风室及其端盖及端盖的制造方法与流程

本发明涉及一种风室及其端盖以及端盖的制造方法，尤其涉及用于生产化学纤维的环形吹风冷却装置的风室及其端盖以及端盖的制造方法。

背景技术：

熔融状态的化学材料，在一定的压力下通过一定形状的细孔而形成丝条，经冷却使其固化成丝束，这种丝束就是我们常见的化学纤维。

化学纤维生产中，特别是短纤维生产，丝束冷却绝大多数采用环吹风冷却装置，而这种冷却装置，无论是“环吹小车”式还是“马桶”式等形式，风室是基本构成，是必不可少的部件。风室包括端盖、底板以及连接于二者之间的风室壳体、整流筒等，其中风室壳体、整流筒由外向内相互间隔且同轴布置，风室壳体上设有进风口。

参见图1和图2，图1是传统的风室端盖的结构示意图；图2是图1所示的风室端盖的放大剖视图。如图1和图2所示，传统的风室端盖采用中厚型的金属板制作，例如厚度20mm左右的不锈钢板、碳钢板等。详细来说，先在中厚型钢板中央车出中央通孔11；然后沿圆周方向钻出外圈螺栓孔12和内圈螺栓孔13，并在钢板的上表面、下表面分别车削出上密封环槽14、下密封环槽15。也就是说，端盖的加工是通过在一块厚板上采用车、铣、刨等去除材料的方法加工出所需要的孔或槽，因此需要使用多种不同的机床，需多次搬运，生产工序复杂、制造精度控制较难、成本高；去除的材料也造成浪费，且增加后续处理去除的材料的麻烦；同时加工出的端盖自重比较重，这一方面造成材料浪费，另一方面增加了风室的重量，增加了风室的其他结构例如风室壳体等刚度、强高要求；再一方面，在使用过程中，更换、维修整流筒时需要拆下端盖，如此重的端盖增加了工作人员的劳动强度。上述传统的端盖及制作方法一直沿用至今。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的相关技术的信息。

技术实现要素：

针对上述现有技术中端盖的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种制作方便、节省材料的端盖制造方法；

本发明的另一个目的在于提供一种重量轻的端盖；

本发明的再一个目的在于提供一种保温性能好的端盖；

本发明的又一个目的在于提供一种重量轻、维修方便的风室。

根据本发明的一个方面，一种端盖，包括第一金属片和第二金属片。第一金属片呈圆盘形，具有一个中央通孔和至少一个第一弯折部，所述第一金属片在沿着径向方向具有第一内缘固定部和第一外缘固定部；第二金属片呈圆盘形，具有一个中央通孔和至少两个第二弯折部，所述第二金属片在沿着径向方向具有第二内缘固定部和第二外缘固定部；其中所述第二金属片设置于所述第一金属片下面，所述第一金属片的第一内缘固定部与第二金属片的第二内缘固定部固定连接，第一金属片的第一外缘固定部与第二金属片的第二外缘固定部固定连接，且所述第一金属片与所述第二金属片之间形成有中空部。

根据本发明的一实施方式，所述第一金属片在第一内缘固定部和第一外缘固定部之间的部分与所述第二金属片具有至少一个环形接触部，在所述接触部位置，所述第一金属片与所述第二金属片固定连接，所述接触部将所述中空部分隔成两个或两个以上中空部。

根据本发明的一实施方式，所述第二金属片的第二弯折部包括环形的并向所述第一金属片凹陷的外安装槽和向所述第一金属片凹陷的内安装槽。

根据本发明的一实施方式，所述第二金属片的第二弯折部还包括连接于所述内安装槽并向远离所述第一金属片方向凸出的环形的加强部。

根据本发明的一实施方式，所述第一金属片的第一弯折部包括环形的并向所述第二金属片凹陷的密封垫槽和环形的并向所述第二金属片凹陷的强度加强槽。

根据本发明的一实施方式，所述第二金属片的外安装槽的一部分与所述第一金属片的密封垫槽的一部分相互接触并固定连接；和/或所述第二金属片的内安装槽的一部分与所述第一金属片的强度加强槽相互接触并固定连接。

根据本发明的一实施方式，所述第一金属片的厚度是0.8mm～5mm；和/或所述第二金属片的厚度是0.8mm～5mm；和/或所述端盖在所述第一内缘固定部处的厚度小于在第一外缘固定部处的厚度。

根据本发明的一实施方式，所述第一内缘固定部向所述第二内缘固定部垂直弯折，所述第二内缘固定部向所述第一内缘固定部垂直弯折，在沿着所述端盖的直径方向，所述第一内缘固定部与所述第二内缘固定部贴合在一起并固定连接；所述第一外缘固定部向所述第二外缘固定部垂直弯折，所述第二外缘固定部向所述第一外缘固定部垂直弯折，在沿着所述端盖的直径方向，所述第一外缘固定部与所述第二外缘固定部贴合在一起并固定连接。

根据本发明的一实施方式，所述第一金属片上沿着外圆周方向均匀设置有多个第一过孔，所述第二金属片上沿着外圆周方向均匀设置有与多个所述第一过孔一一对应的多个第二过孔，且所述第二过孔的直径小于所述第一过孔的直径。

根据本发明的另一个方面，一种风室包括同轴设置的风室壳体、整流内筒组件和整流外筒组件，以及端盖和具有中央通孔的底板，其特征在于，所述端盖是如权利要求1-9任一项所述的端盖，所述整流内筒组件和整流外筒组件的底端部安装于所述底板上，顶端部配合定位于所述端盖的内安装槽和外安装槽，所述风室壳体的两端分别安装于所述端盖和底板的外缘，所述端盖的中央通孔与所述底板的中央通孔相互对正。在一实施方式中，所述底板的结构与所述端盖相同。

根据本发明的再一个方面，一种端盖的制造方法，包括如下步骤：

提供具有中央通孔的第一金属片和第二金属片；

分别在所述第一金属片和第二金属片上冲压成型多个环形的弯折部；

分别将第一金属片和第二金属片在中央通孔处固定连接以及在外圆周处固定连接，从而形成所述端盖。

根据本发明的一实施方式，所述第一金属片具有至少一个与所述第二金属片接触的环形接触部，所述制造方法还包括在所述接触部固定连接所述第一金属片和第二金属片步骤。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的端盖包括两片金属片，两片金属片之间形成有中空部，在相同厚度情况下，重量轻，节省材料，成本低；通过调整弯折部的深度可以调整端盖的总体厚度，容易保证“无风区”高度，且“无风区”高度与端盖整体厚度不矛盾，在强度满足情况下，厚度可以大大降低或大大升高，而重量变化很小，这样为生产一些对“无风区”高度有更高要求的产品创造了条件。本发明的端盖中的中空部还有利于提升其保温、隔热性能，有效的隔阻纺丝箱体及外界给环吹冷却风室带来的温度影响，从而能有效提升丝条产品的质量。

本发明的风室包括本发明的端盖，由于端盖重量大幅减轻，相同直径相同高度的端盖，重量仅为传统端盖重量的十分之一到三分之一，例如以常见的16mm厚上盖为例，传统端盖以16mm厚钢板加工，成品重量约重22千克，本发明的端盖，可以由两片1.4mm厚的薄金属板冲压成型，再焊接制成，端盖成品重量不足5千克，仅为传统端盖的23％。这一方面风室的总体重量随着减轻，节省了材料；另一方面在维修风室过程中拆装端盖非常省力、方便维护工作由原来高强度变得轻松自如；再一方面，生产操作时，劳动强度成倍降低，利于生产顺利，也排除了工人搬动端盖太重存在的安全隐患。

本发明的端盖制造方法，以厚度较薄的金属片为原料，节省材料，主要采用冲压成型和焊接等固定工艺制造，制造工序大大减少，生产效率提高至传统制造方法的几十倍甚至上百倍，制造周期短，节约大量的时间成本。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是传统的端盖的结构示意图；

图2是图1所示的端盖的放大剖视图；

图3是本发明端盖的立体结构示意图；

图4是图3所示的端盖的局部剖开的立体结构示意图；

图5是图3所示的端盖的剖视放大图；

图6是图5中a部分放大图。

图中：2、第一金属片；20、中央通孔；21、第一内缘固定部；22、第一外缘固定部；23、密封垫槽；24、强度加强槽；25、第一过孔；3、第二金属片；30、中央通孔；31、第二内缘固定部；32、第二外缘固定部；33、外安装槽；34、内安装槽；35、第二过孔；36、加强部。

具体实施方式

参见图3、图4和图5，图3是本发明端盖的立体结构示意图；图4是图3所示的端盖的局部剖开的立体结构示意图；图5是图3所示的端盖的剖视放大图；本发明用于形吹风冷却装置的风室的端盖一实施方式包括第一金属片2和第二金属片3。

第一金属片2是厚度为2mm的圆盘形薄钢板。当然第一金属片的厚度不限于2mm，综合其直径、强度、厚度、重量等因素考虑，其厚度在0.8mm～5mm范围内，优选在1mm～3mm范围内，例如1.5mm、2.5mm、3mm等，当然也可以是4mm、4.5mm等，这样可以兼顾强度、厚度、重量等，使其获得最佳的平衡。

第一金属片2的中央具有一个中央通孔20，因而在沿着径向方向，第一金属片2具有第一内缘固定部21和第一外缘固定部22。围绕该中央通孔20，第一金属片2还设有至少一个第一弯折部。其中弯折部定义为只要两个表面不在同一平面上，则即形成弯折部。

第二金属片3的结构类似于第一金属片2：第二金属片3是厚度为2mm的圆盘形薄钢板。当然第二金属片3的厚度不限于2mm，综合其直径、强度、厚度、重量等因素考虑，其厚度在0.8mm～5mm范围内，优选在1mm～3mm范围内，例如1.5mm、2.5mm、3mm等，当然也可以是4mm、4.5mm等，这样可以兼顾强度、厚度、重量等，使其获得最佳的平衡。第二金属片3的中央具有一个中央通孔30，因而在沿着径向方向，第二金属片3具有第二内缘固定部31和第二外缘固定部32。围绕该中央通孔30，第二金属片3还设有至少一个第二弯折部。第二金属片3的中央通孔30的直径与第一金属片2的中央通孔20的直径相同。

第二金属片3设置于第一金属片2下面，第一金属片2的第一内缘固定部21与第二金属片3的第二内缘固定部31固定连接，第一金属片2的第一外缘固定部22与第二金属片3的第二外缘固定部32固定连接，且第一金属片2与第二金属片3之间形成有中空部。

在一实施方式中，第一金属片2在第一内缘固定部21和第一外缘固定部22之间的部分与第二金属片3具有至少一个环形接触部，在接触部位置，第一金属片2与第二金属片3固定连接，接触部将中空部分隔成两个或两个以上中空部。

参见图5和图6，图6是图5中a部分放大图。第二金属片3的第二弯折部包括环形的并向第一金属片2凹陷的外安装槽33和向第一金属片2凹陷的内安装槽34。其中外安装槽33可以是┌┐形状，内安装槽34可以是躺倒的“l”形。进一步地，第二金属片3的第二弯折部还包括连接于内安装槽34并向远离第一金属片2方向凸出的加强部36。加强部36的深度小于内安装槽34的深度，这样使得端盖在中央通孔处的厚度t1可以小于在外缘处的厚度t2，可以进一步减轻端盖的重量；更重要的是，该中央通孔处的厚度t1容易调整，例如增加第一金属片2的第一内缘固定部21的高度(本发明中，高度与厚度在同一方向上)即可改变该厚度t1的大小，因此通过设计该中央通孔处的厚度t1的大小可以方便地改变“无风区”的高度。

如图6所示，第一金属片2的第一弯折部包括环形的并向第二金属片3凹陷的密封垫槽23和环形的并向第二金属片3凹陷的强度加强槽24。

如图4和图6所示，第二金属片3的外安装槽33的一部分与第一金属片2的密封垫槽23的一部分相互接触并固定连接。第二金属片3的内安装槽34的一部分与第一金属片2的强度加强槽24相互接触并固定连接。外安装槽33与密封垫槽23相互错开一部分能有效提升端盖的整体结构强度和刚性，当然在第一金属片2和第二金属片3厚度较厚或者端盖整体直径较小情况下，外安装槽33与密封垫槽23也可以完全错开设置。此外，由于第二金属片3与第一金属片2相互接触，故在第二金属片3与第一金属片2之间形成了多个中空部，例如相邻两个接触位置之间形成一个中空部，接触位置与端盖内缘以及端盖外缘之间各自形成一个中空部，不但有效减轻重量，而且大幅提升了端盖的结构强度。

如图6所示，第一内缘固定部21向第二内缘固定部31垂直弯折，第二内缘固定部31向第一内缘固定部21垂直弯折，在沿着端盖的直径方向，第一内缘固定部21与第二内缘固定部31贴合在一起并固定连接；第一外缘固定部22向第二外缘固定部32垂直弯折，第二外缘固定部32向第一外缘固定部22垂直弯折，在沿着端盖的直径方向，第一外缘固定部22与第二外缘固定部32贴合在一起并固定连接，也就是说，在端盖的内缘和外缘，第一金属片2和第二金属片3的接触面积较大，因此，固定牢固，强度大。

如图4和图6所示，第一金属片2上沿着外圆周方向均匀设置有多个第一过孔25，第二金属片3上沿着外圆周方向均匀设置有与多个第一过孔25一一对应的多个第二过孔35，且第二过孔35的直径小于第一过孔25的直径。相互对应的第一过孔25和第二过孔35内可以穿过一螺栓(图未示)，从而将端盖安装到风室的风室壳体上。具有过孔即螺栓孔的端盖，可以通过螺栓拆装方便地替换传统风室的端盖。当然本发明的端盖并非必然包含过孔，端盖可以通过焊接等其他方式固定于风室壳体。

本发明中所提及的“固定连接”可以是铆接、焊接等，焊接可以是弧焊满焊或段焊，例如氩弧焊、二保焊、激光焊，等等。

本发明的端盖通过钣金设计，减少了材料使用，节约材料成本的同时，大大降低了重量，有利于风室升降的平稳顺畅，延长了产品的使用寿命。本发明的端盖不仅适用于生产化学纤维的环形吹风冷却装置，也可以应用其他领域。

端盖的制造方法

本发明端盖的制造方法包括如下步骤：

提供具有中央通孔的第一金属片2和第二金属片3，该第一金属片2和第二金属片3的厚度可以在0.8mm～5mm范围内，优选在1mm～3mm范围内；

分别在第一金属片2和第二金属片3上冲压成型多个环形的弯折部，其中可以使用压力机械和模具将第一金属片2和第二金属片3压制成所需要的形状，例如压出安装槽、密封槽、加强槽等。

分别将第一金属片2和第二金属片3在中央通孔处固定连接以及在外圆周处固定连接，从而形成端盖。例如用电阻焊分别先点焊再弧焊或段焊第一金属片2的第一内缘固定部21与第二金属片3的第二内缘固定部31，以及分别先点焊再弧焊或段焊第一金属片2的第一外缘固定部22与第二金属片3的第二外缘固定部32，形成所述端盖。

进一步的，当第一金属片2具有至少一个与第二金属片3接触的环形接触部时，该制造方法还包括在接触部固定连接例如焊接第一金属片2与第二金属片3的步骤。

在另一实施方式中，进一步包括如下步骤：

采用酸洗、喷涂或其他表面处理方法，将所述端盖表面及焊接处进行表面处理的步骤。

风室

本发明风室包括风室壳体、整流内筒组件、整流外筒组件以及端盖和具有中央通孔的底板。其中风室壳体、整流内筒组件、整流外筒组件各自呈圆筒形，三者同轴设置。风室壳体上可以设置进风口。端盖是本发明前面所述的端盖，端盖和底板分别设置于风室壳体、整流内筒组件、整流外筒组件的两端部而将三者的相互位置固定。整流内筒组件和整流外筒组件的底端部安装于底板上，顶端部配合定位于端盖的内安装槽和外安装槽，风室壳体的两端分别安装于端盖和底板的外缘，端盖的中央通孔与底板的中央通孔相互对正。

在一实施方式中，底板的结构与端盖相同，这时整流内筒组件和整流外筒组件的两端部分别配合定位于两个端盖的内安装槽34和外安装槽33。

以上实施方式中可能使用相对性的用语，例如“上”或“下”，以描述图标的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的元件将会成为在“下”的元件。用语“一个”、“一”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的组成部分之外还可存在另外的组成部分等。“第一”、“第二”仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本文所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。