CN102006982A - 用于制造塑料管的挤出成型装置以及用于该挤出成型装置的密封件 - Google Patents

用于制造塑料管的挤出成型装置以及用于该挤出成型装置的密封件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造连续型材(8)、特别是塑料管的挤出成型装置(1)，所述挤出成型装置具有：用于提供能变形的原材料的熔融装置；用于限定连续型材形状的定型装置；用于使连续型材的形状稳定的真空装置(2)，所述真空装置具有比大气压低的内部压力；用于对真空罐进行气密地封闭的水存储容器(4)，所述水存储容器具有比大气压高的内部压力；以及用于维持在挤出成型装置中的压差的多个密封件(3、6)。为了在维持挤出成型装置中的压力差的情况下保证密封性，根据本发明，所述多个密封件(3、6)中的至少几个分别包括由弹性材料制成的密封壁(9)以及半开放的压力通道(10)，所述压力通道以其开放侧(16)压向所述连续型材(8)。

Description

用于制造塑料管的挤出成型装置以及用于该挤出成型装置的密封件
技术领域
本发明涉及一种在用于制造连续型材的挤出成型装置的各个部件之间的弹性的密封件，以及所述密封件在塑料件引导经过时的粘滑特性。本发明特别地但不是仅仅涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造连续型材的挤出成型装置。
背景技术
挤出成型装置用于制造连续型材，特别是管。在此，在压注机中首先制备出塑料熔体，其通过输出喷嘴(Austrittdüse)定型加工。为了确保按期望地确定连续型材的尺寸，连续型材在定型后通过定径装置，在所述定径装置中，连续型材被进行尺寸精确的定径。接着，使所述管在真空罐中稳定，其中，通过在罐中的负压避免管的崩塌并且于是直径得以恒定地保持，直到所述管冷却且具有用于自身支撑所需的稳定性。管的冷却在真空罐中自行进行或者在合适的喷淋浴罐(Sprühbadtank)中借助喷淋喷嘴加速进行。
对于这种系统，在挤出成型生产线的下述部件中必须使用密封件，在这些部件中存在不同于环境气压的压力。所述密封件即使在连续型材进行连续地尺寸变化的情况下也必须保证必需的密封性。迄今为止，密封件实施为橡胶漏斗体或者橡胶片。而与连续型材直接接触的橡胶漏斗体或者橡胶片在连续型材穿过时伸展，并且在管穿过橡胶漏斗体时产生所谓的震颤。由此，可能会出现连续型材的损坏。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于挤出成型装置的密封件，其在维持挤出成型装置中的压力差的情况下保证密封性并且同时尽可能地防止在连续型材穿过密封件时的剪切运动(Abrissbewegung)(“震颤”)。
根据本发明，该目的通过用于维持挤出成型装置中的压力差的密封件实现，所述密封件包括由弹性材料制成的密封壁以及半开放的压力通道，该压力通道在运行中以其开放侧压向连续型材或者其开放侧在运行中通过连续型材界定。特别地，该目的也通过根据权利要求1的挤出成型装置实现。本发明的优选实施方式是从属权利要求的主题。
产生震颤的运动在连续型材和密封件之间从静摩擦向滑动摩擦过渡时产生。摩擦力取决于法向力。本发明的重要观点因此在于在(橡胶)密封件的管侧末端上应用压力通道，借助该压力通道，能够调整所述密封件在连续型材上的法向力，并且所述法向力特别地能够设为零。所述密封件的有效的法向力或者挤压力取决于密封件的弹性、其伸展状态以及取决于在压力通道中的流体静压力或者气压。通过这种方式可能的是，即使在管直径反复改变的情况下也能保证特别是真空罐的密封性，因为密封件在连续型材上的挤压力能够相应被优化。此外，能够在压力通道中产生过压，从而在所述管道中的流体从一侧或者两侧流出并且在密封件和连续型材之间形成薄膜。通过这种方式，在密封件和连续型材之间的间距可以被调整。
用于制造连续型材、特别是塑料管的根据本发明的挤出成型装置，所述挤出成型装置具有：用于提供可变形的原材料的熔融装置；用于限定连续型材形状的定型装置；用于使连续型材的形状稳定的真空装置，所述真空装置具有比大气压低的内部压力；用于对真空罐进行气密地封闭的水存储容器，所述水存储容器具有比大气压高的内部压力；以及多个用于维持在挤出成型装置中的压力差的密封件，所述挤出成型装置的特征在于，所述多个密封件中的至少几个分别包括由弹性材料制成的密封壁以及半开放压力通道，所述压力通道以其开放侧压向连续型材。
本发明优选的实施方式包括如下内容作为进一步的一个特征或者多个特征，只要其在技术上可能以及有意义：
-所述压力通道具有入口壁和出口壁，其中，所述入口壁具有入口壁泄漏率且所述出口壁具有出口壁泄漏率；
-所述入口壁泄漏率壁所述出口壁泄漏率小；
-所述出口壁泄漏率变为零；
-所述压力通道以气体、特别是空气填充；
-所述压力通道以液体，、特别是水填充；
-流体在压力下填充到压力通道中，所述压力取决于连续型材的直径，并且
-所述密封壁是漏斗形的并且压力通道的圆柱形开放侧的母线与密封壁的母线围成一个预定的角度。
本发明的优点在于，泄漏率能通过泵入到压力通道中的流体的压力来调整。此外，在优选的实施方式中，避免连续型材直接接触密封件，因为在连续型材和密封件之间产生流体膜。因此，也导致连续型材对密封件的较小的磨损。如果气体或者空气应用作为在压力通道中的流体，那么此外所述连续型材能够同时借助密封件进行干燥。
附图说明
下面参照附图从对本发明优选实施方式描述中得出根据本发明的挤出成型装置的其他特征和优点。
图1以透视图示意示出现有技术中的挤出成型装置的构造，其中，密封件根据本发明能够被改进；
图2以透视图示出根据本发明的密封件的实施方式；
图3以横截面图示出按图2的密封件的压力通道以及以在一定程度上透视地示出连续型材的一部分。
具体实施方式
附图并不是按比例的。相同或者作用相同的元件设有相同的附图标记。
在图1中示出用于制造所称的连续型材的挤出成型装置1的末端区段，其中，所述连续型材特别是塑料管。挤出成型装置依次包括(未示出的)用于提供可变形的原材料的熔融装置，(未示出的)用于限定连续型材的形状、特别是塑料管的直径的定型装置。
在塑料管以这种方式作为连续型材制造后，其还处于一种能够容易变形的状态，且任何外部的影响都可能改变它的外部尺寸。特别地，更软的塑料管可能在大气压下溃塌。因此，半成品在真空罐2中得以稳定，在真空罐中所述塑料管在外部的负压下得以硬化，也就是说在低于大气压的压力下硬化。而在管的内部存在着大气压。
从真空罐2中出来，现在固化的塑料管通过末端密封件3进入到水存储容器4中。真空罐2的末端密封件3必然仅仅具有相对于空气有限的密封性，因为所制成的塑料管必须从真空罐2穿过该末端密封件向外引出。而为了使末端密封件3的泄漏率不至于太高，末端密封件3能够相对于在水存储容器4中的水而不是相对于空气进行工作。借助水存储容器4，真空罐因此气密地封闭。与此相应，在水存储容器4中的水位5高于末端密封件3，在水存储容器中的内压高于大气压。
在水存储容器4的输出端处，现在完全制成的塑料管通过漏斗形密封件6被输出到存在大气压的工作环境中。在此，漏斗形密封件6基本上是由弹性材料制成的截锥形的密封壁，该密封壁具有用于制成的管8的出口7。
因此显而易见的是，管穿过具有不同压力的不同的部位。所有这些部位都必须以如下方式密封，即：相对周围环境或者从一个部位到下个部位不会发生压力损失。为此，设有密封件，如上述的末端密封件3或漏斗形密封件6。
为此，根据本发明，密封件两部分式地构造，即：由一个弹性的密封壁和一个半开放的压力通道构成，所述压力通道以其开放侧压向连续型材。下面借助图2描述这种密封件。
图2以半透明的透视图示出密封件，该密封件能够用作漏斗形密封件6。所述密封件包括密封壁9，该密封壁由弹性的材料制成，从而该密封壁密封地紧贴到引导穿过该密封壁的连续型材8上。理想的方式是，所述材料一方面应是如此弹性的且另一方面是如此硬的，即：相同的密封件能够尽可能地在连续型材8的较大范围的直径上使用。密封壁9在具有入口壁11的半开放的压力通道10中终止。入口壁11具有进入开口12，连续型材8通过该进入开口进入压力通道10。压力通道10在另一侧上具有出口壁13，该出口壁同样具有开口14，连续型材8通过所述开口14又离开压力通道10。半开放的压力通道10因此构成环绕连续型材的槽，其中，槽的开放侧与连续型材8对置。在下面进一步借助其他细节参照图3进行阐述。
在具有进入开口12的入口壁11与具有排出开口14的出口壁13之间设置注入接管15，通过该注入接管，流体(液体或者气体)能够被泵入到压力通道10的内部。所述流体不能从半开放的压力通道10中逸出，因为压力通道10连同连续型材8共同形成基本上封闭的空间。所述流体用于对入口壁11中的进入开口12以及出口壁13中的排出开口14在连续型材8上的挤压力进行限定。下面借助图3阐述根据本发明的密封件的详细的运行方式。
在图3中以横截面图示出带有在其上连接的压力通道10的密封壁9的一部分。连续型材8位于压力通道10的开放侧16的对面，其中，为了简化起见仅透视示出上面的部分。通过注入接管15沿着流入方向17将流体泵入到压力通道10中。通过入口壁11和出口壁13以及连续型材8将所述流体包围在由上述部件所限定的空腔内并且基本上不能逸出。所述空腔的对于流体的界线一方面由半开放的压力通道10的壁给定，另一方面，所述界线通过入口壁11和出口壁13与连续型材8的接触线18和19来给定。在入口壁11和连续型材8之间或者在出口壁13和连续型材8之间在实践中形成空隙，通过所述空隙，一小部分流体取决于流体压力地从压力通道10中流出。这在图3中通过两个双箭头20和21示出。如从图3所看到的那样，双箭头20比双箭头21粗。由此表示：沿方向20与连续型材8的运动相反的、从压力通道10中逸出的流体体积应比沿相反方向21流出的流体体积更大。也就是说，入口壁泄漏率V1，20，应比出口壁泄漏率V2，21大。在此优选确保，在密封件和连续型材之间的流体层或者流体膜没有撕破，这取决于连续型材的传输速度v。
特别地，出口壁泄漏率V2，21，完全变为零，从而出口壁13和连续型材8直接接触。由此，密封件同时作为刮擦元件起作用，从而连续型材例如在穿过密封件之后被除去水。这种特性能够特别地在位于水存储容器4之后的密封件6中得到利用。入口壁11和出口壁13的不同的挤压力在此能够通过用于收缩或者收窄的适合的机构以不同的方式和方法在一个壁中或者在两个壁中实现。为了同时使出口壁泄漏率V2，21比入口壁泄漏率V1，20小，于是出口壁13必须比入口壁11更窄地收缩。
总体上，密封件在连续型材8上的摩擦能够以这种方式非常简单、精确以及可重复地安置。与此相应，通过选择流体也能确保，在挤出成型生产线的相邻部件中的流体没有不期望的混合。于是，例如可能在密封件的两侧存在各种液体。为了防止两种液体混合，在这种情况下，压力通道10能够被施加气体，以及反之亦然。在此，所述气体可以特别是空气，一种液体可以特别是水。
为了尽可能地避免塑料件摩擦地经过的弹性密封件的粘滑特性，在现有技术中，大多数密封件迄今为止设计成漏斗形的，其中，密封件的较小的开口指向连续型材的运动方向。如果这种漏斗形的密封件根据本发明进一步改进，则压力通道16的开放侧、也就是压力通道10的圆柱形的开放侧的母线16与漏斗形的密封壁9的母线23围成预定的角度α。这在图3中相应示出。毫无疑问地，根据本发明的密封件的其他变形实施方式对于本领域技术人员而言能够想到。从而，所述密封件除了漏斗形的形状还可以具有其他的旋转体形状(Rotationsfigur)，例如双曲面体。
附图标记列表
1.挤出成型装置
2.真空罐
3.末端密封件
4.水存储容器
5.水位
6.漏斗形密封件
7.漏斗形密封件中的出口
8.已挤出的管，连续型材
9.密封壁
10.压力通道
11.压力通道的入口壁
12.入口壁中的进入开口
13.压力通道的出口壁
14.出口壁中的排出开口
15.注入接管
16.压力通道的开放侧
17.流入方向
18.1.(前面的)接触线
19.2.(后面的)接触线
20.入口壁泄漏率
21.出口壁泄漏率
22.型材速度
23.漏斗的母线

Claims (9)

1.挤出成型装置(1)，用于制造连续型材(8)、特别是塑料管，所述挤出成型装置具有：
用于提供能变形的原材料的熔融装置；
用于限定所述连续型材的形状的定型装置；
用于使所述连续型材的形状稳定的真空装置(2)，所述真空装置具有比大气压低的内部压力；
用于对真空罐进行气密地封闭的水存储容器(4)，所述水存储容器具有比大气压高的内部压力；以及
用于维持在所述挤出成型装置中的压力差的多个密封件(3、6)，
其特征在于，所述多个密封件(3、6)中的至少一个包括由弹性材料制成的密封壁(9)和半开放的压力通道(10)，所述压力通道以其开放侧(16)压向所述连续型材(8)。
2.按权利要求1所述的挤出成型装置，其特征在于，所述压力通道(10)具有入口壁(11)和出口壁(13)，其中，所述入口壁(11)具有入口壁泄漏率(20，V1)并且所述出口壁(13)具有出口壁泄漏率(21，V2)。
3.按权利要求2所述的挤出成型装置(1)，其特征在于，所述入口壁泄漏率(V1)比所述出口壁泄漏率(V2)大。
4.按权利要求2或3所述的挤出成型装置(1)，其特征在于，所述出口壁泄漏率(V2)变为零。
5.按前述权利要求之一所述的挤出成型装置(1)，其特征在于，所述压力通道(10)用气体、特别是空气填充。
6.按前述权利要求之一所述的挤出成型装置(1)，其特征在于，所述压力通道(10)用液体，特别是水填充。
7.按前述权利要求之一所述的挤出成型装置(1)，其特征在于，所述流体在压力(P)下填充到所述压力通道(10)中，所述压力取决于所述连续型材(8)的直径。
8.按前述权利要求之一所述的挤出成型装置(1)，其特征在于，所述密封壁(9)是漏斗形的并且所述压力通道(10)的开放侧的母线(16)与所述密封壁(9)的母线(23)围成一个预定的角度(α)。
9.密封件(3、6)，用于维持挤出成型装置中的压力差，所述密封件包括由弹性材料制成的密封壁(9)以及半开放的压力通道(10)，所述压力通道在运行中以其开放侧(16)压向所述连续型材(8)。
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