专利名称：用于冷却挤出的塑料型材的装置和方法
用于冷却挤出的塑料型材的装置和方法本发明涉及用于挤出塑料型材(优选是塑料管)的一种装置，对该装置能可送入塑化的塑料混合物，并且该装置具有多个环形通道，这些环形通道通过一个流动汇集位置 被汇聚在一起以形成一个联合的熔体通道。本发明还涉及一种相关的方法。为了生产管材，将塑料材料在一个挤出机中熔化并且迫使其穿过一个相应的模 口。在一个随后的校准单元中，以此方式产生的外部直径被冻结并且在水喷雾浴槽或充满 水的浴槽中通过外表面将热量从塑料材料中提取出。在这种情况下，全部热量必须经过塑 料材料的壁引导到外部，然后在此热量被冷却水带走。随着管壁厚度的增加，冷却长度变得 不成比例地更长，因为塑料材料是一种不良的热导体。在此之上增加的事实是管内部的温 度在很长时间保持在一个高水平上并且该塑料材料在重力下具有足够的时间向下滴流。其 结果是管壁厚度在上部区域中总是小于下部区域。因此，随着管壁厚度的增加，这个过程具有两个缺点。该冷却长度变得不成比例地 更长、并且该塑料材料沿内壁向下滴流，其结果是不平均的壁厚度分配。为了减少这些缺 点，如从EP 795 389中已知多种内部管冷却的系统。然而，这些系统在它们如何运行方面 是非常受限制的。因为管在外部上和在内部上均得到冷却，外部轮廓和内部轮廓均被冻结。 如果管壁中间的熔体通过热量耗散到外部和内部而固化，在从熔化状态到固体状态的转变 过程中体积上的极大减少引起发生空隙。管壁厚度越大，这种风险就变得越大。从JP 56-005 750A中已知一种用于挤出塑料型材的装置，对该装置可送入塑化 的塑料混合物并且该装置具有多个环形通道，这些环形通道被汇聚在一起形成了的一个共 同的熔体通道。多个冷却通道被安排为围绕这些环形通道。从DE 10 2005 031 747 Al中已知用于空心塑料型材的内部冷却的一种方法以及 用于生产空心塑料型材的一种挤出机。在此该内部冷却是通过使一个冷却气体进入空心型 材的内部空间来实现的，该冷却气体是在一个Ranque涡流管中产生的。本发明的目的是提供一种装置以及一种方法，通过该装置和该方法能够尽可能均 勻地在该管的整个壁的厚度上将热量移除。这个目的是通过根据权利要求1的前序所述的一种装置来实现的，其中，模口被 分成三个功能区域，这三个功能区域包括一个分配区域、一个冷却区域以及一个成形区域， 多个冷却通道被安排为围绕该冷却区域中的这些环形通道。因此，来自挤出机的熔体股在该分配区域中被分配到多个环形通道中，这有可能 根据该管壁厚度来改变环形通道的数目。甚至在实际的管被挤出之前，从该塑料熔体中提 取出了一个比例的热量。这些环形通道有利地具有一种同心结构，它被提供为至少这些环形通道之间的相 对距离在最大程度上是相同的。这是可取的，以便模口的现有质量(例如，钢的)同样在 最大程度上是相同的，并且这里的结果是在这些单独的环形通道之间不存在不同的热量传 导。通过这种结构，它能够确保相对均勻地冷却作用在该塑料混合物上。在该分配区域中的每一送料通道可以分配一个挤出机，由此能够以极其简单的方式来生产多层管。在这些挤出机中可以提供不同的材料或相同的材料。就这种方法而言，这个目的是通过以下实行的步骤来实现的a)将来自一个或多 个挤出机中的塑料混合物送入一个或多个送料通道，b)在一个分配区域中将送入的塑料混 合物分成多个部分流，c)将该塑料混合物运送到该模口的一个冷却区域中的至少两个环形 通道中，d)通过围绕这些环形通道安排的多个冷却通道冷却该塑料混合物，e)在一个汇集 位置处将这些预冷的部分流汇聚在一起以便在一个熔体通道中形成一个总熔体流，f)形成 希望的塑料产品，g)将所形成的塑料产品送入一个冷却和校准站。
热量是在这些环形通道中通过这些冷却通道从这些部分流中提取出的。如以上已 经提到的，在塑化过程中必须引入的热量的大部分能够以这种方式在实际的塑料型材被生 产之前从非常热的塑料混合物中提取出。然而，在这个方面重要的是这些部分流中仅在提取出如此多的热量，以使得送入 的塑料混合物在整个熔体流中仍形成一种均勻物质。如果从塑料混合物中提取过多的热 量并且在这些环形通道中已经形成一个外表皮，将获得在这些表面上粘在一起的一种多层管。根据一个发展，因此提供了使用控制和/或调节这些部分流中的热量提取的装 置。该调节或控制可以直接与机器控制相结合来执行，这样如果在熔体股中的温度低于一 个最低温度，这些部分流中的冷却被立刻减少。在此甚至可以想象在该熔体通道中监测整 个熔体流的温度并且将它整合在该调节或控制之中。通过提出的方法或提出的装置，这有可能(特别是在厚壁管的情况下)从已经在 模口中的熔体中提取热量并且由此减少了冷却区域并且改进了产品质量。在附图中示意地展示了本发明的两个示例性实施方案，在附图中
图1示出了通过模口的一个截面，并且图2示出了在一个替代的结构中根据图1的主题。在图1中，展示了根据本发明的一个模口 1。实际的熔体通道2 (塑料型材通过它 被挤出)形成一个完整模口的最终部分。模口 1的中间部分包括多个环形通道5，这些环 形通在汇集位置4处汇聚在一起并且形成联合的熔体通道2的开端。这些单独的环形通道 5 (它们与多个送料通道6连接)被送入来自一个挤出机的塑化的塑料混合物(未展示)。 这些冷却通道3被安排在这些环形通道5之间，这些冷却通道与一个冷却回路(同样未展 示)相连接。安排这些冷却通道的方式为使得它们能从该模口的现有的材料质量中尽可能 均勻地提取出热量。结果是该模口被分成三个功能区域分配区域7，在该分配区域处来自 这个或这些挤出机的熔体在位置A、B、C处被送入这些送料通道6并且被分配到这些环形通 道5中；冷却区域8，在冷却区域中这些环形通道6配备有多个冷却通道3 ；以及成形区域 9，其中预冷的熔体一起流动。在图2中展示了本发明的一种替代结构。它与根据图1的结构不同之处在于该熔 体的送入在中心发生，这就是说仅通过一个挤出机。结果它示出了通过模口 1的一个截面， 其中能够再次看到通过它使塑料型材挤出的实际的熔体通道2。在此，同样，它成形了一个 完整模口的最终部分。在此，同样，模口 1的中间部分包括多个环形通道5，这些环形通道 在汇集位置4处被汇聚在一起并且形成联合熔体通道5的开端。这些单独的环形通道5与 这些送料通道6相连接。能够清楚地看出对这些送料通道6在中心供给了来自一个挤出机(它未被展示)的一个流，并且然后这个流在三个螺旋心轴分配器中进行分配。在此，同样， 被安排在这些环形通道5之间的是多个冷却通道4，这些冷却通道与一个冷却回路(同样未 展示)相连接。不言而喻，这些冷却通道再次安排为这样一种方式，以使得它们能够从该模 口的现有材料质量中尽可能均勻地提取热量。在此，同样，模口 1被分成这三个功能区域 分配区域7、冷却区域8、以及成形区域9。应该指出，根据如图1所示的结构并且根据如图2所示的结构，可以将同一种塑料 混合物或不同塑料混合物提供到每一环形通道5中。为了做到这一点，所必须的仅仅是以 这样一种方式来修改送料通道6，例如，使每一送料通道被分配供其自身的一个挤出机。以 此方式，例如，在该管中能够产生不同颜色的层或者另外能够生产具有不同性质的两种材 料。例如，结果是有可能将一种在利用的材料应用到中间部分，然后在完成部件中该中间部 分在两侧上由高质量的材料包覆。通过所提出的方法以及提出的装置，结果是有可能以一种简单化的方式在管的整 个壁厚度上均勻地去除热量。标记清单1 模 口2 熔体通道
3 冷却通道4 流动汇集位置5 环形通道6 到5的送料通道7 1的分配区域8 1的冷却区域9 1的成形区域
权利要求
一种用于挤出塑料型材，优选地是塑料管，的装置，对该装置可送入塑化的塑料混合物，并且该装置具有多个环形通道(5)，这些环形通道通过一个汇集位置(4)被汇聚在一起以形成一个联合的熔体通道(2)，其特征在于，模口(1)被分成三个功能区域，这三个功能区域包括一个分配区域(7)，一个冷却区域(8)以及一个成形区域(9)，多个冷却通道(3)被安排为围绕该冷却区域(8)中的这些环形通道(5)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，这些环形通道(5)具有一种同心的构造。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在这些环形通道(5)之间的相对距离在最大 程度上是相同的。
4.如以上的权利要求之一所述的装置，其特征在于，在该分配区域(7)中的每一送料 通道(6)被分配了一个挤出机。
5.一种用于挤出塑料型材，优选地是塑料管，的方法，该方法包括以下步骤a)将来自一个或多个挤出机中的塑料混合物送入一个或多个送料通道(6)之中，b)将该送入的塑料混合物在一个分配区域(7)中分成多个部分的流，c)将该塑料混合物传送到至少两个环形通道(5)之中，这些环形通道是在该模口(1) 的一个冷却区域(8)之中，d)通过围绕这些环形通道(5)安排的多个冷却通道(3)对这些塑料混合物进行冷却，e)将这些预冷的部分流汇聚在一个流动汇集位置(4)上以便在一个熔体通道(2)中形 成一个总熔体流，f)形成所希望的塑料产品，g)将所成形的塑料产品送入一个冷却和校准站。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，仅从这些部分流中提取出如此多的热量以 使得所送入的塑料混合物依然在该总体熔体流中成形一种均勻的物质。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，使用了控制和/或调节这些部分流中的热量 提取的装置。
8.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，该所希望的塑料产品，优选是塑料管 的实际成形发生在该模口(1)的成形区域(9)之中。
全文摘要
本发明涉及一种用于挤出塑料型材(优选是塑料管)装置，对该装置能够送入塑化的本体塑料，并且该装置包括多个环形通道(5)，这些通道通过一个流动连接(4)被结合到一个共同的熔体通道(2)上。根据本发明，工具(1)被分成三个功能区域，其中这三个功能区域是一个分配区域(7)、一个冷却区域(8)、以及一个成形区域(9)，其中多个冷却通道(3)被安置为围绕在该冷却区域(8)中的这些环形通道(5)。本发明进一步涉及一种方法，该方法用于挤出塑料型材，优选是塑料管，该方法包括以下步骤a)将来自一个或多个挤出机中的本体塑料送入一个或多个横向给进通道(6)中，b)其中，所送入的本体塑料在一个分配区域中(7)被分成多个部分的流，c)将本体塑料输送到位于工具(1)的冷却区域(8)中的至少两个环形通道(5)中，d)通过围绕这些环形通道(5)安置的多个冷却通道(3)来冷却该本体塑料，e)在一个流动连接(4)处将这些预冷的部分流汇合以便在一个熔体通道(2)中形成一个总熔体流，f)形成希望的塑料产品，g)将所形成的塑料产品送入一个冷却和校准站。
文档编号B29C47/86GK101835590SQ200880112653
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月22日
发明者L·哈克尔 申请人:辛辛那提挤塑有限公司