一种吸管冷却设备

1.本发明涉及吸管制备领域，具体属于一种吸管冷却设备。


背景技术：

2.吸管是一种常用的便携式餐具，其主要功用是用来饮用餐盒中的饮品。吸管的生产过程主要是把塑料或可降解材料(如玉米淀粉)熔化后，通过吹塑成型，随后成型的吸管在牵引设备的牵引下经过带有循环水的冷却槽，冷却后的吸管通过牵引设备后被切断装置切断成为适宜的长度，然后集中装箱转运到包装车间进行包装处理。
3.在整个生产的过程中，冷却吸管是一项至关重要的工序，熔融挤压出的吸管需要进行冷却处理，现有冷却方式有水冷和风冷两种，风冷方式虽然效率高，但由于从吸管成型机熔融挤出的吸管温度较高，在迅速冷却过程中容易导致吸管的不均匀形变。水浴环境温和且温度易于控制，利于吸管的二次拉伸定型。成型过后的吸管如果冷却不到位，在后续的牵引过程中很容易发生形变，且整个吸管的强度和韧度都会大幅缩减，从而导致产品性能变劣。因此对于生产过程中对于冷却的效果和效率都具有一定的要求。
4.专利号为cn201920509010.6的中国使用新型专利就公开了《一种吸管的冷却干燥装置》，该装置中，通过在冷水槽的前端设置用于盛装水的盛水槽，使成型后的吸管在通过盛水槽之后完成冷却，同时凭借多个不同孔径的进料圆孔，可以通配不同尺寸的吸管。该装置虽然能适配不同尺寸的吸管，但是冷却强度没有改进，仅是选择性的使不同尺的吸管通过盛水槽，对于冷却的效率提升有限。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能冷却多个吸管的吸管冷却设备。
6.本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能使沥水孔产生上升水柱的吸管冷却设备。
7.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种吸管冷却设备，包括：
8.机身，具有工作台，所述工作台上开设有安装口；
9.水槽，设于机身内且位于工作台的下方，该水槽的顶部敞口，且敞口与安装口的相对；
10.冷却箱，设于所述工作台上且布置在水槽的上方，其内部中空形成冷却腔室，所述冷却腔室的下部形成冷却槽，所述冷却箱具有供吸管输送的进口和出口，且所述冷却槽的底壁上开设有沥水孔，所述冷却槽和水槽通过沥水孔相连通；以及
11.传送机构，具有能够将进口处的吸管输送至出口处的传送带，该传送带设于冷却腔室内且至少局部浸没在冷却槽内；
12.泵体，设于所述机身上，用来将水槽内的低温水泵送至冷却槽内。
13.为了确保在吸管层叠后，冷却槽内的水能够浸没最上方的吸管，优选地，所述冷却
箱内还具有用于推动冷却槽内冷却水发生波浪的侧板，所述侧板连接在传送带上且在传送带的转动作用下，所述侧板能随传送带同步移动。
14.为了避免造浪时对传动带的运行造成干涉，且同时确保吸管收拢在传动带上，优选地，所述侧板布置在传送带的旁侧，且沿着传送带的移动方向自上而下倾斜布置。
15.传送带可以是不同形式，优选地，所述传送带包括分别布置在冷却箱底壁上下两侧的第一传动段和第二传动段，所述第一传动段和第二传动段的移动方向相反，所述侧板至少有两个且沿着传送带间隔分布，以使第一传动段和第二传动段上均有至少一个侧板。这样两个传动段的设计形式，一方面起到了循环输送吸管的目的，在吸管进出冷却箱时，为吸管提供传输的驱动力；另一方面，由于上述侧板的存在，侧板在处于不同传送段时，能够处于冷却液不同的深度位置，在液面附近的侧板能够发生波浪，而在较深位置的侧板则能配合上方的侧板，使冷却水在冷却槽内发生快速循环，从而在侧板发生波浪的基础上，对吸管进行快速冷却。
16.为了确保冷却水在冷却槽内具有足够长的停留时间，优选地，所述沥水孔有多个且在冷却槽的底壁上均匀分布，各所述沥水孔均呈口径自上而下逐渐减小的锥状结构。
17.具体地，沿着冷却槽底壁的宽度方向并排的多个沥水孔形成一组，在冷却槽底壁的长度方向上间隔排布有多组沥水孔。
18.为了进一步解决上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案为：所述冷却箱的底壁具有多个与各个沥水孔对应布置的弹片，各所述弹片均自冷却箱的底壁向下延伸且位于所对应沥水孔下方水流的流动路径上，这样弹片的设计，由于冷却槽在使用时，需要冷却水停留在冷却槽内一段时间，以充分冷却，因此实现冷却水回流至水槽内的沥水孔，在波浪的作用下，并不会均匀的沥下，因此弹片在预设了一定的弹性恢复力之后，在水流的冲击过后能够反向向上移动而拨动水柱，从而在冷却槽内产生气泡，并能冲击到吸管上，使多个吸管冲散并充分冷却。
19.弹片的驱动可以采用其他的动力来源，优选地，所述冷却箱的底壁上设置有弹性活动板，该弹性活动板沿着冷却箱的底壁的宽度方向延伸布置且局部位于侧板的移动路径上，且每组沥水孔都有一个弹性活动板相对应，各所述弹片连接在对应弹性活动板的下边沿，且所述弹性活动板能在侧板的作用下，下端间歇地相对冷却箱的底壁上下摆动，以使弹片靠近或者远离对应的沥水孔。这样侧板与弹性活动板的布局形式，无需外接动力参与，在传送带转动地过程中同步实现气泡的产生，有目的的驱使吸管翻滚，从而达到冷却均匀的作用。
20.为了实现传送带的传动，优选地，所述传送机构还包括有第一传动轮和第二传动轮，所述第一传动轮和第二传动轮分别邻近进口和出口布置，所述传送带依次绕设在第一传动轮和第二传动轮上。
21.具体地，所述第一传动轮和第二传动轮均有两组且分布在冷却箱的底壁的上下两侧，所述冷却箱的底壁在两端的对应位置开设有供传送带穿过的避让缺口。
22.与现有技术相比，本发明的优点在于：该吸管冷却设备中，通过在机身的工作台上设计冷却箱，使进入到冷却槽内的吸管能浸没在冷却水中实现冷却，同时冷却后的水能够经由沥水孔流入至工作台下方的水槽内，并通过泵体重新泵入冷却槽内从而实现流动循环；实际生产中只需要调整沥水孔的孔径，就能根据需要调整同一拨冷却水在冷却槽内停
留的时间，从而大大提升了换热效率，冷却效果更好。
附图说明
23.图1为本发明实施例中吸管冷却设备的整体结构示意图；
24.图2为图1另一角度的剖视图；
25.图3为传送机构的整体示意图；
26.图4为图2中部分结构的放大示意图；
27.图5为喷淋系统的示意图；
28.图6为阀体的整体示意图。
具体实施方式
29.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
30.如图1至图6所示，为本发明的一个优选实施例。在本实施例中，该吸管冷却设备包括机身1、水槽2和冷却箱3，上述的机身1具有工作台10，工作台10上开设有安装口，水槽2设于机身1内且位于工作台10的下方，该水槽2的顶部敞口，且敞口与安装口的相对。上述的冷却箱3设于工作台10上且布置在水槽2的上方，其内部中空形成冷却腔室30，冷却腔室30的下部形成冷却槽3a，冷却箱3具有供吸管进出的进口和出口，且冷却槽3a的底壁上开设有沥水孔3b，冷却槽3a和水槽2通过沥水孔3b相连通。
31.本实施例中，冷却吸管的基本流程是在冷却箱3的冷却腔室30内完成的。待冷却的吸管从上游设备挤压成型后，经由进口进入至冷却腔室30的冷却槽3a内并浸没在冷却水中，与冷水进行热交换之后实现降温冷却，而吸热后的水则从沥水孔3b进入至下方的水槽2内，冷却后再重新由设于机身1上的泵体32将水槽2内的低温水泵送至冷却箱3内，从而实现冷却循环。由于吸管在进出时，通常通过传送机构4进行自动化输送，其进口和出口的位置往往不可过高，同时冷却箱3因为冷却槽3a的存在，还要满足下部实现“水密封”这一标准，在实际实用过程中，为了避免水从进口和出口处泄露，在进口和出口处通常设置有密封的阀盖，同时还可以借助负压设备，在阀盖密封进口和出口后，将冷却腔室30抽至略微负压。阀盖、负压设备等不是本技术保护的重点，在此仅做介绍。
32.鉴于常规的浸没冷却方式，水流不能从吸管表面快速流过，且邻近吸管的水升温较快，导致冷却水和吸管之间的温差迅速缩小，热交换效率降低，为此除了基本的冷却过程外，本实施例中的吸管冷却设备从两个方面解决换热效率低的问题。其中一个方面是通过增设喷淋系统31来实现，参见图2、图4、图5和图6，该喷淋系统31用来向待冷却的吸管喷淋冷却水，具体是设于冷却箱3内且布置在冷却腔室30的上方区域，上述的泵体32的出水端与喷淋系统31的进水端流体连通。
33.喷淋系统31可以采用不同的布局形式，为了确保喷洒均匀，本实施例中的冷却箱3内设置有用来向冷却箱3供水的输水管33，该输水管33布置在冷却箱3的顶部且其进口端与泵体32的出水端流体连通，且泵体32的进口端与水槽2流体连通。上述的输水管33沿着吸管的输送方向延伸布置，该输水管33上连接有至少两个喷淋杆34，各喷淋杆34上均开设有喷淋孔。本实施例中的喷淋杆34至少有两个，且沿着输水管33的延伸方向间隔布置。
34.当然，由于喷淋杆34在实际设计中的数目限制，冷却腔室30内必然会存在喷淋死
角，无法让冷却水均布于冷却腔室30中，因此本实施例中的喷淋杆34采用转动喷洒的形式，即上述的喷淋杆34能转动地约束在输水管33的下沿且转动轴线竖向延伸，这样一来，借助于转动覆盖的区域和水流转动产生的离心力，相邻两个喷淋杆34之间水流交叉后，就不会存在喷淋死角，确保吸管各个部分在冷却时各个位置均匀降温。
35.此外，鉴于喷淋杆34设于整个冷却腔室30的上方区域，为了确保转动，在喷淋杆34上还设置有叶轮35，该叶轮35布置在输水管33中水流的流动路径上，从而在水流的驱使下带动喷淋杆34相对冷却箱3转动。为了保证具有足够的受力面积，该叶轮35具体是周缘伸入至水流路径上，即各叶轮35的转动轴线均位于输水管33中心线的旁侧。这样借助于上水时的水流冲击力，各个喷淋杆34在叶轮35的带动下转动，无需单独设置动力源。
36.当然，由于喷淋过程是自上而下进行的，如果有多个吸管，层叠在底部的吸管就会因为喷淋不到位，导致与上方吸管冷却程度有差异，为了避免这种冷却不均的情况，本实施例中还针对的增设了托板37。具体而言，在泵体32与输水管33之间通过上下延伸(这里的“上下延伸”包括了竖直延伸和与竖直呈一定角度)的进水管36相连通，进水管36中空形成进水流道，且该进水管36邻近冷却箱3布置。上述的托板37设于冷却箱3的底部该托板37的延伸方向与吸管的输送方向相交叉(优选为垂直)，且托板37被布置成能够相对沥水孔3b上下移动。
37.上文中提到，由于整个冷却箱在冷却时，需要一定的负压环境来确保密封效果，因此，为了避免增设外接的动力，上述的托板37采用联动的形式，与进水管36产生关联，即托板37的动力输入端具有第一连接件371，进水流道内具有能在水流方向上往复移动的第二连接件361，第一连接件371和第二连接件361中的其中一个为磁性件，另一个为磁性件或者导磁件，且二者能够磁性吸合，以使托板37随第二连接件361同步移动。具体而言，上述的进水管36在流动路径上设置有阀体362，阀体362内部中空形成与进水流道流体连通的阀腔363，阀腔363内设置有能沿着水流方向来回移动的阀座364，第二连接件361设于阀座364上并能随阀座364同步移动。为了确保阀座364与水的随动，阀座364可以采用能随水沉浮的材质，例如泡沫等，且其上开设有过水孔，当水流冲击结束后，由于进水管36竖向布置，阀座364就能在重力作用下回落。
38.在本文开头提到，除了基本的冷却过程外，本实施例中的吸管冷却设备从两个方面解决换热效率低的问题。上述的第一方面的改进，致力于将冷却由单一的浸没形式转化为喷淋与浸没相结合的冷却形式，并且增设了托板37，使托板37移动来确保各个吸管冷却均匀，但是在吸管层叠过多的情况下，即使拖过托板37的上下移动，也不能让聚集在一起的吸管分散开来，因此，本实施例还增设了能在冷却槽3a内发生波浪的相关结构。
39.参见图1、图2和图3，在本实施例中，上述的传送机构4具有能够将进口处的吸管输送至出口处的传送带40，该传送带40设于冷却腔室30内且至少局部浸没在冷却槽3a内，在冷却箱3内还具有用于推动冷却槽3a内冷却水发生波浪的侧板41，侧板41连接在传送带40上且在传送带40的转动作用下，侧板41能随传送带40同步移动。侧板41可以设计在不同的位置，只要与传送带40连接且不与其他部件发生干涉即可。本实施例中的侧板41布置在传送带40的旁侧，且沿着传送带40的移动方向自上而下倾斜布置。这样一来，当吸管借助传送带40输送至冷却槽3a内之后，由泵体32向冷却槽3a供水并蓄满之后，传送带40在次启动，通过其侧部连接的侧板41，就能实现发生波浪的功能。此时吸管会随着波浪上下漂浮，使冷却
槽3a的液面不停的沉浮，从而实现浸没高度的变化，不仅能使热量迅速被带走，还会确保吸管的各个位置都能均匀的与冷却水接触。
40.当然，单一形成的波浪，也会使多个吸管同步随液面发生沉浮，这样也会影响冷却效果，因此，本实施例中还增设了弹片42，用于将冲不散的吸管束打散。具体而言，上述的传送带40包括分别布置在冷却箱3底壁上下两侧的第一传动段401和第二传动段402，第一传动段401和第二传动段402的移动方向相反，且侧板41至少有两个，各侧板41沿着传送带40间隔分布，以使第一传动段401和第二传动段402上均有至少一个侧板41。其中，沥水孔3b有多个且在冷却槽3a的底壁上均匀分布，各沥水孔3b均呈口径自上而下逐渐减小的锥状结构。沿着冷却槽3a底壁的宽度方向并排的多个沥水孔3b形成一组，在冷却槽3a底壁的长度方向上间隔排布有多组沥水孔3b。在冷却箱3的底壁具有多个与各个沥水孔3b对应布置的弹片42，各弹片42均自冷却箱3的底壁向下延伸且位于所对应沥水孔3b下方水流的流动路径上。这样弹片的设计，由于冷却槽在使用时，需要冷却水停留在冷却槽内一段时间，以充分冷却，因此实现冷却水回流至水槽内的沥水孔，在波浪的作用下，并不会均匀的沥下，因此弹片在预设了一定的弹性恢复力之后，在水流的冲击过后能够反向向上移动而拨动水柱，从而在冷却槽内产生气泡，并能冲击到吸管上，使多个吸管冲散并充分冷却。弹片的驱动可以采用其他的动力来源，本实施例中则借助于上述的侧板41来实现，即除了产生波浪只外，侧板41还能驱动弹片42发生弹性作用。具体而言，在冷却箱3的底壁上设置有弹性活动板43，该弹性活动板43沿着冷却箱3的底壁的宽度方向延伸布置且局部位于侧板41的移动路径上，且每组沥水孔3b都有一个弹性活动板43相对应，各弹片42连接在对应弹性活动板43的下边沿，且弹性活动板43能在侧板41的作用下，下端间歇地相对冷却箱3的底壁上下摆动，以使弹片42靠近或者远离对应的沥水孔3b。
41.此外，上述的传送机构4还包括有第一传动轮44和第二传动轮45，第一传动轮44和第二传动轮45分别邻近进口和出口布置，传送带40依次绕设在第一传动轮44和第二传动轮45上。第一传动轮44和第二传动轮45均有两组且分布在冷却箱3的底壁的上下两侧，冷却箱3的底壁在两端的对应位置开设有供传送带40穿过的避让缺口403。当然，在冷却之后，还要对吸管进行擦干和裁剪工序，这两个工序是通过设于工作台10上且沿着吸管输送方向位于冷却箱3下游的切刀102和滚刷101来实现的。
42.本发明所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。
43.此外，在本发明的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本发明的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。