一种热流道喷嘴的制作方法

本发明涉及具有流动熔融模制材料(“熔体”)的通道的设备，更具体地说，涉及一种用于促进环形或部分环形熔体流的均匀速度分布和均匀温度分布中的至少一个的通道几何形状。

背景技术：

模制装置可以通过诸如热流道等分配网络引导诸如熔融塑料或树脂等熔融模制材料流，从而通过喷嘴分配到模具中。对熔融模制材料的分配例如会发生在注射模制期间。

熔融模制材料可以以环形流分配。例如，在注射模制大致为管状的物品(例如可吹塑形成容器的预制件)期间，可以将环形流分配或注射到模具腔中。

模制装置可使用俗称为“衣架”的通道几何形状从非环形熔体流中产生环形熔体流。在这样的通道几何形状中，熔融模制材料可以从单个入口或源流入一对收集器通道中。两个收集器通道可以具有从单个公共入口延伸并在其远端处会合的两个弯曲的镜像尖牙的形状。尖牙形通道可以因此限定顺时针和逆时针的流动，这些流动在所得环形空间的与入口相对的一侧上的终点处相遇。环形溢流通路可允许熔体向下传送通过收集器通道终点。溢流通路可采取在收集器通道的最下边缘处分开的恒定宽度的形式，模制材料可以通过该通道形成环形流。

上述收集器通道几何形状可能产生不均匀的速度分布，其中最接近入口的环形流部分的速度可能高于环形流的其余部分的速度。同样，入口侧的熔体的温度可能高于所得环形流中的其他部分的温度。这可能导致模制件的异常现象，例如在注入阻隔模制材料比相邻模具区域中更热的区域中的证示线。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供一种热流道喷嘴，包括：喷嘴主体；喷嘴主体中的环形出口通道；在喷嘴主体中的环形出口通道上游的源通道；以及在喷嘴主体中的流过渡通道，其将源通道与环形出口通道的部分环形段相互连接，该流过渡通道在下游方向上变宽并且具有非均匀截面通道厚度。

在一些实施例中，该非均匀截面通道厚度包括不均匀的纵向截面通道厚度。通道厚度可以在下游方向上从输入厚度逐渐减小到输出厚度。

在一些实施例中，非均匀截面通道厚度包括不均匀的横截面通道厚度。通道厚度可以在横向上逐渐地从中心厚度增加到周边厚度。

在一些实施例中，不均匀的横截面通道厚度位于在流过渡通道出口处或出口附近的流过渡通道的下游部分。

不均匀的横截面厚度可以至少部分地由与源通道横向对准的通道厚度减小的区域限定。

在一些实施例中，通道厚度减小的区域在下游方向上具有沿下游方向的流过渡通道的长度的大约三分之一的长度。

在一些实施例中，通道厚度减小的区域在流过渡通道内横向居中。在其他情况下，通道厚度减小的区域在流过渡通道内横向偏离中心。

在一些实施例中，在通道厚度减小的区域中的流过渡通道的厚度在通道的中心宽度长度上是均匀的。

通道厚度减小的区域可以至少部分地由流过渡通道内的阻塞构件限定，以阻止熔融的模制材料流过流过渡通道。阻塞构件可以在下游方向上变宽或者可以是大致三角形。

在一些实施例中，流过渡通道由具有相应S形状的一对相对的窄侧壁限定。

流过渡通道可以是喷嘴主体中多个相似流过渡通道的第一流过渡通道，所述多个流过渡通道设置在环中，用于共同限定用于供应环形出口通道的环形熔体流。

在一些实施例中，环形熔体流是中间环形熔体流，并且喷嘴主体包括：

被配置为限定内部流的内部通道结构；

被配置为限定围绕内部流的外部环形流的外部通道结构；以及

被配置为限定在内部流与外部环形流之间的中间环形流的中间通道结构。

在一些实施例中，热流道喷嘴包括壳体、装配在壳体上的插入件以及装配在插入件上方的尖端，壳体限定内部通道结构并与插入件配合以共同限定中间通道结构，并且插入件与尖端配合以共同限定外部通道结构。

其他特征将从结合附图的以下描述中变得显而易见。

附图说明

通过参考附图将更充分地理解非限制性实施例，其中：

图1是用于使熔融模制材料流动的装置顶部透视图；

图2是图1装置的底部透视图；

图3是图1装置的一部分的顶部透视图，示出了限定在装置内的多个流过渡通道；

图4是图3的流过渡通道之一的透视图；

图5是图4的流过渡通道的横截面；

图6是图4的流过渡通道的底视图；

图7是图4的流过渡通道的另一透视图；

图8是图4的流过渡通道的纵截面；

图9是用于使熔融模制材料流动的装置的替代实施例的替代流过渡通道的侧透视图；

图10是图9的流过渡通道的后透视图；

图11是图9和图10的流过渡通道的横截面；

图12是图9、图10和图11的流过渡通道的底视图；

图13是用于使熔融模制材料流动的装置的另一替代实施例的替代流过渡通道的透视图；

图14是图13的流过渡通道的底视图；

图15示出了由使用任何上述流过渡通道的装置产生的环形流的流速分布；

图16是用于使熔融模制材料流动的装置的分解图；

图17是用于使熔融模制材料流动的装置的另一替代实施例的替代流过渡通道的透视图；以及

图18是图17的流过渡通道的底视图。

附图不一定按比例绘制，并且可以通过虚线、图解表示和局部视图来说明。在一些示例中，可能已省略对于理解实施例来说不必要的或致使其他细节难以察觉的细节。

具体实施方式

在本文档中，术语“半环形”应该被理解为“形状像环形的一部分”，而不一定意味着“形状像环形的一半”。术语“部分环形”应理解为具有相同的含义。在本文档中，术语“示例性”应被理解为是指“一个示例”，而不一定意味着该示例以某种方式是优选的或最优的。诸如”顶部”、“底部”和“高度”之类的术语可以用于描述本说明书中的一些实施例，但不应被理解为必然意味着在使用期间实施例的取向。

参照图1和图2，用于使熔融模制材料流动的示例性装置100分别以顶部和底部透视剖视图示出。示例性装置100被设计为从可能具有公共源的多个输入流产生熔融模制材料的环形流。装置100可以例如形成注射成型机(未示出)的一部分。在一些实施例中，装置100可以是热流道喷嘴。在其他实施例中，该装置可以是馈送热流道喷嘴的歧管衬套。

图1和图2中虚线所示的剖面102揭示了在装置100的主体内(即，装置主体内，例如可以是喷嘴主体或衬套主体)的通道104的网络，熔融模制材料通过该网络流动。在图1和图2中示出了通道104的网络，好像通道是由薄壁管形成的，其外形反映了内中限定的负空间或中空空间的形状。这仅仅是为了说明通道的形状，而不应被理解为意味着任何这种薄壁管实际上必然存在。通道实际上可以由一个或多个组件部件和/或相邻部件之间的间隔来限定。揭示装置的一个可能结构的示例实施例在下面所述的图14中示出。应当理解，不同的实施例可以采用不同的结构。

装置100可以由任何合适的材料制成，使用多种制造技术中的任何一种，包括但不限于增材制造技术(例如，直接金属激光烧结，其可以被认为类似于3D打印)。

熔融模制材料通过图1和图2的装置100的预期流动方向是从上到下。当熔融模制材料填充通道104的网络时，熔体体积可以具有与图1和图2所示的通道104的网络相似的形状。

通道104的网络包括一对管状主通道106、108。每个主通道106和108分成相应的一对管状次级通道110、112和114、116。在所示实施例中，次级通道110、112和114、116在其最下端最基本上为半圆柱形，半圆柱体的平坦侧面向外。这是考虑到形成组件的三个部件(即下面描述的壳体402、插入件404和尖端406)的嵌套性质。特别地，通道110、112、114和116的外侧由插入件404的内径限定。这种形状可以认为是一种妥协，并不一定是均匀流动的理想选择。主和/或次级通道的精确形状和布置可以在实施例之间变化。例如，一些实施例中的次级通道，例如使用增材制造的那些，可以具有与半圆形不同形状(例如，圆柱形)。次级通道可以被称为源通道，因为它们作为下游流过渡通道的熔融模制材料的来源，如下所述。

每个次级通道110、112、114和116与相应的流过渡通道120、122、124和126流体连通或互连。流过渡通道的目的是将流的形状从非环形(在本实施例中为半圆柱形)改变为部分环形(在本实施例中为四分之一环形)。如将要描述的，每个流过渡通道120、122、124和126的几何形状可以以各种方式配置成促进跨越所得到的由通道输出的熔融模制材料的部分环形流的均匀速度分布和均匀温度分布中的至少一个。这样做，使得当流过渡通道120、122、124和126布置成环时，部分环形流将共同形成环形流，其流速和/或温度围绕环形流的圆周是均匀的或基本均匀的。

在一些实施例中，馈送流过渡通道120、122、124和126的流可以具有公共源，即可以在流过渡通道120、122、124和126的上游流体连接，以进一步促进或增强这种均匀性或基本均匀性。此外，一些实施例可以使用设计成促进分流进料通道120,122,124和126中的热对称性的上游熔融分离装置，例如在美国专利No.8,545,212中所述，其通过引用并入本文。这种熔融分离装置可以将单个流分裂成基本上相等的“楔形”，使得每个流包括较热的外部流的基本相等的部分和较冷的内部流的基本相等的部分。

通道104的网络还包括用于引导由多个半环形流形成的环形流的环形出口通道130。特别地，每个流过渡通道具有半环形出口，其与环形出口通道130的相应半环形段流体连通或互连。换句话说，每个流过渡通道120、122、124和126将相应的源通道110、112、114和116与环形出口通道130的相应段(这里为四分之一环形段)相互连接。在一些实施例中，环形出口通道130可以是例如喷嘴出口。

环形出口通道130可以具有下游锥形，其可以使通道130具有截头圆锥形状。通道130的锥度可以减小横截面厚度(例如，环形通道的外径和内径之间的差异)或环形出口通道130在下游方向上的横截面积。这个特征不一定在所有实施例中都存在，其可能导致通道130内的熔体的压力在下游方向上增加。压力的增加反过来可以促进围绕环形出口通道130周向的更均匀的熔体分布，即有助于促进由环形出口通道130输出的环形熔体流的均匀速度分布。锥度还可以起到降低熔体流的温度梯度的作用。特别地，减少的横截面可以根据剪切力向熔体流添加热量，同时较冷(较粘稠)的熔体相比较热(不太粘稠)的熔体剪切加热更多。结果，锥形下游的熔体流可以具有比没有锥度的情况下更均匀的温度分布。横截面减小前后的熔融温度的曲线可以保持总体相同，但是可以减少最热和最冷区域之间的温度差。锥形也可以对应于装置100的锥形形状。例如，如果装置100是喷嘴，则锥形可以对应于喷嘴的尖端部分的锥形形状。为了清楚起见，下游锥形不应被理解为在所有实施例中一定存在。

图3以顶部透视图示出了装置100的一部分，显示了图1和图2的流过渡通道120、122、124和126与通道104的网络的其余部分隔离。可以看出，每个流过渡通道120、122、124和126具有管状入口(这里为半圆柱形)并且在下游方向上变宽。每个流过渡通道的形状可以比作倒漏斗的形状，其较大的开口已压扁并弯曲成环形的一部分。因此，流过渡通道具有弯曲横截面，其中“横向”是相对于熔体流动的纵向方向而言的。当从侧边看时，每个流过渡通道可以被认为具有“郁金香”(或更确切地说是倒置的郁金香)形状。

在图4-图8中更详细地示出了示例性流过渡通道126。其他流过渡通道120、122和124可以具有相似的外观。

如图所示，通道126具有弯曲的内壁140、弯曲的外壁142以及一对窄的相对侧壁144和146。在所示的实施例中，相对侧壁144和146在下游方向上彼此间隔开，或者更一般地，一对侧壁144和146沿下游方向分叉。侧壁144、146具有相应的S形状，这可最佳见于图3中。在本实施例中，S形壁144、146是彼此的镜像，每个壁具有上游凸出S部分和下游凹入S部分。在一些实施例中，S形的侧壁可以有助于装置100的制造。特别地，S形可以是如何在圆柱面中加工流过渡通道的函数，例如当组件围绕其中心轴选择性地旋转时，通过向下铣削来实现该功能。这种S形侧壁并不一定存在于所有实施例中。

通道126具有入口148(参见图4和图7)和出口150(参见图6)。入口是管状的，在本实施例中是半圆柱形的。出口150是部分环形的，即形状类似于环的一部分(在该实施例中为四分之一环形)。这样，出口150具有凸侧152(由凸壁140限定)和凹侧154(由凹壁142限定)。凸壁具有圆形边缘156和158，这可能是用于在装置100的一些实施例中铣削通道126的制造工艺的结果。

图5示出了沿流过渡通道126(参见图3)的线5-5截取的横截面160。横截面160以与出口150相似的方式弯曲，并且特别地形成为环形的一部分。应当理解，横截面在流过渡通道126的所有区域中或在所有实施例中可以不是部分环形的。例如，如果流过渡通道126从其上游入口端处的圆形(或接近圆形)过渡为其下游端处的部分环形，则通道某部分的横截面可以不是部分环形。在这个例子中，考虑到流过渡通道在下游方向逐渐变宽，部分环形横截面160跨越比出口150更小的环形部分(例如，横截面160不像本实施例的下游出口150那样完全是四分之一环形的)。

如图5的虚线162和164所示，流过渡通道126的侧壁144和146可以垂直于具有名义中心163的横截面160所占据的抽象环。换句话说，每个侧壁144、146可以基本上垂直于抽象环的圆柱形内边界或外边界。在一些实施例中，无论横截面160是沿着流过渡通道126的纵向长度何处截取的，这一点都将成立。也就是说，侧壁144和146可以在侧壁的整个长度上或至少在其长度的最下游部分垂直于抽象环的内边界或外边界。这可以促进所得到的半环形熔体流与每个相邻的半环形熔体流的平滑融合，即相邻的半环形流在它们之间的连接处是平滑且稳定的。

参照图7，可以看出，流过渡通道126具有高度H和弧长A。弧长A可以沿着通道出口150的凹侧与通道出口150的凸侧之间的弧(例如，中点处)来测得。弧长可以近似为用于形成环形流的流过渡通道的数量和环形出口通道130的入口半径的函数。例如，如果有四个流过渡通道，并且环形出口通道具有10mm的半径(例如，在出口通道的内径和外径之间的中间)，则弧长A可以被确定为(2×π/4流过渡通道)10mm半径。

H与A的比率是流过渡通道的几何形状一个方面，在一些实施例中，可以用于促进所得到的熔融模制材料的半环形流的均匀流速。特别地，大约1.5的H:A比率可以促进半环形熔体流的均匀流速。因此，流过渡通道的纵向长度可以是由通道出口跨越的弧的长度的大约1.5倍。弧可以是在流过渡通道出口的凸侧与凹侧之间的中间的抽象弧。较低的比率可能产生不太理想的流图案，例如，因为可能没有足够的空间用于非环形纵向入口流被充分扩展以形成基本均匀速度的部分环形流。较高的比率也可能导致由于在窄侧壁处的过度剪切加热而导致的不太理想的流图案，这可能导致侧壁处与通道的其他区域相比有较高温度，并且因此导致更高的流速。

图7和图8示出了沿着图3的中心线8-8截取的流过渡通道126的纵向截面170。在这些图中所示的实施例中，纵向截面170显示了流过渡通道126的厚度在下游方向上从输入厚度T1逐渐减小到输出厚度T2(见图8)。换句话说，流过渡通道126可以被认为在其长度上具有不均匀的截面通道厚度。减小的通道厚度是流过渡通道的几何形状的一个方面，在一些实施例中，可以用来促进跨过所得的熔融模制材料的半环形流的均匀流速。特别地，厚度的逐渐减小可以促使较高速度的模制材料的纵向流在壁144、146之间向宽度方向(即侧向或横向)扩展。

减小的下游厚度，例如，如图8所示，还可以影响穿过部分环形出口150的熔体的温度分布。特别地，由于剪切加热效应，沿着侧壁144、146流动的熔体温度通常可高于通道126中心处的熔体温度。减小通道的厚度，例如，沿其长度逐渐减小或直接在出口150的上游减小，将增加变薄的通道区域中的熔体的剪切加热。剪切加热效应可能特别影响更粘稠(较冷)的熔体区域。结果，与不具有减小的通道厚度的区域的实施例相比，出口150处的所得熔体流的最热和最冷部分之间的温度差可以减小。因此，减小的通道厚度可以增加流出的熔体的温度分布的均匀性。

当流过渡通道126的厚度在下游方向上减小时，流过渡通道126仍然可以被成形为使得横截面积沿着流过渡通道126的长度保持相同(或基本上相同)。这可以通过随着其厚度减小而相应地加宽通道来完成。这种成形的一个可能的原因可能是帮助维持整个流过渡通道126中熔体流的恒定剪切速率。随着侧壁发散而减小横截面厚度还可以减少熔体在通道的较薄部分内的停留时间。熔体速度可能很高，较高的剪切速率可以更快地去除最靠近通道壁的熔体。

在一些实施例中，上述沿着通道的下游长度保持恒定横截面积的方法可以与在通道中引入收缩或阻塞构件的方法相结合，以促进跨越整个部分环形出口的均匀熔融温度和速度分布(例如，如图9和图10中所示，如下所述)。

在一些实施例中，出口面积甚至可以大于入口面积，例如，如果重点考虑了压降的避免。

参照图9-图12，示出了替代的流过渡通道226，其可用于用于使熔融模制材料流动的替代实施例装置(例如喷嘴或歧管衬套)中。图9和图10分别以侧透视图和后透视图示出了流过渡通道226；图11示出了沿图10的线11截取的流过渡通道226的横截面；并且图12以底视图示出了流过渡通道226。

图9-图12的流过渡通道226不同于图4-图8的流过渡通道126，主要是因为前者具有不均匀的横截面通道厚度。在本实施例中，不均匀的横截面通道厚度来自通道226内的阻塞构件251，其相对于通道的紧邻区域的通道厚度减小了通道厚度，如将要描述的。

更一般地，通道226具有分别类似于上述壁140和142的弯曲内壁240和弯曲外壁242。一对窄的相对的侧壁244和246在下游方向上分叉，侧壁244和246分别具有与上述侧壁144和146相似的S形形状(这些S形是可选的)。通道226还具有入口248(参见图9和图10)和出口250(参见图9、图10和图12)。在本实施例中，入口是管状的，更具体地说是半圆柱形的。入口248相对于通道226横向居中。出口250基本上是部分环形的(在该实施例中为四分之一环形)。

如上所述，在通道的下游部分243中，流过渡通道226还具有通道厚度减小的区域249(参见例如，图9和图10)。在本实施例中，通道厚度减小的区域249由从内壁240突出到通道226中的阻塞构件251形成。

在本实施例中，阻塞构件251以及因此通道厚度减小的区域249在相对的侧壁244和246之间居中。这可最佳见于图10和图12中。因此，通道厚度减小区域249因此与入口248横向对齐。

本实施例的阻塞构件251具有大致三角形的形状，三角形的最窄部分是最上游的(参见例如，图10)。因此，示例性阻塞构件251在下游方向上变宽。这并不一定对于所有实施例而言都成立，各实施例可包括不同形状的阻塞构件。

如图11和图12所示，通道厚度减小的区域249的大部分区域中的通道厚度T3小于通道226的紧邻区域中的通道厚度T4。在一些实施例中，T3可以表示用于限制堵塞问题的通道的预定最小厚度。进入通道226的熔体流可能在其中含有悬浮固体颗粒，其可能由上游热效应引起，例如当在升高的温度下保持超过一段时间时树脂的碳化。碳化可能导致熔体流中的固体碳化塑料块。通过采用即使在通道厚度减小的区域249中也不小于T3的通道厚度，可以减少或消除由这种颗粒堵塞区域249的风险。

在本实施例中，通道226的厚度T3在通道出口250处的流过渡通道226的中心宽度长度265上是均匀的(参见图12)。这并不一定对于所有实施例都成立。在所示的示例中，宽度长度265大约是出口250的宽度长度的四分之一，但是这可以在实施例之间变化。

参照图10，可以看出，通道厚度减小的区域249的长度L1(即其纵向或下游长度)约为流过渡通道226的总长度L2的三分之一。这可以在实施例之间变化。

应当理解，通道厚度减小的区域249可以用于两个目的中的至少一个。

通道厚度减小的区域249所服务的第一目的可以是促进部分环形出口250的熔体流动速的均匀性。通道厚度减小的区域249可以通过在通道226内产生横向压力梯度来实现该结果。特别地，在通道226的横截面内的熔体的压力可以在通道厚度减小的区域249中是最高的，通道厚度减小的区域249在本实施例中居中设置。这可能促使熔体侧向或横向地离开通道226的中心，朝向流过渡通道226内的较低压力的区域流动，如图12中由相对的箭头261所示。因此，通道厚度减小的区域249可以抵消入口熔体从管状入口248向出口250流动的趋势，以沿着相同的轨迹(这里为中心纵向轨迹)继续，尽管通道226在下游方向上变宽。这是由于将通道厚度减小的区域249放置在入口熔体流的路径中，即借助于通道厚度减小的区域249与入口248的横向对准。

通道厚度减小的区域249所服务的第二目的可以是促进在出口250处熔融模制材料的部分环形流的均匀温度分布。特别地，来自通道厚度减小的区域249的剪切力可以增加通过该区域的熔体的温度。流过通道厚度减小的区域249的熔体的温度可以上升到与紧邻流过渡通道226的窄侧壁244、246中的任何一个流动的熔体由于剪切力而上升的温度相似的程度。结果，通道厚度减小的区域249可以促进通道226的部分环形出口250的温度均匀性。因此，通过引入远离窄侧壁244、246中的每一个的通道厚度减小的区域249，熔体的温度可以跨越部分环形出口250的宽度基本相等，或将产生跨越出口250的更均匀的温度分布。

应当理解，在通道226的假设替代实施例中(缺少通道厚度减小的区域249但与图9-图12所示相同)，出口250处的流中心部分中的熔体可以比窄侧壁244、246处的熔体冷，至少对于某些类型的可流动熔融材料而言如此，考虑到这些区域之间的剪切力的差异。这可能会有各种不利的影响。在一个示例中，如果流过渡通道226是布置成环形的多个流过渡通道中的一个，则所得到的环形熔体流可能非期望地包括纵向“条纹”或温度更高且粘度更低的区域，其可以被称为作为“证示线”。在环形熔体流表示在共注射环境中被夹在熔体的内表皮层和外表皮层之间的阻隔材料的情况下，在证示线处的较低粘度熔体可能更容易被内部或外部表皮层变形，这可能在那些区域中比在较低温度阻隔材料的区域中更大程度地将阻隔材料置换。由于各种原因，阻隔层中所产生的纵向“证示线”可能是不利的。

例如，如果阻隔材料着色，颜料的颜色可能在证示线上看起来较浅，这可能在美学上令人不快或可能不利地减少遮光效果。或者，如果阻隔材料旨在降低对氧的渗透性，则证示线可能非期望地在任何所得的吹塑容器中引入局部增加的氧渗透性的区域，这可能反过来增加储存在这种容器中的食品或饮料的易感性而腐坏。

参照图13和图14，分别以透视图和底视图示出了另一替代流过渡通道326。流过渡通道326可以用于用于使熔融模制材料流动的替代实施例装置，例如替代的喷嘴或歧管衬套。

在许多方面，流过渡通道326类似于图9-图12的流过渡通道226。流过渡通道326具有大致弯曲的内壁340和一般弯曲的外壁342，其分别类似于壁240和242(如上所述)。一对狭窄的相对侧壁344和346沿下游方向分叉。示例性壁分别具有类似于侧壁244和246的相应的S形形状。S形形状是可选的。通道326还具有入口348(参见图13)和出口350(见图13和图14)。入口348相对于通道326横向居中。出口350基本上是部分环形的。

与通道226相似，图13和图14的流过渡通道326在通道326的下游部分343中具有通道厚度减小的区域349，该区域与通道入口348对准，并且位于相对的侧壁344、346之间。在所示实施例中，通道厚度减小的区域349的长度L3(即其纵向或下游长度)也是流过渡通道326的长度L4大约的三分之一。在侧壁344、346之间的中点处，在出口350处或附近，通道326的厚度最小(T5)。

然而，图13和图14的通道厚度减小区域349的设计与图9-图12的区域249的区域的设计不同，不同之处在于前者不是由于诸如构件251的离散阻塞构件的存在而导致的。相反，通道厚度减小的区域349通过在纵向和横向方向上都连续使道326逐渐变薄或渐缩而形成。纵向地，图13中从顶部到底部渐缩。横向地，在通道的下游部分343中，从侧壁344、346中的每一个向内朝向通道的中心点渐缩。因此，在出口350处，通道厚度在横向上从中心厚度T5逐渐增加到周边厚度T6。

通道厚度减小的区域349可以用于上述通道厚度减小的区域249所服务的相同的两个目的中的一个或两个，即促进部分环形通道出口的均匀的熔体速度分布和/或均匀的熔体温度分布。

从上述可以理解，在流过渡通道内存在通道厚度减小的区域249或349是流过渡通道的几何形状的一个方面，其可用于促进熔融模制材料的部分环形流的均匀速度分布和均匀温度分布中的至少一个。

不管在特定实施例中采用用于促进部分环形流上的均匀速度的上述通道几何形状的哪个方面，当采用这种几何形状的多个流过渡通道被布置成环形时，结果可以是其速度在其圆周上基本上或完全均匀的环形流，例如在图15的速度分布280中所示。在图15中，相同阴影的区域表示熔体流动速度相同的区域。在图15中，可以看出，熔体流动速度随着离开内圆柱形通道壁和外圆柱形通道壁的距离而变化，由于摩擦，通常靠近壁的熔体流动较慢。然而，可以看出，图15中的熔体流动速度在周向上基本均匀。

可能由于各种原因和各种应用而需要如图15所示的围绕其圆周产生具有均匀流速的环形流。一种这样的应用可以是共注射。共注射可以指在相同的注射成型循环期间将两种不同的模制材料同时分配到模具中。共注射可以例如在需要模塑制品具有由一种模制材料(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯或“PET”)制成的内部和/或外部表皮以及由另一模制材料(例如，阻隔材料或掺杂的PET)制成的芯的情况下进行。当执行这种共注射时，可以将各种不同的材料作为环形流分配，两个流在注射期间相结合。

在共注射期间，在分配环形流的表皮材料期间，可以仅选择性地分配芯材料的环形流。流动可以被终止以防止芯材料暴露在模制品的外表面上，因为芯材料可能不被批准用于与可能占据由模制品吹塑成型的容器的消费食品或饮料产品接触。

在另一个实例中，在模制品是通常类似于具有螺纹颈部区域和半球形基座的试管的预制件的情况下，可能需要芯材料仅出现在预成型件的壁内而不在颈部区域或基底内。这可能是为了降低制造成本，例如，因为芯材料可能比表皮材料贵，并且因为芯材料在颈部区域或基底中不是必要的。当分配环形熔体流中的一个(例如芯熔体流)时，在整个流的圆周上，可以要求停止基本上立即且均匀。这可以提高模制品的质量，例如，通过阻止在物品的旨在不含芯材料的区域内形成芯材料的所谓“浸渍”或“指状”。促进整个环形芯材料流和/或整个环形表皮材料流中均匀的流速可以限制或避免这种非期望的形成。

图16是可用于限定具有上述各种通道几何形状的任何一种的流过渡通道的示例性装置400的分解图。所示的装置400被配置为使多个环形层中的熔融模制材料流动。这并不一定对于所有实施例都成立。装置400可以是热流道喷嘴，并且可以用于例如共注射情况下。

如图所示，装置400具有三个部件：壳体402、装配在壳体402的头部部分405上的插入件404以及装配在插入件404上的尖端406。组装的组件402、404和406可以认为共同形成了喷嘴主体。

壳体包括限定内部流的内部通道结构410，该内部流在该实施例中是非环形的。内部通道结构可以包括圆柱形通路。

壳体402和插入件404协作以限定布置成环形的多个中间流过渡通道。在该示例中，中间流过渡通道的数量是四个，但是在替代实施例中可以变化。

两个中间流过渡通道412和414中的每一个的内部部分在图16中是可见的。壳体402的弯曲外表面的两个大致三角形区域416和418分别形成通道412和414的凹内壁。应当理解，区域416和418可以结合向外突出的阻塞构件，如图9-图12的阻塞构件251一样，或者在一些实施例中可以以其他方式成形以限定通道厚度减小的区域，例如通道厚度减小的区域249和349。图16中不可见的插入件404的内壁的部分限定了流过渡通道412和414的外壁。

中间流过渡通道412、414中的每一个分别具有管状入口424、426，部分环形形状的出口428、430以及在下游方向上彼此相隔的一对相对的侧壁432、434。

插入件404和尖端406类似地配合以限定布置成环形的多个外部流过渡通道。在该示例中，外部流过渡通道的数量也是四个，但是在替代实施例中可以变化。

两个外部流过渡通道442和444中的每一个的内部部分在图14中是可见的。插入件404的弯曲外表面的两个大致三角形区域446和448分别形成通道442和444的凹入内壁。应当理解，区域446和448可以结合向外突出的阻塞构件，如图9-图12的阻塞构件251，或者在一些实施例中可以另外被成形为限定通道厚度减小的区域，例如通道厚度减小的区域249和349。在图16中不可见的尖端406的内壁的部分限定了流过渡通道442和444的外壁。外部流过渡通道442、444中的每一个分别具有管状入口454、456，部分环形形状的出口458、460以及在下游方向上彼此相隔的一对相对的侧壁462、446。

壳体402和插入件404可以共同被认为包括被配置为限定中间环形流的中间通道结构。类似地，插入件404和尖端406可以共同被认为包括被配置为限定外部环形流的外部通道结构。这些通道结构在替代实施例中可以具有不同的形状或形式(例如，它们可以使用增材设计来制作成单一部件)。

应当理解，用于形成环形流的流过渡通道的数量可以在实施例之间变化，但将是至少两个。在一些实施例中，可以基于期望的环形流的外径来选择该数量。特别地，环形流的外径越大，可以使用的流过渡通道的数量越多。如上所述，这可以促进针对每个流过渡通道采用合适的高度-宽度(弧长)比。

应当理解，各种通道几何形状方面中的任一个(例如，减小通道厚度、沿着通道的宽度引入通道厚度减小的区域、采用特定的高度-弧长比)被描述为促进横跨熔融模制材料的部分环形流的均匀流速和均匀温度分布中的至少一个，可以独立地或与上述其它通道几何形状的一个或多个组合在特定的流过渡通道设计中使用。

不管装置是否是形成为一体的部件，例如，使用增材制造，或者来自于组装成整体的多个部件，形成整体或整个装置的结构可以被认为构成装置主体。如果装置是喷嘴，则主体可以被称为喷嘴主体。如果装置是歧管衬套，则主体可以被称为衬套主体。

用于使熔融模制材料流动的装置的一个实施例可以包括装置主体、具有管状入口的装置主体中的通道、具有部分环形形状的出口、在下游方向上彼此远离的一对相对的侧壁，以及被配置为使熔体流从通道的中心向侧壁扩展的阻塞构件。

可能有各种替代实施例。

在上述实施例中，使用流过渡通道来产生四分之一环形的流。应当理解，流过渡通道的其他实施例可以产生其他尺寸的流(例如，半环形、三分之一环、五分之一环等)。

尽管上述实施例描述了使用通道几何形状来促进整个环形熔体流的均匀速度分布，但是应当理解，相同的通道几何形状可以用于促进未形成环形流的一部分的整个半环形熔体流的均匀速度分布。

在具有类似于图16的壳体402的壳体部件的热流道喷嘴的一些实施例中，类似于图16的头部分405的壳体部件的头部部分可以从壳体部件的其余部分移除，例如，以方便组装和/或检修。

在上述具有通道厚度减小的区域的流过渡通道实施例的每一个中，通道厚度减小的区域居中在流过渡通道的侧壁之间。可以采用这种“横向”或横向对中，因为入口熔体流中意图横向扩展的通道厚度减小的区域本身在侧壁之间居中。例如，可以从相对于部分环形通道出口居中的入口接收入口熔体流。然而，所有实施例的侧壁之间的所有通道厚度的所有区域必然是中心的并不一定是正确的。例如，如果入口熔体流在流过渡通道内横向偏离中心，则通道厚度减小的区域可以类似地偏心。这在图17和18中示出。

参考这些图，图17和18分别以透视图和仰视图示出了流过渡通道500的示例。流过渡通道500具有管状入口502和部分环形出口504。流过渡通道还具有凸形内壁506、凹入的外壁508和一对窄的相对的侧壁510、512。侧壁510中的一个基本上是直的，而另一个侧壁512在直壁510处沿下游方向发散，并且具有S形状。S形形状是可选的。

流过渡通道500可以是布置在装置主体内的环形的多个相似的流过渡通道中的一个，所述装置诸如热流道喷嘴(例如，如图1和图2所示)或歧管衬套。流过渡通道环可以设计成共同地产生环形熔体流。

在使用期间，流过渡通道500从入口502接收入口熔体流。考虑到入口502的偏移位置，并且可能考虑到紧邻上游通道(其可以是直的)的成形，入口熔体流可以至少最初倾向于沿着邻近侧壁510的纵向轨迹520行进。

为了抵抗这种熔体流主要或排他地沿着该轨迹520行进并从出口504离开的趋势(离开时的速度比从出口504离开别处的熔体的速度更高)，流过渡通道在通道500的下游部分543中包括在侧壁510附近的通道厚度减小的区域522。

在本实施例中，通道厚度减小的区域522由通道500的下游部分543中的阻塞构件551形成，其从壁506突出到通道500中。阻塞构件551(以及因此通道厚度减小的区域522)与入口502横向对准。因此，在本实施例中，构件551和区域522在相对的侧壁510和512之间横向偏离中心。

本实施例的阻塞构件551具有大致三角形的圆形三角形或帆状形状，三角形的最窄部分是最上游的(参见例如，图17)。因此，示例性阻塞构件551在下游方向上变宽。这并不一定对于所有实施例而言都成立，各实施例可包括不同形状的阻塞构件。

在通道厚度减小的区域522的出口504处的流过渡通道500的厚度T7小于出口504处其他地方的流过渡通道的厚度T8。因此，流过渡通道500具有不均匀的横截面通道厚度以及不均匀的纵向截面厚度。

应当理解，在所示实施例中，通道厚度减小的区域522具有小于流过渡通道326的整体纵向范围或长度L6的纵向(下游)范围或长度L5(这里约为50％)。在其他实施例中，这些构件的相对长度可能不同。

在操作中，通道厚度减小的区域522可以促使入口熔体流在通道内横向扩展，并且具体地在从侧壁510朝向侧壁512的方向上扩展，如图16中的箭头524所示。减小通道厚度522的面积可以通过在通道500内产生压力梯度来获得该结果，在所述压力梯度中，在通道厚度减小的区域522中侧壁510附近的入口熔体流的压力最大，而在通道500内的其他地方压力降低。这可以促使熔体横向或横向流动，如箭头524(图18)所示，这可以反过来促进跨越部分环形出口504的熔体的均匀速度分布。

流过通道厚度减小的区域522的熔体可能会受到来自阻塞构件551和壁508的较大的剪切加热效应，而熔体流围绕通道厚度减小的区域522(在该区域之外)流动可能会受到来自壁506和508的较小的剪切加热效应，因为后者相距较远。可以选择阻塞构件551的形状，使得区域522中的这种较大的剪切加热的程度类似于与较短侧壁510相比沿着较长侧壁512流动的熔体的较大的剪切加热的程度。考虑到侧壁510和512的不同长度，通道厚度减小的区域522因此可以改善穿过部分环形出口504的温度的均匀性。因此，通道厚度减小的区域522可以不仅促进均匀的熔体速度分布，而且还可以促进跨越部分环形通道出口504的均匀熔融温度分布。

区域522的形状和位置可以在实施例之间变化，例如，取决于熔体进入入口502的预期温度分布，其取决于诸如上游通道几何形状的因素可以是不对称的。计算流体力学建模软件(例如，SolidWorks^TM、ANSYSCFD^TM等)可以帮助确定流入的熔体的预期温度分布。在一个示例中，可以放置通道厚度减小的区域，使得预期的最冷的熔体区域将通过通道厚度减小的区域522的最长(在下游方向)部分或最薄部分。

应当理解，流过渡通道226、326和500中的任何一个可以在诸如图1的装置100的装置中被定义，以代替任何或全部流过渡通道120、122、124和126。

上文讨论的流过渡通道实施例中的至少一些描绘了与流过渡通道的入口横向对准的通道厚度减小的区域。应当理解，在具有这种通道厚度减小的区域的一些实施例中，通道厚度减小的区域可能略微偏移或不与入口对准。这种不对准可能是考虑到例如，由于上游通道几何形状，进入入口的熔体流有预期的不均匀的温度分布。例如，通道厚度减小的区域可横向朝向流入熔体的预期最冷区域偏移。

以下条款提供了示例装置的进一步描述：

(1)一种热流道喷嘴，包括：

喷嘴主体；

在喷嘴主体中的环形出口通道；

在喷嘴主体中的环形出口通道上游的源通道；

将源通道与环形出口通道的部分环形段相互连接的喷嘴主体中的流过渡通道，该流过渡通道在下游方向上变宽并且具有非均匀截面通道厚度，其中流过渡通道的厚度在下游方向上减小。

(2)根据条款(1)所述的热流道喷嘴，其中，所述流过渡通道成形为在所述流过渡通道的厚度减小的纵向长度上提供恒定的横截面积。

(3)根据条款(1)或(2)所述的热流道喷嘴，其中，所述流过渡通道由具有相应S形状的一对相对的侧壁限定。

(4)根据条款(3)所述的热流道喷嘴，其中，所述弯曲横截面具有部分环形形状，并且其中所述横截面的相对侧壁垂直于所述部分环形形状为其一部分的抽象环。

(5)根据条款(1)至(4)中任一项所述的热流道喷嘴，其中，所述流过渡通道是所述喷嘴主体中的多个相似流过渡通道的第一流过渡通道，所述多个流过渡通道布置成环形以共同限定用于供应环形出口通道的环形熔体流。

(6)根据条款(1)至(5)中任一项所述的热流道喷嘴，其中，所述环形出口通道的截面厚度或横截区域在下游方向上减小。

(7)一种使熔融模制材料流动的装置，包括：

装置主体；

装置主题中的通道，所述通道具有入口、具有部分环形形状的出口和在下游方向上分叉的一对相对侧壁，其中，通道的厚度在下游方向上减小。

(8)根据条款(7)所述的装置，其中，所述通道成形为在所述通道的厚度缩小的纵向长度上提供恒定的横截面积。

(9)根据条款(7)或(8)所述的装置，其中，相对的侧壁具有相应的S形形状。

(10)根据条款(7)至(9)中任一项所述的装置，其中，所述通道的横截面具有部分环形形状，并且其中所述横截面的相对侧壁垂直于所述部分环形形状是其一部分的抽象环。

(11)根据条款(7)至(10)中任一项所述的装置，其中，所述通道是所述装置主体中的多个相似通道的第一通道，所述多个通道布置成环形以共同限定熔融模制材料的环形流。

(12)根据条款(7)至(11)中任一项所述的装置，其中，所述装置是喷嘴。

(13)根据条款(7)至(11)中任一项所述的装置，其中，所述装置是歧管衬套。

(14)一种用于使熔融模制材料流动的热流道喷嘴，包括：

喷嘴主体；

在喷嘴主体中的环形出口通道上游的源通道；

在喷嘴主体中的环形出口通道上游的源通道；

将所述源通道与所述环形出口通道的段相互连接的所述喷嘴主体中的流过渡通道，所述流过渡通道在下游方向上变宽，所述流过渡通道具有弯曲横截面和阻塞构件，所述阻塞构件被配置为阻止熔融模制材料从源通道流出，以使流在流过渡通道内横向扩展。

(15)根据条款(14)所述的热流道喷嘴，其中，所述阻塞构件包括所述流过渡通道中的收缩部。

(16)根据条款(14)或(15)所述的热流道喷嘴，其中，所述阻塞构件在所述流过渡通道中的横向中心。

(17)根据条款(16)所述的热流道喷嘴，其中，所述收缩部在所述流过渡通道的中心宽度长度上具有均匀的厚度。

(18)根据条款(14)至(17)中任一项所述的热流道喷嘴，其中，所述阻塞构件在下游方向上变宽。

(19)根据条款(14)至(18)中任一项所述的热流道喷嘴，其中，所述流过渡通道由具有相应S形状的一对相对的侧壁限定。

(20)根据条款(14)至(19)中任一项所述的热流道喷嘴，其中，所述环形出口通道的横截面厚度或横截面积在下游方向上减小。

(21)根据条款(14)至(20)中任一项所述的热流道喷嘴，其中，所述通道是所述喷嘴主体中的多个相同通道的第一通道，所述多个通道布置成环形以共同限定用于供应环形出口通道的熔融模制材料的环形流动。

(22)一种使熔融模制材料流动的装置，包括：

装置主体；

装置主体中的通道，所述通道具有入口、具有部分环形形状的出口、在下游方向上分叉的一对相对的侧壁，以及被配置为阻止熔融模制材料从入口流出以导致流在侧壁之间横向扩散的阻塞构件。

(23)根据条款(22)所述的装置，其中，所述阻塞构件包括在所述通道中的收缩部。

(24)根据条款(22)或(23)所述的装置，其中，所述阻塞构件在所述侧壁之间偏离中心。

(25)根据条款(22)或(23)所述的装置，其中，所述阻塞构件在所述侧壁之间居中。

(26)根据条款(25)所述的装置，其中，所述收缩部包括在所述通道的中心宽度长度上均匀的所述通道收缩厚度。

(27)根据条款(22)至(26)中任一项所述的装置，其中，所述阻塞构件在下游方向上变宽。

(28)根据条款(22)至(27)中任一项所述的装置，其中，相对的侧壁具有相应的S形状。

(29)根据条款(22)至(28)中任一项所述的装置，其中，所述通道是所述装置主体中的多个相同通道的第一通道，所述多个通道布置成环形，用于共同限定熔融模制材料的环形流。

(30)根据条款(22)至(29)中任一项所述的装置，其中，所述装置是喷嘴。

(31)根据条款(22)至(29)中任一项所述的装置，其中，所述装置是歧管衬套。

(32)一种使熔融模制材料流动的装置，包括：

装置主体；

装置主体中的通道，所述通道具有入口、在下游方向上分叉的一对相对的侧壁和具有部分环形形状的出口，该通道的纵向长度是出口跨越的弧长的大约1.5倍。

(33)根据条款(32)所述的装置，其中，所述弧段位于所述出口的凸侧与所述出口的凹侧之间。

(34)根据条款(32)或(33)所述的装置，其中，相对的侧壁具有相应的S形状。

(35)根据条款(32)至(34)中任一项所述的装置，其中，所述通道是所述装置主体中的多个相似通道的第一通道，所述多个通道布置成环形以共同限定熔融模制材料的环形流。

(36)根据条款(32)至(35)中任一项所述的装置，其中，所述装置是喷嘴。

(37)根据条款(32)至(35)中任一项所述的装置，其中，所述装置是歧管衬套。

(38)一种使熔融模制材料在多个环形层中流动的装置，包括：

被配置为限定内部流的内部通道结构；

被配置为限定围绕内部流的外部环形流的外部通道结构；以及

被配置为限定在内部流与外部环形流之间的中间环形流的中间通道结构，

其中，所述外通道结构包括布置成环形的多个外流过渡通道，用于共同限定所述外环形流动，所述外流过渡通道中的每一个具有入口、具有部分环形形状的出口和在下游方向分叉的一对相对的侧壁，并且

其中，中间通道结构包括布置成环形的多个中间流过渡通道，用于共同限定中间环形流，每个中间流过渡通道具有入口、具有部分环形形状的出口和在下游方向分叉的一对相对的侧壁。

(39)根据条款(38)所述的装置，其包括壳体、装配在所述壳体上的插入件和装配在所述插入件上方的尖端，其中，所述壳体限定所述内部通道结构，并与所述插入件配合以共同限定所述中间通道结构，并且其中所述插入件与所述尖端配合以共同限定所述外部通道结构。

(40)根据条款(38)或(39)所述的装置，其中，所述外流过渡通道中的每一个的厚度在下游方向上减小。

(41)根据条款(38)或(39)所述的装置，其中，所述中间流过渡通道中的每一个的厚度在下游方向上减小。

(42)根据条款(38)或(39)所述的装置，其中，每个所述外部流过渡通道包括阻塞构件，所述阻塞构件被配置为使所述熔融模制材料从所述外部流过渡通道的入口流出，以在外部流过渡通道的侧壁之间扩展。

(43)根据条款(38)或(39)所述的装置，其中，每个所述中间流过渡通道包括阻塞构件，所述阻塞构件被配置为使得所述熔融模制材料从所述中间流过渡通道的入口流出，以在中间流过渡通道的侧壁之间扩展。

(44)根据条款(38)或第(39)所述的装置，其中，每个所述外部流过渡通道的纵向长度是由所述外部流过渡通道的出口跨越的弧长的大约1.5倍。

(45)根据条款(38)或(39)中任一项所述的装置，其中，每个所述中间流过渡通道的纵向长度是由中间流过渡通道的出口跨越的弧长的约1.5倍。

(46)一种使多个环状层中的熔融模制材料流动的装置，包括：

壳体；

装配在壳体上的插入件；以及

装配在插入件上方的尖端，

其中，所述壳体限定内部流；

其中，所述插入件和所述尖端协作以限定布置成环形的多个外部流过渡通道，所述多个流过渡通道共同地限定围绕所述内部流动的外部环形流，每个所述外部流过渡通道具有入口、部分环形形状的出口和在下游方向上分叉的一对相对的侧壁；并且

其中，所述壳体和所述插入件协作以限定布置成环形的多个中间流过渡通道，用于共同地限定所述内流和外环形流之间的中间环形流，每个中间流过渡通道具有入口、具有部分环形形状的出口，以及在下游方向上分叉的一对相对的侧壁。

(47)一种使熔融模制材料流动的装置，包括：

装置主体；

装置主体中的通道，所述通道具有入口、具有部分环形形状的出口、在下游方向上分叉的一对相对的侧壁以及不均匀的横截面通道厚度。

(48)根据条款(47)所述的装置，其中，所述非均匀横截面通道厚度位于所述通道的下游部分中。

(49)根据条款(47)或条款(48)所述的装置，其中，所述不均匀的横截面厚度至少部分地由与所述通道的入口对准的通道厚度减小的区域限定。

(50)根据条款(49)所述的装置，其中，所述通道厚度减小的区域在所述下游方向上具有所述通道的大约三分之一长度的长度。

(51)根据条款(49)或条款(50)所述的装置，其中，所述通道厚度减小的区域在相对的侧壁之间居中。

(52)根据条款(49)或条款(50)所述的装置，其中，所述通道厚度减小的区域在所述通道内横向偏离中心。

(53)根据条款(49)至(52)中任一项所述的装置，其中，所述通道在所述通道厚度减小的区域中的厚度在所述通道的中心宽度长度上是均匀的。

(54)根据条款(49)至(53)中任一项所述的装置，其中，所述通道厚度减小的区域至少部分地由所述通道内的阻塞构件限定，以阻止熔融的模制材料流过所述通道。

(55)根据条款(54)所述的装置，其中，所述阻塞构件在所述下游方向上变宽。

(56)根据条款(55)所述的装置，其中，所述阻塞构件基本上是三角形。

(57)根据条款(47)至(56)中任一项所述的装置，其中，所述通道是所述装置主体中的多个相同通道的第一通道，所述多个相似的通道布置成环形以共同限定熔融模制材料的环形流。

(58)根据条款(47)至(57)中任一项所述的装置，其中，所述装置是喷嘴。

(59)根据条款(47)至(57)中任一项所述的装置，其中，所述装置是歧管衬套。

(60)一种使多个环状层中的熔融模制材料流动的装置，包括：

壳体；

装配在壳体上的插入件；以及

装配在插入件上方的尖端，

其中，所述壳体限定内部流；

其中，所述插入件和所述尖端协作以限定布置成环形的多个外部流过渡通道，所述多个流过渡通道共同地限定围绕所述内部流动的外部环形流，每个所述外部流过渡通道具有入口、具有部分环形形状的出口、在下游方向上分叉的一对相对的侧壁以及不均匀的横截面通道厚度；并且

其中，所述壳体和所述插入件协作以限定布置成环形的多个中间流过渡通道，用于共同地限定所述内流和外环形流之间的中间环形流，每个中间流过渡通道具有入口、带有部分环形形状的出口、在下游方向上分叉的一对相对的侧壁，以及不均匀的横截面通道厚度。

可以在权利要求书的范围内进行其他修改。