这些热量经陶瓷体46传给导热元件18的壳体40,然后再传给压带8、9。这种结构的优点是,导热元件18能加热到比图5的实施例还要高的温度,因为大多数载热介质只是在一定温度范围内才是稳定的,另一个优点是,导热元件18的加热功率可以由通过的电流加以控制。还有一个优点是,通过接通、切断导热元件18的电流,可以满足不同的要求,即可以按照需要进行加热。
壳体40和盖41例如可由热的良导体铜组成。另外表也是很合适的材料。此外,壳体40用钢材制成深冲件,然后镀铜也是可行的。这些材料也可用于图5中导热元件的园柱形壳体31。
图8是另一种实施例的电加热的导热元件18该导热元件与图7的导热元件18一样,由一个壳体40和盖41组成,壳体40中装有一管式加热器48。此管式加热器通过一种导热率很高的硬焊料49与壳体40的内壁和底部相联。在通道43中的引线44被玻璃料50绝缘。这些玻璃料50还能防止压力室14中的压力介质进入壳体40。
图9是一种电驱动的导热元件18。它可以在反应区11冷却压带8、9,进而冷却原料12。这种导热元件与图8中的一样,只是用Peltier-Modul51(“珀耳帖”模块)取代了管式加热器。Peltier-Modul51的一面靠在壳体40的底面52上,并与引线46相联。若接通导热元件18,则有电流流过Peltier-Modul51,使底面52、壳体40冷却。这样也就把压带8、9以及原料12的热量带走并使之冷却。
在图5至图9的实施例中,导热元件18的壳体都是园柱体。导热元件18的壳体可以是长方体或棱柱体。导向板24(见图4)的通孔27的直径比导热元件18的壳体大一些,面向压板13的导热元件18一端的周向边缘又比通孔27大一些。这样避免了导热元件18从导向板中掉出来。特别是这些长方体或棱柱体的导热元件也可以分布在整个压力室14中。
为了避免在压板13和导热元件18之间产生不利的热流,可以对压板13进行加热或冷却。用一般的方法,即在压板13设孔,使加热或冷却的载热介质流过压板13中的孔就可达到目的。
本发明中导热元件的优点特别在于,它们安装在两块压板之间的过渡区内。其中一块压板是加热板,另一块是冷却板。
图10是装有这种压板67的双带式压力机53。在进料口设有加热区54,出料口设有冷却区55。双带式压力机53的压板67分为加热板56和冷却板57的部分。其中,加热的载热介质流过加热板上56的孔69,冷却的载热介质流过冷却板57上的孔70。在加热板56和冷却板57中分别装有环形的无缝滑面密封件15,在侧面将两个独立压力室66、71分开。加热板56处的压力室66中装有本发明的导热元件18,用于加热压带8、9。冷却板57处的压力室71中装有本发明的另一种导热元件18,用于冷却压带8、9。作为补充或另一方案,压力室66、71中还可采用传统的导热元件,其结构见DE-OS 3325578。采用本发明的或传统的导热元件,使原料12在加热区54被加热,随后在冷却区55被冷却。
在加热区54和冷却区55之间的过渡区中出现的较大的温度梯度,导致压带8、9产生各种热胀和冷缩现象。这些热胀或冷缩在压带8、9中引起了内应力,使压带8、9出现凸凹或开裂,导致压带报废,至少使压带8、9的工作寿命减短。另外,还会在奈料12的表面留下印迹。令人惊异的是,把本发明的导热元件装在加热区54和冷却区55之间的过渡区,即可减小这种内应力。
图11至图13是一个用于减小压带应力的导热元件58的实施例。导热元件58安装在压板67的槽68内。槽68位于加热板56和冷却57之间的过渡区。它的壳体59是全面对称的长方体或棒状体。壳体59用导热性能良好的材料,如铜,制成。长方形壳体的长度在压力室66、71的宽度和压带8、9的宽度之间,如图11和图12所示。装在槽68中、靠着压板67的弹簧60使壳体59靠在压带8、9上。
如图13所示,壳体59内至少有一个纵向的孔61。载热介质经输入管道62进入孔61。输入管道62通过一柔性波纹管63与压板67中的供应管道64相连。载热介质通过压板67中的供应管道64、输入管道62进入孔61。按照需要选择加热用或冷却用载热介质,可加热或冷却壳体59。这样,压带8、9在槽68处,即加热区54与冷却区55之间的过渡区中,也被加热或冷却。
适当地选择导热元件58的温度和壳体59通过弹簧60对压带8、9旋加的压力,可以使压带8、9在加热区54和冷却区55之间的过渡区中保持平坦,防止由于在加热区54和冷却区55不同的热膨胀使压带8、9在过渡区产生凸凹或开裂现象。另外还减小了过渡区中压带8、9上出现的内应力。在一定情况下,甚至对导热元件58既不加热,也不冷却,而只借助于弹簧60使之靠在压带8、9上也能有效地减少过渡区中压带的内应力。
当然,位于加热区54和冷却区55之间的过渡区中的导热元件58也可通过电加热元件或者Peltier-Modul进行加热或冷却。如上述根据实施例对导热元件所做的说明。图14就是这种位于过渡区的棒状导热元件72,它用螺旋加热器进行电加热。
导热元件72有一空心室73,用盖74将其封闭。在室73中装有螺旋加热器75。螺旋加热器75可埋置在导热率高的陶瓷中。螺旋加热器75的引线77通过盖74的通孔76引出并接入波纹管78。波纹管78的一端固定在盖74的通孔76上。通孔76中浇注有绝缘玻璃料80。波纹管78位于压板13的槽79内,另一端固定在远离压带8、9的压板13一端。槽79与压板13中远离压带8、9的通孔82丁接。塞于81将孔82封闭。引线77从密封玻璃料80中接出。引线77在压板13外与电源相联。波纹管78保护并密封引线77。
导热元件72的支架和导向装置详见图15。面向压带8、9的导热元件72一端,每侧都有一个槽83。S形支架85的榫84嵌在槽83中。S形支架85的另一端用螺钉紧固在压板13上。榫84对导热元件72导向。槽83允许导热元件72在垂直方向上有一定的活动范围。这样在所有的工况下,导热元件都能通过弹簧60紧靠在压带8、9上。
上、下压板中的导热元件最好能相对布置(见图2或图10)。尤其是采用较长的棒状导热元件时,由于它们的纵向刚度较大,所以当由压带或压制材料的误差在压带宽度方向引起厚度波动时也不会变形。这又使压带和导热元件之间的摩擦增加。为了消除这些点状误差,可使对称布置的导热元件中有至少一个是柔性的。图16即是柔性、棒状导热元件87的仰视图。导热元件87的两则每隔一定的距离就有一个槽88。这些槽88降低了导热元件87的纵向刚度,增加其纵向的柔性,能适应压带8、9在槽向存在的点状厚度波动,有效地防止破坏压带8、9的负荷的增加。
若温度梯度很大,或者加热区54和冷却区55之间的过渡区较宽时,在某些情况下只用一个导热元件就不足以减小压带上出现的应力。在这种情况下,可以在压带运行方向的过渡区中顺序安装几个棒状导热元件。
这些能减小压带中应力的导热元件可以按照本发明安装在所有存在温度梯度的地方。特别是可以安装在双带压力机1、53中冷却后的压带8、9进入加热区54的进料口处。
采用本发明中的导热元件,可以减小热阻,改善对压带的加热或冷却。采用本发明中具有优点的结构,可以减小应力,避免压带产生凸凹或开裂现象,延长压带的寿命。还有一个优点是,比到目前为止其它双带压力机生产的压制板的精度要高得多。