制瓶机吹气头概述_赵民生.pdf

年第 卷第期 ：收稿日期：；收到修改稿日期：作者简介：赵民生（），男 ：制瓶机吹气头概述赵民生（上海市硅酸盐学会窑炉与设备专业委员会，上海 ）摘要：介绍了制瓶机吹气头的结构和吹气、排气的工作原理及作用，重点是吹气头在热瓶内冷却的原理，分析了吹气头动作与相关机构的相互关系，最后叙述了吹气头潜在的缺陷。该工作对深入理解工艺过程及原理、保证产品质量具有重要意义。关键词：吹气头；正吹气；排气；热量；缺陷中图分类号：文献标志码：文章编号：（）（，）：，：；制瓶模具包括初模、成模、口模与底模等，由于吹气头体积小、成本低，未引起人们的关注。吹气头虽小，但其作用却不可小视，功能更是重要。吹气头的作用吹气头主要向初料胚内吹入压缩空气使其吹涨成型，为了配合热瓶成型，吹气头有数股气吹入和排出，见图。吹气头主要包含股气：（）正吹气（）吹涨初模胚使之紧贴成模四壁与模底，最终使热瓶成型；（）成模向外冷却排气（）从热瓶内向外通过瓶口与吹气管之间空隙排出气体，再通过排气板，循环不断地将热瓶内的热量排出机外，实现热瓶内的降温，形成热瓶内部循环冷却气（），排气降温在吹 吹法中特别重要；玻璃搪瓷与眼镜 年月图吹气头股气示意图（）瓶口平衡气（）从正吹气分一路直接接到瓶口处，保护瓶口不变形，业内称为平衡气；（）吹气头端面排气（）一般开有小槽或者小孔，用来排出瓶口处的气体；（）成模排气（）在正吹气力量的驱动下，吹涨后的料胚向成模贴近，此时料胚与成模之间的空间被挤压，该处的气体通过成模的排气孔或真空排出机外，防止气体在此空间产生气垫作用，迟缓成型速度。优化正吹气要提高机速和效率，理论上加大正吹气的压力即可。但其实不然，如果从一开始就用高压正吹气，此时初模料胚与成模壁不接触，模底也没有托住料胚，如气压过高，会对料坯产生较大的冲击力，损伤料坯。因此，正吹气开始时，应先用低气压吹入，使初模料胚吹涨后紧贴成模的壁和模底，此时再转入高压气，同时通过排气管路向机外排气，在热瓶内形成循环排气冷却回路。其优化过程如下：（）在正吹气刚开始阶段，正吹气会将料坯吹涨后紧贴成模的壁。这个阶段应使用低气压（比如 ），在正吹气时间段分配上约占；（）在热瓶内循环冷却阶段，正吹气可采用高气压（比如 ），在时间段上分配约占，一边向热瓶内吹高压气，一边向机外排气降温。优化正吹气的二段程序，既保证了初料胚吹涨热瓶成型，又能将成模内热瓶的热量迅速排出机外。加强热瓶排气的理论根据提高机速不只是加大冷却风，而且要排出热瓶内部的热量。将初模料胚放入成模后，初模料胚内表面温度高达 左右，与料滴温度相差无几，因此，提高机速除了要加大冷却风外，还要将热瓶内部的热量排出，是防止热瓶变形的关键工序之一。根据 公司的调查研究，成模处散热情况为：成模散热占（），瓶底散热占（），正吹气散热占（），对流散热占（），正吹气第 卷第期玻璃搪瓷与眼镜内部冷却散热占（）。虽然正吹气内部冷却散热只占，因冷却热瓶内温度暂无其他办法，只能采取内部冷却循环这一手段。此冷却过程特别对于高机速和厚底瓶等的作用更不可小视。据 公司的研究，如要提高排出热瓶内的热量达 ，根据不同的瓶形其增加机速的潜力在 以上。要排出更多的热瓶热量，需要以下方法：（）排气需根据玻璃瓶品种和大小合理安装调节排气盘，见图。图正吹气调节排气盘示意图（）及照片（）供制瓶机操作者调节排气大小的调节排气盘是个圆板上面钻了个不同直径的孔、并用螺丝固定在吹气头支架上或吹气头上的装置，操作者可以根据产品的大小、形状以及制瓶工艺等，合理地调节排气孔的大小。（）在正吹气优化冷却时，加大压缩空气的压力，提高排气冷却的速度和效果。（）在电子配时上尽量延长正吹气的时间。（）为了提高冷却能力，可在吹气过程中试用“冷气”或者采用“旋转气”。需要注意的是：由于压吹法冲头直接冲压至玻璃液内部，冲头起着很强的冷却作用，热瓶内壁温度大幅度降温到 以下，碰到这种情况时，不是冷却散热问题，而是要保持住热瓶内的温度。因此要特别提醒不同的制瓶工艺要有不同的处理方法。控制瓶的总高度玻璃瓶的高度包括口模成模的高度，制瓶挡车工在生产实践中发现：中、夜班常见吹气头吹气时，红色的热瓶在压缩空气作用下会向上窜动，此窜动的距离就改变了玻璃瓶的高度。此时的玻璃瓶总高度为：口模成模热瓶窜上的距离。严格地说，玻璃瓶的总高度是由吹气头端面深度公差来保证，如公差失控，则玻璃瓶总高度就可能超标。生产过程中应注意：（）在模具返修时常常见到吹气头内部端面有一圈瓶口状的印痕，是吹气头被热瓶上窜造成的磨损，此印痕过深会影响瓶的总高度（瓶会超长），见图（），修复时要注意控制公差。有部分公司在吹气头内部垫衬一个金属或者非金属材料的圆环（，停止环），见图（），定期更换以确保玻璃瓶的高度。（）吹气头高频率地反复上下动作压在成模上，时间长造成吹气头端面磨损，也会间接影响到瓶的高度，因此可在吹气头端面焊接硬质合金，见图（），提高吹气头的使用寿命，确保玻璃瓶的总高度。吹气头动作与相关配时的关系现代制瓶机普遍使用电子配时，吹气头和正吹气与部分动作有着一系列的相关关系。（）正吹气开（）要根据玻璃瓶的大小和瓶型等决定正吹气开的时间，正吹气开比吹气头晚 ，见图（），这是因为：玻璃搪瓷与眼镜 年月图吹气头深度（）、内衬圆环（）和端面焊接硬质合金（）的示意图）初料胚需要自然延伸的时间；）如正吹气过早开启，可能会产生瓶底过薄的缺陷（延伸时间不够）；）如正吹气过晚开启，会有较多的玻璃液堆积在玻璃瓶的瓶底。图吹气头与相关配时的关系（）正吹气开比吹气头晚 ；（）吹气头上动作 之后，正吹气关闭（）正吹气关（）正吹气要在吹气头上 之后关闭，见图（），因为这样可以尽量 利用正吹气的作用。（）真空开启（）成模辅助真空一般要先于正吹气 开启，见图（），这是因为：）先一步抽去成模与料胚之间所占据的空气，当正吹气开启后可迅速吹涨料胚；）如果真空开启太早，会造成薄底的缺陷；）某些产品需先开启正吹气，再开真空（细长瓶型等）；）在瓶底合缝线处出现裂纹，可能是由于真空开启过早。图真空开启与相关配时的关系（）真空要先于正吹气 开启；（）真空要在成模开之前约 关闭第 卷第期玻璃搪瓷与眼镜（）真空关闭（）真空要在成模开之前约 关闭，见图（），这是因为：）真空时间过长，合缝线处会产生裂纹；）真空时间过短，热瓶与成模之间会丧失其有效的接触时间。本文仅列举了以上几个重点，其实吹气头和正吹气与制瓶配时还有其他关联。利用吹气头稳瓶一些老制瓶机成模开、关的气动缓冲效果不良，成模开启时热瓶会左右晃动不稳。碰到这种情况时，可以在成模开时，切断吹气头下的气，但是吹气头上的气尚不开启，此时吹气头仍停留在成模之上，成模开时它与吹气头产生一点拖动的摩擦力，可起到成模开启缓冲的效果。为了稳瓶，其配时应采取吹气头上比成模晚开 左右。但这种方法只能在老式制瓶机上偶尔见到，随着缓冲技术的发展以及伺服电机的运用，此稳瓶作用已不再使用。吹气头高度的设置一般设置吹气头高度需注意：）成模关闭后，敲打吹气头支架，此时吹气头是不可能下沉的，它会造成二者配合不良，吹气头与成模有间隙；）而当成模开启时，向下敲打吹气头支架，这会使吹气头下降过深，造成吹气头机构与成模受力，其结果会加快磨损或造成成模损坏。因此，在多机组多料滴制瓶机上，一般均采用专用的设置吹气头（），它比正常吹气头（）短 。该尺寸的设置要根据产品的大小、形状以及成型方法等因素综合考虑，要求是压得紧又不损伤机械。设置吹气头高度的优点：）可快速地设置，节省时间；）采用机械方法设置，具备一致性和标准性；）统一的设置可减少缺陷；）可减少对制瓶机构和模具的损伤。注意使用设置用吹气头时必须要有明显的标识，比如涂醒目的油漆或刻有明显的编号等，以免与正常吹气头混淆，误装上制瓶机后造成损失。吹气头上机之前的校验吹气头正吹气过程包括正吹气、热瓶内冷却循环排气、吹气头端面排气以及均衡气等，其构造复杂且都十分重要，肉眼又难以全面观察。所以建议使用新吹气头或者修复后，应用专用设备检查各路进气与排气管路是否畅通，以确保其效果达到最大值。国外一般公司都采用专用的设备来校验，我们也需要因地制宜地制造出合适的吹气头校验装置。关于吹气头潜在的相关缺陷由于正吹气与吹气头设置不佳所产生的缺陷包括：（）鼓口（）缺陷 瓶口向外凸出（鼓出），产生原因是吹气头的平衡气堵塞或未起作用；（）瓶口封合面细裂纹（）缺陷 瓶口顶部边缘浅裂纹，产生原因是吹气头内部端面磨损严重，正吹气时热瓶向上窜动、撞击；（下转第 页）第 卷第期玻璃搪瓷与眼镜结论日用玻璃窑炉的全氧燃烧技术具有提高燃烧效率、节省燃料、节能减排、提高玻璃产量和质量、延长窑炉寿命、减少建设费用和改善操作环境等优点，对提高日用玻璃行业生产水平、提升行业国际竞争力具有重大意义。制氧装置在日用玻璃窑炉的全氧燃烧技术应用方面具有潜力及较大的市场影响力，具备全面推广的条件。制氧装置运行成本相比于使用液氧方式，经济效益较为显著，极大地降低了企业的用氧成本，显著增强了日用玻璃企业的市场竞争力。制氧装置具有工艺简单、自动化、智能化、操作方便、维护成本低、建设工期短、投资及运营成本低等特点。案例使用的是北大先锋（与北京大学合资组建的高新技术企业）拥有自主知识产权的高效分子筛产品，制氧工程技术处于行业领先地位。参考文献：张佳平，唐伟，耿云峰，等变压吸附空分制氧和 分离在煤化工中的应用现代化工，（）：姜贺，刘世合 变压吸附制氧设备工艺设备选型及设计 变压吸附设备技术交流会论文集 承德：中国通用机械气体分离设备行业协会，：张文涛 制氧在玻璃熔窑全氧燃烧技术中的应用 年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文集 大连：中国硅酸盐学会，：耿云峰，耿晨霞，张文效变压吸附（）空分制氧技术进展煤化工，（）：祝显强，刘应书，杨雄，等中间气两步充压对快速真空变压吸附制氧的影响化工学报，（）：吴迪变压吸附制氧新工艺及吸附剂的应用研究烟台：烟台大学，史怡坤 真空变压吸附制氧径向流吸附器动态模拟 上海：华东理工大学，（上接第 页）（）歪颈（）缺陷 瓶颈倾斜、不直，产生原因是吹气头向外排气不畅，热量未完全排出，钳出后热瓶柔软并变形；（）吹管印（）缺陷 瓶颈内壁有划印，产生原因是吹气前吹气管碰到瓶内壁形成的管印迹；（）瓶身未吹涨（）缺陷 瓶身成型不足，产生原因是正吹气气压不足或时间过短、排气堵塞或排气盘排气孔调节不当；（）瓶肩吹不足（又称塌肩，）缺陷 玻璃瓶没有完全成型，造成瓶肩处变形，产生原因是热瓶内冷却不够，排气堵塞或排气盘排气孔调节不当，热瓶软肩处下垂；（）垂直度不合格（又称瓶歪，）缺陷 瓶口中心线与瓶底中垂线之间的偏差，产生原因是正吹气热瓶内部冷却不够，造成热瓶过软，以至热瓶向一侧倾斜造成偏离中心并变形。参考文献：，：，（）：邓念东 型行列式制瓶机 北京：中国轻工业出版社，：