專利名稱:一種用于制造旋轉(zhuǎn)再生式換熱器的熱傳導元件板的方法
本發(fā)明是關(guān)于通過一卷板材制造熱傳導元件板以便層疊在一個元件筐內(nèi)的方法,這種元件筐典型地用于一種旋轉(zhuǎn)再生式熱換器中。本發(fā)明尤其是關(guān)于一種將熱傳導元件板裝配在元件筐內(nèi)的方法,其中板材的切割是受控制的,從而制造出的元件板在交替地堆疊并列在元件筐內(nèi)時不會出現(xiàn)套疊。
一個典型的旋轉(zhuǎn)再生式熱換器具有一個圓筒形轉(zhuǎn)筒,它分為若干個隔室,其中放置著熱傳導元件板,它們支撐在安裝在轉(zhuǎn)筒上的各個元件筐內(nèi)。這種元件筐包括開口的外套,例如(但不只限于)在美國專利第2,432,198;3,314,472;3,379,340號所說明的那樣。當轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時,放置在元件筐內(nèi)的熱傳導元件板交替暴露在一股加熱的氣流中,然后,靠轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)筒將這部分熱傳導元件板暴露到一股較冷的空氣流或其它需要加熱的氣態(tài)流體中。當熱傳導元件板暴露在加熱的氣體中時,它們從該加熱氣體中吸收熱量,之后,當這些熱的元件板暴露在冷空氣或其它需要加熱的氣態(tài)流體中時,由熱傳導元件板吸收的熱量便傳遞到冷空氣中。
典型的情況是,熱傳導元件板是緊密地層疊在一起,它們在筐內(nèi)的間隔關(guān)系在毗連的元件板之間提供若干個通道以便能使熱交換氣體可以從通道中流過。典型地講,熱傳導元件板常常做成波形并且通常留出相等的間隔以便提供槽口,這些槽口自元件板向外伸出用以將層疊的元件板相互隔開。在熱傳導元件板中形成的隔片可以是單一凸起的槽口,即從元件板中朝一方向向外伸出或雙凸起的槽口,即從板的相反方向外凸出,如美國專利第2,596,642號中所說明的那樣,或者隔片可以包括若干個在元件板中形成的波紋,如美國專利第4,363,222號中所公開的那樣。當元件板呈毗連狀一同層疊在元筐內(nèi)時,這些槽口或隔片不僅僅用來使相鄰的元件板保持它們之間的適當間隔,而且也在相鄰的元件板之間提供支撐,這樣由于加熱氣流穿過元件筐時以及當加壓的潔凈氣體流過元件筐時作用在元件板上的力便會均勻地分布在安裝在元件筐內(nèi)的用以形成熱傳導單元的各個單元板之間。
在熱傳導元件筐組件成形的過程中,利用一種連續(xù)的滾動過程將熱傳導元件板材料從一材料卷拉出并且至少要通過一個壓制機,該壓制機使熱傳導元件板變成波形槽口或間隔。之后,做了槽口的元件板被切割成單個的元件板。由于元件筐典型地采取一個開口式垂直梯形三棱體的形式,每一個單元板將具有一個不同的長度,這樣,當每個元件板豎直層疊在文件筐內(nèi)時,它們之間在筐內(nèi)呈密配合。當分別的元件板從材料卷上切割下來后,它們相互毗連地豎直放置在元件筐內(nèi)。
由于各個元件板的長度不同,制成熱傳導元件筐組件的元件板中至少有一個或多個的長度被切成使它的槽口與相鄰的一塊元件板的槽口一致,這是一種典型發(fā)生的情況。這樣便使得相鄰元件板的槽口套疊在一起,由此破壞了兩個元件板之間的空間。當這種情況發(fā)生時,操作人員必須停止切割工序并且靠人工操作機器以切割一個新的元件板代替一個套疊板,以便使槽口將不會相互吻合。在這項工作完成之后,操作人員可以重新啟動自動切割工序。然而,將自動工序停止運轉(zhuǎn)以及用人工操作切割一個替代元件板可能會很費時間并且因此是一種昂貴的做法。
一個最近發(fā)展的自動切割熱傳導板的方法,其過程能排除當元件板在元件筐內(nèi)堆疊時與相鄰元件板產(chǎn)生套疊的可能性,該方法在一個與受托者共同未決的申請中揭示,其申請?zhí)枮?87,553,申請日為一九八三年四月二十二日。在以上的揭示中,切割過程被控制成從作有槽口的元件板材料中切割出多塊第一板件,從而使每一塊第一副板有一個沿著第一條線切割的前緣,該線與最近的槽口的距離是固定的;并使第二副板第二條線被切割,其前緣與最近的槽口的距離是固定的,這個固定距離跟先前的一個距離的差別相等于距槽口的間隔的一部份的固定量,建議這個固定量是間距的一半。雖然,這樣的一個切割程序能保證在一個元件筐內(nèi)堆疊時,并列的副板不會產(chǎn)生套疊,但是,大量的材料會在第一板和第二板從一連續(xù)材料板切割出來時被浪費掉。
本發(fā)明提供一個用以切割熱傳導元件板的控制程序,使得在元件筐中堆疊時將鄰近件的套疊消除,并容許板件依次序地從一連續(xù)的材料板中切割出而浪費最少的材料。
根據(jù)本發(fā)明,該切割程序通過對一個位于上游的槽口相對于一條線的位置進行連續(xù)性的監(jiān)察來控制的,切刀會沿該線切出元件副板的前緣,從而使最少相等于一個預先選定的最少份量的位移能經(jīng)常在連續(xù)切出的元件副板的槽口之間保持著。第一塊副板的前緣是沿第一線切割,同時某一個上游的槽口,此時是第一個上游槽口,其相對于沿該線切出前緣的第一線的位置會被探測并記錄。該材料會前進相等于第一塊副板的要求長度的份量并沿第二線切成后緣。在接著的一塊將要切割的副板上游的槽口,該槽口相對于剛被切割的副板上的某一位于上游的槽口,所述接著的一塊副板的槽口相對于第二線的位置會被探測,沿該第二線切出后緣。該兩個被探測的槽口與他們分別的參考線的距離的差別會被計算出來并與預先選定的最小容忍量比較,該最小容忍量指示在相鄰的元件副板的槽口之間的最小可接受的位移以保證在堆疊元件筐時在鄰近的副板的槽口不會出現(xiàn)套疊。
如果計算的差別是至少等如預選的最小容忍量,剛從前一塊副板沿線80切出的后緣會與即將被切割的下一塊副板的前緣相吻合。在這情形下,材料板只會前進相等于下一塊副板的要求長度的份量,并啟動切刀替這一塊副板切割一條后緣。
可是,如果計算的差別少於預選的可接受最小容忍量,材料板會前進一小部份足以保證上游槽口會移到一個新位置,在那里,計算差別會至少等如預選的最小容忍量。切刀會被啟動在下一塊副板沿一線切割一條前緣,該線與前一塊副板被切成后緣的線相隔一個很小的距離。在前一塊副板后緣之后及下一塊副板新切的前緣之間的材料是損耗并被丟掉該新切的前緣現(xiàn)在變成確定槽口位置的參考線,材料板則被推前這一塊副板要求的長度,切刀被啟動以在這一塊副板上切割后緣,同時,接著的控制的切割及比較程序會重復直至元件筐充滿為止。
參照下述對推薦實施例的說明以及附圖,可以對發(fā)明有一個更全面的了解,并且對發(fā)明所完成的目的有一個進一步的認識。
圖1是一張體現(xiàn)本發(fā)明的一條生產(chǎn)裝配線的簡略側(cè)視圖;
圖2a,2b及2c是側(cè)視圖,顯示圖1裝配線上的不同感應裝置與第一及第二切割板的槽口接觸;
圖3是一張平面圖,俯視熱傳導元件板離開圖1的裝配線中切割器及圖4是一張關(guān)于一個元件筐的端視圖,筐內(nèi)層疊著根據(jù)本發(fā)明切割的元件板。
現(xiàn)在參照附圖,尤其是參照圖1,圖中描述了一個裝置的裝配線,該裝置用于從一個每種傳導元件材料的連續(xù)板12上切割出各個的熱傳導元件板10,并用于將這些單獨的熱傳導元件板組裝在一個放置在裝配線末端的元件筐50內(nèi)。在制造工序的一開始,將一個特定熱傳導元件材料的連續(xù)板12,從該連續(xù)板上切割出單獨的元件板10,從一個材料卷14上拉出,該材料卷可轉(zhuǎn)動地安裝在一個支座16上,這樣,在材料的一端只要施加一個較小的拉力便可以將材料卷展開并且送往成形壓制機18和20,或者如果連續(xù)板12已經(jīng)作了槽口可以將其直接送往送料輥22。
成形壓制機18和20是靠未于圖示的裝置單獨地驅(qū)動的,當板材通過壓制機時該壓制機賦予連續(xù)板12一種特定的表面壓痕。典型的情況是,第一個輥式壓制機18將賦予熱傳導元件材料連續(xù)板12一種連續(xù)的波紋形狀或波浪形狀。最常見的情況是這種壓制機賦予上述材料一種連續(xù)的淺正弦波紋形狀。第二個成形壓制機20最典型的用作為元件板12的表面提供間隔槽口。這些槽口通常采取在材料中壓制單一凸起部,該凸起部朝材料一個方向向外延伸;或雙凸起部,其中一個凸起部從材料的上部向外延伸,另一個從材料的底部向外延伸而成。另外,也可以采用其他眾所周知的槽口形式。這些槽口是關(guān)鍵的,因為當把熱傳導元件板10毗連地放入元件筐50時這些槽口用來保持熱傳導元件之間的適當間隔。加熱氣體和將被加熱的氣體將通過在毗連的元件板10之間構(gòu)成的通道60穿過元件筐50。在元件板10上形成的間隔槽口24用于保持流動通道60的張開。
做成波形并作了槽口的材料離開壓制機18和20,然后靠送料輥22傳遞到切割器26的下面。送料輥22以一種眾所周知的方式進行驅(qū)動以便將連續(xù)的材料板12沿裝配線拉到切割器26處。連續(xù)的熱傳導元件材料板12從切割器26下面通過然后到達標準輥道28。一個與標準輥道28在操作上聯(lián)結(jié)的觸發(fā)器30可以沿標準輥道28調(diào)節(jié)移動以提供一個止點,當從切割器26處向觸發(fā)器30延伸的材料長度相等于預定的長度時,材料12將會靠在該止點上,這樣便可切割一個特定的熱傳導元件板10。關(guān)于用作調(diào)節(jié)觸發(fā)器30以便定出適當?shù)脑迩懈铋L度的裝置是眾所周知的,這里不再進一步描述,這是因為它本身并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分。
一旦觸發(fā)器30在標準輥道28上適當定位,并且連續(xù)材料板12靠送料輥22驅(qū)動靠在觸發(fā)器30上,便會啟動切割器26,從而從連續(xù)材料板12切割一個單個的元件板10。當元件板10被切割下后,操作人員將元件板從標準輥道28上搬開并且將豎直地放入安放在裝配線末端的元件筐50內(nèi)。裝配線將繼續(xù)工作,將單個的元件板10切下,然后將其層疊在元件筐50內(nèi)直到元件筐50裝滿了相互毗連的如圖3所示的元件板10為止。
根據(jù)本發(fā)明,切割工序是受控制的,從而單個元件材料板10是以這樣的方式從連續(xù)的熱傳導元件材料板12上切割下來的,即在元件板12通過壓制機20時所形成的間隔槽口24在元件板10,毗連地放置在元件筐50內(nèi)的時候不會發(fā)生套疊現(xiàn)象。為了達到這個目的,一個有多個感應元件42的感應組件40放置在相對於連續(xù)材料板12的移動的切割器的上游。感應組件40的每一個個別的感應元件42在連續(xù)板12的槽口24在其下面經(jīng)過時都能測出的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)需要注視的是任何眾所周知可購買得到的感應器都可使用,諸如無接觸的短程感應器或任何眾所周知的接觸式感應器,諸如滾子輕觸限位開關(guān)式,將會用於本發(fā)明的過程中。
當作有槽口的連續(xù)的熱傳導元件材料板12從槽口成形壓制機20到切割器26之間通過,感應組件40的感應元件42能測出每一個在其下面通過的槽口24。感應組件40產(chǎn)生一個信號,指示出在某一個時間,那一個多個感應元件42與一個槽口互相接觸??刂蒲b置36監(jiān)察著由感應組件40產(chǎn)生的信號,并在適當時候發(fā)出控制信號35至切割器26啟動切割工序。從材料12切割熱傳導元件10的過程是根據(jù)將在以下介紹的本發(fā)明的方法透過控制裝置36來控制的。
從圖2可清楚看見,感應組件40的感應元件42被隔開放置,或非常接近地在熱傳導元件板12上鄰近槽口的距離內(nèi)互相隔開。在熱傳導元件板12上形成的槽口以幾英寸的相等間距分開,一般是三英寸。在圖2本發(fā)明推薦的實施例中,感應組件40有二十五個感應元件以八份一英寸的間距布置在槽口間三英寸的空間內(nèi)。在任何一個既定的時間里,只有一個感應元件42能夠探測到在連續(xù)材料板12上的槽口。
發(fā)動切割過程,作有槽口的傳導元件板的連續(xù)板12在切割器26下通過而第一塊熱傳導元件板10的前緣11會被沿線70切割開。當作有槽口的元件材料板的連續(xù)板12位於切割器26之下以便切割第一塊熱傳導元件10a的前緣11時,感應組件40的其中一個感應元件42將會與切割器26上游的一個槽口24接觸。感應組件40會產(chǎn)生一個信號45指示出那一個感應元件42在這時與槽口24接觸。當?shù)谝粔K熱傳導元件板10a的前緣被切出時,控制裝置36從感應組件40在第一記錄器37收到一個信號45,該信號指示感應組件40的那一個感應元件42測到一個槽口??刂蒲b置36會儲存這個資料作為以后使用。
在第一塊熱傳導元件板10a的前緣11被切割后,作有槽口的熱傳導元件材料的連續(xù)板12前進至靠到在標準輥道28上的觸發(fā)器止點30,該觸發(fā)器止點在之前已經(jīng)被調(diào)校好,使得在觸發(fā)器止點30與切割器26之間伸展的板12的長度等於第一塊熱傳導元件板10a要求的長度。切割器26跟著會被啟動,在板12上沿線80切割,在第一塊熱傳導元件板10a制成一條后緣13。這樣,第一塊熱傳導元件板便可以放入元件筐50內(nèi)。
當作有槽口的熱傳導元件材料的連續(xù)板12的位置是靠著觸發(fā)器止點30以便在第一塊熱傳導元件板10a上切割后緣13時,位於切割器26上游的一個槽口會與感應組件40上的其中一個感應元件42相接觸。這時,感應組件40產(chǎn)生一個信號45指示出那一個感應元件42正與槽口接觸。在第一塊熱傳導元件板10a的后緣13被切割后控制裝置36在其第二紀錄器39會從感應組件40接收一個信號45該信號指示出那一個感應元件42正探測到位於切割器上游的熱傳導元件材料板12上的一個槽口24。
在這時,控制裝置36將兩個從感應組件40接收到槽口位置的讀數(shù)比較,并計算兩個槽口的感應位置之間的距離。然后,控制裝置36將這個計算距離與一個預選的最小距離比較,該預選的最小距離必須在連續(xù)感應到的槽口位置讀數(shù)之間保持,從而保證在鄰近元件板之間不會出現(xiàn)套疊。如果計算距離比預選最小值更大時,元件板10a的后緣13便會與將被切割的下一塊元件板10b的前緣15相吻合。因此,熱傳導材料元件的連續(xù)板12會再次前進到靠著標準輥道28上的觸發(fā)器止點30,該觸發(fā)器止點30在之前已被調(diào)校好,使得在觸發(fā)器止點30與切割器26之間伸展的連續(xù)材料板12的長度等于即將被切割的第二塊熱傳導元件板10b的要求長度。之后,切割器26會被再次啟動去切割連材料板12,為元件板10b提供一條后緣17。操作人員將元件板10b從標準輥道28上移去并沿邊堆疊在元件筐50之內(nèi)與剛剛切割及放置在元件筐50內(nèi)的熱傳導元件板10a并列。
然而,如果計算出感應的槽口的位置之間的距離少于該預選最小值時,熱傳導元件材料的連續(xù)板12會前進一小部份,例如一個等如槽口之間預選最小的要求距離的距離。這樣做,在感應組件40之下的第二塊板10b上的槽口位置會被改變,以致槽口現(xiàn)在與另一感應元件42接觸。當熱傳導元件材料的連續(xù)板12經(jīng)已前進了一小段距離足以保證該計算的距離會大于預選最小的要求值時,切割器26會由控制裝置36啟動沿線70′在第二塊熱傳導元件板10b切割出前緣15。一個由感應組件產(chǎn)生的新信號45指示出該槽口相對於新切的前緣15的位置并由控制裝置36接收來替換先前指示相對於感應元件42在第二塊元件板10b上的槽口的位置的讀數(shù)。該連續(xù)板12會再次前進至靠在標準輥道28上面的觸發(fā)器止點30,該觸發(fā)器止點30是之前調(diào)校好使得在切割器26及觸發(fā)器止點30之間伸展的連續(xù)板12的長度等于即將切割的第二塊熱傳導元件板10b的要求長度。此時,切割器26被再次啟動,將連續(xù)板12沿線80′切割,替第二塊熱傳導元件板10b提供一條后緣17。板10b由操作人員將之移離標準輥道28并沿邊堆疊在元件筐50之內(nèi),同時與之前已經(jīng)切割及裝放在元件筐50的第一塊熱傳導板10a并列。
以上所述的步驟會透過控制裝置36在切割器26每次切割熱傳導元件材料連續(xù)板12時從感應組件40接收信號45來成功地重覆。感應組件40連續(xù)地監(jiān)察著位於上游連續(xù)板12的槽口24相對於感應元件42的位置,并連續(xù)地產(chǎn)生指出那一個感應元件42的與槽口相觸的信號45??刂蒲b置36將一塊其前緣將被切割的板的槽口的位置,與其前緣剛被切割的上一塊板的槽口的位置相比較,從而保證了每一塊板從前緣到那里被感應位於上游的槽口的距離與相鄰的板有足夠的差別,即是說,這個差別大于最小預選值,因此保證了當熱傳導元件板如圖4所示裝配在元件筐50之內(nèi)時,鄰近板件不會出現(xiàn)套疊。
現(xiàn)在根據(jù)附圖1至3介紹一個例子,從而增加對本發(fā)明的切割程序的了解。開始切割程序時,作有槽口的熱傳導元件材料連續(xù)板12被送至切割器26,而切割器26則被啟動沿線70在熱傳導元件板10a上切割一條前緣11。同時,在第一塊熱傳導元件板10a上的槽口24會與感應組件40的一個感應元件42相接觸,例如在圖2a所示感應元件42a,其為切割器26上游第十二個感應元件。位於感應元件42a的槽口其在第一塊熱傳導元件板10a上的位置會由控制裝置36儲存作以后使用。接著,連續(xù)板12前進至靠著在標準輥道28上的觸發(fā)器止點30,該止點已在之前調(diào)校好,使在觸發(fā)器止點30與切割器26之間伸展的板12的長度等于元件板10a的要求長度。然后切割器26被啟動將板12沿線80切割,在元件板10a上產(chǎn)生后緣13。當元件板10a被切割后緣13時,控制裝置36從感應組件40接受指示在切割器26上游材料板12的下一個槽口的位置的信號。這便是即將切割的下一個熱傳導元件板10b上的位於上游的第一個槽口。如圖2b所示,在即將切割的下一塊材料板10b的槽口24與一感應元件接觸,例如感應元件42b,此時,前一塊元件板10a的后緣13正被切割。如之前所述,如果被控制裝置36儲存的在板10a及10b上感應的槽口的位置間的距離大于對此距離的最小預選容忍值,控制裝置36發(fā)出信號33至滾輥22的驅(qū)動裝置將材料板12推進到再次靠在觸發(fā)器止點30并沿線80′在元件板10b切割后緣17。在這種情況下,元件板10b的前緣15與元件板10a的后緣13相吻合,而且沒有浪費任何熱傳導元件材料12。
然而,如果如圖2a及2b所示,當切割器26在第一塊板10a上切割前緣11時,第一塊熱傳導元件板10a上的槽口位於感應元件42a,即切割器26上游的第十二個感應元件;并且當在元件板10a上切割后緣13時,元件板10b的槽口24位于感應元件42b,即切割器26上游的第十個感應元件,該兩個槽口之間的距離便是兩個感應元件的間距或四份之一英寸。由於在兩個感應到的槽口間的典型最小預選距離的值為八份之五英寸,由控制裝置36計算的該兩個槽口間的距離的四份之一英寸便少于容許最小容忍值。并由控制裝置36再次啟動驅(qū)動裝置將板推前進一個小距離,例如八份之五英寸,即是在槽口間的最小預選要求距離。在板10b的槽口24移到一個更接近切割器26的位置并如圖2c所示的正與感應元件42c,即切割器26上游的第五個感應元件相接觸??刂蒲b置36現(xiàn)在再次計算元件板10a上槽口24及元件板10b的槽口24的感應位置間的距離,該距離應為七個感應元件間距或八份之七英寸。由於這個新計算的距離大于預選最小距離八份之五英寸,控制裝置36發(fā)出一個信號35到切割器26在板10b上沿線70′切割后緣15??刂蒲b置36再次將連續(xù)板12推進至靠著觸發(fā)器止點30,該止點已在之前調(diào)校好,使得在觸發(fā)器止點30及切割器26之間伸展的板12的長度等于對元件板10b要求的長度。跟著,切割器26被再次啟動在元件板10b沿線80′切割出一條后緣17。位于板10a的后緣13及板10b的前緣15之間的材料板12的一小塊浪費材料90則被拋棄。
根據(jù)本發(fā)明,沿線70′的元件板10b的前緣15與熱傳導元件板10b上最近的槽口24相隔的距離d2及沿線70切割元件板10a的前緣11與在熱傳導元件板10a上最近的槽口24相隔的距離d1的差別大于預選設計容忍值。因此,當元件板10a及10b如圖4所示堆疊成并列於元件筐50之內(nèi),鄰近板件的槽口互相相隔於一個大于最小預選容忍值的距離,因而消除了在鄰近板件上槽口的套疊。
權(quán)利要求
1.一個控制從一連材料板切割熱傳導元件板的方法,該連續(xù)材料板在切割器下面沿一裝配線通過,以便將元件板組裝在旋轉(zhuǎn)再生式換熱器的元件筐內(nèi),該辨法包括a·從一料源拉出一張熱傳導元件材料,b.在所述的一張熱傳導元件材料形成多個向外伸展的槽口,沿所述的一張材料板上,槽口是等距的互相間隔,c.沿橫向布置的第一條線橫跨所述作有槽口的板在第一塊副板切割一條前緣,d.在切割器上游探測在所述作有槽口板的第一個槽口的位置,并確定從那里到所述副板沿該第一條線切割的前緣的距離,e.將所述作有槽口的板前進一個要求的長度,并沿第二條與所述第一條線相隔及平行的線在所述第一副板切割一條后緣,而使所述第一塊副板被切割成符合裝入元件筐內(nèi),f.在切割器上游所述作有槽口的板探測第二個槽口的位置,并確定從那里到所述第一塊副板沿該第二條線切割后緣的距離,g計算在所述作有槽口的板在步驟(d)中探測到第一個槽口的位置與在所述作有槽口的板在步驟(f)中探測到第二個槽口的位置之間在距離上的差別,h.將在步驟(g)中計算得在距離上的差別與預選最小容忍值相比較,i.如果在步驟(g)中計算得的距離差別至少等于所述預選最小容忍值時,直接進行步驟(k),j.如果在步驟(g)中計算得的距離差別少于所述預選最小容忍值時,將所述作有槽口的板推前一個約略相等于所述預選最小容忍值的距離,并在進行步驟(k)之前,沿橫向布置的第三條線橫跨地切割所述作有槽口的板而形成一條前緣,及k.成功地重復步驟(d)至(j),直至元件筐被堆疊滿了互相間隔并列的副板。
專利摘要
用以在旋轉(zhuǎn)再生式換熱器中的元件筐(50)內(nèi)堆疊熱傳導元件(12)的板(10a,10b),這些板被切割成使在元件板(10a,10b)上形成的槽口(24)間的距離在元件板并列地安排在元件筐(50)內(nèi)時不會出現(xiàn)套疊。
文檔編號G05B11/00GK85105123SQ85105123
公開日1987年3月25日 申請日期1985年7月4日
發(fā)明者斯庫諾弗 申請人:空氣預熱器公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan