CN102971131B - 用于生产空心塑料型材的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产空心塑料型材、特别是塑料管件的设备，具有一个供管件内部冷却所用的空气引导***，它能够实现较简单的结构设计、改善的工艺特性以及更好的管件质量，按照本发明的设备具有：挤出模具（100），该挤出模具包括一个围绕挤出轴的熔体通道（114）；向挤出模具（100）供送塑料熔体的挤出机；以及抽吸装置，用于通过型材内部逆着挤出方向抽吸空气；其中，挤出机从中心向挤出模具（100）供料，并且抽吸装置包括一个设置在熔体通道内部的中心抽吸管（140）和多个分流抽吸通道（144），这些分流抽吸通道沿抽吸方向连接于中心抽吸管（140）上并且从挤出模具（100）的内部引出。本发明还提供一种相应的方法。

Description

用于生产空心塑料型材的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于生产空心塑料型材、特别是塑料管件的设备和一种相应的方法，所述设备包括：挤出模具，该挤出模具具有一个围绕挤出轴的熔体通道；向挤出模具供送塑料熔体的挤出机；以及抽吸装置，用于逆着挤出方向通过型材内部抽吸空气。

背景技术

由现有技术，例如DE102008047207A1或DE102008047211A1，已知用于管件内部冷却的空气引导***。在此，将空气逆着挤出方向通过管件内部进行抽吸，以便由此冷却管件。在已知的***中，通过型材的空气抽吸措施是在中心设置于挤出模具例如一管头之前，并且挤出模具本身具有一通口，以便能够直到挤出作业线终端贯通地抽吸空气，因而必须从侧向实现熔体供料。这样一方面具有制造技术上的缺点，因为挤出模具必须设有一相应的通口并且所要求的熔体侧向供给形式导致较为复杂的模具结构设计。另一方面，这样也造成了工艺上的缺点，因为基于侧向的熔体供给，例如会提升压力消耗并且冲刷时间变得更长(例如在颜色更换时)，也会增加在管件圆周上实现均匀熔体分配的困难，由此另外还可能导致质量损失。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于生产空心塑料型材、特别是塑料管件的设备以及一种相应的方法，该设备具有一个供管件内部冷却所用的空气引导***，它能够实现较简单的结构设计、改善的工艺特性以及更好的管件质量。

该目的通过一种如上所述的用于生产空心塑料型材、特别是塑料管件的设备以及一种相应的方法得以实现，其中，挤出机从中心向挤出模具供料，并且抽吸装置包括一个设置在熔体通道内部的中心抽吸管和多个分流抽吸通道，这些分流抽吸通道沿抽吸方向连接于中心抽吸管上并且从挤出模具的内部引出。

具体而言，本发明提供一种用于生产空心塑料型材的设备，包括：

挤出模具，该挤出模具具有一个围绕挤出轴的熔体通道，

向所述熔体通道供送塑料熔体的挤出机，以及

抽吸装置，用于通过型材内部逆着挤出方向抽吸空气，

其中，所述挤出机从中心在挤出轴上向挤出模具供料，并且所述抽吸装置包括一个设置在所述熔体通道内部的中心抽吸管以及多个分流抽吸通道，这些分流抽吸通道沿抽吸方向连接于所述中心抽吸管上并且从所述挤出模具的内部引出，

其中，所述挤出模具包括一螺旋分配器，并且各分流抽吸通道在设于该螺旋分配器中的各供给孔内延伸。

相应地，本发明提供一种利用挤出模具生产空心塑料型材的方法，包括：

向包括一螺旋分配器的挤出模具中供送塑料熔体，

借助于所述螺旋分配器将塑料熔体分配到所述挤出模具的一个围绕挤出轴并形成空心型材的熔体通道中，以及

逆着挤出方向通过型材内部抽吸空气，

其中，从中心在挤出轴上实现向挤出模具的供料，并且通过一个设置在所述熔体通道内部的中心抽吸管以及通过多个分流抽吸通道实现抽吸，这些分流抽吸通道在设于该螺旋分配器中的各供给孔内延伸并从所述挤出模具的内部引出。

在此，本发明是基于这样的思想，即提供一种在中心实现熔体供料的挤出模具，其中，也就是将挤出机法兰在中心设置于挤出模具之前并且从前面向挤出模具中供送熔体，其同时又具有一个用于管件内部冷却的空气引导***，该空气引导***一直延伸到挤出作业线的终端，方式是：将空气流分成多个分流，这些分流绕过挤出机法兰。

在一种优选的设计形式中，各分流抽吸通道在设于挤出模具中、特别是设于一螺旋分配器中的各供给孔内延伸。这种设计的优点是：不需要附加的制造步骤并且可以利用挤出模具的现有结构。

有利地，按照本发明的设备包括一抽吸单元，用以产生通过型材内部的空气流。对于该抽吸单元，例如可以涉及一种侧通道压缩机，这种压缩机例如与通风机相比可以产生高得多的压差。

在一种优选的设计形式中，各分流抽吸通道通入一汇集抽吸通道，该汇集抽吸通道与抽吸单元连接。这些分流越短，则在抽吸***中的压力损失就越小。因此有利的是，使各分流抽吸通道立即又再次会聚起来。

在另一优选的设计形式中，按照本发明的设备包括一调节装置，用于根据由抽吸单元所产生的空气流的温度来调节抽吸单元的功率。在此有利地规定：在空气流内部设置一温度传感器并且该温度传感器与调节装置相连接。按这种方式便有可能调节空气冷却率，这样可导致对塑料型材的一种附加的质量改善，因为冷却过程可以适配于变化的边界条件，从而可以达到一种恒定的内应力型材。边界条件例如是质量流量、公称管件壁厚、管件直径或环境空气温度。

因此，借助本发明，除了实现较简单的结构设计并因此带来制造技术上的优点之外，还可达到改善的工艺特性，例如较少的压力消耗和较短的冲刷时间，同时达到更好的管件质量。在此，按照本发明的设备不仅导致更低的制造成本和更低的组装费用，而且还具有更少的空间位置需求。

附图说明

下文借助实施例并参照附图更详细地说明本发明。

图1a、b、c示出按照本发明的设备依据一种实施例的三个视图，

图2示出按照本发明的抽吸装置依据一种实施例的局部部分。

具体实施方式

图1a以简化的侧视图示出一挤出模具100，这里为螺旋分配器管头，其包括沿挤出方向依次相继的螺旋分配器102、芯轴与喷嘴连接件104以及喷嘴组件106。螺旋分配器102包括入流孔108、基本上呈星形设置的各熔体预分配通道110以及各螺旋分配器通道112。在螺旋分配器通道112上，在芯轴与喷嘴连接件104中以及在喷嘴组件106中连接着一熔体通道114，该熔体通道径向围绕着挤出轴120。喷嘴组件106有利地是可替换的，以便能够实现不同的管件尺寸。

挤出机包括一挤出机法兰，它连接于入流孔108并且向其供送塑料熔体，这在图中未予示出。其中，挤出机法兰、还有入流孔108在中心设置于挤出轴120上，因此涉及一种中心的供料方式。塑料熔体从未示出的挤出机法兰向入流孔108中供送，从那里被导入熔体预分配通道110以及继续导入螺旋分配器通道112中。在螺旋分配器通道112中，使熔体处于一种均匀的空心的形状并将其导入熔体通道114，从熔体通道中出来，然后它又通过喷嘴组件106作为管件排出。

挤出模具100还包括一抽吸装置，用于通过型材或管件内部逆着挤出方向抽吸空气。抽吸装置沿抽吸方向包括一个中心抽吸管140、一个分配器部件142、多个分流抽吸通道144、一个汇集抽吸通道148，各分流抽吸通道144通入所述汇集抽吸通道中并且该汇集抽吸通道经由一抽吸接管150连接于在各图中未示出的抽吸单元，例如一种侧通道压缩机。

中心抽吸管140在熔体通道114内部大致从喷嘴组件106的模具芯轴116一直延伸至螺旋分配器102中，将近到达供给孔146、146′。中心抽吸管的长度可以有所改变—它不必齐平地与挤出模具端接，而是也可以更长或更短。但优选的是，中心抽吸管稍长于模具芯轴。可伸缩的中心抽吸管还能提供一些优点，因为它可以容易地适配于不同尺寸的喷嘴组件。中心抽吸管不必是圆形的，但在管头中应提供圆形横截面。于是也有利的是，将中心抽吸管设置在挤出轴上，从而到熔体通道的径向距离是均一的，并且能对管件进行均匀的内部冷却。中心抽吸管140设置在挤出模具100中的一空腔内部。在中心抽吸管140与周围的挤出模具100构件之间不必一定存在热隔离措施，但在本实施例中设置了该热隔离措施。

在该实施例中，各分流抽吸通道144在螺旋分配器的各供给孔146中延伸并且从挤出模具100、在这里特别是螺旋分配器102的内部引出。但是不必在全部供给孔内都延伸有分流抽吸通道。图1a举例示出了一个供给孔146，在其中有一分流抽吸通道144从中心抽吸管140一直延伸到汇集抽吸通道148，而供给孔146′则没有分流抽吸通道。供给孔146、146′呈星形向相反的方向在熔体预分配通道110之间延伸。换言之，各分流抽吸通道144或者说各供给孔146是逆着挤出方向依径向远离挤出轴，而各熔体预分配通道110则逆着挤出方向依径向引至挤出轴上。

分流抽吸通道不必一定在供给孔内延伸；在一种可选实施形式中，可以单独地设置各分流抽吸通道。如果分流抽吸通道不是结合于供给管道的延伸走向上，而是特意专门铺设，则可以这样地选择各分流抽吸通道相对挤出轴的角度，使得与各分流的长度组合而产生尽可能少的压力损失。

在另一可选实施形式中，例如通过在供给孔中设置的绝热的(例如也通过气隙)管筒或软管，而在分流抽吸通道与供给孔之间提供一种热隔离。

分配器部件142建立起在中心抽吸管140与各分流抽吸通道144之间的连接。分配器部件142和中心抽吸管140也可以设计成一体集成的结构。特别是当供给孔146本身构成分流抽吸通道144时，该分配器部件142起到一种适配器的功能。

为了将压力损失减至最小，各分流应该尽可能地短。因此，分配器部件142应该同样构造成使得各分流保持尽可能短。出于同样的原因，分流抽吸通道144在输出侧也应该保持很短并且尽可能直接在离开螺旋分配器102之后就并入汇集抽吸通道148中。

在图中未示出的调节装置用以调节同样未示出的抽吸单元的功率。但在图1a中画出了一个在中心抽吸管140的输入端处的温度传感器160，该温度传感器确定出在中心抽吸管140中空气流的温度的实际值并且传送给调节装置，从而，调节装置可以根据所确定的空气流的温度来调节抽吸单元的功率。对于作为抽吸单元的侧通道压缩机，例如可调节其转速并由此来调节在抽吸装置中的空气容积流量。例如根据管件直径、流量(通过量)、公称管件壁厚可以确定空气流的温度的额定值。可以提取匹配于管件参数的一些额定值寄存于调节装置的存储器中，从而可以自动地实现对某一额定值的选择。通过调节，可以例如补偿输入端空气温度或者说环境空气温度的波动。当然，也可以将温度传感器安装在抽吸装置内部另一位置上。例如可以经由热量取平均来计算出温度传感器的适合位置。同样也可设想的是，设置多个温度传感器。

图1b示出挤出模具100依挤出方向观察的视图。相同的元件配有相同的标记。

图1c示出挤出模具100依抽吸方向观察的视图。相同的元件再次配有相同的标记。可以特别清楚地看出例如中心抽吸管140和所说明的温度传感器160。

图2以立体图示出按照本发明的抽吸装置的一个简化的局部部分。相同的元件再次配有与图1a、b、c中相同的标记。该图说明了各分流抽吸通道144是如何呈星形分散开的。同时各熔体预分配通道110也引出一个单独的、到达挤出轴120上的熔体股，从而可以形成一空心体，各分流抽吸通道144将从中心抽吸管140到达的空气流依相反的方向分开导引，而从挤出模具100的内部导出空气。为了在抽吸当中保持尽可能少的压力损失，值得追求的是，也保持尽可能少量的分流抽吸通道，但又要足够大，以便它们累计的横截面可以接收从中心抽吸管到达的空气流。

因此，借助按照本发明的设备和方法，达到了较简单的结构设计和改善的工艺特性，并且按这种方式，不仅可减少制造和装配成本，而且能够实现更高的能量效率和更好的管件质量。

附图标记清单

100挤出模具

102螺旋分配器

104芯轴与喷嘴连接件

106喷嘴组件

108入流孔

110熔体预分配通道

112螺旋分配器通道

114熔体通道

116模具芯轴

120挤出轴

140中心抽吸管

142分配器部件

144分流抽吸通道

146，146′供给孔

148汇集抽吸通道

150抽吸接管

160温度传感器

Claims (8)

1.用于生产空心塑料型材的设备，包括：

挤出模具，该挤出模具具有一个围绕挤出轴的熔体通道，

向所述熔体通道供送塑料熔体的挤出机，以及

抽吸装置，用于通过型材内部逆着挤出方向抽吸空气，

其中，所述挤出机从中心在挤出轴上向挤出模具供料，

其特征在于，所述抽吸装置包括一个设置在所述熔体通道内部的中心抽吸管以及多个分流抽吸通道，这些分流抽吸通道沿抽吸方向连接于所述中心抽吸管上并且从所述挤出模具的内部引出，其中，所述挤出模具包括一螺旋分配器，并且各分流抽吸通道在设于该螺旋分配器中的各供给孔内延伸。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备用于生产塑料管件。

3.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述抽吸装置包括一抽吸单元，用以产生通过型材内部的空气流。

4.按照权利要求3所述的设备，其特征在于，各分流抽吸通道通入一汇集抽吸通道，该汇集抽吸通道与所述抽吸单元连接。

5.按照权利要求3或4所述的设备，其特征在于，设有一调节装置，用于根据空气流的温度调节所述抽吸单元的功率。

6.按照权利要求5所述的设备，其特征在于，该设备包括至少一个设置在空气流内部的温度传感器，该温度传感器与所述调节装置相连接。

7.利用挤出模具生产空心塑料型材的方法，包括：

向包括一螺旋分配器的挤出模具中供送塑料熔体，

借助于所述螺旋分配器将塑料熔体分配到所述挤出模具的一个围绕挤出轴并形成空心型材的熔体通道中，以及

逆着挤出方向通过型材内部抽吸空气，

其中，从中心在挤出轴上实现向挤出模具的供料，

其特征在于，通过一个设置在所述熔体通道内部的中心抽吸管以及通过多个分流抽吸通道实现抽吸，这些分流抽吸通道在设于该螺旋分配器中的各供给孔内延伸并从所述挤出模具的内部引出。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法用于生产塑料管件。