一、 輔助真空應用的優(yōu)越性
世界上使用行列制瓶機生產(chǎn)的無數(shù)實踐成熟案例,驗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器運轉(zhuǎn)速度,從而提高了制瓶機的生產(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)濟效益。
4.同時也在一定程度上有助于減少壓縮空氣的使用量。
當然,在實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就實現(xiàn)整個玻璃瓶罐的成型工藝。否則,所成型的玻璃瓶罐制品就會溫度太高。盡管如此,人們還是能夠清楚地認識到,輔助真空技術是怎樣對玻璃的成型工藝產(chǎn)生影響,并且能夠在多大程度上對玻璃的成型工藝產(chǎn)生的重要影響。
二、 輔助真空的應用
無論是進口或國產(chǎn)的行列式制瓶機設備功能來說,都具備著真空輔助的裝置和相應的管道系統(tǒng)。
而輔助真空在行列式制瓶機的使用,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
● 對吹-吹(B-B)法成型工藝而言,在初型側(cè)使用真空技術,是行列式制瓶機成型工藝中,真空技術應用最多的,也是一種較為廣泛的成型方式。縱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。即在制瓶機的芯子機構(gòu)的真空管路與口模設置的真空孔道和孔徑跟制瓶機電子定時的良好配合。
●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具有十分有效的作用。它可以明顯減少因撲氣造成的時間和瓶子“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的使用,就可以完全實現(xiàn)整個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,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)驗所表明,如果沒有使用輔助真空技術,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。
●采用輔助真空技術的玻璃成型工藝,這具有以下兩個優(yōu)點:
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),因為使用的是“倒沖壓”機構(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
行列式制瓶機的輔助真空成型技術,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),將輔助真空技術應用到模腔成型則是必須的。
── 輔助真空技術,它會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:
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物質(zhì)量,同時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。因為壓-吹(P-B)法工藝的機速相對較快,單位重量(瓶壁較薄)又較輕的特征。當雛形料坯進入成型模后,輔助真空會起到使坯胎瞬間就能貼近成模的快速成形作用。而此時吹氣頭距離成模的高度應留有一定間隙。而吹氣頭中間的“延長管”則起到冷卻瓶子和置換模腔高溫的作用。吹氣頭實際上只是一種輔助成形的次要功能。
2.3【留意點】
2.3.1 無論是初型模側(cè)或成型模側(cè)的真空管路的維護保養(yǎng)和及時清理是十分必要的。尤其是要留意成型模側(cè),經(jīng)常會因為瓶子的“玻璃碎碴”被吸入到真空管路,從而導致真空效率下降甚至會使真空完全失效。
2.3.2 成型模側(cè)踏板下的真空閥對成型模的真空度是至關重要的。不可避免地吸入“玻璃碎碴”對真空度的影響往往是致命的。因此,制瓶操作員精準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“外接閥”的快速操作按鈕。便于在緊急情況下,操作使成型模迅速張開防止“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)各機段(組)的真空閥與模底機構(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)各機段的真空閥與芯子機構(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 有關輔助真空成型機構(gòu)的詳述,以及其今后的展望,請參閱《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 值得一提的是當今玻璃瓶用戶(食品或酒類)的灌裝機的灌裝速度越來越快,在貼標過程對玻璃瓶產(chǎn)品橢圓度的標準要求越來越嚴格。為此,客觀上給制瓶成型工藝輔助真空成型的應用,就顯示出是一種必須的手段。
3.【總 結(jié)】
當玻璃空器(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,玻璃瓶的實物質(zhì)量和成型機速以及壓縮空氣消耗量等幾個方面,都會得到較為明顯的改善。
三、 使用案例
據(jù)來自德國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際上還存在許多技術方面的因素。它們較為肯定的是,之所以會產(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的緣故。
四、 真空設備選擇
就輔助真空設備的合理匹配和其性能的優(yōu)化配置而言,當今世界上通行的做法是:
1 在大型工廠中,一般總會在集中安裝的中央壓縮空氣站內(nèi),單獨設置“真空體系”集成設備來實現(xiàn)。即獨立的不銹鋼真空管路,匹配合適的真空設備(例如滑片式真空機)的“自成系統(tǒng)”,來集中提供成型工藝的輔助真空。
真空設備集成模式的優(yōu)勢是便于維護和管理,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。但其缺點是因管路較長,從而導致了真空吸力的壓頭損失。
2.也有產(chǎn)能規(guī)模不大的個別工廠,它們把真空泵就安裝在行列式制瓶機的附近,基本上是“單機單泵”或“單泵多機”的匹配模式。這種做法與集成安裝的缺點和優(yōu)勢正好形成相反效應。
更大的問題是這種近距離安裝的真空泵設備,極其容易導致瓶子的“玻璃碎碴”被吸入到真空泵中而損壞了設備的整體。從而直接影響到制瓶生產(chǎn)工藝秩序的正常運行。
3真空泵在真空技術中是非常重要的一個方面,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計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,性價比優(yōu)越的真空泵,就顯得非常重要。
4據(jù)來自德國WITTIG和意大利Pneumofore公司的信息,當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)是以真空設備集成的模式。
● 德國WITTIG和Pneumofore公司認為,在WITTIG和Pneumofore真空泵中所采用的滑片(旋轉(zhuǎn)葉片)技術,是工業(yè)應用中產(chǎn)生真空泵最有效率的方法和技術。
● 對于旋轉(zhuǎn)葉片真空泵來說,它在性能上非常一致和可靠。這一點連最好的液環(huán)泵也很難達到,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)生真空的技術是以安裝在旋轉(zhuǎn)軸插槽上葉片的滑動為基礎,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小于在旋轉(zhuǎn)螺旋真空泵之中兩個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,這將會給旋轉(zhuǎn)螺旋真空泵帶來很高的維修成本。而對于旋轉(zhuǎn)葉片真空泵來說,可以在一定時間之后將其拆開,在對其圓柱體內(nèi)殼進行拋光打磨之后,又可以使其真空性能恢復得與最初一樣。
● 滑片(旋轉(zhuǎn)葉片)技術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)真空泵的個別市場領域中,或許擁有它前所能達到最低的設備壽命周期費用,以及較低的使用成本。但行列式制瓶機來說,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,但縱觀國內(nèi)以往的做法,大多數(shù)選用的是活塞式往復真空泵。這種機械結(jié)構(gòu)的真空泵效率相對比較低的。因此,我們應借鑒國外同行業(yè)的經(jīng)驗和做法,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。





