專利名稱：用于生產(chǎn)管狀擠出產(chǎn)品的方法和擠出機(jī)噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)管狀擠出產(chǎn)品，尤其是生產(chǎn)吹制的管狀塑料薄膜(薄膜軟管)的方法和擠出機(jī)噴嘴。這種塑料薄膜可用于例如包裝不同的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
實(shí)際中已知用來使用擠出機(jī)噴嘴用熱塑性材料生產(chǎn)吹制的薄膜軟管的方法和設(shè)備。這種噴嘴大體上垂直布置，并具有與大致水平的擠出機(jī)螺桿的出口相連的用于熱塑性材料的徑向入口。在實(shí)際中，確保連續(xù)均勻的熱塑性材料流是十分重要的問題。對管狀產(chǎn)品—主要是從環(huán)形擠出機(jī)噴嘴擠出的薄膜軟管—進(jìn)行拉伸以達(dá)到所需的直徑和壁厚。為了提供吹制所需的氣室，通過兩個(gè)夾緊輥引導(dǎo)所述薄膜軟管，所述夾緊輥還施加取下產(chǎn)品所需的力。用于上述傳統(tǒng)方法的主要參數(shù)·薄膜軟管縱向拉伸5～10次；·薄膜軟管橫向拉伸1.3～5次；·噴嘴環(huán)形開口的尺寸0.5～1.5mm；·取下速度1～20m/min；·薄膜軟管直徑230～750mm；·擠出機(jī)噴嘴的冷卻能力1～8kW。
生產(chǎn)均勻厚度薄膜的基本先決條件是對從擠出機(jī)噴嘴排出的吹制薄膜軟管進(jìn)行均勻冷卻；這意味著薄膜軟管的凝固點(diǎn)必須處于相同的水平，否則產(chǎn)品的某些部分會不同地伸展和膨脹，因此可能出現(xiàn)蠕變，這在卷繞產(chǎn)品時(shí)會導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。
在上述擠出機(jī)噴嘴中，來自擠出機(jī)螺桿的材料流從水平入口前進(jìn)到中央垂直管道內(nèi)，然后該材料流被分配到多個(gè)小直徑孔中，每個(gè)小直徑孔均通向設(shè)在噴嘴的內(nèi)部部件(插芯)與外部部件之間的相應(yīng)螺旋通道。這些通道的長度都為一個(gè)螺距，并且通道的導(dǎo)向曲線和噴嘴芯的外裙部表面都為錐形。由于這兩個(gè)錐形特性，所述螺旋通道在螺距末端脫離裙部表面延伸，并且一過渡橫截面變換成共用狹窄環(huán)形橫截面。通過調(diào)節(jié)噴嘴的內(nèi)部部件和外部部件的相對軸向位置，可以調(diào)節(jié)出口橫截面，即可以調(diào)節(jié)精整“拉拔”孔的直徑和開度。
公知薄膜吹制機(jī)擠出機(jī)噴嘴的另一應(yīng)用問題主要在于擠出機(jī)螺桿在薄膜吹制期間通常以水平布置安裝，從而擠出機(jī)噴嘴具有垂直軸線。盡管在擠出機(jī)螺桿出口處形成了基本均勻的材料流，但是從水平方向到垂直方向的過渡經(jīng)常使塑料材料流中產(chǎn)生不均勻的部分，從而不可避免地導(dǎo)致最終產(chǎn)品的質(zhì)量變差。
公知擠出機(jī)噴嘴的另一問題在于，噴嘴的外部部件和內(nèi)部部件的結(jié)構(gòu)單元彼此緊固，因此它們的相對位置(同心性、同軸性)取決于裝配以及相應(yīng)組成部件的形狀和位置公差。然而，精度受到目前的制造技術(shù)的限制，并且不精確性通常會導(dǎo)致拉拔開口尺寸不恒定。
另外，布置在外部噴嘴部件處的加熱器單元加熱公知擠出機(jī)噴嘴中的塑料材料。然而，根據(jù)申請人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，塑料材料沿著擠出機(jī)噴嘴的周邊并未受到均勻的熱載荷。至多50％的熱量—通常由電力產(chǎn)生—通過熱傳遞而到達(dá)塑料材料，因此，該材料實(shí)際上加熱噴嘴芯，所以外部噴嘴部件的外壁必然比塑料材料熱，從而更可能發(fā)生粘結(jié)—可能燒毀。眾所周知，塑料易于粘結(jié)。
由于在已知的裝置中，外部噴嘴部件和內(nèi)部噴嘴部件通常一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因此只能由軸向材料流來撕扯粘結(jié)的塑料材料。然而，這必然使得更多的顆粒粘結(jié)在已經(jīng)粘結(jié)的顆粒上，因此它們在材料流中增大/隆起并“留下痕跡”。達(dá)到臨界尺寸后，它們就從材料表面分離，并且結(jié)合到材料流中；它們在產(chǎn)品中形成“淚結(jié)(tear junction)”。而這會對薄膜軟管的厚度造成高達(dá)±20％的偏差。由于這種現(xiàn)象起因于結(jié)構(gòu)，因此這種缺陷率無法減少或只能稍微減少。薄膜軟管厚度中的差別會在卷繞時(shí)導(dǎo)致錐形輥的出現(xiàn)。如果發(fā)生重大缺陷，則實(shí)際上將無法進(jìn)行卷繞。
然而，外部噴嘴部件和內(nèi)部噴嘴部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)還帶來了另外的問題。由于軸承系統(tǒng)在高溫(大約200-250℃)下動(dòng)作，因此潤滑劑會熔化，從而需要持續(xù)更換潤滑劑。另外，必須通過集電環(huán)來提供用于加熱器的電源和機(jī)器控制所需的電連接，并且必須將用于加熱器的控制單元安裝在外部轉(zhuǎn)動(dòng)部件上。因此，擠出機(jī)噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操作及維修都過于復(fù)雜。
US-PS 4,541,793公開了另一種用于生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的擠出機(jī)噴嘴，其中，為了使材料均勻，在沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部和外部噴嘴部件之間布置一組支承球體，這些球體用作混合元件。噴嘴的外部部件嵌在由支承球體構(gòu)成的支承系統(tǒng)中，所述支承球體與該外部部件的內(nèi)部部分相對并一個(gè)接一個(gè)地沿軸向布置在分別由內(nèi)部部件和外部部件限定的環(huán)形凹槽中，塑料材料流通過支承球體之間的間隙而被擠向環(huán)形通道出口端的拉拔孔。
這里也出現(xiàn)了上述與外部和內(nèi)部噴嘴部件轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的問題，并且沿不同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)需要更加復(fù)雜的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這進(jìn)一步增加了成本和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。另外，如上述螺旋通道的情況一樣，在通過支承球體之間的間隙擠出的材料中出現(xiàn)了“拖尾”現(xiàn)象，這對產(chǎn)品質(zhì)量不利。
根據(jù)申請人的實(shí)踐，擠出機(jī)噴嘴起著復(fù)雜的作用改變材料流的方向、將材料分配到環(huán)形橫截面、消除由方向改變而引起的不均勻性并且保證出口截面的拉拔孔大小不變。只有材料完全均勻并且拉拔孔的大小不變才可生產(chǎn)理想的產(chǎn)品；然而，這不可能通過已知現(xiàn)有技術(shù)的解決方案來保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于消除上述缺點(diǎn)，即創(chuàng)造一種改進(jìn)的解決方案，通過該方案，能夠比通過已知技術(shù)更經(jīng)濟(jì)地且以更均勻和更好的產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)擠出產(chǎn)品，例如塑料薄膜，尤其是吹制的薄膜軟管。
本發(fā)明的另一目的是在噴嘴中提供完全均勻/均質(zhì)的材料流—即均勻分配且在結(jié)構(gòu)簡化的擠出機(jī)噴嘴內(nèi)溫度相同的材料流，并使得出口橫截面的大小即拉拔孔的大小在整個(gè)操作期間不變。
根據(jù)本發(fā)明的方法可用于擠出管狀產(chǎn)品，尤其是吹制的塑料薄膜軟管。該方法包括步驟將加壓材料尤其是熱塑性材料流供應(yīng)到擠出機(jī)噴嘴中，強(qiáng)制該材料流經(jīng)過在外部和內(nèi)部擠出機(jī)噴嘴部件之間形成的管道，然后通過將材料擠壓通過擠出機(jī)噴嘴的管道的端部處的環(huán)形拉拔孔來形成管狀產(chǎn)品。該方法的本質(zhì)在于，通過入口進(jìn)入擠出機(jī)噴嘴的材料流通過供應(yīng)到環(huán)形膨脹腔室內(nèi)而首先沿該進(jìn)入材料流的前進(jìn)方向分配，該環(huán)形膨脹腔室的橫截面遠(yuǎn)大于入口的橫截面，有利的是大至少一個(gè)數(shù)量級。當(dāng)環(huán)形膨脹腔室已經(jīng)被其壓力已經(jīng)變得高于均質(zhì)化環(huán)形通道的流動(dòng)阻力的材料流完全充滿時(shí)，則在均質(zhì)化環(huán)形通道中材料流被強(qiáng)制沿其進(jìn)入方向的交叉方向運(yùn)動(dòng)，該均質(zhì)化環(huán)形通道具有比環(huán)形膨脹腔室窄且與該環(huán)形膨脹腔室連接的過渡橫截面；該材料流通過至少部分地界定了均質(zhì)化環(huán)形通道的表面間的相對(相互)轉(zhuǎn)動(dòng)而被均質(zhì)化，并且該材料流通過螺旋形(螺線形)強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)而被引到拉拔孔。
根據(jù)本方法的又一特征，所述噴嘴芯可嵌在外部噴嘴部件中，并且至少部分地通過保持強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的材料流來定心(居中)。
擠出機(jī)噴嘴中的材料流通過因由該材料流的強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)所進(jìn)行的搓揉工作而在該材料流自身中產(chǎn)生的內(nèi)熱來保持所需的溫度。
上述方法可通過根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)管狀產(chǎn)品的擠出機(jī)噴嘴來進(jìn)行，該擠出機(jī)噴嘴包括外部噴嘴部件、嵌在該外部噴嘴部件中的內(nèi)部噴嘴芯、以及布置在外部噴嘴部件和內(nèi)部噴嘴芯之間的材料分配管道。外部噴嘴部件具有用于接收加壓材料的入口，該入口通過所述管道連接到拉拔孔。擠出機(jī)噴嘴的外部噴嘴部件和內(nèi)部噴嘴芯布置成可相對(相互)轉(zhuǎn)動(dòng)，為此，外部噴嘴部件和/或內(nèi)部噴嘴芯設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選其轉(zhuǎn)速可控。所述材料分配管道包括連接到入口的環(huán)形膨脹腔室，該環(huán)形膨脹腔室的橫截面遠(yuǎn)大于入口的橫截面，有利地大至少一個(gè)數(shù)量級。所述材料分配管道包括均質(zhì)化環(huán)形通道，該均質(zhì)化環(huán)形通道的一端與環(huán)形膨脹腔室的出口連接且其橫截面相比于所述環(huán)形膨脹腔室按所需比例變窄，而該均質(zhì)化環(huán)形通道的另一端連接到拉拔孔。
根據(jù)本發(fā)明，擠出機(jī)噴嘴的實(shí)施例也可這樣，其包括外部噴嘴部件、嵌在該外部噴嘴部件中的內(nèi)部噴嘴芯、以及形成或布置在外部噴嘴部件和內(nèi)部噴嘴芯之間的材料分配管道。該外部噴嘴部件具有至少一個(gè)用于接收至少一種加壓材料的入口，該入口通過至少一個(gè)管道連接到拉拔孔。其特征在于，擠出機(jī)噴嘴適用于生產(chǎn)多層管狀產(chǎn)品，其中材料分配管道包括連接到用于接收第一材料流的第一入口的第一環(huán)形膨脹腔室，所述膨脹腔室的橫截面遠(yuǎn)大于第一入口的橫截面，有利地大至少一個(gè)數(shù)量級。另外，材料分配管道還包括優(yōu)選同軸地連接到膨脹腔室的第一均質(zhì)化環(huán)形通道。第一均質(zhì)化環(huán)形通道的橫截面相比于所述第一膨脹室按所需比例變窄，并且部分地由可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌在外部噴嘴部件中的限定套筒的裙部內(nèi)表面界限定。該限定套筒的裙部外表面界定第二均質(zhì)化環(huán)形通道，該第二均質(zhì)化環(huán)形通道的橫截面按所需比例變窄，其一端通過第二環(huán)形膨脹腔室連接到用于接收第二材料的第二入口，該第二環(huán)形膨脹腔室遠(yuǎn)大于第二均質(zhì)化環(huán)形通道或第二入口的橫截面，有利地大至少一個(gè)數(shù)量級。第一和第二均質(zhì)化環(huán)形通道連接到接合所述均質(zhì)化環(huán)形通道的共用環(huán)形腔室，而該共用環(huán)形腔室連接到拉拔孔。外部和內(nèi)部噴嘴部件和所述至少一個(gè)限定套筒布置成可相對(相互)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且外部噴嘴部件和/或內(nèi)部噴嘴芯和/或限定套筒可連接到轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，設(shè)置有至少一個(gè)間隙控制凹槽，該間隙控制凹槽用于以預(yù)定方式控制間隙的并由此控制均質(zhì)化環(huán)形通道中的材料流的橫截面的大小和形狀。
本發(fā)明的更多特征和改進(jìn)在下面的說明和權(quán)利要求中公開。


下面將基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖以示例的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的解決方案的三個(gè)實(shí)施例，在附圖中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴第一實(shí)施例的垂直剖視圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴第二實(shí)施例的垂直剖視圖，該擠出機(jī)噴嘴用于生產(chǎn)雙層塑料軟管；圖3示出根據(jù)圖2的擠出機(jī)噴嘴的改進(jìn)型的垂直剖視圖；圖4為沿圖3中的線IV-IV截取的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴1可用于擠出單層薄膜軟管，該薄膜軟管可用作包裝薄膜。擠出機(jī)噴嘴1包括兩個(gè)主要部分，即外部噴嘴部件2和可相對轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌在該外部噴嘴部件2中的內(nèi)部噴嘴芯3。在本示例中，外部噴嘴部件2以固定的方式布置，并且形成為基本轉(zhuǎn)動(dòng)對稱的元件，即形成為具有垂直縱向軸線4的柱形殼體。
在本示例中，外部噴嘴部件2被軸向地分開，并包括上部2A、中部2B和2C、以及下部2D，它們相對于縱向軸線4同軸地布置并且以可拆卸的方式由5個(gè)螺釘彼此固定并在中心定位。外部噴嘴部件2的中部2B設(shè)有徑向入口6，熔融的熱塑性塑料例如聚乙烯在從公知擠出機(jī)螺桿(未示出)出來后在壓力下通過該徑向入口6供應(yīng)到擠出機(jī)噴嘴1中。在本示例中，徑向入口6的直徑D1已選定為35mm。
根據(jù)本發(fā)明，擠出機(jī)噴嘴1的入口6與環(huán)形膨脹腔室7相連，該環(huán)形膨脹腔室7的橫截面遠(yuǎn)大于入口6的橫截面—有利地大至少一個(gè)數(shù)量級。在本示例中，環(huán)形膨脹腔室7與縱向軸線4同心，該腔室的外徑D2在本示例中已選定為360mm，而柱形外裙部表面8的高度選定為50mm。
圖1清楚地示出環(huán)形膨脹腔室7由可轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入在外部噴嘴部件2中的噴嘴芯3的柱形裙部表面9從內(nèi)側(cè)界定。噴嘴芯3的直徑D3在本示例中已選定為300mm。圖1還示出噴嘴芯3在下部設(shè)有柱形肩部10，并且在該柱形肩部10的上方和下方分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入在軸向支承件11和徑向支承件12中。在本示例中，將TEFLON襯套應(yīng)用于支承件11和12；然而，它們嵌入轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3下部，從而使得該噴嘴芯的上部發(fā)生輕微位移，即所謂的“自動(dòng)定位”。
根據(jù)圖1，在環(huán)形膨脹腔室7上，固定的/直立的外部噴嘴部件2和轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3構(gòu)成了與膨脹腔室7相比橫截面較窄的圓形均質(zhì)化環(huán)形通道13，該環(huán)形通道在擠出機(jī)噴嘴1的上部處的開口構(gòu)成了環(huán)形的產(chǎn)品形成(“拉拔”)開口14。在本示例中，該均質(zhì)化環(huán)形通道13包括大致柱形的下部段15、向上成錐形地變窄的中間段16和上部段17。下部段15通過錐形表面18連接到環(huán)形膨脹腔室7。轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3的從內(nèi)側(cè)界定均質(zhì)化環(huán)形通道13的外裙部表面包括下部柱形表面19、成錐形向上變窄的表面20和成錐形稍微變寬的上部表面21。
圖1示出，內(nèi)部噴嘴芯3還是一轉(zhuǎn)動(dòng)對稱的單元，因此其裙部表面可通過簡單的加工來制成。噴嘴芯3在下端設(shè)有帶槽的軸向孔22，所述軸向孔22可與公知轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(未示出)的帶肋的軸相連，從而可使噴嘴芯3轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，噴嘴芯3設(shè)有中央縱向管道23以將加壓空氣供應(yīng)給所生產(chǎn)的薄膜軟管。通過擠出機(jī)噴嘴1的拉拔開口14拉出并通過管道23由加壓空氣吹制的薄膜軟管由標(biāo)記為“T”的細(xì)點(diǎn)劃線表示(圖1)。
在圖1中，外部噴嘴部件2的中部2B和2C之間留有間隔24，中部2B和2C之間僅通過較窄的環(huán)25彼此相連以便減少熱傳遞。因此，當(dāng)外部噴嘴部件2的上部2A和中部2B以大約250℃的操作溫度工作時(shí)，部分2C和2D的操作溫度不超過150℃。這樣，可有效地減少嵌入有支承件11和12的部分2C和2D的熱載荷。
連接到噴嘴芯3的孔22上的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(未示出)可包含液力馬達(dá)(例如，具有帶肋的軸)，該馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)在申請人試驗(yàn)期間例如已選定為20/min。
對于圖1中的擠出機(jī)噴嘴1，拉拔開口14的外徑D4已選定為303mm，并且拉拔開口14的間隙v為1.5mm。出自垂直的擠出機(jī)噴嘴1的薄膜管T的厚度在試驗(yàn)期間設(shè)定為10微米，而該薄膜管T的柱形部分被吹制成具有大約1000mm的直徑。
對于根據(jù)圖1的擠出機(jī)噴嘴1的供熱，存在沿著所述固定的外部噴嘴部件2的部分2A和2B的外裙部布置的加熱裝置26，該加熱裝置26可以為本身已知的電加熱裝置。考慮到外部噴嘴部件2是固定的，因此，布置、提供電源和控制加熱裝置26都極其簡單。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該加熱裝置26用于在起動(dòng)操作之前加熱擠出機(jī)噴嘴1并使其保持操作溫度(下面將討論)。
圖1中的擠出機(jī)噴嘴1以如下方式操作。
首先，開啟加熱裝置26并將擠出機(jī)噴嘴1加熱到例如250℃的操作溫度。然后，由擠出機(jī)螺桿(未示出)在例如30MP的壓力和大約250℃的溫度下通過徑向入口6而將熔融且均質(zhì)化的聚乙烯材料流連續(xù)地供應(yīng)給擠出機(jī)噴嘴1。(將不敘述軟管生產(chǎn)本身已知的其它制備操作，例如拉動(dòng)軟管并將軟管插入拉拔輥對之間。)通過入口6，材料流突然進(jìn)入具有橫截面相當(dāng)大的環(huán)形膨脹腔室7中，該環(huán)形膨脹腔室7由于其尺寸而使塑料材料流可在噴嘴芯3例如以大約20/min的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)四處流動(dòng)并首先填充環(huán)形膨脹腔室7，從而強(qiáng)制膨脹的塑料材料在膨脹腔室7中沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。
圖1清楚地示出，較窄(相比于膨脹腔室7)的均質(zhì)化環(huán)形通道13由于錐形表面18而以緊固的方式連接在膨脹腔室7的上部處，該環(huán)形通道的流動(dòng)阻力由于限定而比環(huán)形膨脹腔室7大很多。由于噴嘴芯3的轉(zhuǎn)動(dòng)，在固定的外部噴嘴部件2的界定環(huán)形膨脹腔室7的內(nèi)表面8與該外部噴嘴部件的限定較窄均質(zhì)化環(huán)形通道13的段15、16和17以及轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯13的外裙部表面9、19、20和21之間產(chǎn)生了相當(dāng)大的相對速度差，這強(qiáng)制流體塑料材料在環(huán)形膨脹腔室7中以及—當(dāng)塑料材料沿螺旋線上升時(shí)—在均質(zhì)化環(huán)形通道13中因摩擦阻力而運(yùn)動(dòng)并保持運(yùn)動(dòng)。該速度差甚至可以為例如37m/min(根據(jù)申請人的試驗(yàn)結(jié)果)。
因此，通過使噴嘴芯3相對于外部噴嘴部件2轉(zhuǎn)動(dòng)，可產(chǎn)生高的速度差，其結(jié)果是固定的噴嘴部件2和轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3之間的塑料材料總是處于運(yùn)動(dòng)中，所以噴嘴芯3的轉(zhuǎn)動(dòng)在環(huán)形膨脹腔室7和均質(zhì)化環(huán)形通道13中的塑料材料上進(jìn)行搓揉和剪切工作。在搓揉工作期間，流體材料中會產(chǎn)生熱，該熱由于本發(fā)明而被利以便使擠出機(jī)噴嘴1中的塑料材料保持所需的溫度。因此，在初始加熱操作之后可關(guān)閉電加熱器裝置26，從而可顯著降低操作成本。
因此，由于在結(jié)構(gòu)部件之間的上述相對(相互)轉(zhuǎn)動(dòng)速度差以及通過對材料的搓揉和剪切工作，材料本身就已經(jīng)產(chǎn)生熱，從而使溫度分布比在現(xiàn)有技術(shù)中所使用的非直接熱傳遞的情況下明顯更均衡。
對于技術(shù)人員而言，圖1清楚且簡明地示出，由于薄膜軟管T是向上垂直吹制的，所以通過入口6水平且徑向地進(jìn)入的材料流在根據(jù)圖1的裝置中被強(qiáng)制改變方向。然而，由于這種方向改變而引起的潛在不均勻性通過如上詳細(xì)所述的均質(zhì)化環(huán)形通道13和膨脹腔室7的特殊設(shè)計(jì)而得以完全消除，從而根據(jù)本發(fā)明可進(jìn)行十分有效且理想的塑料材料的均質(zhì)化。
在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中，在上部區(qū)域進(jìn)一步變窄的均質(zhì)化環(huán)形通道13的狹窄的橫截面對材料具有比環(huán)形膨脹腔室7大得多的流動(dòng)阻力，所以，材料流僅在完全充滿環(huán)形膨脹腔室7之后才由于所產(chǎn)生的壓力差而開始在均質(zhì)化環(huán)形通道13中向上流動(dòng)。然而，塑料材料流在環(huán)形膨脹腔室7中也已經(jīng)略微均質(zhì)化。在給定情況下，可精確地調(diào)節(jié)均質(zhì)化環(huán)形通道13的流動(dòng)阻力，例如通過選擇內(nèi)部噴嘴芯3的轉(zhuǎn)數(shù)。
這里不詳細(xì)說明薄膜軟管T的吹制和冷卻步驟；這些步驟可以以常規(guī)方式進(jìn)行(并且它們不屬于本發(fā)明的本質(zhì))。
由于從擠出機(jī)噴嘴1的膨脹環(huán)形腔室7流來的材料被強(qiáng)制在均質(zhì)化環(huán)形通道13中沿“螺旋線”朝向拉拔孔14不變且持續(xù)地運(yùn)動(dòng)，因此，粘著到噴嘴表面上的可能性降到了最小。任何粘著的材料部分都會立即被在本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴1內(nèi)徑向和切向運(yùn)動(dòng)的材料流撕扯掉。申請人的試驗(yàn)結(jié)果表明，塑料材料的這種強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)在該塑料中產(chǎn)生驚人的平整和獨(dú)特的網(wǎng)狀織構(gòu)，從而使最終產(chǎn)品具有高度有利的特性。
如上所述，通過環(huán)形膨脹腔室7和與該環(huán)形膨脹腔室7同心的均質(zhì)化環(huán)形通道13中的相對速度差和高壓而被強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的流體塑料材料本身同時(shí)構(gòu)成了“滑動(dòng)支承件”和“潤滑劑”，從而使噴嘴芯3的上部嵌入。這帶來了令人驚訝的附加技術(shù)效果，即，轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴3的上部在操作期間始終精確地調(diào)整到其中心位置，因此，根據(jù)申請人的試驗(yàn)，拉拔孔14的間隙v在操作期間保持絕對不變且與噴嘴1的縱向軸線4同軸，這對于薄膜軟管T的產(chǎn)品質(zhì)量來說極為重要。申請人的試驗(yàn)表明，通過本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品的厚度偏差相比于傳統(tǒng)的解決方案可減少幾個(gè)數(shù)量級。因此，應(yīng)將支承件11和12“間隙”選定成使得轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3的“自動(dòng)定位”的上部能夠略微徑向移動(dòng)。
在所示的實(shí)施例中，在環(huán)形膨脹腔室7的成錐形變窄的表面18上設(shè)有倒圓的角部，以防止塑料材料流中出現(xiàn)“浪費(fèi)”的部分(圖1)。
圖1中示出，在本示例中轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3也被沿軸向分開，即，該噴嘴芯包括上部3A和下部3B，它們同軸地彼此固定從而可一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這對于擠出機(jī)噴嘴1的使用者來說很重要，因?yàn)橥ㄟ^簡單地更換部分3A且相應(yīng)地校準(zhǔn)用于拉拔開口14的開口，就可適當(dāng)且簡單地調(diào)節(jié)拉拔孔14的不同間隙v，以用于生產(chǎn)具有不同厚度的不同薄膜產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的方法并使用上述擠出機(jī)噴嘴1所生產(chǎn)的薄膜軟管T具有一致的結(jié)構(gòu)和均勻的壁厚，因此，所述薄膜軟管可在被引導(dǎo)通過拉拔輥對(本身已知且未在圖中示出)之后被流暢地卷起，并可被進(jìn)一步加工(以公知方式)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴1的一個(gè)重要區(qū)別特征在于，至少在界定膨脹腔室7的表面和均質(zhì)化環(huán)形通道13之間產(chǎn)生相對(相互)速度差，從而對材料進(jìn)行確定的處理。這種相對運(yùn)動(dòng)可在外部噴嘴部件2固定而內(nèi)部噴嘴芯3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生，或者即使它們沿相同方向或者不同方向同時(shí)以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也會產(chǎn)生；然而，我們認(rèn)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要任何進(jìn)一步的說明就可基于上述公開來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。
在包裝技術(shù)中，經(jīng)常需要多層包裝薄膜，其中一層—例如由于衛(wèi)生原因—可接觸待包裝的產(chǎn)品，例如食品，該層可以由(可透氣的)聚乙烯制成；而另一層可由聚酰胺制成，該層可不接觸食品，但是提供緊湊的密封。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴的第二實(shí)施例適用于生產(chǎn)這種雙層薄膜軟管。為了簡單和更好地比較，用(與圖1中)相同的附圖標(biāo)記表示在圖2中的相似的部分。
圖2中所示的擠出機(jī)噴嘴1在結(jié)構(gòu)和操作原理方面都與根據(jù)圖1的解決方案大致相對應(yīng)。所述擠出機(jī)噴嘴1也包括兩個(gè)主要組成部分固定的外部噴嘴部件2和可轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入在所述外部部件2中的內(nèi)部噴嘴芯3。外部噴嘴部件2被軸向分開，從而包括部分2A、2B、2C和2D。轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3用于以已知的方式連接到轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(未示出)上。
固定的外部噴嘴部件2還設(shè)有第一徑向入口6，以便在壓力下從第一擠出機(jī)螺桿(未示出)供應(yīng)第一熔融塑料材料流，并且該入口6通向具有相當(dāng)大的橫截面的第一環(huán)形膨脹腔室7。第一環(huán)形膨脹腔室7還連接到流動(dòng)橫截面顯著減小的第一均質(zhì)化環(huán)形通道13，該第一均質(zhì)化環(huán)形通道13與作為擠出機(jī)噴嘴1的出口的上部環(huán)形拉拔開口14連接，雙層薄軟管T在此處擠出并隨后由加壓空氣以已知的方式充氣。
轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3還設(shè)有適于接納轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(未示出)上帶肋的軸頭的孔22和用于通過加壓空氣對薄膜軟管T’充氣的中央進(jìn)氣管道23。此處還設(shè)有間隔24和連接環(huán)23，以減少固定的噴嘴部件2的中部分2B和2C之間的熱交換。沿固定的外部噴嘴部件2的部分2A和2B的外裙部布置有電加熱器裝置26。為了轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴芯3，可以優(yōu)選采用液力馬達(dá)、或電動(dòng)馬達(dá)或其它常規(guī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(主要具有高轉(zhuǎn)矩、低RPM和均衡的操作)。
與根據(jù)圖1的實(shí)施例相比，區(qū)別在于在根據(jù)圖2的裝置中，第一環(huán)形均質(zhì)化環(huán)形通道13主要由環(huán)形限定套筒27的內(nèi)表面28從外側(cè)限定。所述套筒27為在底部設(shè)有凸緣29而在頂部具有斷開的邊緣的薄壁管，并且在本示例中通過支承件30可自由轉(zhuǎn)動(dòng)且同軸地嵌入在外部噴嘴部件2中。然而，套筒27的外裙部表面31從內(nèi)側(cè)界定了具有相當(dāng)大的橫截面的第二膨脹腔室32，并且相比于所述膨脹腔室32具有較小橫截面的第二均質(zhì)化環(huán)形腔室33在頂部處連接到該第二膨脹腔室32上。
固定的噴嘴部件2設(shè)有第二入口34，在本示例中，該第二入口34在與第一入口6相對的部分沿徑向通向第二環(huán)形膨脹腔室32。通過所述第二入口34，第二熔融(大約250℃)塑料材料流在壓力下從另一擠出機(jī)螺桿(未示出)供應(yīng)進(jìn)來。應(yīng)注意的是，第二入口34、第二環(huán)形膨脹腔室32和第二均質(zhì)化環(huán)形通道33的橫截面比例與第一示例中的所述橫截面比例基本相對應(yīng)。
在進(jìn)行操作時(shí)，通過電加熱器裝置26將擠出機(jī)噴嘴1加熱到約250℃的操作溫度。然后，在高壓下通過第一入口6供應(yīng)第一塑料熔融物，同時(shí)通過第二入口34供應(yīng)第二塑料熔融物，并且在這些步驟期間通過轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器以每分鐘20轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴芯3。在30MPa的壓力下通過第一入口6供應(yīng)第一塑料材料，該塑料材料例如可以為聚乙烯并用于形成薄膜軟管T’的內(nèi)層；同時(shí)在30MPa的壓力下通過第二入口34供應(yīng)第二熔融塑料材料，該塑料材料例如可以為聚乙烯并用于形成薄膜軟管T’的外層。
以高壓進(jìn)入的第一熔融材料流首先填充第一環(huán)形膨脹腔室7，而第二材料流填充第二環(huán)形膨脹腔室32，這也是由于轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3的強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊。同時(shí)，在噴嘴1中的所述兩份塑料材料中都進(jìn)行上文已詳細(xì)說明的剪切和搓揉操作，這產(chǎn)生內(nèi)部熱。因此，外部加熱器裝置26在經(jīng)過一定量的操作時(shí)間之后就可停止。
由于在噴嘴1中產(chǎn)生的壓差，通過噴嘴芯3保持轉(zhuǎn)動(dòng)的高壓的第一材料流從第一環(huán)形膨脹腔室7開始在第一均質(zhì)化環(huán)形通道13中以“螺旋”形式向上，同時(shí)通過摩擦連接使限定套筒27轉(zhuǎn)動(dòng)。在第二膨脹腔室32和第二均質(zhì)化環(huán)形腔室33中也發(fā)生同樣的現(xiàn)象，但它們主要受轉(zhuǎn)動(dòng)的套筒27(通過第一材料流而被強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng))的外裙部表面31和外部噴嘴部件2的內(nèi)表面2X的限制。這就是根據(jù)本發(fā)明在相應(yīng)的均質(zhì)化環(huán)形通道13和33的界定元件與相應(yīng)的環(huán)形膨脹腔室7和32之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)速度差的原因。
在操作中，通過第一材料流而保持強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)限定套筒27由于第一材料流的壓力與第二材料流的壓力基本相同而始終保持在其中心位置，該第一材料流進(jìn)行從第一膨脹腔室7向上到第一均質(zhì)化環(huán)形通道13的螺旋形強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)，該第二材料流通過轉(zhuǎn)動(dòng)的限定套筒27進(jìn)行從第二環(huán)形膨脹腔室32向上到第二均質(zhì)化環(huán)形通道33的螺旋形(螺線形)強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，這些材料流也使得噴嘴芯3的上部定心，從而確保拉拔孔14處的孔間隙v恒定，如上所述，該間隙對于較高的產(chǎn)品質(zhì)量極其重要。
圖2清楚地示出，在限定套筒27的頂部上方的區(qū)域中，均質(zhì)化環(huán)形通道13和33的出口在共用的環(huán)形接合腔室35中成為一體，該共用的環(huán)形接合腔室在本示例中成錐形向上變窄，在該接合腔室處構(gòu)成最終薄膜產(chǎn)品T’的內(nèi)層和外層的第一材料流和第二材料流接合到了一起。在本實(shí)施例中，該接合腔室35通過環(huán)形的環(huán)段36連接到已校準(zhǔn)的拉拔孔14上。
根據(jù)圖1和圖2，在相應(yīng)的環(huán)形膨脹腔室7和32與相應(yīng)的均質(zhì)化環(huán)形通道13和33之間插設(shè)有具有倒圓的邊緣的、向上變窄的錐形過渡頸部37，均質(zhì)化環(huán)形通道13和33具有比環(huán)形膨脹腔室7和33窄的過渡橫截面，從而可獲得更有利的流動(dòng)條件。(錐形表面18也形成過渡頸部37的一部分)。
當(dāng)然，已轉(zhuǎn)動(dòng)的限定套筒27的轉(zhuǎn)數(shù)略低于直接被驅(qū)動(dòng)的噴嘴芯3的轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，如在第一實(shí)施例中詳細(xì)說明的，在環(huán)形膨脹腔室7和32中的相應(yīng)界定表面與相應(yīng)的均質(zhì)化環(huán)形通道13和33之間產(chǎn)生相對速度差，從而在材料中產(chǎn)生驚人的有利的均質(zhì)化效果。
根據(jù)本發(fā)明，通過控制擠出機(jī)噴嘴1中的流動(dòng)阻力就以特別的方式完全消除了由于擠出機(jī)噴嘴1中的流動(dòng)方向的變化而引起的材料流的不均勻性。為進(jìn)行比較，讓我們對常規(guī)擠出機(jī)噴嘴進(jìn)行說明，材料一改變方向就將開始向上—這是由于材料未被強(qiáng)制形成較均質(zhì)化的水平環(huán)，隨后向上流到拉拔孔。相反，根據(jù)本發(fā)明，如果材料流已經(jīng)均質(zhì)化使得該材料流各處的壓力都至少能克服突然變窄的均質(zhì)化環(huán)形通道的流動(dòng)阻力，則由于所提出的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，材料只能從相應(yīng)的環(huán)形膨脹腔室7和32向上流出到相應(yīng)的均質(zhì)化環(huán)形通道13和32。在相反的情況下，該材料仍試圖保留在環(huán)形膨脹腔室中。該流動(dòng)阻力可例如通過如上所述的噴嘴芯3的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來控制。
由于在上述實(shí)施例的情況下，外部噴嘴部件2是固定的，但內(nèi)部噴嘴芯3是轉(zhuǎn)動(dòng)的，在材料流限定表面之間產(chǎn)生相當(dāng)大的相對速度差。因此，材料流處于連續(xù)的軸向和徑向運(yùn)動(dòng)中，這樣使得粘著的可能性最小?？赡苷持念w粒不僅會被軸向運(yùn)動(dòng)的材料流而且會被徑向運(yùn)動(dòng)的材料流立即撕扯掉。由于高速轉(zhuǎn)動(dòng)和上述的壓力條件，因此在以螺旋形式向上流動(dòng)的材料中產(chǎn)生的網(wǎng)狀織構(gòu)使得最終的產(chǎn)品具有良好的特性。
除了通過加工的塑料材料本身使轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴芯3的上部特別定心地“嵌入”之外，根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴1的另一特性在于，所述均質(zhì)化通道13和33也分別以原始的方式用作環(huán)形通道。可轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入在外部噴嘴部件2中的內(nèi)部噴嘴芯3也由用作“滑動(dòng)支承件”的熔融塑料材料來“潤滑”。通過這種“嵌入”，能夠開發(fā)一種基本上“理想的潤滑狀態(tài)”，因?yàn)楦邏骸皾櫥瑒辈牧贤耆畛湓谇皇抑校⑶液愣ǖ牟牧狭饕恢碧峁┬碌摹皾櫥瑒?。因此，噴嘴?的上部不需要任何常規(guī)潤滑，這進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)并降低了操作成本。
在特殊情況下，根據(jù)圖2的解決方案可用于生產(chǎn)三層和甚至更多層的薄膜軟管?？衫缤ㄟ^產(chǎn)品的最外面第三層所需的良好印刷特性來保證多于兩層的包裝薄膜。
根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例也是可實(shí)行的，尤其是就生產(chǎn)多層產(chǎn)品的擠出機(jī)噴嘴1而言。例如，具有這樣一種潛在結(jié)構(gòu)(未示出)，其中轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3通過剪切材料而使第一限定套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，該第一限定套筒也通過塑料材料而使下一個(gè)或更多同樣可轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入的限定套筒轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的特性，限定套筒的速度將沿徑向向外逐漸變少。當(dāng)層由熔點(diǎn)以及粘性值相近的材料構(gòu)成時(shí)，這種布置的是有利的。這種結(jié)構(gòu)也可以以這樣的形式來實(shí)現(xiàn)，即其中外部噴嘴部件2是轉(zhuǎn)動(dòng)的，而該轉(zhuǎn)動(dòng)通過剪切材料而使限定套筒轉(zhuǎn)動(dòng)。
在又一個(gè)實(shí)施例(未示出)中，轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯3可通過強(qiáng)制聯(lián)結(jié)件例如嵌齒輪來使第一限定套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，而該限定套筒通過另一強(qiáng)制聯(lián)結(jié)件例如嵌齒輪來使第二限定套筒轉(zhuǎn)動(dòng)(等等，直到最后的限定套筒)。在這種情況下，目的是相反的轉(zhuǎn)動(dòng)而不是速度差，因?yàn)檫@樣我們將不用連續(xù)減速的限定套筒而是用例如以相同速度但沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的限定套筒來構(gòu)成所有噴嘴1。這種噴嘴用于粘性非常不同的材料。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，也可以使噴嘴芯3嵌入在“自定位”結(jié)構(gòu)(未示出)中來產(chǎn)生相對(相互)速度差；然而，噴嘴芯3并不轉(zhuǎn)動(dòng)，而是限定套筒27轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，也形成了由塑料材料產(chǎn)生的“滑動(dòng)支承件”，通過該“滑動(dòng)支承件”噴嘴芯3可令人滿意地定心。該方案主要用于采用具有非常不同的粘性和熔點(diǎn)值的材料的情況。
噴嘴芯1的溫度由安裝在外部噴嘴部件2的外表面上的加熱裝置26在起動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)；接著，在開啟轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器之后，由于使塑料材料流保持在期望溫度所需的熱通過由轉(zhuǎn)動(dòng)噴嘴芯3進(jìn)行的搓揉工作而在材料本身內(nèi)產(chǎn)生，因此加熱器裝置26的作用逐漸減弱并最終結(jié)束。所以，實(shí)際上熱是通過轉(zhuǎn)動(dòng)能量輸入而在材料本身中直接產(chǎn)生的，因此能夠確保均勻的塑料材料溫度。
在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中，通過所推薦的結(jié)構(gòu)和噴嘴芯3的嵌入可實(shí)現(xiàn)令人驚奇的“自定心”效果，通過該“自定心”可保證出口橫截面的流動(dòng)同心性、恒定的孔間隙v和對材料的均勻的內(nèi)部加熱。另外，可完全消除粘結(jié)的危險(xiǎn)。申請人的試驗(yàn)表明，這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷率與已知解決方案相比低一個(gè)數(shù)量級，即使已知的解決方案可將產(chǎn)品缺陷率驚人地保持低于±1％也是如此。
根據(jù)本發(fā)明的擠出機(jī)噴嘴1的另一優(yōu)點(diǎn)是部件的數(shù)量和復(fù)雜性都大大簡化。所述部件幾乎僅由轉(zhuǎn)動(dòng)對稱的表面構(gòu)成；這意味著可省略在常規(guī)解決方案中采用的螺旋凹槽(其需要昂貴且專用的精加工機(jī)械)。除了驅(qū)動(dòng)器之外，噴嘴僅由九個(gè)部件組成(而上述常規(guī)噴嘴由至少15個(gè)部件組成)。
應(yīng)當(dāng)注意，在具有4至8甚至10層的復(fù)雜薄膜的情況下，可根據(jù)當(dāng)前操作參數(shù)和所選基本材料的變化來應(yīng)用上述實(shí)施例中的一個(gè)或其組合。
圖3和4示出圖2中所示的擠出機(jī)噴嘴1的優(yōu)選實(shí)施例，其中，可轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入在外部噴嘴部件2中的限定套筒27與外部環(huán)形插入件38和/或內(nèi)部環(huán)形插入件39—在此處它們?yōu)榭商鎿Q元件—相關(guān)聯(lián)。在本示例中，環(huán)形插入件38和39鄰近與所述噴嘴芯3同軸布置的限定套筒27在其各自的外裙部表面38A和39A上設(shè)有沿軸向?yàn)槁菪?、但橫截面為半圓形的凹槽38B和39B(圖4)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，至少設(shè)置一個(gè)專用凹槽38B和39B以用于更精確地控制間隙的大小和形狀，即控制均質(zhì)化環(huán)形通道13和/或33中的材料流的橫截面。在該實(shí)施例中，如上所述，間隙控制凹槽38B和39B分別形成在環(huán)形插入件38和39的表面上。
可部分地通過在限定套筒27的相應(yīng)裙部外表面28和裙部內(nèi)表面31與插入件38和39的相應(yīng)的相鄰裙部表面38A和39A之間的狹窄裝配間隙，并且主要通過總是隨待處理的材料變化的控制凹槽38B和39B的相應(yīng)輪廓形式和尺寸來提前確定這種改進(jìn)的間隙控制。
在根據(jù)圖3和圖4的實(shí)施例中，外部環(huán)形插入件38控制用于外部薄膜層的塑料材料的第二均質(zhì)化環(huán)形通道33的橫截面形狀，而內(nèi)部環(huán)形插入件33以上述方式控制用于內(nèi)部薄膜層的材料的第一均質(zhì)化環(huán)形套筒13的橫截面形狀。通過該結(jié)構(gòu)也可控制在擠出機(jī)噴嘴1中的粘性轉(zhuǎn)矩。
分別通過環(huán)形插入件38和39的上述結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步改進(jìn)擠出機(jī)噴嘴芯3在擠出機(jī)噴嘴1的出口附近—即接近拉拔開口14的“自定心”特征。
在其它實(shí)施例(未示出)中，可在至少一個(gè)限定套筒27的外表面和/或內(nèi)表面中和/或在擠出機(jī)噴嘴部件2的內(nèi)表面中和/或在噴嘴芯3的外表面中形成至少一個(gè)間隙控制凹槽38B(39B)，而不是使用插入件38和39。所述間隙控制凹槽38B(39B)可根據(jù)待處理材料和技術(shù)參數(shù)而具有軸向和/或螺線形式以及不同的橫截面。
最后，應(yīng)當(dāng)指出，基于本公開，可在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，將根據(jù)本發(fā)明的方法和擠出機(jī)噴嘴實(shí)現(xiàn)為許多其它形式和組合，這些對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)是顯而易見的。盡管在上述示例中提及了熱塑性的基本塑料材料，但是本發(fā)明可以以同樣的優(yōu)點(diǎn)用于擠出其它材料和產(chǎn)品，例如通心粉糊、塑料和金屬管等。
權(quán)利要求
1.一種用于擠出管狀產(chǎn)品尤其是擠出吹制的塑料薄膜軟管的方法，包括步驟將加壓材料尤其是塑料材料供應(yīng)到擠出機(jī)噴嘴中，強(qiáng)制該材料流過形成在外部噴嘴部件與內(nèi)部噴嘴部件之間的管道，然后通過將該材料流擠壓通過位于擠出機(jī)噴嘴的管道端部處的環(huán)形拉拔孔來形成管狀產(chǎn)品，其特征在于，所述進(jìn)入擠出機(jī)噴嘴的材料流通過首先進(jìn)入位于入口之后的環(huán)形膨脹腔室而在該進(jìn)入的材料流的前進(jìn)方向上沿管道分配，該環(huán)形膨脹腔室的橫截面選定為遠(yuǎn)大于該入口的橫截面，有利地大至少一個(gè)數(shù)量級；當(dāng)環(huán)形膨脹腔室已經(jīng)被其壓力已變得高于均質(zhì)化環(huán)形通道的流動(dòng)阻力的材料流完全充滿時(shí)，則在該均質(zhì)化環(huán)形通道中所述材料流沿其進(jìn)入方向的交叉方向運(yùn)動(dòng)，該均質(zhì)化環(huán)形通道具有比環(huán)形膨脹腔室窄且與該環(huán)形膨脹腔室相連的橫截面；該材料流通過至少部分地界定了所述均質(zhì)化環(huán)形通道的表面間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)而被均質(zhì)化，并且所述材料流通過螺線形強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)而被引到拉拔孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將噴嘴芯嵌入外部噴嘴部件中并/或在外部噴嘴部件中至少部分地通過保持強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的所述材料流來定心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過由于擠出機(jī)噴嘴中的所述材料流的強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)所進(jìn)行的搓揉工作而在該材料自身中產(chǎn)生的內(nèi)熱來使該材料流保持所需的溫度。
4.一種用于通過加壓材料生產(chǎn)管狀產(chǎn)品，尤其是生產(chǎn)吹制的塑料薄膜軟管的擠出機(jī)噴嘴，其包括外部噴嘴部件和嵌入在該外部噴嘴部件中的內(nèi)部噴嘴芯、以及布置在該外部噴嘴部件與內(nèi)部噴嘴芯之間的材料分配管道；該外部噴嘴部件具有用于接收加壓材料的入口，該入口通過管道連接到拉拔孔，其特征在于，該擠出機(jī)噴嘴(1)的外部噴嘴部件(2)和內(nèi)部噴嘴芯(3)布置成可相對或相互轉(zhuǎn)動(dòng)，為此，外部噴嘴部件(2)和/或內(nèi)部噴嘴芯(3)設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；所述材料分配管道包括連接到徑向入口(6)的環(huán)形膨脹腔室(7)，該環(huán)形膨脹腔室(7)的橫截面遠(yuǎn)大于入口(6)的橫截面，有利地大至少一個(gè)數(shù)量級；所述材料分配管道包括均質(zhì)化環(huán)形通道(13)，該均質(zhì)化環(huán)形通道的一端連接到該環(huán)形膨脹腔室(7)且其橫截面相比于該環(huán)形膨脹腔室(7)按所需比例變窄，而該均質(zhì)化環(huán)形通道的另一端連接到拉拔孔(14)。
5.一種用于通過加壓材料生產(chǎn)管狀產(chǎn)品，尤其是生產(chǎn)吹制的塑料薄膜軟管的擠出機(jī)噴嘴，其包括外部噴嘴部件和嵌入在該外部噴嘴部件中的內(nèi)部噴嘴芯、以及布置在該外部噴嘴部件與內(nèi)部噴嘴芯之間的材料分配管道；該外部噴嘴部件具有用于接收至少一種加壓材料的入口，該入口通過所述管道連接到拉拔孔，其特征在于，該擠出機(jī)噴嘴(1)適用于生產(chǎn)主要為薄膜軟管(T’)的多層管狀產(chǎn)品，其中所述材料分配管道包括連接到用于接收第一加壓材料流的第一入口(6)的第一環(huán)形膨脹腔室(7)，所述膨脹腔室(7)的橫截面遠(yuǎn)大于第一入口(6)的橫截面，有利地大至少一個(gè)數(shù)量級；此外該材料分配管道還包括優(yōu)選同軸地連接到該環(huán)形膨脹腔室(7)的第一均質(zhì)化環(huán)形通道(13)，該第一均質(zhì)化環(huán)形通道(13)的橫截面相比于所述膨脹腔室(7)按所需比例變窄，并且部分地由可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地嵌入在外部噴嘴部件(2)中的限定套筒(27)的裙部表面(28)界定；該限定套筒(27)的另一裙部表面(31)界定了其橫截面按所需比例變窄的第二均質(zhì)化環(huán)形通道(33)，該第二均質(zhì)化環(huán)形通道的一端通過第二環(huán)形膨脹腔室(32)連接到用于接收第二材料的第二入口(34)，該第二環(huán)形膨脹腔室(32)的橫截面遠(yuǎn)大于第二均質(zhì)化環(huán)形通道(33)或第二入口(34)的橫截面，優(yōu)選大至少一個(gè)數(shù)量級；第一和第二均質(zhì)化環(huán)形通道(13，33)的另一端優(yōu)選連接到與拉拔孔(14)相連的共用接合腔室(35)上；外部噴嘴部件(2)、內(nèi)部噴嘴芯(3)和所述至少一個(gè)限定套筒(27)布置成可相對或相互轉(zhuǎn)動(dòng)，外部噴嘴部件(2)和/或內(nèi)部噴嘴芯(3)和/或限定套筒(27)可連接到轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的擠出機(jī)噴嘴，其特征在于，所述環(huán)形膨脹腔室(7、32)、均質(zhì)化環(huán)形通道(13、33)和拉拔孔(14)布置成與擠出機(jī)噴嘴(1)的縱向軸線同軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擠出機(jī)噴嘴，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯(3)的下端部嵌入在外部噴嘴部件(2)中的支承件(11、12)中，該噴嘴芯(3)的鄰近均質(zhì)化環(huán)形通道(13、33)的上端部以無支承、自定位的方式布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的擠出機(jī)噴嘴，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的噴嘴芯(3)被沿軸向分開，該噴嘴芯的設(shè)有界定了拉拔孔(14)的開口的一個(gè)部分(3A)是可替換的。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的擠出機(jī)噴嘴，其特征在于，所述外部噴嘴部件(2)被沿軸向分成多部分(2A、2B、2C、2D)，其中在相鄰部分(2B、2C)之間設(shè)有間隔(24)和至少一個(gè)連接環(huán)(25)，以用于減少包括著用于所述噴嘴芯(3)的支承件(11、12)的部分(2C、2D)的熱載荷。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的擠出機(jī)噴嘴，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)間隙控制凹槽(38B；39B)，該間隙控制凹槽用于以預(yù)定方式控制均質(zhì)化環(huán)形通道(13；33)中的材料流的橫截面的大小和形狀。
全文摘要
擠出管狀產(chǎn)品尤其是吹制的塑料薄膜軟管的方法和擠出機(jī)噴嘴。該方法包括通過入口將加壓材料供應(yīng)到擠出機(jī)噴嘴，強(qiáng)制材料流過形成在內(nèi)、外部噴嘴部件之間的管道，然后通過將材料流擠壓通過管道端部的環(huán)形孔來形成管狀產(chǎn)品。其本質(zhì)是通過首先供應(yīng)到環(huán)形膨脹腔室內(nèi)來分配進(jìn)入擠出機(jī)噴嘴的材料流，該環(huán)形膨脹腔室的橫截面遠(yuǎn)大于入口的橫截面。當(dāng)膨脹腔室已被其壓力已高于均質(zhì)化環(huán)形通道的流動(dòng)阻力的材料流完全充滿時(shí)，則在均質(zhì)化環(huán)形通道中材料流被強(qiáng)制沿進(jìn)入方向的交叉方向運(yùn)動(dòng)，該通道具有比環(huán)形膨脹腔室窄且與其相連的過渡橫截面；該材料流通過至少部分地限定均質(zhì)化環(huán)形通道的表面的相對轉(zhuǎn)動(dòng)而被均質(zhì)化。該材料流通過螺線形強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)而被引到拉拔孔。
文檔編號B29C47/28GK1835682SQ200480023208
公開日2006年9月20日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者A·普爾茨, T·伊萊什, L·紹博 申請人:Dr－派克Ⅱ有限公司