CN103347674A

CN103347674A - 特别用于塑料的挤出装置

Info

Publication number: CN103347674A
Application number: CN2010800711516A
Authority: CN
Inventors: G·马卡年
Original assignee: Gimac di Maccagnan Giorgio
Current assignee: Gimac di Maccagnan Giorgio
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: PL2651617T3; US20130251833A1; JP2013545644A; CN103347674B; EP2651617A1; WO2012081042A1; ES2742738T3; EP2651617B1; JP5841610B2; US8840389B2; DK2651617T3

Abstract

一种特别用于塑料的挤出装置，其包括：挤出头（2），其具有喷嘴（2a），以用于喷射至少一种塑料（M1，M2）；形成在所述挤出头（2）中的第一通道（5），以用于向所述喷射喷嘴（2a）供给第一塑料（M1）；形成在所述挤出头（2）中的第二通道（β），以用于向所述喷射喷嘴（2a）供给第二塑料（M2）；和选择元件（8），其布置成邻近所述喷射喷嘴（2a）并且能在第一操作状态和第二操作状态之间进行转换，其中在第一操作状态，所述选择元件第二通道（6）使得第一塑料（M1）经过第一通道（5）被供给，在第二操作状态，所述选择元件第一通道（5）使得第二塑料（M2）经过第二通道（6）被供给。

Description

特别用于塑料的挤出装置

技术领域

本发明涉及一种特别用于塑料的挤出装置。

更详细地，本发明涉及通过挤出彼此不同的两种材料来制造管状体的装置，这两种材料以交替的方式分别布置在管状体上。换句话说，本发明特别用于交替地挤出彼此不同的两种塑料，从而构成连续的管状体。

背景技术

已知的是，挤出装置由挤出头构成，挤出头限定了用于熔融塑料的对应的喷射喷嘴。

该喷射喷嘴具有大体环形的延伸部，以适于限定最终成品的管状形状。为了保持该最终成品的中空结构，可采用吹管，吹管设置在环形喷嘴的中部并且适于在材料从喷嘴挤出时向材料内部供给空气。此外，该喷嘴将两个通道连通以用于对应的熔融塑料的分配。

特别地，挤出头一般由彼此同轴的两个环形挤出主体构成，每个主体限定用于对应的熔融塑料的通道。

两个通道设有各自的选择设备，选择设备设计为能向所述喷嘴输送材料或阻止向所述喷嘴输送材料。这些选择设备由各种阀组成，这些阀能在操作状态和非操作状态之间转换，在操作状态，它们允许塑料通过，在非操作状态，其阻断对应的通道。

通过对阀的致动进行合适的组合，允许对在所述通道中存在的两种材料进行交替地输送。通过这种方式，第一材料和第二材料交替地挤出，从而得到复合材料的管状制品。

然而，以上所述的已知装置具有一些重大缺陷。这些缺陷具体地与用于塑料输送的选择设备的复杂结构、特别是大体积的结构相关。

事实上，正如上面所提到的，每个通道设有相应的阀，相应的阀必须由相应的控制构件进行合适的操作，相应的控制构件也布置在挤出头处。结果，每个阀决定了在相应的通道处体积特别大。此外，这两个阀必须合适地被同步，以交替的供给两种材料，这又涉及对所述阀所使用的复杂管理程序。

另一个缺陷是在各自的阀与喷射喷嘴之间限定的通道延伸件中形成塑料残留物。事实上，在阀关断该通道的情况下，残留在喷嘴上游的通道中的材料往往停滞在该通道延伸件内部。考虑到每个阀和喷嘴之间的距离，这一缺陷似乎更加重要。事实上，还应考虑到，所述阀的尺寸阻止阀接近喷嘴而定位。出于这个原因，使阀和喷嘴流体连通的通道延伸件必须是特别伸长的，因而引起形成大量的材料残留。

已知装置存在的另一缺陷是交替供给两种材料时的流动阻力。事实上，由于每一通道连续中断，通道内的熔融材料的推进压力被传递成重大变化。因此，其结果是，存在对两种材料的恒量输送产生不利影响的流动阻力，这两种材料不以均匀方式被挤出。

发明内容

在本文中，本发明所要解决的技术任务是提供一种特别适用于塑料的挤出装置，以克服现有技术中所存在的前述缺陷。

特别地，本发明目的在于能获得体积减小且结构简单的挤出装置。

本发明的另一个目的是提供一种挤出装置，其能消除由于两种不同的材料交替输送而可能产生的流动阻力。

所提到的技术任务及特定目的通过特别用于塑料的挤出装置而基本实现，其包含的技术特征记载在所附的一个或多个权利要求中。

附图说明

从如在附图中示出的挤出装置的一个优选但并非排他性的实施例的非限制性的实例所给出的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，在附图中：

-图1是根据本发明的挤出装置在第一操作状态的纵向剖视图；

-图1a是图1中的挤出装置的截面图；

-图2是本发明的挤出装置在第二操作状态的纵向剖视图；

-图2a是图2中的挤出装置的截面图；

-图3是根据本发明的挤出装置的结构细节的透视图；

-图4和5是图3的结构细节在对应操作条件下的透视图；

-图6是图1的挤出装置的平面图，其中更好地示出了对应的运动致动器。

具体实施方式

特别参照附图，根据本发明的挤出装置已经由附图标记1一般地表示。

详细地说，装置1包括设置在其下部的挤出头2，挤出头具有喷射喷嘴2a，以用于输送待挤出的至少一种塑料M1、M2。

特别地，参考图1和2，应注意的是，挤出头2具有用于一对环状部分3a、3b的支撑主体3，环状部分是彼此同轴的并且插入彼此。最内部的环状部分3a具有纵向腔4，纵向腔在其对应端限定所述喷射喷嘴2a。应注意到，与所述支撑主体3协作的每一环状部分3a、3b限定用于使待挤出的塑料通过的对应的通道。

特别地，如图1中所示，最内部的环状部分3a具有第一通道5，以用于向喷射喷嘴2a供给第一塑料M1。

与此相反，图2中示出了形成在最外部的环状部分3b中并适于向所述喷射喷嘴2a供给第二塑料M2的第二通道6。

应指出的是，通道5、6适于连接到材料M1和M2的输送装置，该输送装置是类型已知而未示出的并适于向所述材料M1和M2提供预定压力。还设有合适的加热装置，但并未进行描述或示出，因为其不是本发明的一部分，该装置设计为用于加热塑料M1和M2，以便总是使它们保持在液体状态。

第一和第二通道5、6具有共同的或共用的端部延伸件7，端部延伸件接近喷射喷嘴2a，以用于通过喷嘴2a本身挤出两种材料M1和M2。

详细地说，该公共延伸件形成在选择元件8中，选择元件布置成邻近该喷射喷嘴2a并能在第一操作状态（图1、1a和4）和第二操作状态（图2、2a、和5）之间被转换，在第一操作状态，选择元件阻断第二通道6以允许第一塑料M1经过第一通道5被供给，在第二操作状态，选择元件阻断第一通道5以允许第二塑料M2经过第二通道6被供给。

以这种方式，选择元件8交替地向喷嘴供给第一材料M1和第二材料M2，从而获得两种不同材料的交替供给。

为了更准确地描述，应指出的是，本发明使选择元件8的工作状态以以下方式进行转换：

-在“第一操作状态”，第二通道6被阻断，同时打开第一通道5，从而允许第一塑料M1经过第一通道5被供给，但同时第二塑料M2的经过第二通道6的供给被阻断；反之亦然

-在“第二操作状态”，第一通道5被阻断，同时打开第二通道6，从而允许第二塑料M2经过第二通道6被供给，但同时第一塑料M1的经过第一通道5的供给被阻断。

为了使喷射喷嘴2a的第一和第二材料正常供给，第一通道5和第二通道6包括共用或公共的端部延伸件7，该端部延伸件放置成邻近喷射喷嘴2a（如在下面更好地说明的）并形成在选择元件8中：因此在装置1的不同的工作步骤期间，该公共端部延伸件7由第一塑料M1（在该选择元件8的第一操作状态）排他地占据，或相反地，由第二塑料M2（在该选择元件8的第二操作状态）排他地占据。

因此，用于管理材料M1和M2以彼此交替并同时被挤出（就经过喷嘴2a而言）的方式流动的方法允许对单一挤出体P进行限定，该单一挤出体被分成沿挤出轴线利用第一材料M1或第二材料M2单独地形成的多个段；有利的是，共用的端部延伸件7较短，材料经过喷嘴2a由M1变为M2所需的过渡时间非常短（或反之亦然），以便沿单一体P的挤出轴线能获得极短的“材料过渡区域”。

在结构的更详细的细节中，选择元件8包括可转动地插入该挤出头2的腔4中的大体圆柱形主体9。

特别参考图3，其中仅详细地示出了圆柱形主体9，能够看到，该圆柱形主体9具有布置在主体9的接近所述喷嘴2a的端部9a处的圆柱形外壁10。在该外壁10上形成至少一个槽11，槽与腔4的内壁相协作来限定所述共用的端部延伸件7。

有利的是，在选择元件8的第一操作状态，槽11布置成与第一通道5和喷嘴2a流体连通，以允许第一塑料M1通过（图1、1a和4）。在选择元件8的第二操作状态，槽11相反地定位成与第二通道6和喷嘴2a流体连通，以允许第二塑料M2通过（图2、2a、和5）。

还应注意的是，圆柱形主体的外壁10具有布置成在槽11附近的至少一个表面部分12。表面部分12具有大体弧形的构造，并适于在输送两种材料M1和M2中的一种期间阻断两个通道5、6中的一个。

特别地，在选择元件8的第一操作状态，表面部分12抵靠腔4中的第二通道6的出口，以阻止第二材料M2通向喷射喷嘴2a。在这种情况下，槽11被布置在第一通道5处，以使第一材料M1单独被供给。

同样地，在选择元件8的第二操作状态，表面部分12抵靠腔4中的第一通道5的出口，以阻止第一材料M1通向喷射喷嘴2a。在这种情况下，槽11被布置在第二通道6处，以使第二材料M2单独被供给。

优选地，根据附图所示，共用的端部7具有形成在圆柱形主体9的外壁10中的多个槽11。这些槽11通过对应的表面部分12被合适地彼此间隔开。以这种方式，槽11与对应的表面部分12相交替。

槽11还具有与相应的通道5、6相一致的对应的材料入口区域13。公共的材料出口区域14在该入口区域13的相对侧上延伸，所述区域14具有圆形轮廓并限定喷射喷嘴2a。

公共区域14因此限定从喷嘴2a挤出的材料M1和M2的管状轮廓，由此获得管状制品P（图4和5）。

此外，主体9在内部具有空气吹入通道16，空气吹入通道适于连接到空气扩散器（其类型已知而没有被示出或描述，并且其也不是本发明的一部分），以在获得产品P时向产品P内分配空气。通过这种方，在保持决定其管状轮廓的内腔的同时形成产品P。

需要注意的是，槽1沿圆柱形主体9的纵向轴线X延伸，以便它们能借助所述主体9的转动定位成接近通道5和6。替代性地，通过使槽11合适地成型，能使主体9平移，以限定所述操作状态。

参考图1a、2a、4、和5，应指出的是，每个通道5、6均具有沿周向路径布置并面向公共的延伸件7（图1a和2a）的一组支路15a、15b。第一通道5的支路15a与第二通道6的支路15b相交替，以可选择地面向对应的槽11或对应的表面部分12。

从图4和5中可看出，其中示出了材料M1和M2所遵循的路径，当槽位于第一通道5的支路15a处时，引起第一材料M1向喷嘴2a流动，而第二材料M2被表面部分12阻挡；相反地，当槽11位于第二通道6的支路15b处时，引起第二材料M2向喷嘴2a流动，而第一材料M1被表面部分12阻挡。

将槽11和表面部分12布置在通道5、6前面的主体9的转动受致动器17（其例如是已知类型的电动机）管控。

致动器17在所述端部9a的相对侧上与圆柱形主体9相连，以用于围绕相应的纵向轴线X在第一和第二操作状态之间转动主体9。优选地，致动器17借助曲柄连杆驱动元件18连接到主体9，曲柄连杆驱动元件18适于以往复运动的方式沿方向D转动圆柱形主体9。有利的是，由于槽11和部分12的角位置相交替，第一材料M1和第二材料M2被交替地挤出，从而限定复合材料的单一挤出体P。

本发明的目的还在于，与到目前为止所描述的和下文中的权利要求的“体系”（plant）的特征相一致，提供了用第一材料（M1）和第二材料（M2）的至少一种挤出复合制品的相应的方法，其中该方法包括以下步骤：

-首先执行第一塑料M1经过第一通道5向挤出头2的喷射喷嘴2a的供给，并且也执行第二塑料M2经过第二通道6向同一挤出头2的同一喷射喷嘴2a的供给；并且有利的是

-布置成接近喷射喷嘴2a的合适的选择元件8在以下条件下被转换：

·第一操作状态，其中选择元件8阻断第二通道6并且同时打开第一通道5，以使第一塑料M1经过第一通道5被供给，同时选择元件阻断经过第二通道6的第二塑料M2的供给；和

·第二操作状态，其中选择元件8阻断第一通道5并且同时打开第二通道6使得第二塑料M2经过第二通道6被供给，同时选择元件阻断经过第一通道5的第一塑料M1的供给。

上面所列出的工作条件的顺序方便地获得单一挤出体P，单一挤出体P可分为彼此相连的多个段（通常不间断，因为操作转换发生时两种材料具有充分的时间结合在一起）并且沿挤出轴线由第一材料M1或第二材料M2单独地构成。

采取图示的一般步骤的方法能由另外的操作阶段扩充，另外的操作阶段能由“体系”控制的其他方法来实施，而不必然联系到本发明：特别是，这些附加的操作阶段能涉及挤出塑料的方法，在该方法中第一材料M1和第二材料M2的分配压力被控制，以用于保持材料M1、M2的输送压力自身是恒定的。

如上文所描述的方法的可能的实施例（除本发明之外或作为本发明的替代）涉及获得恒定外径的制品P。在材料改变期间，塑料体（mass）的压力也被调节。

因此，使用软件（其将不处于生产“静态”下的材料M1、M2保持到恒定压力值（该压力值对应于相对的挤出机的工作压力），该值通过偏移量来修改；在变换期间或变换之后，挤出机主体9的速度根据预定分布图改变，随后稳定到恒定速度，直到发生以下的变换，在该变换中，主体9将根据预定分布图减速，直至“停止”到（相对的挤出机的）恒定压力。

因此，该软件执行每单个挤出机的等待、启动、运转及停止分布图的管理和和变换速度持续时间的管理。

阀的变换速度是根据每单个挤出机进行管理的（根据进行干预的挤出机，阀的变换速度是不同的）。变换脉冲根据所获得制品的长度被给出。

计算机上显示的是螺纹件的速度分布图、所获得的制品的外径（展示所需公差的值）和每单个挤出机的压力。这些曲线能被单独地或彼此叠加地看到。

有利的是，接近喷嘴2a的选择元件8允许装置1的整体体积被限制，从而产生特别简单的结构。

该优点通过以下事实给出，即，槽11定位在喷射喷嘴2a处，因而公共的延伸件7被限定成不允许形成可能的未供给的材料残余。

此外，使用单一的可移动元件用来交替地供给第一或第二材料M1、M2。结果，用于材料供给的同步装置和相关的开关阀不被使用。

另外，该管理软件允许在材料输送期间避免流动阻力，由此保持以均匀方式被挤出的两种材料被恒量地供给。

Claims

1.一种特别用于塑料的挤出装置，其包括：

-挤出头（2），其具有喷射喷嘴（2a），以用于喷射至少一种塑料（M1，M2）；

-形成在所述挤出头（2）中的第一通道（5），以用于向所述喷射喷嘴（2a）供给第一塑料（M1），和

-形成在所述挤出头（2）中的第二通道（6），以用于向所述喷射喷嘴（2a）供给第二塑料（M2）；

其特征在于，还包括选择元件（8），所述选择元件布置成邻近所述喷射喷嘴（2a）并且适于在第一操作状态和第二操作状态之间进行转换，其中在第一操作状态，所述选择元件关闭第二通道（6）以使第一塑料（M1）经过第一通道（5）被供给，在第二操作状态，所述选择元件关闭第一通道（5）以使第二塑料（M2）经过第二通道（6）被供给。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一和第二通道（5，6）包括公共的端部延伸件（7），所述公共的端部延伸件邻近所述喷射喷嘴（2a）并形成在所述选择元件（8）中。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述选择元件（8）包括：大体圆柱形主体（9），其可转动地插入所述挤出头（2）的腔（4）中；和致动器（17），其可操作地与所述圆柱形主体（9）相连，以便所述主体（9）围绕对应的纵向轴线在第一和第二操作状态之间转动。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述致动器（17）以往复运动的方式转动该圆柱形主体（9），以用于交替挤出第一和第二塑料（M1，M2），因而限定复合材料的单一挤出体（P）。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，在接近所述喷射喷嘴（2a）的相应端部（9a），所述公共的端部延伸件（7）被形成在所述圆柱形主体（9）的外壁（10）中的至少一个槽（11）限定。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述选择元件（8）的第一操作状态，所述槽（11）与所述第一通道（5）和所述喷嘴（2a）流体连通，在该选择元件（8）的第二操作状态，所述槽（11）与所述第二通道（6）和所述喷嘴（2a）流体连通。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述圆柱形主体（9）的所述外壁（10）具有布置成接近所述槽（11）的至少一个表面部分（12）；在所述选择元件（8）的第一操作状态，所述表面部分（12）阻断所述第二通道（6）从而阻止第二塑料（M2）通向所述喷射喷嘴（2a），并且在所述选择元件（8）的第二操作状态，所述表面部分阻断所述第一通道（5）从而阻止第一塑料（M1）通向所述喷射喷嘴（2a）。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述公共的端部延伸件（7）包括多个槽（11），所述多个槽形成在所述圆柱形主体（9）的外壁（10）中并且通过各自的塑料（M1，M2）进口区域（13）和公共的塑料（M1，M2）出口区域（14）彼此间隔开，所述各自的塑料进口区域与相应的通道（5，6）相一致，所述塑料出口区域具有圆形轮廓并限定所述喷射喷嘴（2a）。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，第一和第二通道（5，6）的每一个均具有沿周向路径布置并转向所述公共的端部延伸件（7）的一组支路（15a，15b）；所述第一通道（5）的支路（15a）与所述第二通道（6）的支路（15b）相交替，以可选择地面对各自的槽（11）或各自的表面部分（12）。

10.一种挤出塑料的方法，其包括以下步骤：

-将第一通道（5）中的第一塑料（M1）向塑料（M1）的喷射喷嘴（2a）分配；

-将第二通道（6）中的第二塑料（M2）向塑料（M2）的喷射喷嘴（2a）分配；和

-执行从所述喷嘴（2a）喷射的第一和第二塑料（M1，M2）的交替挤出，以获得复合材料的单一挤出体（P），

其特征在于，还包括控制第一和第二塑料（M1，M2）的分配压力以保持所述塑料输送压力恒定的步骤。