CN102933368B - 用于精确控制负压的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制用于校准挤压塑料型材（1）的校准工具（2,2',3）内的负压的装置，该装置具有至少一个真空泵（7）、真空容器（8）和用于设定工具（2,2',3）内的负压的至少一个控制阀（4,4’）。通过将控制阀构造成经由控制管路（5,5’）与工具（2,2',3）连接的伺服阀来实现特别小的能耗和改善的调节性能。为了改善经校准型材的质量而规定，分开运送回流的冷却水和真空，并且借助控制水位的装置（14）避免使空气进入回水管路（11）内。

Description

用于精确控制负压的装置

技术领域

本发明涉及一种用于精确地控制用于校准挤出塑料型材的工具内的负压的装置，该装置包括至少一个真空泵，真空容器和用于调节校准工具内的负压的控制阀。

背景技术

本发明特别是涉及一种改进系统，该系统用于自动精确地控制校准工具的真空供给并用于使水量自动地适应于在挤出过程中生产由塑料制成的型材时达成所需的冷却功率的实际需求。用于塑料型材的校准工具用于使在挤出模具内形成的型材条按定义进行冷却和成形，并包括至少一个干校准工具和至少一个校准箱(湿校准器)，该校准箱同样置于真空下，但具有偏离干校准工具的真空度。为了产生真空而设置至少一个真空泵，该真空泵与校准工具连接，且干校准器或校准箱内的真空度借助控制阀控制到预选定的设定值。

对应于现有技术的系统中的一个或多个干校准工具或湿校准器与一个或多个真空泵连接；借助向真空系统供给空气来控制真空度。每个真空控制区都需要真空泵和空气供给阀。这种系统的缺点是高能耗(为产生真空所需的能量中的大部分将借助将空气供给到真空系统内而消耗)和生成巨大的噪音。为了冷却校准工具，已知有这样的系统，这些系统具有中央供水装置或为每个校准设备所装备的供给泵，这些系统与实际的冷却需求无关地设定到额定功率。

例如在AT 006.407U中已提出用具有可控阀和中央真空装置的系统来减小能量损失。在这些系统中，多个真空泵连接到集成于该设备内的中央真空系统，且从该中央真空系统向多个真空控制区供给真空。以如下方式来对真空进行控制：为每个真空控制区设置可控阀，该可控阀可手动地或自动地被触发，从而通过改变阀内有效穿流横截面的截面积来影响真空度。一个或多个真空泵连接到中央真空箱。如果多于一个真空泵被连接，则在这种系统中能耗会以如下方式受影响，即，在中央真空箱内，真空度可通过接通/断开各个真空泵来骤变地适应于实际需求情况。这些系统具有如下缺点：

·在每次接通/断开真空泵之后必须重新设定控制阀，这对操作人员来说意味着附加的持久监测和操纵耗费；

·在设定真空度方面缺乏灵敏度，这是因为仅通过接通/断开各个真空泵来产生真空；

·缺少对功率需求的节约效果，这是因为所有被激活的真空泵总是在全负荷下运行。

基于不受控的供给泵(离心泵)的冷却系统与对冷却功率的实际需求无关地以恒定的功率来运送，而不需要的部分作为无效运送功率而损失掉。

在美国专利第5,340,295A号中描述部分地避免上述缺点的一个解决方案。此系统成本非常高且复杂，并具有极不令人满意的控制性能。

已知系统的另一缺点特别是在大功率挤压时发生。当在大功率范围内以大于5米/分钟的挤压速度生产由塑料制成的高质量中空型材时，会对真空供给有特殊的要求。即便是干或湿校准器内的真空度的微小波动也将导致对型材的尺寸精度的影响。

发明内容

本发明的目的是可靠地避免这些缺点，并描述一种系统，借助该系统可以在同时改善控制性能的情况下实现小得多的能耗。

根据本发明，此目的如此来实现，即，根据对应的要求在中央真空容器内产生真空，其中，真空泵可在较大范围内是功率受控的，且可控阀设置在中央真空容器和真空消耗器之间。这些可控阀较佳地构造成伺服阀，这些伺服阀获得设定值输入，并借助传感器线路来执行实际压力和设定压力之间的持续压力校准。在湿校准器内，与真空分开地排出冷却水。借助湿校准器内的水位控制件或借助中间阀来防止空气进入吸水管路并可能造成压力波动，这些压力波动会在挤压好的型材上作为“跳动”而被看到。与系统内的压力波动无关，这确保消耗器内恒定的真空度。这样，可以对于系统(校准区)内的每个单独的消耗器来说确保已定义的真空度。借助功率受控的真空泵来产生真空，该真空泵的转速自动地适应于对应的当前状况。以此方式产生具有非常小能耗的闭合系统，该能耗与传统系统的能耗相比降低约50％到90％。

为冷却水供给而设置转速受控的供给泵，该供给泵的控制信号由实际所需的供给量和所需的冷却水压力来预先给定。

结合本发明特别有利的是，设有从湿校准器分开的抽吸管路，即，吸水管路和真空管路。真空管路与真空系统连接，并主要是为了通过抽吸空气来产生湿校准器内所需的负压而设置的。吸水管路主要运送水，并以此方式在湿校准器内产生期望的冷却效果。令人惊喜地可以通过该措施来实现控制质量的大幅改善。

特别较佳地在湿校准器内设有用于控制水位的装置，该装置可以特别是构造成例如浮子开关。这样，可以特别恒定地调节压力状况，以增大挤压型材的尺寸稳定性和精确性。此外特别有利的是，将用于控制水位的装置设定到目标水位，且在该目标水位上方设置真空管路的入口，并且目标水位的下方设定吸水管路的入口。这样基本上确保在所述管路内存在大致单相的介质。

替代地，可以为了从湿校准器吸水而设置有中间容器，该中间容器借助真空管路和吸水管路而连接到真空容器。这样，可以减小水泵所需的功率。

附图说明

下面，将参照图1至5中所示的实施例来更详细地解释本发明，其中：

图1从侧面示意地示出具有根据本发明的装置的挤压设备；

图2从上方示出挤压设备的轴测图；

图3从上方示出挤压设备；

图4示出沿图3中的剖线A-A的、湿校准器内的水位控制件的剖视详图；以及

图5示出具有湿校准器内的水位控制装置的挤压设备的另一实施变型的侧视图。

具体实施方式

在图1中可看出塑料型材1通常首先被引导通过干校准工具2、2’，随后通过一个或多个湿校准器3。连接到真空容器8的真空泵7产生所需的负压。控制阀4、4’经由抽吸管路连接到干校准工具2、2’或湿校准器3，以产生为了在这些部件的内部进行校准所需的负压。每个控制阀4、4’分配有用于探测工具2、2’、3内的压力的控制管路5、5’。控制管路5、5’用于为伺服阀探测实际压力，并借助控制系统将其校准到设定值。除了真空系统之外，以已知的方式在挤压设备12内设有冷却水系统10、10’。模具系统设置在挤压设备12的模具保持件13上。经由馈送开口10’供给的冷却水借助吸水管路11从湿校准器3抽吸。

图3和4示出用于控制水位的装置14的较佳变型，该水位控制件被实施为浮子开关，以确保仅冷却水进入吸水管路内。

图5示出水位控制件的另一实施变型，该水位控制件由吸水管路11、中间容器17和后续的吸水管路16构成，该中间容器借助真空管路15供给有来自真空容器8的真空，而返流的冷却水借助吸水管路16被吸入真空容器8内。

Claims (8)

1.一种用于控制用于校准挤压塑料型材(1)的校准工具(2,2',3)内的负压的装置，所述装置具有至少一个真空泵(7)、真空容器(8)和用于设定所述校准工具(2,2',3)内的负压的控制阀(4,4’)，其特征在于，所述控制阀(4,4’)构造成伺服阀，其中，所述控制阀位于所述真空容器(8)与所述校准工具之间，并且经由抽吸管路直接连接到所述校准工具，所述伺服阀经由控制管路(5,5’)与所述校准工具(2,2',3)连接，所述控制管路(5,5’)用于为所述伺服阀探测实际压力并借助控制系统将其校准到设定值，所述校准工具包括湿校准器，为了从所述湿校准器吸水而设置有中间容器(17)，所述中间容器借助真空管路(15)和吸水管路(16)连接到所述真空容器(8)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伺服阀构造成膜片阀。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述控制阀(4,4’)具有用于设定所述负压的装置。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述真空泵是转速受控的。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述抽吸管路包括另一真空管路和另一吸水管路，借助所述另一吸水管路(11)和所述另一真空管路从所述湿校准器(3)分开地抽吸回流的冷却水和真空。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述湿校准器内设置有用于控制水位的装置(14)。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述抽吸管路包括另一真空管路和另一吸水管路，所述用于控制水位的装置(14)被设定到目标水位，且在所述目标水位的下方设置有所述另一吸水管路(11)的入口，并在所述目标水位上方设置有所述另一真空管路的入口。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述用于控制水位的装置(14)构造成浮子开关。