CN1006972B - 吹塑机模头挤出管形塑料薄膜的冷却器 - Google Patents

Abstract

吹塑机模头挤出管形塑料薄膜的冷却器，有从模头轴向穿出以供给和抽出冷却和吹胀用气的同心管。有从模头内向上同心间隔叠置的多个直径逐次减小的内冷却环，其和环形件形成冷却空气的喷射间隙，由此喷出平行于型坯之冷气拂过内冷却环上弧形凸出的导气表面，形成吸力以固定型坯，有同心地围绕在型坯外对它吹送平行冷却空气的外冷却环。有遮在型坯吹胀部分的内部的有孔的挡板，其环形内缘和型坯共同形成一个把冷却气流径向外偏的环形间隙。

Description

本发明有关用薄膜吹塑机模头挤出管形塑料薄膜时用的冷却器，这器械有一个空气冷却装置，空气冷却装置中有同心管，沿轴线从喷头中穿过，供给冷却和吹胀用的空气，并用以从膨胀型坯中抽出空气，器械在垂直方向上有间隔的若干冷却环，和喷头环形挤出机头口模流出的型坯基本同心放置，在吹塑头内，内冷却环和环形件共同形成喷射间隙，并有导气表面，导气表面朝向型坯壁，在内冷却环的纵向剖面中，有凸出的弧形表面，在本器械运转时从上述喷射间隙中喷出的冷却空气在此表面上拂过，上述喷射间隙吹出的上述冷却空气的流动方向大致上与型坯前进的方向平行，或成锐角，上述冷却装置还有外冷却装置同心地圈围挤出的型坯，有一个外冷却环，由其确定一个环形喷咀间隙，它位于挤出机头口模的下方并与口模邻接，把空气向着接近与型坯前进这方向平行的方向吹送，还有一块有孔的挡板或屏壁，圈围在型坯膨胀部分的下方，膨胀部分邻近内冷却环形成的冷却路径的下游端，上述挡板或屏壁在气膨管形薄膜上轴向伸出，至少遮挡型坯膨胀部分的内部，上述挡板或屏壁有一个环形的内缘，和型坯共同形成一个环形间隙，如作为本发明基础的同一个申请人提出的德国专利3335334号中所述。

利用上述专利中提出的冷却器械，可以把型坯在内冷却环形成的冷却路径的长度中冷却到足够的程度，因此在经过冷却路径后，可以用高膨胀比吹胀型坯，而可避免对型坯膨胀部分的损坏。因为这个缘故，上述专利中提出的冷却器械，可用于制造高强度吹胀管形薄膜，诸如用低 密度或高密度聚乙烯制造的管形薄膜，因为需要把型坯在冷却路径的长度里，在纵向上拉长，在这路径上型坯有瓶颈的形状，而后可以按大膨胀比将其吹胀。由于强冷却作用，在型坯膨胀部分下方形成的瓶颈处的附近，可以取得大膨胀比。根据上述专利提出的冷却器械，在垂直方向上有间隔的内冷却环，在凸面的导气表面，很有效地把型坯的瓶颈形部分稳定，因此可以在型坯的外表面上，用围绕的圆柱形猛烈冷却空气喷流吹拂，这喷流必然造成紊流。这猛烈冷却空气喷流造成的对膨胀型坯的损坏，可以由挡板或屏壁防止，挡板或屏壁把外冷却空气喷流在径向上向外偏折，从而保护了在膨胀的型坯。在挡板或屏壁上的孔的边缘，和型坯之间形成的环形间隙有一定的尺寸，因此只有降低能量的空气喷流能够从其中通过，对膨胀的型坯进一步冷却。空气喷流在环形间隙中有节流阀节流，被同时减缓，因此这喷流对膨胀的型坯作冷却而不将其损坏。

本发明的一个目的是对上述专利的冷却器械作改进，使吹出的管形薄膜可以有更高的强度。

这个目的可以本发明实现;内冷却环同心圈围用于抽吸冷却空气和吹胀空气的管道，最低一个内冷却环的内径基本上和环形挤出机头口模的直径一样大，在上述最低内冷却环上面的各内冷却环的直径，在向上的方向上逐一减小，因而型坯有一个向上拔梢的截顶锥形，在吹胀以前锥度很小。在本发明的器械中，使型坯在吹胀以前型坯上形成的颈部，在径向上收缩到一个相当小的直径。这样做成的管形薄膜，比刚吹胀前，其直径大致和环形挤出机头口模的直径相同的管形薄膜有较高的强度。在这种情况下，圆锥角度是轴向剖面的圆锥形的母线之间的角度。虽然挤出的型坯有截顶圆锥的形状，本发明提出的器械中的内冷却装置和外冷却装置在型坯上形成的颈部的附近，经有效的冷却，因而型坯可以有大比例膨胀。

在本发明的范围内，冷却空气的流速可以提高，因此，在内冷却环附近，抽吸冷却空气和吹胀空气的管道，有向上方逐渐减小直径的管段，因而在相接的管段之间，有环形间隙形成。管段可以制成伸缩管形式。

附图内容简单介绍如下：

图1是一个纵向剖面，表示一个薄膜吹塑机模头和冷却器械。

图2是放大的纵向剖视图，表示一个内冷却环。

下文将参照附图对本发明的代表性实施方案作较详细的叙述。

熔化塑料材料1由一个图中未示的挤出机，在箭头2的方向上挤出，通过一个连接法兰盘3，侧向送进吹塑机模头套4，该套体4中有一条环形通道5以容纳熔化材料。通道的的设计可如（西）德专利说明书第2009914中所述。在薄膜吹塑机模头所形成的环形挤出机头口模6中，熔化塑料材料被挤出，形成型坯7，型坯在一个H高度上有截顶圆锥形状，H至少等于环形挤出机头口模6直径的五倍。

在邻近最高内冷却环8的地方，型坯7从挡板9的孔中通过，然后在径向的短吹胀区10中，吹胀到管形薄膜11的最大直径。然后将吹胀的管形薄膜11压扁，抽出并卷绕。

各内冷却环8从最低的内冷却环在向上的方向上逐个减小直径。其结果，从内冷却环8上抽取的型坯7，在内冷却环8形成的冷却路径的长度中，取得一个截顶圆锥的形状。在邻近冷却路径上端的地方，型坯7的直径约为环形挤出机头口模直径的一半。

在吹胀管形薄膜11的外侧，有一个薄膜尺寸控制装置13，其中有一个支托元件14，设置在型坯硬化的高度12上。

有一个薄膜吹塑机模头4，其中央形成一个大内膛15，和抽气管16共同形成一个环形通道17，吹塑机模头有从其一侧供入的熔化塑料材料。冷却空气由一个图中未示的鼓风机，从箭头18所示的方向，向上述环形通道送入。冷却空气从环形通道17通过冷却空气管19，流入图示的内冷 却环8，各内冷却环8之间有垂直方向上的间隔，并且由管道19将他们之间互相连接。内冷却环8的导气外表面的定形，是从空气动力的角度，在可塑变形的柔软型坯7上，施加一个向外的径向抽吸力。每一个内冷却环8的设计可从图2中明确观察。

在内冷却环8形成的冷却路径的邻近处，抽气管16有管段16′，16″，16″′，和16″″，其直径在向上的方向上逐段减小，以伸缩管形式互相插接相邻两管段之间为有环形间隙的插接口。

管段上可以设有轮辐式的腹板，把相邻的管段连接，如有需要时，则将管段和内冷却环连接。

图2中所示的内冷却环8为局部纵向剖视图，该内冷却环朝向挤出型坯7的内表面，上有导气表面20，导气表面有凸出的弧形面，和机翼的真空面相拟。在冷却空气气流的方向上，内冷却环8前面有一个条板形环21覆盖内冷却环8的邻近端部，并和这端部形成一个环形间隙22，朝向空气流向冷却环8的机翼形导气表面的方向，因此上述间隙和型坯7壁之间有一个锐角。冷却环8的冷却部分和条板形环21的冷却部分，图中用点划线表示其边界线，其设计基本与设有一条容克条板（Junkers    slat）的飞机机翼外表面相似。

主气流从条板形环21及内冷却环8之间的间隙22中送过，由于这高流速造成的吸力，使待冷却的型坯7稳定。在朝向型坯7的侧面上，冷却环8和条板形环21共同形成一个环形翼面。

由于空气喷流24的喷射作用，有一个促进冷却和空气导向的辅助气流25，被抽吸从条板形环21上通过。

机翼形冷却环8使冷却空气在导气表面20的后端流动，流动方向如箭头26所示，紊流很小，可不予考虑。气流27在机翼的下方是负压，在没有紊流的状态下转向流动，大致和型坯7平行而方向与冷却空气相同。

型坯在外侧上用一个外冷却环30冷却，这外冷却环用一个图中未示 的鼓风机，在箭头31所指的方向上供给外冷却空气由外冷却环30供给，其形式为一股通过出口间隙32的猛烈同心空气喷流33，出口间隙有抬高的出口凸缘，喷流在轴向上平行于截顶型坯7流动。

挡板9的支架34设置在最高内冷却环8的高度上，用杆35或类似组件把它支撑在外冷却环30上。挡板9的孔眼和型坯的细长颈部共同形成一个环形间隙36，外冷却空气的剩余气流37从这间隙中通过，冷却吹胀区10里的型坯。外冷却空气33的主要部份由挡板9在径向上向外偏折，如箭头38所示。

从内冷却环8上越过的受热内冷却空气，进入吹胀管形薄膜11，由图中未示的风机作为受热空气，通过中央管把它吸出，藉以提高冷却效果。

在薄膜吹塑装置起动时，为了便于把型坯的引入端从挡板中穿过，可以将挡板完全开放。然后根据挤出机的输出速度，或根据薄膜的抽取速度，把挡板关闭到一定程度，使剩余冷却空气按适当的速度从环形间隙中通过，藉以冷却吹胀区10。为了使挡板能适应有变化的输出速度和抽出速度，挡板在机头口模6上方的高度可以调节。

上文举例说明的冷却装置，可以使用一个外冷却环输送一股冷却空气，沿细长的型坯颈部高速流动。虽然会有紊流产生，而猛烈的外冷却气流，不会对仍然是柔软而可能塑性变形的型坯造成损坏，而相反，由于内冷却环有特殊的形状，并且各自在垂直方向上互相间隔，在型坯上施加了一个向内的吸力，因而型坯受到了稳定作用。

型坯不会被吹胀区10中的激烈外冷却空气损坏，因为冲击挡板9的气流，大部份被向外偏折，仅允许剩余的气流通过起冷却作用。

Claims (2)

1、薄膜喷头(4)挤出的管形塑料薄膜冷却器，这种器械有一个空气冷却装置，空气冷却装置中有同心管，沿轴线从喷头(4)中穿过，供给冷却和吹胀用的空气，并用以从膨胀型坯(7)中抽吸空气，器械并有垂直方向上有间隔的若干内冷却环(8)，和喷头(4)的环形挤出机头口模(6)流出的型坯(7)基本同心放置，在喷头内，内冷却环(8)和环形件(6)共同形成喷咀间隙(22)，并有导气表面(20)，导气表面(20)朝向型坯壁，并在内冷却环(8)的纵向剖面里有凸出的弧形面，在本器械运转时，从上述喷咀间隙(22)中喷出的冷却空气从该弧形面上拂过，从上述喷咀间隙(22)中吹出的上述冷却空气，流动方向接近于和型坯(7)的前进方向平行，或与这方向成锐角，上述冷却装置还有外冷却装置，同心圈围挤出的型坯(7)，有一个外冷却环(30)，形成一个环形间隙，邻近环形挤出机头口模(6)，并在这口模的下游，把空气向着接近与型坯(7)前进方向平行的方向吹送，还有一块有孔的挡板或屏壁，圈围膨胀部分的下方，膨胀部分邻近内冷却环形成的冷却路径的下游端，上述挡板或屏壁在膨胀管形薄膜上轴向伸出，至少遮挡型坯膨胀部分的内部，上述挡板或屏壁有一个环形的内缘，和型坯共同形成一个环形间隙，

其特征为内冷却环(8)同心圈围抽出冷却空气和吹胀空气的管道(16)，最低内冷却环(8)的内径基本上和环形挤出机头口模(6)的直径相同，在上述最低内冷却环(8)上现的各个内冷却环(8)，在向上的方向上逐环减小直径，因此，型坯(7)有一个向上拔梢的截顶锥形，在吹胀以前有一个很小的圆锥角度。

2、根据权利要求1所述之冷却器械，其特征为在内冷却环（8）附近的冷却空气和吹胀空气抽取管道（16）由若干管段组成，各管段的直径从下向上逐个减小，因此在相邻的管段之间有环形间隙形式的插接口。

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