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经过改进的热引线控制设备和方法技术

技术编号:3691576 阅读:150 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
用于控制对电阻元件如密封引线(2)的电流输入的控制系统和设备。本发明专利技术的所述系统和设备是对常规系统作出的闭路反馈变型,且利用了当密封引线(2)受到加热时其产生的固有膨胀。所述反馈机构对所述密封引线的长度进行监控,并且响应于该监控长度而对施加到所述引线上的电流进行调节。电脉冲元件如密封引线(2)的一端被固定到具有引线拉伸块的顶钳(20)的下侧上。密封引线(2)的相对移动端或悬空端在引线端子(10)处被联接到密封引线枢转构件(1)上。枢转构件(1)在枢转点(9)处被枢转安装在所述顶钳(20)上,从而使所述枢转构件响应于所述密封引线(2)根据所述密封引线温度产生的膨胀和收缩而进行移动。检测器致动器(3)被安装到所述密封引线的枢转板或枢转块(1)上,并朝向检测器(5)延伸超出所述枢转构件(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
用于在物品周围包装并密封塑料膜的包装机通常利用加热的引线以使膜层彼此密封且熔透所述层从而当物品通过机器时使一个物品与另一个物品分开。电流被供应至引线以将引线加热至高温从而实现密封和切割操作。由于膜在密封件周围产生的紧密收缩而导致所得的密封件具有良好并且洁净的外观,尤其在使用聚丙烯膜时情况更是如此。这种热引线通常用于形成端部密封件和侧部密封件。当引线接触膜并执行其预期功能时,其向膜以及向周围的环境散失热量,因此电流必须被持续或连续地供应至引线以便保持适当的引线温度。通常情况下,引线是直径为约千分之45-50英寸的电阻元件,因此使其易于出现温度积聚、疲劳和失效的问题。因此,如果被供应至引线的电流未受到适当的控制且引线温度变得过高,则引线倾向于产生断裂。例如,随着机器速度的升高,被传送至密封引线以将引线加热至适当温度的电流脉冲变得越来越频繁,直至达到使得密封系统实际上总是处于开启状态的程度。由于从被密封的膜中吸收过量热量(作为吸热装置)的速度不如热量被供应至引线的速度那么快,因此引线变得更易于产生失效。引线最终被软化、拉长并断裂。这是一种惯常出现的问题,特别是在操作者未能给予适当关注的情况下更易出现。更换引线需要在关闭机器的情况下进行,这会导致生产率的严重损失。在美国专利No.5,597,499中,该问题的解决是通过提供对施加到密封引线上的热量脉冲的持续时间进行控制的密封引线控制系统来实现的。该专利利用了开路构型,所述开路构型基于物品数量和物品行进通过包装机的频率而对施加到密封引线上的热量进行调控。然而,这种解决方案的通用性是有限的。美国专利申请序列号No.10/251,415通过监控密封引线的膨胀而解决该问题。该专利利用了闭路构型,所述闭路构型基于引线的长度而对施加到引线上的电流进行调控。当引线膨胀至某个阈值长度时,施加到密封引线上的电流被降低或除去。在引线已经充分冷却以便收缩至低于该阈值的长度时,施加的电流被恢复。尽管该构型代表了对现有构型的改进,但当包装机的循环速率被调节时,该构型仍需要进行调节。如果未进行这些调节,则尽管该密封引线与受到开路构型控制的密封引线相比将持续更长的时间,但仍可能由于疲劳而过早失效。所希望的是提供一种具有闭路反馈构型的密封系统,所述密封系统检测引线的膨胀和收缩,并调节电流以便调控引线的长度从而防止其产生疲劳和失效。结合下列描述和附图将易于理解这些和其它目的。
技术实现思路
本专利技术已经克服了现有技术存在的问题,本专利技术提供了一种用于控制对电阻元件如密封引线的电流输入的控制系统和设备。本专利技术的所述系统和设备是对常规系统作出的闭路反馈变型,且利用了当密封引线受到加热时其产生的固有膨胀。所述反馈机构对所述密封引线的长度进行监控,并且响应于该监控长度而对施加到所述引线上的电流进行调节。本专利技术的装置因此对所述密封引线的膨胀和收缩进行直接监控,并且例如通过利用算法如PID(比例积分微分)回路而基于所述监控长度对施加到所述密封引线上的电流进行调节。利用该技术,降低了引线应力和疲劳从而允许实现更长的引线寿命。在优选实施例中,可变电流源包括变压器,所述变压器的次级绕组被连接至所述密封引线。通过所述次级绕组的电流由通过初级绕组的电流决定。通过比例控制电路对所述初级绕组进行调控,所述比例控制电路对输入的交变电流的占空因数进行调节。该比例控制电路的输入信号是从控制器接收到的,所述控制器的输入信号进一步是从近程传感器接收到的。所述近程传感器产生输出信号,所述输出信号是响应于所述密封引线中的膨胀和收缩量而产生的。随后利用该输出信号对所述比例控制电路进行控制,所述比例控制电路进一步确定要施加到所述密封引线上的电流量。该顺序被重复,优选以连续方式被重复,由此保持所述密封引线的长度。通过连续监控所述密封引线的长度,使得大大改进了所述引线的耐久性和寿命。附图说明图1是根据本专利技术的端部密封组件的局部前视图;图2是根据本专利技术的端部密封组件的局部前视图,其中密封引线处于低温;图3是根据本专利技术的另一实施例的端部密封组件的局部前视图;图4是示出了根据本专利技术的代表性近程传感器的输出信号的曲线图;和图5是本专利技术的优选实施例的示意图。具体实施例方式现在参考附图,图中示出了根据本专利技术的一个实施例的用于包装机的端部密封组件的一部分。应该理解的是,端部密封组件是以图示性方式示出的,而本专利技术并不限于密封机构的任何特定位置。如图(图1)所示的顶钳(top jaw)20通常被一对相对设置的膜夹(film clamps)夹住,所述膜夹通过膜保护装配件(未示出)进行联接,所述装配件进而被联接到顶钳20上。电脉冲元件如密封引线2的一端被固定到具有引线拉伸块(未示出)的顶钳20的下侧上。密封引线2的相对移动端或悬空端在引线端子10处被联接至密封引线枢转构件1。枢转构件1在枢转点9处被枢转安装在顶钳20上,从而使所述枢转构件响应于密封引线2根据密封引线温度产生的膨胀和收缩而进行移动。检测器致动器3被安装到密封引线枢转板或枢转块1上,并朝向检测器5延伸超出枢转构件1,如图所示。致动器3优选终止于凸缘部分3A处以提供足够的表面区域从而对近程检测器5进行致动,正如下面要更详细地讨论的那样。偏置构件4如卷簧的一端被固定到致动器3上且偏置构件4的相对端被固定到顶钳20上以便保持致动器3(和枢转构件1)处于拉伸状态下,并且使致动器且因此使密封引线2沿远离引线拉伸块8的方向产生偏置。在与致动器3隔开预定距离的位置处设置有检测器5如近程传感器。能够监控密封引线2的膨胀和收缩的其它检测器如光学检测器是适当的且位于本专利技术的范围内。当电流被施加到密封引线2上且密封引线2变热并产生膨胀时,通过偏置构件4的拉力和枢转构件1的枢转作用对所述膨胀进行适应性调节。结果是,枢转构件1沿顺时针方向从如图2所示的位置枢转至从图1中观察到的位置,从而朝向检测器5的传感器驱动致动器3。检测器5感测其本身与致动器3之间的距离并响应于该距离产生输出信号。在优选实施例中,产生了与检测器5和致动器3之间的距离成线性比例关系的响应,如图4所示。基于该输出信号,施加到密封引线2上的电流产生变化从而设法保持大致均匀的引线长度。因此,当检测器5的输出信号表明致动器3比所需情况还要更近(且因此使得过热)时,施加到密封引线2上的电流量被减少。现在在施加的电流减少的情况下,密封引线2冷却并收缩,且枢转构件1和致动器3沿逆时针方向被拉动,如图2所示。这增加了检测器5与致动器3之间的距离,而这进一步增加了来自检测器5的输出信号。相反,当检测器5的输出信号表明致动器3比所需情况还要更远(且因此使得过冷)时,施加的电流量被增加,由此对密封引线2进行加热。现在在施加的电流增加的情况下,密封引线2加热并膨胀,且枢转构件1和致动器3沿顺时针方向被拉动,如图1所示。这减少了检测器5与致动器3之间的距离,而这进一步减少了来自检测器5的输出信号。确定密封引线2长度的其它装置可被使用且位于本专利技术的范围内。例如,代替利用如图1所示的进行枢转的枢转构件1的方式的是,可利用如图3所示的线性系统。图3示出了致动器进行线性移动而不是进行枢转的实施例。支承块31的线性导轨30被联接至顶钳20。在该实施例中,近程开关5′被放置以便能本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种控制电阻加热元件的温度的方法,所述方法包括:监控所述元件的长度;基于所述元件的所需长度与所述监控的长度之间的差别确定要施加到所述元件上的电流;并且将所述确定的电流施加到所述元件上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:MA卡林诺夫斯基
申请(专利权)人:香克林公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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