一、 輔助真空應(yīng)用的優(yōu)越性
世界上使用行列制瓶機(jī)生產(chǎn)的無數(shù)實(shí)踐成熟案例,驗(yàn)證了使用輔助真空有助于玻璃的成型工藝的改善。具體表現(xiàn)是:
1.它不但增加了玻璃成型工藝的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度,從而提高了制瓶機(jī)的生產(chǎn)效率。
2.而且有助于所成型的玻璃瓶罐制品獲得均勻分布的壁厚。
3.更有助于降低玻璃料滴的重量,增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
4.同時(shí)也在一定程度上有助于減少壓縮空氣的使用量。
當(dāng)然,在實(shí)際的玻璃瓶罐制品成型工藝之中,人們不可能僅僅采用真空技術(shù)就實(shí)現(xiàn)整個(gè)玻璃瓶罐的成型工藝。否則,所成型的玻璃瓶罐制品就會(huì)溫度太高。盡管如此,人們還是能夠清楚地認(rèn)識(shí)到,輔助真空技術(shù)是怎樣對(duì)玻璃的成型工藝產(chǎn)生影響,并且能夠在多大程度上對(duì)玻璃的成型工藝產(chǎn)生的重要影響。
二、 輔助真空的應(yīng)用
無論是進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的行列式制瓶機(jī)設(shè)備功能來說,都具備著真空輔助的裝置和相應(yīng)的管道系統(tǒng)。
而輔助真空在行列式制瓶機(jī)的使用,主要是初型側(cè)的瓶口成型和成型側(cè)的模腔成型。
1.初型模側(cè)的口部成型使用輔助真空技術(shù)
● 對(duì)吹-吹(B-B)法成型工藝而言,在初型側(cè)使用真空技術(shù),是行列式制瓶機(jī)成型工藝中,真空技術(shù)應(yīng)用最多的,也是一種較為廣泛的成型方式??v觀世界上玻璄容器的瓶口的輔助真空成型已經(jīng)使用了很多年,也是十分成熟有效的一種成型工藝方法。即在制瓶機(jī)的芯子機(jī)構(gòu)的真空管路與口模設(shè)置的真空孔道和孔徑跟制瓶機(jī)電子定時(shí)的良好配合。
●由于在吹-吹(B-B)法的瓶口成型工藝中,使用良好的輔助真空技術(shù)具有十分有效的作用。它可以明顯減少因撲氣造成的時(shí)間和瓶子“腰箍”(斷腰)現(xiàn)象的質(zhì)量缺陷。以至于有可能僅僅憑著輔助真空技術(shù)的使用,就可以完全實(shí)現(xiàn)整個(gè)玻璃瓶罐口部成型的操作。
●在歐洲有不少的制瓶廠家,在使用輔助真空技術(shù),它幾乎可以完全替代玻璃瓶罐制品口部成形吹氣的撲氣程序。
●據(jù)Quantum Engimccrcel Products公司所積累的經(jīng)驗(yàn)所表明,如果沒有使用輔助真空技術(shù),玻璃瓶罐制造口部成形的撲氣程序可能需要維持在10°以上才能夠操作。但是,如的果使用特定的真空成型工藝以后,玻璃瓶罐制品口部成形吹風(fēng)的撲氣程序可能只需要4°~5°就能夠操作。
●采用輔助真空技術(shù)的玻璃成型工藝,這具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):
第一 大幅度地節(jié)省了用于玻璃瓶罐制品口部成形撲氣程序之中壓縮空氣的使用量,這一程序采用輔助真空技術(shù)就幾乎可以全部被替代。
第二 減少了在玻璃瓶罐制品口部成形的撲氣程序中所造成的體積和壓力,這樣就可以使玻璃料滴的溫度保持均勻和恒定,從而有助于避免玻璃瓶罐制品在成型程序之中產(chǎn)生“玻璃制品壁厚不均的波紋缺陷”
●但在壓-吹(P-B)法和小口壓吹(NNPB)法成型工藝的初型模側(cè),因?yàn)槭褂玫氖?ldquo;倒沖壓”機(jī)構(gòu),就不需要輔助真空了。
2.成型模側(cè)的瓶身成型使用輔助真空技術(shù)
行列式制瓶機(jī)的輔助真空成型技術(shù),在成型模側(cè)
── 無論是吹-吹(B-B)法、壓-吹(P-B)法和小口壓吹(NNPB)法成型工藝的成型模側(cè),將輔助真空技術(shù)應(yīng)用到模腔成型則是必須的。
── 輔助真空技術(shù),它會(huì)帶來非常令人感興趣的一些好處。這些好處可歸納有以下幾點(diǎn):
2.1即不但可以節(jié)省壓縮空氣的使用量,而且還可以改善所生產(chǎn)的玻璃瓶罐制品的實(shí)物質(zhì)量,同時(shí)能源顯著增加玻璃瓶罐制品生產(chǎn)的成型速度。
2.2在壓-吹(P-B)法成型工藝的成型模則是必須輔助真空成型。因?yàn)閴?吹(P-B)法工藝的機(jī)速相對(duì)較快,單位重量(瓶壁較?。┯州^輕的特征。當(dāng)雛形料坯進(jìn)入成型模后,輔助真空會(huì)起到使坯胎瞬間就能貼近成模的快速成形作用。而此時(shí)吹氣頭距離成模的高度應(yīng)留有一定間隙。而吹氣頭中間的“延長(zhǎng)管”則起到冷卻瓶子和置換模腔高溫的作用。吹氣頭實(shí)際上只是一種輔助成形的次要功能。
2.3【留意點(diǎn)】
2.3.1 無論是初型模側(cè)或成型模側(cè)的真空管路的維護(hù)保養(yǎng)和及時(shí)清理是十分必要的。尤其是要留意成型模側(cè),經(jīng)常會(huì)因?yàn)槠孔拥?ldquo;玻璃碎碴”被吸入到真空管路,從而導(dǎo)致真空效率下降甚至?xí)拐婵胀耆А?br />
2.3.2 成型模側(cè)踏板下的真空閥對(duì)成型模的真空度是至關(guān)重要的。不可避免地吸入“玻璃碎碴”對(duì)真空度的影響往往是致命的。因此,制瓶操作員精準(zhǔn)的操作行為和定期清理真空閥是管理水平的體現(xiàn)。
2.3.3 通常在成型模側(cè)配置安裝一個(gè)“外接閥”的快速操作按鈕。便于在緊急情況下,操作使成型模迅速?gòu)堥_防止“玻璃碎碴”的被吸入真空管路和真空閥里而影響到真空的吸力。
2.3.4 行列式制瓶機(jī)真空管路中的真空度為625mmHg。由真空總管路經(jīng)真空罐與行列制瓶機(jī)的三通聯(lián)接管相聯(lián)。向前接通至成型模水平歧管組的真空管,經(jīng)各機(jī)段(組)的真空閥與模底機(jī)構(gòu)相連,以供成型模真空的需要;向后則是穿過右立柱通至初型模側(cè)水平歧管組的真空管,經(jīng)各機(jī)段的真空閥與芯子機(jī)構(gòu)相連,供初型模的輔助真空(參見《玻璃容器(瓶罐)成型工藝操作指南》卷二(2014年修訂版)[成型操作與調(diào)整]中的P127)。
2.3.5 有關(guān)輔助真空成型機(jī)構(gòu)的詳述,以及其今后的展望,請(qǐng)參閱《玻璃容器(瓶罐)成型工藝操作指南》卷二(2014年修訂版)[成型操作與調(diào)整]一書中,第十五節(jié)【真空機(jī)構(gòu)】P75 和P8的3.15.4 【真空成型的現(xiàn)狀與未來】的描述。
2.3.6 值得一提的是當(dāng)今玻璃瓶用戶(食品或酒類)的灌裝機(jī)的灌裝速度越來越快,在貼標(biāo)過程對(duì)玻璃瓶產(chǎn)品橢圓度的標(biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。為此,客觀上給制瓶成型工藝輔助真空成型的應(yīng)用,就顯示出是一種必須的手段。
3.【總 結(jié)】
當(dāng)玻璃空器(瓶罐)成型工藝在初型模和成型模側(cè)使用了輔助真空成型以后,玻璃瓶的實(shí)物質(zhì)量和成型機(jī)速以及壓縮空氣消耗量等幾個(gè)方面,都會(huì)得到較為明顯的改善。
三、 使用案例
據(jù)來自德國(guó)WITTIG和意大利Pneumoforc公司的案例資料介紹,使用輔助真空后,能夠明顯降低玻璃瓶的重量。
德國(guó)WITTIG和意大利 Pneumoforc公司資料稱,來自世界上第五大啤酒生產(chǎn)廠青島啤酒,在2009年所使用的體積容量為660 ml啤酒瓶為例,其重量522克。而來自德國(guó)WITTIG和意大利BirraPeroni一家普通啤酒品牌的容量相同的啤酒瓶,據(jù)說,其所使用的玻璃瓶重量卻只有283克。
兩種玻璃瓶罐制品在重量方面的差別非常令人吃驚。這種重量差別的背后實(shí)際上還存在許多技術(shù)方面的因素。它們較為肯定的是,之所以會(huì)產(chǎn)生上述瓶子重量差別,主要是由于使用了輔助真空成型技術(shù)的緣故。
四、 真空設(shè)備選擇
就輔助真空設(shè)備的合理匹配和其性能的優(yōu)化配置而言,當(dāng)今世界上通行的做法是:
1 在大型工廠中,一般總會(huì)在集中安裝的中央壓縮空氣站內(nèi),單獨(dú)設(shè)置“真空體系”集成設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。即獨(dú)立的不銹鋼真空管路,匹配合適的真空設(shè)備(例如滑片式真空機(jī))的“自成系統(tǒng)”,來集中提供成型工藝的輔助真空。
真空設(shè)備集成模式的優(yōu)勢(shì)是便于維護(hù)和管理,而且中央集成真空系統(tǒng)在節(jié)省成本方面所提供是有利的條件。但其缺點(diǎn)是因管路較長(zhǎng),從而導(dǎo)致了真空吸力的壓頭損失。
2.也有產(chǎn)能規(guī)模不大的個(gè)別工廠,它們把真空泵就安裝在行列式制瓶機(jī)的附近,基本上是“單機(jī)單泵”或“單泵多機(jī)”的匹配模式。這種做法與集成安裝的缺點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)正好形成相反效應(yīng)。
更大的問題是這種近距離安裝的真空泵設(shè)備,極其容易導(dǎo)致瓶子的“玻璃碎碴”被吸入到真空泵中而損壞了設(shè)備的整體。從而直接影響到制瓶生產(chǎn)工藝秩序的正常運(yùn)行。
3真空泵在真空技術(shù)中是非常重要的一個(gè)方面,它高度集中地體現(xiàn)了生產(chǎn)廠商的工程制造能力和技術(shù)訣竅。在真空泵的選擇和使用之中,首先要保證真空泵必須是在設(shè)計(jì)和制造之初就是用來作為真空泵所配置和使用的。因此,選擇性能可靠,性價(jià)比優(yōu)越的真空泵,就顯得非常重要。
4據(jù)來自德國(guó)WITTIG和意大利Pneumofore公司的信息,當(dāng)今世界上較多的玻璃制瓶廠家,大多數(shù)都是選用的真空量較大的滑片(旋轉(zhuǎn)葉片)式結(jié)構(gòu)的真空泵。而且多數(shù)是以真空設(shè)備集成的模式。
● 德國(guó)WITTIG和Pneumofore公司認(rèn)為,在WITTIG和Pneumofore真空泵中所采用的滑片(旋轉(zhuǎn)葉片)技術(shù),是工業(yè)應(yīng)用中產(chǎn)生真空泵最有效率的方法和技術(shù)。
● 對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉片真空泵來說,它在性能上非常一致和可靠。這一點(diǎn)連最好的液環(huán)泵也很難達(dá)到,無論是使用水作為密封液體還是油作為密封液體,結(jié)果都一樣。
─── 旋轉(zhuǎn)葉片真空泵產(chǎn)生真空的技術(shù)是以安裝在旋轉(zhuǎn)軸插槽上葉片的滑動(dòng)為基礎(chǔ),其中,葉片邊緣和圓柱體內(nèi)殼之問的接觸總體接觸表面積要遠(yuǎn)小于在旋轉(zhuǎn)螺旋真空泵之中兩個(gè)螺旋桿之問的接觸表面積以及它們與圓柱體內(nèi)殼之問的接觸表面積在一起的總和。
─── 另外,當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺旋真空泵中所使用的螺旋桿在使用壽命來臨之后,它們必須被拆下來替換,這將會(huì)給旋轉(zhuǎn)螺旋真空泵帶來很高的維修成本。而對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉片真空泵來說,可以在一定時(shí)間之后將其拆開,在對(duì)其圓柱體內(nèi)殼進(jìn)行拋光打磨之后,又可以使其真空性能恢復(fù)得與最初一樣。
● 滑片(旋轉(zhuǎn)葉片)技術(shù)有兩種不同的冷卻形式:
─── 水冷式的滑片式(旋轉(zhuǎn)葉片)真空泵,據(jù)稱它盡管增加了一套冷卻水的處理和供給系統(tǒng),但并沒有增加能源消耗。筆者以為這是一種不受任何環(huán)境影響的受控又可靠的冷卻形式。
─── 空氣冷卻滑片式(旋轉(zhuǎn)葉片)真空泵,或許也可以給客戶帶來一致和可靠的性能保證,但它畢竟受到環(huán)境溫度變化(或者也有期自動(dòng)溫控手段)的影響,只是影響的程度不同而已。在空氣冷卻滑片式(旋轉(zhuǎn)葉片)真空泵的個(gè)別市場(chǎng)領(lǐng)域中,或許擁有它前所能達(dá)到最低的設(shè)備壽命周期費(fèi)用,以及較低的使用成本。但行列式制瓶機(jī)來說,還要充分考慮其可靠性問題。
5雖然真空系統(tǒng)可以通過很多方法來產(chǎn)生和獲得,但縱觀國(guó)內(nèi)以往的做法,大多數(shù)選用的是活塞式往復(fù)真空泵。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的真空泵效率相對(duì)比較低的。因此,我們應(yīng)借鑒國(guó)外同行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和做法,選用滑片式真空泵無疑是正確的路徑。
6本節(jié)研究和探討的是真空泵的使用,它并不是為了替代壓縮空氣,而是與壓縮空氣一起聯(lián)合工作,以便一方面能夠減少空氣的消耗和使用,同時(shí)更為重要的一方面是它能夠改善玻璃瓶罐制品的成型工藝。