环形吹风冷却设备及其风室的制作方法

本发明涉及一种用于生产化学纤维的设备，尤其涉及环形吹风冷却设备及其风室。

背景技术：

熔融状态的化学材料，在一定的压力下通过一定形状的细孔而形成丝条，经冷却固化成丝束，即为化学纤维。环形吹风冷却设备因其吹风均匀、总使用风量较少、节约能源，是目前采用最多的丝束冷却设备。

环形吹风冷却设备包括机架、设置于机架上方的风室、连接于机架与风室之间的升降装置以及连通于风室的进风管。

风室包括端盖、底板以及连接于二者之间的风室壳体、整流筒组件等，其中整流筒组件通常包括整流内筒和整流外筒，风室壳体、整流外筒和整流内筒由外向内相互间隔且同轴布置，风室壳体上设有用于连接进风管的进风口。

传统风室的端盖采用中厚型的金属板例如厚度20mm左右的不锈钢板、碳钢板等，经车、铣、刨等去除材料的方法加工制成，其重量非常重，可达20kg以上；端盖设有多个内圈螺栓孔和多个外圈螺栓孔，通过螺栓连接安装于风室壳体上。风室中的整流筒组件是需要频繁维修、更换的部件，传统的做法是人工拆下内圈螺栓孔和外圈螺栓孔中的十几个螺栓后，从风室的顶端部的开口取出整流筒组件，再将新的整流筒组件从风室顶端部的开口放入风室内，然后盖上端盖，再拧紧十几个螺栓。这一方面，如此重的端盖增加了工作人员的劳动强度；另一方面，需要重复拆、装多个螺栓，操作繁琐，效率低。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的相关技术的信息。

技术实现要素：

针对上述现有技术中端盖的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种维修方便、效率高的风室；

本发明的另一个目的在于提供一种包括本发明风室的环形吹风冷却设备。

根据本发明的一个方面，一种风室，包括端盖、支撑组件、设置于二者之间且同轴布置的风室壳体和整流筒组件，其中所述整流筒组件包括整流内筒组件和整流外筒组件。所述支撑组件包括风室法兰和位于所述风室法兰内侧的圆形托盘，所述风室壳体固定于所述风室法兰的外侧部，所述整流筒组件的底端部安放于所述托盘上，所述风室还包括用于使所述风室法兰与所述圆形托盘结合或分离的快速拆装组件。

根据本发明的一实施方式所述托盘下端部固定有安装部，所述快速拆装组件包括固定于所述风室法兰上的第一锁紧件以及可转动地安装于所述安装部外圆周的第二锁紧件，所述第二锁紧件与所述第一锁紧件分别具有相互配合的锁紧结构。

根据本发明的一实施方式所述安装部包括布置在同一圆周上的多个限位块和分别可拆卸地安装于多个所述限位块的多个压板，所述压板与所述托盘之间形成有容置空间，所述第二锁紧件呈圆环形，套设于多个所述限位块外围，并位于所述容置空间内。

根据本发明的一实施方式所述相互配合的锁紧结构是内螺纹和外螺纹，或者是卡扣和卡口。

根据本发明的一实施方式所述第一锁紧件包括一环形锁紧块；或者所述第一锁紧件包括布置在同一圆周上的至少两个弧形锁紧块，且相邻的两个弧形锁紧块之间具有间隔。

根据本发明的一实施方式所述托盘包括圆形盘体和相互间隔设置于所述盘体上的第一限位凸环、第二限位凸环和第三限位凸环；所述整流外筒组件包括整流外筒，所述整流外筒的底端部具有底端翻边，所述底端翻边可拆卸地夹设于所述第一限位凸环与第二限位凸环之间；所述整流内筒组件包括多孔筒、丝网筒、固定于多孔筒和丝网筒底端部的下法兰，所述下法兰的外端部抵靠于所述第三限位凸环。

根据本发明的一实施方式所述端盖包括：

第一金属片，呈圆盘形，具有一个中央通孔和至少一个第一弯折部，所述第一金属片在沿着径向方向具有第一内缘固定部和第一外缘固定部；

第二金属片，呈圆盘形，具有一个中央通孔和至少两个第二弯折部，所述第二金属片在沿着径向方向具有第二内缘固定部和第二外缘固定部，第二弯折部包括环形的并向所述第一金属片凹陷的外安装槽和向所述第一金属片凹陷的内安装槽，所述整流外筒组件和整流内筒组件的顶端部分别对应设置于所述外安装槽和所述内安装槽；

其中所述第二金属片设置于所述第一金属片下面，所述第一金属片的第一内缘固定部与第二金属片的第二内缘固定部固定连接，第一金属片的第一外缘固定部与第二金属片的第二外缘固定部固定连接，且所述第一金属片与所述第二金属片之间形成有中空部。

根据本发明的一实施方式所述第一金属片的第一弯折部包括环形的并向所述第二金属片凹陷的密封垫槽和环形的并向所述第二金属片凹陷的强度加强槽；和/或所述第一金属片的厚度是0.8mm～5mm；和/或所述第二金属片的厚度是0.8mm～5mm；和/或所述端盖在所述第一内缘固定部处的厚度小于在第一外缘固定部处的厚度。

根据本发明的另一个方面，一种环形吹风冷却设备，包括机架、设置于所述机架上方的风室、连接于所述机架与所述风室之间的升降装置以及连通于风室的进风管，根据本发明的一实施方式所述风室是本发明所述的风室。

根据本发明的一实施方式所述机架上设有至少一个支撑限位柱，所述支撑限位柱顶端部设有一纵向定位孔，所述风室的托盘上与所述支撑限位柱对应位置设有至少一个能插入所述纵向定位孔的定位销。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中，风室的支撑组件包括风室法兰和托盘，风室壳体固定于风室法兰的外侧部，整流筒组件安放于托盘上。同时，风室法兰与托盘上设有能使二者快速地结合或分离的快速拆装组件。当风室法兰与托盘结合时，整个风室形成一个整体，能进行正常的吹风冷却工作；当需要更换整流筒组件时，通过操作快速拆装组件使风室法兰与托盘分离，从而整流筒组件从风室壳体上脱离出来。因此，本发明在维修、更换整流筒组件时，无需搬动端盖，也无需拆装若干个螺栓，劳动强度大幅度降低，工作效率显著提升。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明环形吹风冷却设备的主视结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的a-a剖视图，示出本发明风室的底部结构；

图4是图2的b-b剖视图；

图5是图4中c部分的放大图；

图6是图5的部分分解图；

图7是本发明风室的立体结构示意图；

图8是本发明端盖的立体结构示意图；

图9是图8所示的端盖的局部剖开的立体结构示意图；

图10是图8所示的端盖的剖视放大图；

图11是图10中m部分放大图；

图12示出本发明环形吹风冷却设备更换整流筒组件的操作步骤。

图中：10、机架；11、升降装置；12、进风管；13、支撑限位柱；14、定位销；2、第一金属片；20、中央通孔；21、第一内缘固定部；22、第一外缘固定部；23、密封垫槽；24、强度加强槽；25、第一过孔；3、第二金属片；30、中央通孔；31、第二内缘固定部；32、第二外缘固定部；33、外安装槽；34、内安装槽；35、第二过孔；36、加强部；4、风室；41、风室壳体；42、整流外筒；421、底端翻边；422、顶端翻边；43、多孔筒；44、丝网筒；45、下法兰；46、上法兰；47、稳流筒；51、风室法兰；61、盘体；62、第一限位凸环；63、第二限位凸环；64、第三限位凸环；71、限位块；72、压板；81、第一锁紧件；811、弧形锁紧块；82、第二锁紧件；91、手轮；92、连接柱。

具体实施方式

参见图1和图2，图1是本发明环形吹风冷却设备的主视结构示意图；图2是图1的俯视图。本发明环形吹风冷却设备包括机架10、设置于机架10上方的风室4、连接于机架10与风室4之间的升降装置11以及连通于风室的进风管12。机架10可以呈中空的柱体结构，机架10的横截面可以是平滑过渡的曲线，也就是说，机架10上不存在棱角，这种流线型设计，更符合风的流动力学，圆润的曲线设计优化了对风的阻力，降低了风在管道中的扰动，为环吹风速的均匀性提供了第一保证。进风管12的一端部连通于风室4，用于向风室4内吹入冷风。进风管12中设有一段可伸缩的波纹管。升降装置11可以包括两根平行布置的导向杆和设于两根导向杆之间的升降气缸，升降气缸的缸体安装于机架10上，活塞杆端部连接于风室4，升降气缸用于带动风室4升降。

本发明环形吹风冷却设备中，机架10上设有至少一个支撑限位柱13(该实施方式中为4个)，支撑限位柱13顶端部设有一纵向定位孔，托盘的盘体61上与支撑限位柱13相对正的位置设有至少一个能插入所述纵向定位孔的定位销14。下面详细介绍本发明的风室4。

参见图3至图7，图3是图1的a-a剖视图，示出本发明风室的底部结构；图4是图2的b-b剖视图；图5是图4中c部分的放大图；图6是图5的部分分解图；图7是本发明风室的立体结构示意图。

本发明的风室4，包括端盖、支撑组件、设置于二者之间且同轴布置的风室壳体41和整流筒组件。其中整流筒组件包括整流内筒组件和整流外筒组件。支撑组件包括风室法兰51和位于风室法兰51内侧的圆形托盘。风室壳体41固定于风室法兰51的外侧部，整流筒组件的底端部安放于托盘上。

该实施方式中的托盘包括圆形盘体61和相互间隔设置于盘体61上的第一限位凸环62、第二限位凸环63和第三限位凸环64。整流外筒42组件包括整流外筒42，整流外筒42的底端部具有底端翻边421，底端翻边421可插拔地夹持于第一限位凸环62与第二限位凸环63之间，整流外筒42的顶端部具有顶端翻边422。整流内筒组件包括由多孔板制成的多孔筒43、由丝网制成的丝网筒44以及分别焊接固定于多孔筒43和丝网筒44底端部和顶端部的下法兰45、上法兰46。下法兰45的外端部可以凸伸出多孔筒43，并抵靠于第三限位凸环64。在整流外筒42的底端翻边421与托盘的盘体61之间、下法兰45与托盘的盘体61之间，以及风室法兰51端部与盘体61之间可以分别设置密封垫，以增强结合密封性。因此，本发明的风室中，整流筒组件可拆卸地安装于盘体61上，并能与风室壳体41、风室法兰51分离。

在一些实施方式中，本发明环形吹风冷却设备还包括稳流筒47，其上端固定于托盘的盘体61的下表面，稳流筒47的内径可以与整流内筒组件的丝网筒44的内径大致相同。

参见图8、图9和图10，图8是本发明端盖的立体结构示意图；图9是图8所示的端盖的局部剖开的立体结构示意图；图10是图8所示的端盖的剖视放大图；本发明用于形吹风冷却装置的风室的端盖一实施方式包括第一金属片2和第二金属片3。

第一金属片2是厚度为2mm的圆盘形薄钢板。当然第一金属片的厚度不限于2mm，综合其直径、强度、厚度、重量等因素考虑，其厚度在0.8mm～5mm范围内，优选在1mm～3mm范围内，例如1.5mm、2.5mm、3mm等，当然也可以是4mm、4.5mm等，这样可以兼顾强度、厚度、重量等，使其获得最佳的平衡。

第一金属片2的中央具有一个中央通孔20，因而在沿着径向方向，第一金属片2具有第一内缘固定部21和第一外缘固定部22。围绕该中央通孔20，第一金属片2还设有至少一个第一弯折部。其中弯折部定义为只要两个表面不在同一平面上，则即形成弯折部。

第二金属片3的结构类似于第一金属片2：第二金属片3是厚度为2mm的圆盘形薄钢板。当然第二金属片3的厚度不限于2mm，综合其直径、强度、厚度、重量等因素考虑，其厚度在0.8mm～5mm范围内，优选在1mm～3mm范围内，例如1.5mm、2.5mm、3mm等，当然也可以是4mm、4.5mm等，这样可以兼顾强度、厚度、重量等，使其获得最佳的平衡。第二金属片3的中央具有一个中央通孔30，因而在沿着径向方向，第二金属片3具有第二内缘固定部31和第二外缘固定部32。围绕该中央通孔30，第二金属片3还设有至少一个第二弯折部。第二金属片3的中央通孔30的直径与第一金属片2的中央通孔20的直径相同。

第二金属片3设置于第一金属片2下面，第一金属片2的第一内缘固定部21与第二金属片3的第二内缘固定部31固定连接，第一金属片2的第一外缘固定部22与第二金属片3的第二外缘固定部32固定连接，且第一金属片2与第二金属片3之间形成有中空部。

在一实施方式中，第一金属片2在第一内缘固定部21和第一外缘固定部22之间的部分与第二金属片3具有至少一个环形接触部，在接触部位置，第一金属片2与第二金属片3固定连接，接触部将中空部分隔成两个或两个以上中空部。

参见图10和图11，图11是图10中m部分放大图。第二金属片3的第二弯折部包括环形的并向第一金属片2凹陷的外安装槽33和向第一金属片2凹陷的内安装槽34。其中外安装槽33可以是┌┐形状，内安装槽34可以是躺倒的“l”形。进一步地，第二金属片3的第二弯折部还包括连接于内安装槽34并向远离第一金属片2方向凸出的加强部36。加强部36的深度小于内安装槽34的深度，这样使得端盖在中央通孔处的厚度t1可以小于在外缘处的厚度t2，可以进一步减轻端盖的重量；更重要的是，该中央通孔处的厚度t1容易调整，例如增加第一金属片2的第一内缘固定部21的高度(本发明中，高度与厚度在同一方向上)即可改变该厚度t1的大小，因此通过设计该中央通孔处的厚度t1的大小可以方便地改变“无风区”的高度。

如图11所示，第一金属片2的第一弯折部包括环形的并向第二金属片3凹陷的密封垫槽23和环形的并向第二金属片3凹陷的强度加强槽24。密封垫槽23内设置有密封垫231(见图5)。

如图9和图11所示，第二金属片3的外安装槽33的一部分与第一金属片2的密封垫槽23的一部分相互接触并固定连接。第二金属片3的内安装槽34的一部分与第一金属片2的强度加强槽24相互接触并固定连接。外安装槽33与密封垫槽23相互错开一部分能有效提升端盖的整体结构强度和刚性，当然在第一金属片2和第二金属片3厚度较厚或者端盖整体直径较小情况下，外安装槽33与密封垫槽23也可以完全错开设置。此外，由于第二金属片3与第一金属片2相互接触，故在第二金属片3与第一金属片2之间形成了多个中空部，例如相邻两个接触位置之间形成一个中空部，接触位置与端盖内缘以及端盖外缘之间各自形成一个中空部，不但有效减轻重量，而且大幅提升了端盖的结构强度。如图5所示，整流外筒42的顶端翻边422设置于外安装槽33，顶端翻边422与外安装槽33之间可以设置密封垫231。整流内筒组件的上法兰46设置于内安装槽34，二者之间也可以设置密封垫。

如图11所示，第一内缘固定部21向第二内缘固定部31垂直弯折，第二内缘固定部31向第一内缘固定部21垂直弯折，在沿着端盖的直径方向，第一内缘固定部21与第二内缘固定部31贴合在一起并固定连接；第一外缘固定部22向第二外缘固定部32垂直弯折，第二外缘固定部32向第一外缘固定部22垂直弯折，在沿着端盖的直径方向，第一外缘固定部22与第二外缘固定部32贴合在一起并固定连接，也就是说，在端盖的内缘和外缘，第一金属片2和第二金属片3的接触面积较大，因此，固定牢固，强度大。

如图9和图11所示，第一金属片2上沿着外圆周方向均匀设置有多个第一过孔25，第二金属片3上沿着外圆周方向均匀设置有与多个第一过孔25一一对应的多个第二过孔35，且第二过孔35的直径小于第一过孔25的直径。相互对应的第一过孔25和第二过孔35内可以穿过一螺栓(图未示)，从而将端盖安装到风室的风室壳体上。具有过孔即螺栓孔的端盖，可以通过螺栓拆装方便地替换传统风室的端盖。当然本发明的端盖并非必然包含过孔，端盖可以通过焊接等其他方式固定于风室壳体。

本发明中所提及的“固定连接”可以是铆接、焊接等，焊接可以是弧焊满焊或段焊，例如氩弧焊、二保焊、激光焊，等等。

本发明的风室中，托盘的盘体61下端部固定有安装部。本发明的风室还包括用于使风室法兰51与圆形托盘快速结合或快速分离的快速拆装组件。快速拆装组件的结构可以多种多样，可以包括固定于风室法兰51底端部的第一锁紧件81以及可转动地安装于安装部外圆周的第二锁紧件82，第二锁紧件82与第一锁紧件81分别具有相互配合的锁紧结构。在该实施方式中，安装部可以包括布置在同一圆周上的多个限位块71和分别可拆卸地安装例如通过螺钉安装于多个限位块71的多个压板72，压板72与盘体61之间形成有容置空间，第二锁紧件82可以呈圆环形，套设于多个限位块71外围，并位于容置空间内。

在风室正常工作状态下，第二锁紧件82与第一锁紧件81相互配合的锁紧结构可以是内螺纹和外螺纹。在其他一些实施方式中，该锁紧结构也可以是卡扣和卡口，或者其他类型的可快速结合、快速分离的配合结构。

在一实施方式中，第一锁紧件81可以是一个环形锁紧块。在另一优选的实施方式中，第一锁紧件81包括布置在同一圆周上的4个弧形锁紧块811，且相邻的两个弧形锁紧块811之间具有间隔。当然弧形锁紧块811的数量不限于4个，其数量也可以是2个、3个或者更多个。

为了操作方便，本发明中的快速拆装组件还可包括手轮91，该手轮91可通过多个连接柱92固定于第二锁紧件82底面。

参见图12，图12示出本发明环形吹风冷却设备更换整流筒组件的操作步骤。如图12所示，当需要更换、维修整流筒组件时，先通过升降装置11使风室4下降，托盘的盘体61上的定位销14插入支撑限位柱13顶端部的纵向定位孔内，实现整流筒组件的支撑和定位；接着转动手轮91，使第一锁紧件81与第二锁紧件82解锁，从而使托盘及其上的整流筒组件与风室法兰51及其上的风室壳体41脱开；然后，通过升降装置11升起风室4，则整流筒组件仍保留在机架10上；将需要维修或清洗或故障的整流筒组件更换成新的整流筒组件；再后，通过升降装置11使风室4下降，操作转动手轮91，使第一锁紧件81与第二锁紧件82锁紧，从而托盘及其上的整流筒组件与风室法兰51及其上的风室壳体41结合成一整体；最后，通过升降装置11升起风室4至工作状态。

由上述更换整流筒组件的过程可知，风室4的升降通过升降装置11完成，需要人工操作的只有正反向转动手轮91，因此本发明的环形吹风冷却设备更换整流筒组件的效率显著提高，大幅度降低了操作人员的劳动强度可降低90％，操作时间仅为现有设备的五分之一到十分之一，又为提高原丝的产品质量创造了条件。本发明打破了传统技术中整流筒组件需要从风室上部安装的结构形式，设计出了从风室下部安装的快装结构。这一改进的意义在于：大幅度缩短了整流筒组件换装时间，直接提高了产量；操作人员再也不用为更换整流筒时要搬下20公斤重的风室端盖而耗费劳力了，也不必安装拧紧十几颗螺钉。

以上实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”，以描述图标的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的元件将会成为在“下”的元件。用语“一个”、“一”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的组成部分之外还可存在另外的组成部分等。“第一”、“第二”仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本文所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。