CN104023936A - 用于清洁挤压头的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在挤压热塑性塑料(其作为管状的预成型坯(12)从挤压喷嘴(14)中喷出或挤出)时清洁挤压头(10)的方法和装置。为了去除在出口喷嘴(14)处的起干扰作用的沉积物和烧结物(20)，根据本发明使管状的预成型坯(12)短暂地换向和收缩，其中，附着在出口喷嘴(14)的附近区域中的沉积物(20)由管状的预成型坯(12)拭去或运走。在此，以有利的方式将管状的预成型坯(12)本身在其换向期间用作清洁元件，其中，清洁在连续挤压的持续的运行期间自动进行，而没有中断生产过程。

Description

用于清洁挤压头的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在挤压热塑性塑料(其从挤压喷嘴中喷出(挤出))时清洁挤压头的方法和装置。
背景技术
问题：
在处理热塑性塑料(如聚烯烃－主要对于中分子和高分子的聚乙烯类型，例如HDPE(高密度聚乙烯))的情况下，例如在挤压吹塑成形时，尤其在管连续离开的情况下连续挤压时，但同样在不连续地喷出管(储存器头、存储器头)时，出现下列不利的影响：
在喷出熔化的塑料的情况下，塑料在挤压装置(例如挤压头)中处在高压下。塑料在离开挤压喷嘴之后减压(entspannt)到环境压力上并且在此膨胀。在离开过程中，随着时间的推移，尤其在连续挤压时，胶状的产物(润滑剂、添加剂)从热的塑料流(Kusntstoffstrang)中析出，并且作为起干扰作用的材料烧结物沉积在喷口的附近区域中，亦即在环形喷嘴中主要在内侧沉积在芯部(Kern)上，但也沉积在外侧的喷口件上。在此，对于环形的喷出喷嘴存在这样的问题，即，此外，沉积物还不可见。沉积物(析出物)来源于聚合物熔融物的低分子的成分(例如短的聚合物链、添加剂、蜡状的成分)，其在熔融物离开时由于突然的压力降和壁剪切应力的下降沉积在喷嘴通道的出口边缘处。
胶状的产物经受持续的很高的温度作用并且在相对短的时间内树脂化和焦化。在此，持续生长的析出物变脆并且非受控地折断或剥落。这种碎屑或碎片(其可为几厘米长)落到挤出的管中并且导致有缺陷的制成品(例如在制造桶时，如果这种多孔的焦化颗粒到达到焊缝区域中，可形成不密封的底部焊缝。)
这种颗粒例如仅可松动地附着/粘附在吹制的制成品(例如带塞子的桶(Spundfass))的内壁上，并且在利用原本的填充物质(Füllgut)填充空心体时折断，并且下落且因此到达到填充物质中，并且污染填充物质。
沉积物(胶状的产物，烧结物)首先具有低粘性的粘度。但由于喷嘴和芯部的高温且在环境空气中的氧气的影响下，沉积物随着时间的推移氧化，并且粘度上升直至由于焦化最终形成第一坚固的区域。
在出口喷嘴处的外部的沉积物非受控地生长。尤其在吹塑成形技术(在其中，管状的预成型坯从环状喷嘴中喷出)中，在连续地喷出熔融物时，尤其不可看清出口喷嘴的内部的芯部区域。
如果沉积物太强地生长且变得易碎，沉积物有时通过所经过的熔体管(Schmelzeschlauch)的内侧一起带走并且粘附在待制成的产品(例如带塞子的塑料桶)的内表面上。这在填充桶之后不利地导致填充物质的污染。
在之后从桶体的内壁脱落时，这可导致输送泵的堵塞或损坏且导致明显地妨害填充物质的再加工过程。如果这种焦化颗粒处在吹塑成形的容器的焊缝的区域中，这可导致容器的非常不利的且不允许的削弱(不密封性)。
此外，这种沉积物可导致形成纵向条纹且因此导致在视觉上和/或技术上损害挤压的和之后吹塑成形的产品。
该现象还被称为“口模积料(die built-up)”，在其中，在喷嘴排出口处的受到热损害的聚合物的沉积物导致不受欢迎的表面不规则性。在商业上可获得的塑料中，为了影响壁滑效应，在各种情况下存在单独的添加物(如稳定剂或助流剂)，其导致或引起附着的析出物。
例如同样从吹塑薄膜挤压的领域中已知该问题。
在此，沉积物借助于机械的清洁装置(例如刮刀或削刀)剥去并且运到废料区中，其在薄膜吹塑中相应地出现在更换卷轴时。
然而，在以迄今通常的方式清洁挤压工具时，必须停止挤压过程，以便可直接在熔融物的出口边缘之下进行喷嘴芯部的多数手动的机械式的清洁。
由于停止挤压过程，一方面发生取决于停止状态的生产损失；另一方面，设备此后通常必须由有经验的操作技术人员重新起动并且引导到稳定的运行状态中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点并且说明一种用于清洁挤压工具－尤其带有芯部的环形喷嘴－的出口区域的方法和装置，该方法在连续挤压的持续的运行期间正常工作，而没有中断生产过程。在此应将材料沉积物有针对性地引出并且从生产过程中分离出。
在工艺技术方面，该目的利用权利要求1的根据本发明的特征由此实现，即，使管状的预成型坯短暂地换向和收缩(aufgestaucht)，其中，在外侧附着在挤压喷嘴的出口间隙的附近区域中的沉积物由管状的预成型坯拭去或运走。本发明的最显著的部分在于将管状的预成型坯本身在其换向期间用作清洁元件。
可以这种本身简单的方式在连续挤压的持续的运行期间使烧结物(其已经在挤压过程期间形成并且沉积在出口喷嘴的附近区域中)脱落且将之去除，而未中断生产过程。
在本发明的设计方案中设置成以可预定的时间间隔执行管状的预成型坯的换向以便清洗挤压喷嘴。更具体地说，有利地，如果管件(使紧接着作为料头件(Butzenstück)的该管件作为废料件(Abfallstück)与完成吹塑的空心体分开)从挤压喷嘴中喷出，那么正好执行管状的预成型坯的换向以便清洁挤压喷嘴。
为了可将材料沉积物有针对性地引出并且可从生产过程中分离出，在管状的预成型坯换向之后将这样的管件(在其处固着有已清洁的粘附物)从另一生产过程中分拣出。
在本发明的优选的设计方案中，管状的预成型坯的换向借助于呈部分圆环的形式的(teilkreisförmig)压力元件来实现，该压力元件直接在出口喷嘴之下从外部以将近360°包围预成型坯并且使之向内换向。
为了实现所提出的设计任务，用于在挤压热塑性塑料(其从挤压喷嘴中喷出)时清洁挤压头的根据本发明的的装置的特征在于，直接在挤压喷嘴之下设置有机械的接合器件，其如此配备有相应的驱动器使得可将接合器件带到与挤出的管状的预成型坯处于有效接触中。
在简单的实施方式中，机械的接合器件例如可包括两个或多个弓形元件，其可通过执行器在径向方向上送进，即在径向方向上运动，并且然后在驶入的位置中形成最大程度封闭的圆环。执行器可以最不同的类型来操纵并且为此设有例如电动－气动式、电动－液压式或电的驱动器。
工作原理：
形成圆环的行驶的弓形元件直接在出口喷嘴之下沿径向以可调整的时间一起压缩正在离开的熔体管。受到压缩的熔体管以所调整的持续时间沿径向向内流动通过芯部的边缘并且因此有针对性地一起带走沉积在该区域中的材料。
弓形元件的驶入的时刻以及在驶入的状态中的保持时间可自由选择和调整。
优选地，清洁时间如此调整使得总地完全脱落的环形的沉积物处在紧接着制成的容器的料头区域(Butzenbereich)中。
在此将离开的熔体管本身使用为清洁工具。在接合器件、执行器或弓形件与喷嘴工具之间未出现机械接触。
由此实现小心翼翼地清洁处在内部的喷嘴芯部，而没有与起刮去、削去或切割作用的机械式辅助器件直接接合。通过这种特别的类型的喷嘴清洁排除精确制成的流动通道几何结构在喷嘴区域中的损伤。
弓形元件无接触地在挤压喷嘴之下运动。适宜地，接合器件构造成在高度方向或/和深度方向(径向方向)上可调节，以便可与正在离开的管相匹配。
在清洁喷嘴时，通过将管短暂地压向喷嘴芯部，由于连续的熔融物离开而同时在喷嘴出口边缘与驶入的弓形件之间出现管在周向方向上(向外)的鼓起。还向外鼓起的熔体管由此还一起带走附着在外侧的喷嘴出口边缘处的环形的沉积物。
在工艺技术方面，可根据处理的原料的沉积趋势和烧结物的生长自由调整清洁周期(例如每2个小时，每x个周期)，其中，带有清洁重复(1次或相继进行多次)。将受到污染的管区段或受到污染的料头废料完全有针对性地分开和分离出。由此在带有含有焦化沉积物的材料的情况下防止污染原料循环(再次粒化(Regranulat))。倘若用于充分清洁的料头区域太短(例如在太高的管离开速度的情况下)，同样可例如对所有后续的制品进行分离和清除(仅一个废品件)。
根据本发明的方法和为此设计的装置可基本上有利地针对所有的挤压吹塑成形机以连续的熔融物出口来改装。原则上，该方法和相应的装置自然还可在存储器头机构处以不连续的熔融物出口进行使用和改装。
该方法和特别的装置的实用性是多方面的并且可与不同的挤压头实施方案相结合，即，例如结合固定的喷嘴/芯部实施方案(无轴向的壁厚调整)、结合传统的喷嘴/芯部实施方案(仅轴向的壁厚控制)、或结合利用带有可静态和/或动态地灵活调整的直径几何结构(轴向的和径向的壁厚调节=PWDS)的喷嘴和芯部来可充分地调整挤压的管状的预成型坯的壁厚。
附图说明
紧接着借助于在附图中示意性地示出的实施例进一步阐述和说明本发明。其中：
图1在截面图示中显示了根据本发明的挤压头，其中，带有详图，处在作用位置“开”中，
图1在截面图示中显示了根据本发明的挤压头，其中，带有详图，处在作用位置“关”中，
图3在从下看的平面图中显示了根据本发明的挤压头，其中，带有两个弓形接合器件，处在作用位置“开”中，
图4在从下看的平面图中显示了根据本发明的挤压头，其中，带有两个弓形接合器件，处在作用位置“关”中，
图5在从下看的平面图中显示了根据本发明的挤压头，其中，带有四个弓形接合器件，处在作用位置“开”中，
图6在从下看的平面图中显示了根据本发明的挤压头，其中，带有四个弓形接合器件，处在作用位置“关”中，
图7在侧视图中显示了带有两个料头件的吹塑成形的带塞子的桶。
具体实施方式
在图1中利用参考数字10标识了根据本发明的挤压头，在其中，由加热的热塑性塑料制成的管状的预成型坯12从出口喷嘴14中喷出。出口喷嘴14在外侧由壳体环16限定，而在内侧由芯部18限定。芯部18构造成可沿轴向调节，以便在挤压过程期间根据待吹塑的空心体的要求改变或调整由熔融的塑料(例如HDPE(高密度聚乙烯))制成的喷出的预成型坯12的壁厚。
在出口喷嘴14的附近区域中，在挤压过程期间在内侧的芯部18的外边缘处和还在外部的壳体侧的外环16的内边缘处形成有环形的烧结物20，如果烧结物变得太大，其有时不受控地落下且于是不利地使相应的制成品变得不可用。
为了掌控这种不利的效应并且可使排除烧结物20的过程受控地进行，在根据本发明的挤压头10中设置有两个或多个接合器件22，其可相应由执行器23来操纵。
接合器件构造为钳状的条形挤压工具，其直接在挤压头的出口喷嘴之下如此布置并且配备有位移式驱动器，从而接合器件可摆动到喷出的塑料管的正常的走向中。用于环形的挤压喷嘴的挤压工具包括至少两个或多个钳状的、呈部分圆环的形式的挤压元件，其从外部包围喷出的塑料管并且可基本上横向于塑料管的喷出方向移动。挤压元件或接合器件22与执行器23一起紧靠在出口喷嘴14之下在壳体侧固定在出口喷嘴的外环16处或者直接固定在挤压头10的壳体处。
在放大的圆截面中可明显地识别出附着在内侧的芯部18的外边缘处的环形的烧结物20。接合器件22在此处在位置“开”中，并且管状的预成型坯12紧靠地流动经过环形的烧结物20。
与之相比，在图2中，接合器件22相应经由其执行器24置放到位置“关”中并且带到与喷出的管状的预成型坯12处于有效接合中。在此可识别出管状的预成型坯12短暂地向内换向并且拭去附着在内侧的芯部18的外边缘处的环形的烧结物20，从而烧结物现在附着(粘附)在管状的预成型坯12处内侧并且被运走。但同时还使管状的预成型坯12在接合器件22上方短暂地收缩并且向外积起，使得在此在外部的壳体侧的外环16的内边缘处同样将附着的环形烧结物压掉、拭去，并且使烧结物粘附在管状的预成型坯12外侧并被运走。因此在此将管状的预成型坯12本身在其换向期间用作清洁元件。
在图3中在从下看的平面图中示出了根据本发明的挤压头10，其中，可识别出两个接合器件22利用其相应的执行器24处在位置“开”中。在该实施方式变型方案中，两个接合器件22各包括可运动地悬挂的两个90°弓形元件26，其仍然与管状的预成型坯12明显地间隔开。
与之相对，在图4中，接合器件22又相应借助于执行器24行驶到位置“关”中，并且四个弓形元件26与喷出的管状的预成型坯12处于有效接合中。管状的预成型坯12因此向内换向并且压到环形的烧结物20上，使得烧结物现在附着或粘附在管状的预成型坯12内侧，并且紧接着将烧结物受控地运走。
在图5中同样在从下看的平面图中示出了根据本发明的挤压头10的另一实施方式，其中，两个接合器件22利用其相应的执行器24未运转地置放到位置“开”中。
在此，四个90°弓形元件26中的每个配备有自己的执行器24。在图6中，接合器件22又行驶到位置“关”中，并且四个弓形元件26与预成型坯12处于有效接合中。在此，从外部完全包围管状的预成型坯，其中，四个90°弓形元件26在驶入的位置中形成最大程度封闭的圆环。在此，根据本发明将喷出的塑料管用作“去污器件”。在此，管在喷出过程期间短暂地借助于相应的接合器件或接合装置侧向地挤压和移动，使得烧结物被“拭去”并且“粘附”在塑料管处。可选地，执行器24可设有电动－气动式、电动－液压式或电的驱动器。
适宜地，接合器件构造成在高度方向或/和深度方向(=径向方向)上可调节，以便可匹配于离开的管的特别的情况和在相应的收缩的情况下的有意的换向。
在图7中，作为用于吹塑成形的产品的示例示出了带塞子的塑料桶28，其正好从吹塑模具中取出，其中，在上部的和下部的桶边缘处仍然悬挂有挤落的废料件(所谓的料头件30)。
按照根据本发明的方法已经使烧结物20从出口喷嘴准确地行进到废料的区域中，使得通常没有出现由于相关的焦化残余物的产品损失。
利用本发明介绍了技术上的教导：如何可在没有中断生产过程的情况下在方法和装置方面以相对简单和成本有利的方式利用很低的结构上的平均花费在连续挤压的持续的运行期间自动清洁挤压工具的出口区域。在此，污染产品的材料沉积物被有针对性地引出且可受控地从生产过程中分离出。
参考标号列表
10 挤压头
12 管状的预成型坯
14 出口喷嘴
16 壳体环16
18 芯部
20 烧结物
22 接合器件
24 执行器
26 弓形元件
28 带塞子的塑料桶
30 料头件。

Claims (11)

1.一种用于在挤压热塑性塑料时清洁挤压头的方法，该热塑性塑料作为管状的预成型坯从挤压喷嘴中喷出或挤出，其特征在于，使所述管状的预成型坯短暂地换向和收缩，其中，在外侧附着在所述挤压喷嘴的出口间隙的附近区域中的沉积物由所述管状的预成型坯拭去和运走。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述管状的预成型坯本身在其换向期间用作清洁元件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以可预定的时间间隔执行所述管状的预成型坯的换向以便清洁所述挤压喷嘴。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，如果管件从所述挤压喷嘴中喷出，那么正好执行所述管状的预成型坯的换向以便清洁所述挤压喷嘴，其中，使紧接着作为料头件的该管件作为废料件与完成吹塑的空心体分开。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，在所述管状的预成型坯换向之后，从另一生产过程中将这样的管件分拣出，已清洁的附着物固着在该管件处。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述管状的预成型坯的换向借助于呈部分圆环的形式的压力元件实现，该压力元件直接在所述出口喷嘴之下从外部以将近360°包围所述预成型坯并且使之向内换向。
7.一种用于将热塑性塑料从挤压喷嘴(14)中挤出的挤压头(10)，带有用于清洁所述挤压头(10)的装置，其特征在于，直接在所述挤压喷嘴(14)之下设置有机械的接合器件(22)，其如此配备有相应的驱动器(24)使得可将所述接合器件(22)带到与挤出的管状的预成型坯(12)处于有效接触中。
8.根据权利要求7所述的挤压头(10)，其特征在于，所述机械的接合器件(22)包括两个或多个弓形元件(26)，其构造成可通过执行器(24)在径向方向上运动。
9.根据权利要求7或8所述的挤压头(10)，其特征在于，所述弓形元件(26)从外部以将近360°包围挤压的所述预成型坯(12)并且在驶入的位置中形成最大程度封闭的圆环。
10.根据权利要求7或8所述的挤压头(10)，其特征在于，所述执行器(24)设有电动－气动式、电动－液压式或电的驱动器。
11.根据上述权利要求7至10中任一项所述的挤压头(10)，其特征在于，所述接合器件(22)构造成在高度方向或/和深度方向－径向方向－上可调节。
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