眾所周知，玻璃包裝容器制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)特征，就是企業(yè)要依靠多要素的“效率優(yōu)先”原則，以“高機(jī)速”和“輕量化”為主導(dǎo)的“高效率”，進(jìn)而獲得較好的企業(yè)“經(jīng)濟(jì)效益”。在制瓶生產(chǎn)成型工藝的初型模上采用垂直冷卻裝置，可極大提高制瓶機(jī)速，一般容量500毫升以下的減重瓶，其機(jī)速都不低于10轉(zhuǎn)/分左右，而小口壓吹（NNPB）法330毫升啤酒瓶機(jī)速都超過(guò)14轉(zhuǎn)/分以上甚至更高。
1必要性與優(yōu)勢(shì)
鑒于產(chǎn)品的輕量化（含減重瓶）和制瓶生產(chǎn)成型的高機(jī)速，這是玻璃包裝容器制造企業(yè)必然選擇的技術(shù)發(fā)展方向，也是增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要路徑。
1.1 毋庸置疑的成熟技術(shù)
筆者20年前就開(kāi)始實(shí)操的經(jīng)歷，充分驗(yàn)證了初型模垂直冷卻裝置確實(shí)能更有助于提高制瓶成型生產(chǎn)的高機(jī)速，能促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。
實(shí)踐也驗(yàn)證了初型模垂直冷卻裝置，它對(duì)產(chǎn)品輕量化（包括減重瓶）所起到的重要作用也是毋庸置疑的。
1.2 結(jié)構(gòu)機(jī)理的優(yōu)越性
初型模垂直冷卻技術(shù)，從其結(jié)構(gòu)機(jī)理上分析，其優(yōu)越性在于：
?它能使初型模整體內(nèi)腔面的溫度分布更加均勻，對(duì)初型模的冷卻效果也更穩(wěn)定。
?它能使三滴料（或四滴料）的左右側(cè)模腔，特別是前中內(nèi)側(cè)模腔的冷卻效果非常接近，即溫度的差異更少，更有利于玻璃初坯的均勻分布。
?它還能繼續(xù)使用原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)模具抱鉗和鉗板，僅需稍作局部改善。
?對(duì)壓-吹（P&B）法或小口壓吹（NNP&B）法成型，它可選擇從初模側(cè)冷卻風(fēng)蝶閥引出單獨(dú)的口模冷卻裝置。
?初型模的冷卻風(fēng)蝶閥，它可采用獨(dú)立電子定時(shí)控制（即增加一個(gè)電磁閥），冷卻風(fēng)的調(diào)節(jié)比較靈活。
?初型模垂直冷卻，它可依據(jù)抱鉗和初型模尺寸不同，選配不同的冷卻風(fēng)箱，可360°不間斷進(jìn)行冷卻。
1.3 初型模垂直冷卻縱深
其實(shí)，初型模垂直冷卻的最大優(yōu)越性，不僅在于它能夠較大幅度地提高制瓶機(jī)成型的機(jī)速，關(guān)鍵能較明顯實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化（或減重），提高瓶壁厚度分布的均勻性。更重要的是，實(shí)證性案例表明它比以往傳統(tǒng)風(fēng)嘴式側(cè)向冷卻方式，能夠節(jié)省約50％的冷卻風(fēng)量，這就極大地節(jié)省了電力消耗。
初型模垂直冷卻工藝技術(shù)，及其垂直冷卻裝置的硬件，都屬于成熟實(shí)用技術(shù)，其先進(jìn)性和可操作性已經(jīng)歷過(guò)多年考驗(yàn)，以及多個(gè)實(shí)證案例驗(yàn)證，在國(guó)外被廣泛應(yīng)用。
實(shí)操經(jīng)驗(yàn)表明，小口壓吹（NNP&B）法工藝，要實(shí)現(xiàn)高機(jī)速和產(chǎn)品輕量化兩個(gè)指標(biāo)，初模垂直冷卻確是別無(wú)選擇的必然路徑。
2結(jié)構(gòu)與性能評(píng)析
2.1 垂直冷卻機(jī)構(gòu)綜述
若干年前，垂直冷卻機(jī)構(gòu)裝置由EMHART- GLASS（埃姆哈特）研發(fā)成功并推廣到全球。
隨著時(shí)間跨度推移，垂直冷卻機(jī)構(gòu)裝置的結(jié)構(gòu)形式也有了突破性發(fā)展，德國(guó)HEYE、意大利BDF和BOTTERO等行列機(jī)制造商推出了多種不同結(jié)構(gòu)形式的垂直冷卻裝置機(jī)構(gòu)。
2.2 成模垂直冷卻的結(jié)構(gòu)形式
多年來(lái)，國(guó)外的成模垂直冷卻，早就成為標(biāo)配模式；近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)也幾乎都成為標(biāo)配，從而促成了制瓶機(jī)的成型機(jī)速有了較明顯提高。
因?yàn)槌尚湍５拇怪崩鋮s風(fēng)大多都是經(jīng)底模在模具關(guān)閉時(shí)從其下面往上吹（單向）；由于制瓶機(jī)鋼結(jié)構(gòu)底盤出現(xiàn)，成模垂直冷卻風(fēng)可穿越制瓶機(jī)底盤直接進(jìn)入成型模，這就極大提高了冷卻效率，但隨著機(jī)速的進(jìn)一步提升，該冷卻的短板開(kāi)始顯現(xiàn)（冷卻時(shí)間受限），為此而引入昂貴且維修難度大但散熱效果快的銅合金材料，也促使360°冷卻裝置的研發(fā)及應(yīng)用。
在國(guó)外成模的垂直冷卻風(fēng)，是以風(fēng)壓超過(guò)1000Pa單獨(dú)的一臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)直供方式，進(jìn)而使成模的冷卻效率更好，也促進(jìn)了高機(jī)速的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。
2.3 初型模垂直冷卻的結(jié)構(gòu)形式
當(dāng)今國(guó)外在行列式制瓶機(jī)的垂直冷卻技術(shù)和硬件裝置上，以初型模為例，大致可分為三種不同結(jié)構(gòu)和冷卻方式：
第一種 冷卻風(fēng)是從初型模“自上往下吹”的形式。
第二種 冷卻風(fēng)是從初型模“自下往上吹”的形式，這是小口壓吹（NNP&B）法工藝通用的冷卻方式。
第三種 冷卻風(fēng)是從初型模中間分別“向上、往下吹”的形式，即“雙向垂直冷卻（軸向冷卻）”， 初型模的上下部冷卻風(fēng)孔徑和分布設(shè)計(jì)可根據(jù)產(chǎn)品需求而不同，它在國(guó)內(nèi)有用案例。
2.4 依筆者在國(guó)外所見(jiàn)，以及在國(guó)內(nèi)實(shí)操案例驗(yàn)證，綜合結(jié)論是：小口壓吹（NNP&B）法工藝，要實(shí)現(xiàn)“高機(jī)速”和產(chǎn)品“輕量化”兩個(gè)指標(biāo)，初型模“垂直冷卻裝置”確是別無(wú)選擇的必然路徑。而且，垂直冷卻風(fēng)若是“單向” 的吹風(fēng)方式，則基本上是“自下往上吹”的形式。
據(jù)悉，國(guó)產(chǎn)行列機(jī)比較先進(jìn)的垂直冷卻風(fēng)（平行開(kāi)關(guān)，雙向吹風(fēng)）則是從中間進(jìn)風(fēng)分別向上、下兩個(gè)方向吹風(fēng)，這種新機(jī)型也剛問(wèn)世不久，但其實(shí)操效果也正隨著生產(chǎn)使用實(shí)踐時(shí)間的累積而得以驗(yàn)證。
2.5 初型模垂直冷卻機(jī)構(gòu)裝置的幾種不同冷卻結(jié)構(gòu)形式
通常都是把蝶閥的冷卻風(fēng)通過(guò)伸縮管和球形萬(wàn)向接頭連接到風(fēng)箱（如圖1、圖2所示）。
圖1 初型模垂直冷卻機(jī)構(gòu)透視圖（自上而下)
圖2 初型模的垂冷形式
2.6 典型案例簡(jiǎn)述
以筆者實(shí)操的初型模“垂冷機(jī)構(gòu)裝置”技術(shù)改造案例：
在引進(jìn)德國(guó)HEYE（海葉）10組三滴料4-1/4〞行列式制瓶機(jī)上，因?yàn)樵静](méi)有安裝初型模垂直冷卻機(jī)構(gòu)裝置，即仍采用風(fēng)嘴疊加組合側(cè)冷方式，初型模前中后的溫度差始終困擾產(chǎn)品質(zhì)量及機(jī)速的提升。為此經(jīng)多方技術(shù)咨詢，最終選用了意大利BDF的初型模垂直軸向冷卻機(jī)構(gòu)硬件裝置，直接安裝在德國(guó)HEYE（海葉）原配置的初型模抱鉗上（僅局部稍作修改），且鑒于兩家行列機(jī)都是英制單位，在機(jī)構(gòu)對(duì)接上也就不存有任何問(wèn)題（如圖3所示）。
圖3 外購(gòu)的初模垂直冷卻的硬件裝在已有的HEYE機(jī)上
同一產(chǎn)品、同一生產(chǎn)線初型模采用不同冷卻方式的實(shí)際效果對(duì)比
2.7 關(guān)注點(diǎn)
2.7.1意大利BOTTERO（寶特羅）E-MOC垂直冷卻的技術(shù)裝置，如圖4所示：
圖4 意大利BOTTERO（保特羅）的初模垂直冷卻
圖5 意大利BOTTERO（保特羅）E-MOC垂直冷卻風(fēng)流向
2.7.2圖5所示是意大利E-MOC初型模垂直冷卻的技術(shù)裝置─ 冷卻風(fēng)“雙向”吹風(fēng)的流動(dòng)狀態(tài)示意圖（僅作為知識(shí)性認(rèn)知）。
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是“雙向”冷卻風(fēng)的吹風(fēng)形式，即冷卻風(fēng)從抱鉗“中間”進(jìn)入，分別“向下吹”冷卻風(fēng)的同時(shí)也“向上吹”的冷卻風(fēng)，被國(guó)外業(yè)界認(rèn)知是一種較為先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式。這種機(jī)構(gòu)裝置技術(shù)上的特點(diǎn)是初型模冷卻風(fēng)的“通風(fēng)孔直徑”和“通風(fēng)孔的分布”設(shè)計(jì)可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求而完善。
意大利這種先進(jìn)的E-MOC“垂直冷卻”裝置，在國(guó)內(nèi)某企業(yè)的多臺(tái)行列式制瓶機(jī)上已經(jīng)使用幾年，并取得了很有實(shí)效的成功。
國(guó)外某企業(yè)的這個(gè)“實(shí)證性使用案例”的實(shí)踐，也充分驗(yàn)證它是一項(xiàng)成熟有效，且又實(shí)用的先進(jìn)技術(shù)裝置。
2.8誤區(qū)
國(guó)內(nèi)大部分玻璃包裝容器制造企業(yè)，已經(jīng)采用了成型模側(cè)的垂直冷卻技術(shù)，但大多數(shù)制瓶機(jī)的機(jī)速都比較低（轉(zhuǎn)數(shù)一般都在10轉(zhuǎn)/分以下）的現(xiàn)實(shí)。這樣低效率的機(jī)速必然制約著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
3.0實(shí)證性案例驗(yàn)證
盡管國(guó)內(nèi)對(duì)“初型模垂直冷卻”技術(shù)應(yīng)用實(shí)操案例并不多，以筆者多年的實(shí)踐，認(rèn)為初模垂直冷卻，其技術(shù)的實(shí)用性和可靠性都是沒(méi)問(wèn)題的。
目前，小口壓吹（NNP&B）法初模垂直冷卻裝置機(jī)構(gòu)，EMHART匹配單向式 “自上向下吹” 的冷卻結(jié)構(gòu)形式（可360°范圍進(jìn)行冷卻），而HEYE為“自下向上吹”（僅當(dāng)初型模處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)才進(jìn)行冷卻）。
3.1國(guó)內(nèi)某企業(yè)在引進(jìn)德國(guó)10組3滴料行列式制瓶機(jī)上，初模由風(fēng)嘴疊加側(cè)冷改造為垂直軸向冷卻。
?采用吹吹（B&B）法成型工藝
? 250毫升雕刻啤酒瓶
?瓶重185克（±2克），輕量化指數(shù)L＝1.108（屬輕量瓶）
?一次性非回收減重瓶，產(chǎn)品質(zhì)量要求沒(méi)有改變
?成型機(jī)速 12.1轉(zhuǎn)/分（363個(gè)/分）
評(píng)析：
?該案例是為了滿足客戶對(duì)原產(chǎn)品質(zhì)量要求幾乎不變的前提下減重15克，促使成型系統(tǒng)生產(chǎn)工藝技術(shù)尋找突破，改善初模前中后、左右及上中下溫度不均勻常見(jiàn)問(wèn)題。
?國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求倒逼：一方面啤酒消費(fèi)已呈小容量包裝態(tài)勢(shì)（330→250→207→175→150ml），一次性非回收瓶占比越來(lái)越大，減瓶重必然成為客戶降成本的首選；另一方面玻璃廠為確保窯爐出料量、實(shí)現(xiàn)噸成品售價(jià)的最大化，提升機(jī)速成為必選項(xiàng)。
?在大批量連續(xù)生產(chǎn)的全程狀態(tài)下，成品率要達(dá)到90％以上，除了玻璃液整體溫度的均勻性外（供料道玻璃液熱效率達(dá) 95％以上），前中后初型模溫度的一致性，離不開(kāi)初型模垂直冷卻技術(shù)（瓶壁厚度均勻的有力保障），證明其對(duì)成型生產(chǎn)工藝的技術(shù)先進(jìn)性和實(shí)用性是毋庸置疑的。
3.2國(guó)內(nèi)南方某企業(yè)10組3滴料行列式制瓶機(jī)
?采用小口壓吹（NNP&B）法成型工藝
? 275毫升飲料瓶
?瓶重195克（±2克），輕量化指數(shù)L＝1.090（屬輕量瓶）
?產(chǎn)品質(zhì)量要求以國(guó)標(biāo)為準(zhǔn)
?成型機(jī)速 10轉(zhuǎn)/分（300個(gè)/分）
評(píng)析：
?此案例是為客戶生產(chǎn)啤酒瓶驗(yàn)廠提供數(shù)據(jù)而為，產(chǎn)品生產(chǎn)難度相對(duì)不大，提前對(duì)成型系統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行完善。
?連續(xù)生產(chǎn)2個(gè)月，為了摸索出適宜的成型工藝參數(shù)，機(jī)速中規(guī)中矩，成品率最終也達(dá)到90％以上，除了玻璃液整體溫度的均勻性外（供料道玻璃液熱效率可達(dá) 97％以上），海葉自帶初型模垂直冷卻裝置（僅在初模打開(kāi)時(shí)才冷卻）為前中后初型模溫度的一致性，即瓶壁厚度均勻提供有力保障，也證明了其對(duì)成型生產(chǎn)工藝的技術(shù)先進(jìn)性和實(shí)用性。
3.3國(guó)內(nèi)北方某企業(yè)進(jìn)口8組雙滴料行列式制瓶機(jī)
?生產(chǎn)采用吹─吹（B&B）法成型工藝
?產(chǎn)品為330 毫升高脖子啤酒瓶（屬成型“難度系數(shù)”較高的產(chǎn)品）
?該產(chǎn)品是給國(guó)外某高端品牌供貨，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求極高
?該制瓶企業(yè)完全通過(guò)了（國(guó)際慣例）生產(chǎn)體系的過(guò)程認(rèn)證
?客戶對(duì)其產(chǎn)品的質(zhì)量要求和產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與歐洲一致
?機(jī)速12轉(zhuǎn)/分（192個(gè)/分）
?瓶重190克（±1克）
?連續(xù)性生產(chǎn)的成品率為 90.7～93.4％
評(píng)析：
用吹─吹（B-B）法成型生產(chǎn)工藝生產(chǎn)如此難度較高的產(chǎn)品，應(yīng)視為是一個(gè)典型案例。它的獨(dú)特之處就在于：
?用吹─吹（B-B）法能夠生產(chǎn)如此“高脖子”的小啤酒瓶，需要較高成型技術(shù)水平的強(qiáng)力支撐。
?這個(gè)產(chǎn)品因瓶脖“較高”工藝難度極大，其成型機(jī)的“高機(jī)速”（12轉(zhuǎn)/分），與設(shè)備硬件和技術(shù)軟件的兩個(gè)重要支撐有關(guān)。
?該案例行列機(jī)的初型模側(cè)和成型模側(cè)，都裝有進(jìn)口意大利BOTTERO（寶特羅）E-MOC裝置，其成型機(jī)速也較高（12轉(zhuǎn)/分）。其背后是與系統(tǒng)設(shè)備硬件和技術(shù)軟件兩個(gè)強(qiáng)力的支撐有關(guān)。
?筆者認(rèn)為，這個(gè)實(shí)質(zhì)成熟的案例，也足以給業(yè)內(nèi)提供借鑒。
?此作為一個(gè)經(jīng)典性案例，應(yīng)以較高的思考維度，從硬件設(shè)備極好的“性價(jià)比”上，進(jìn)行理性又理智的研究和分析，結(jié)論是在其價(jià)值取向上都應(yīng)該是值得的。
3.4 結(jié)論綜述
從以上所列的國(guó)內(nèi)企業(yè)使用初型模垂直冷卻成型工藝的實(shí)證性案例充分驗(yàn)證并表明了它的成熟性、實(shí)用性。筆者覺(jué)得，案例的印證就是最好的說(shuō)明。
案例這幾家企業(yè)，選用了不同類別的初型模側(cè)垂直冷卻的成熟案例，應(yīng)引導(dǎo)國(guó)內(nèi)玻璃包裝容器制造業(yè)的高度關(guān)注。
3.5展望與期待
中國(guó)玻璃容器成型工藝技術(shù)始終處在追趕學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)企業(yè)經(jīng)驗(yàn)的道路上，要通過(guò)設(shè)備硬件更新，大量普及伺服控制，360°初模、成模側(cè)垂直冷卻裝置的引入，這給操作帶來(lái)便利的同時(shí)大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，也為機(jī)速提升確保機(jī)構(gòu)動(dòng)作穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，環(huán)保及碳排放的嚴(yán)格管控，順應(yīng)國(guó)家綠水青山的宏圖，以節(jié)能減排帶動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。玻璃容器行業(yè)相信也不久的將來(lái)必朝著集約化發(fā)展，與下游客戶形成真正意義上的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，隨著新裝備的研發(fā)并及時(shí)更新，踏入國(guó)際先進(jìn)行列。
對(duì)這個(gè)專題性文稿的論述，筆者誠(chéng)心恭請(qǐng)國(guó)內(nèi)業(yè)界同仁們提出批評(píng)指正。
