CN105658404B - 吹塑薄膜设备和用于运行吹塑薄膜设备的方法 - Google Patents

吹塑薄膜设备和用于运行吹塑薄膜设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种吹塑薄膜设备和一种用于运行吹塑薄膜设备的方法。目的在于进一步提高已知的吹塑薄膜设备的生产率，然而不会对产品质量造成损害。本发明提出，内部冷却体(5)具有空气排出路径(12)，其中还高度可调节地设计有冷却环(6)，其中，为了启动设备，控制器将冷却环(6)定位在内冷却体(5)的下部区域中，以便相反在内冷却体(5)的空气排出路径(12)的上部区域中实现稳态生产。

Description

吹塑薄膜设备和用于运行吹塑薄膜设备的方法
技术领域
本发明涉及一种吹塑薄膜设备和运行吹塑薄膜设备的方法。
背景技术
吹塑薄膜设备广泛地在现有技术中公开。其设置用于由熔化的热塑性塑料来制造软管形式的大型薄膜。
一个或者多个挤出机将热塑性塑料形式的初始材料融化并且将其均匀化。获得的塑化的熔融物处于压力下并且通过通道引入到吹塑头中。在那里，从吹塑头产生从环形喷嘴中喷出的单层或者多层的薄膜。因此还是熔体形态的薄膜软管从环形喷嘴上声。在薄膜软管的内部存在过压。这导致薄膜软管由于还是熔体形式的状态而在挤出方向上、在实践中多数向上地径向扩展，直至薄膜软管的强度如此之大，即薄膜软管在内部压力下不会进一步扩展。在实践中，在那里谈及的是“霜线”。同时，牵拉辊对在挤出方向上纵向牵拉薄膜软管并且由此除了横向延展之外还通过吹气产生纵向延展的作用。
在大多数的情况中有利的是，霜线尽可能低地调整，也就是说尽可能地靠近来自环形喷嘴的熔融物的出口。因此，在实践中不仅在薄膜软管的内部而且也在外部使用冷却件：为此在内部有可能的所谓的“内冷却体”。多数情况下“风冷环”或者不管怎样都有一个风冷环处于外部。
DE 1 211 379提出了一种设备，其中，软管由环隙喷嘴制造。该软管通过供给的吹气扩展，其中该吹气被引入到在喷嘴和通过水冷却的冷却体之间的软管中。用于扩展吹塑薄膜的吹气通过双壁的、由水穿流的冷却体来冷却。该被冷却的空气可以吸取吹塑薄膜的热量。
DE 26 08 311A1示出了一种设备，在该设备中薄膜在其内侧通过利用水冷却的冷却体以及在外侧通过直接与水接触来冷却。
DE 39 03 174 A1展示了一种吹塑薄膜设备，在该设备中为了对薄膜软管进行内部冷却而设置有冷却柱体，其在四个分散的位置处-在柱体的高度上分布-具有围绕柱体的圆周的冷却空气槽。
DE 29 24 897 A1展示了一种用于树脂吹塑的柱形稳定器，其尽管从内部加热薄膜软管，但是也在直径上扩展。另一方面，外部围绕薄膜软管地设置有风冷环。该内部稳定器具有尤其是沟纹形式的刻槽的或者雕刻的图案。
EP 1 800 832 A2展示了一种用于吹塑薄膜设备的内冷却体。该内冷却体在其外罩面处具有流动通道，其走向至少在内冷却体的纵向延展的一部分上延伸。通过该肉眼可见的结构化的表面在内冷却体上产生空气涡流，其用于气垫地引导产生的吹塑薄膜软管。
吹塑薄膜设备经常配备有冷却环或者甚至具有双冷却环，从而提高该设备的生产率。在第一和第二冷却环之间，熔融物已经被牵拉直至确定的比例。这导致，该熔融物在上部的冷却环处由于较小的厚度而能够被容易的冷却。也能够毫无问题地使用两个冷却环。
DE 32 41 192 C2描述了一种具有第一冷却环的吹塑薄膜设备，该第一冷却环在下游地直接布置在喷嘴之后，该吹塑薄膜设备还具有第二冷却环，其布置得紧挨在校准装置之前，以及具有可选地在其之间布置的可变栅栏，其应该阻止薄膜软管的摆动。
另外的吹塑薄膜设备和冷却环由DE 44 05 463 A1，DE 34 36 881 A1，US 4,601,649 B，US 3,555,604 B，US 4,606,879 B，US 6,273,699 B，US 5,126,096 B，US 4,842,803 B，US 5,576,029 B,由Dr.Christoph Lettowsky,当时的Kiefel Extrusion GmbH,Worms在2008年9月22/23日于Aachen作出的报告“IKV-薄膜挤出专题讨论会–原材料，加工，应用；通过在吹塑薄膜挤出时使用用于软管冷却的创新性的措施来提高生产率”，以及由Dr.Christoph Lettowsky在慕尼黑Carel Hanser出版社的报刊“塑料11/2008”中公开的文章“水与空气组合”，以及由DE 1 504 648，US 3,650,644，AT 315 472，DE 26 39 551 A1和DE 38 15 415 A1公开。
发明内容
本发明的目的在于在安全的生产时进一步提高生产率。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种吹塑薄膜设备实现，其具有带有空气排出路径的内冷却体，其中，内冷却体至少在空气排出路径的主要部分上单调地或者严格单调地扩展地构造，并且其中设置高度可调节的冷却环，以用于从外部对在吹塑薄膜设备的运行中运行着的吹塑薄膜软管进行冷却，其中吹塑薄膜设备设置用于在稳态生产期间将冷却环定位在空气排出路径的上半部中，特别优选地定位在上部的三分之一中。
根据本发明的第二方面，所提出的目的通过一种吹塑薄膜设备实现，其具有带有空气排出路径的内冷却体，其中，内冷却体至少在空气排出路径的主要部分上单调地或者严格单调地扩展地构造，并且其中设置高度可调节的冷却环，用于从外部对在吹塑薄膜设备的运行中运行着的吹塑薄膜软管进行冷却，其中吹塑薄膜设备设置用于在稳态生产期间将冷却环定位在空气排出路径的下半部中，特别优选地定位在下部的三分之一中。
接下来对定义进行说明：
在本申请的范畴中，不定冠词和数量说明如“一”，“二”等等通常应该理解为至少性质的说明，也就是“至少一个”，“至少两个”，除非在相应的上下文中给出在那里应该意味着“刚好一个”，“刚好两个”等等。
在此的本专利申请的表述如此地选择，即其描述了一种吹塑薄膜设备，其能够使薄膜软管从下向上上升，也就是抵抗重力从环形喷嘴吹出并且向上牵拉。但是应该重点强调的是，本发明同样也可以应用到利用重力向下吹出的设备。所有在此的当前措辞都类似地匹配，也就是在多数情况中简单地翻转理解。
“内冷却体”是设置在通过薄膜软管界定的界限的内部的物体，其连接至空气驱动件，尤其是连接至一个泵，从而使得空气能够通过“空气排出路径”在压力下从内冷却体中吹出并且由此迎向在吹塑薄膜设备的运行中环绕内冷却体的吹塑薄膜。
“空气排出路径”的尺寸在内冷却体处设置的用于空气排出的开放区域到挤出轴线上的投影中测量，也就是沿着从环形喷嘴向前移动以便牵拉出的薄膜软管投影到中心轴线上。
空气排出路径在多数情况中是完整的高度，在该高度上在内冷却体处吹出空气。
然而也可以考虑结构性的设计方案，其中首先内冷却体喷出吹气的全部的主要部分，在一个垂直间距之上有另外的空气排出部，其是与高度相关的逐点的空气排出部或者其是具有垂直的延伸部的空气排出部。在这样的情况中，当在第一空气排出路径的上方吹出少于10％的空气时，仅仅空气排出部的下部部分被理解为“空气排出路径”。在多数情况中，空气排出路径最高为大约1m，或者例如直至2m高。
简化的情况可以在以下地点安装空气排出路径的上端部，在那里-在压缩空气排出部的下端部处开始-在内冷却体处的上升的高度上在数学意义上积分地加上90％或者95％的来自内冷却体的压缩空气流。在简单的具有一件式的空气排出路径的内冷却体的情况中，该定义尽管在通常情况中轻微地与纯几何的空气排出路径偏差几厘米，但是推测地刚好在多件式的空气排出路径的情况中经常导致安全使用的定义。
内冷却体的“扩展”意味着，即至少基本上在每个横截面中沿着挤出方向的-在常规情况中圆形的-内冷却体具有一个直径，其中该直径沿着挤出方向单调地或者严格单调地变大。该直径是每个横截面的最小的圆形环周，其中，能够放弃空气排出狭槽。
“高度可调的”冷却环必须与高度调节件作用连接，例如与常规的马达，步进马达，扭矩马达，液压或者气动或者另外类型的驱动装置作用连接。重要的是，驱动装置设置用于，即使在吹塑薄膜设备的运行期间也能对冷却环在其高度上进行调节，也就是在其相对于吹塑头中的环隙喷嘴的间距上。吹气可以向上也可以向下地实现。
在吹塑薄膜设备的生产开始时，还不存在用于抽出的来自吹塑头的完整的薄膜软管。更多的是，首先来自风嘴的薄膜软管被手动地抓取并且拉出。当拉出开始时，设备能够缓慢地进入到持续的生产状态，也就是进入到稳态生产的状态中。
冷却环在空气排出路径的上半部中的“定位”应该意味着，即在冷却环处的或者空气排出狭槽或者空气排出孔在到挤出轴线上的垂直投影中在空气排出路径中具有在吹塑头上的相应的高度，或者由冷却环吹出的空气到薄膜软管上的空气撞击线具有相应的高度或，或者优选二者都是。
发明人在样机上的实验显示，利用本发明的第一方面的内容能够实现相对于至今已经生产率很高的设备的巨大提升的生产率，而在此不会影响生产的质量。
内冷却体优选地可以具有结构化的表面。关于结构化的表面的不同的可行性请参阅公开文献EP 1 800 832 A2，其全部内容应该结合于此作为参考。
内冷却体可以具有环形槽，其设计成空气出口。环形槽自身例如可以具有多个分散的钻孔，通过这些钻孔其能够被供给来自其内部的压缩空气。
可替换地或者可选地也可以考虑，即内冷却体可以在其表面处具有孔板。这样的孔板可以基于多个圆形的、方形的、矩形的或者其他形状的空气出口同样应用用于向薄膜软管吹出冷空气。
在此提出，内冷却体具有功能上修改过的表面。
内冷却体的表面在通常情况中由金属制成。功能性的表面修改可以例如是覆层。
可考虑的是，例如为了降低石蜡衬垫或者降低表面粗糙度或者为了影响导热能力而进行修改。
看起来有利的是，用于冷却环的高度调节件与手动的开关作用连接，其中该开关具有加速运行位置、减速运行位置和保持位置。因此冷却环可以手动地简单地在高度上移动。
当高度调节件与手动开关作用连接，其中该开关具有加速运行位置、减速运行位置时，那么操作者可以如操作一个按钮一样操作该开关。操作者或者如此长时间地抵抗弹簧力将该开关保持在一个位置中以用于加速运行或者减速运行，并且保持冷却环，一旦操作者松开该开关，那么其由弹簧力复位；或者操作者驱动该开关短暂地抵抗弹簧应力靠近两个弹性加载的终端位置中的一个，接下来能够使得开关回弹，并且冷却环自动地移动到上部的或者下部的终端位置中。
当高度调节件与控制器作用连接并且控制器与配料数据库数据连接时，其中控制器设置用于从配料数据库中读出用于冷却环的高度额定位置的数据，尤其是刚好两个高度额定位置，并且与此相应地控制或者调节高度调节件，那么就可以实现冷却环的自动移动。该自动化可以延伸到移动的时间上或者位置上的细节，优选地涉及二者。
已经提及的是，优选地设置有控制器，其与冷却环的高度调节件作用连接。
该控制器可以设置用于在稳态生产期间位置固定地保持住冷却环，或者可以设置用于在稳态生产期间基于持续的测量值使冷却环保持运动，其中在后一种变体中实现了一种调节，从而使控制器同样应该与测量件数据传输地连接，例如与用于薄膜软管处的薄膜的厚度的测量件连接。
在一个优选的设计方案中，控制器配置用于使得冷却环在吹塑薄膜设备启动期间定位在本发明的第一方面描述的区域之下，也就是是定位在空气排出路径的下半部中，并且为了稳态生产，风冷环然后移动到上部区域中并且在那里在稳态生产期间至少在时间上的绝大多数的部分上、优选地在至少90％的时间上保持住。
根据本发明的第三方面，提出的目的通过一种用于运行如前描述的吹塑薄膜设备的方法实现，其中为了启动吹塑薄膜设备，冷却环定位得比空气排出路径的上半部更低并且然后为了实现稳态生产而向上移动冷却环。
附图说明
接下来参考附图根据实施例对本发明详细说明。在那里示出：
唯一的附图在纵向截面中强烈示意性地示出了分别在吹塑薄膜设备上的具有环形喷嘴的风嘴的上部边缘，内冷却体的下面部分以及高度可调的冷却环。
具体实施方式
附图中的吹塑薄膜设备1(仅部分示出)在吹出塑料熔融物方面基本上由具有环隙喷嘴3的吹塑头2、以及在其上布置的内冷却体5和冷却环6构成，其中该环隙喷嘴围绕挤出轴线4旋转对称地构造。在吹塑薄膜设备1的运行中，塑料熔融物穿过环隙喷嘴3在挤出方向7上、也就是垂直向上地吹出。在其垂直于挤出轴线4的直径上，吹塑薄膜然后沿着挤出方向7围绕内冷却体5扩展，优选地不接触该内冷却体。
沿着内冷却体5的高度布置空气排出区域，例如空气排出槽或者利用压缩空气穿流的孔板8(示例性示出)。
从最下面的、从内冷却体5中吹出冷却空气的高度9，直至在此例如通过空气排出槽11示出的最高高度10，有平行于挤出轴线4的空气排出路径12。
冷却环6具有空气排出喷嘴13(示例性地标号)。冷却环6此外沿着移动路径14高度可调地沿着内冷却体5安置。高度调节件(未示出)与控制器(未示出)作用连接，从而使得控制器能够在确定的最大界限内移动冷却环6，准确地说移动其在空气排出喷嘴13处投影到挤出轴线4上的区域。
本发明的优选的实施方式提出，冷却环6的空气排出喷嘴13或者在多个冷却环的情况中的至少一个冷却环，但是优选地所有的冷却环，优选地在设备启动期间定位到空气排出路程12的下部区域15中，但是无论如何在稳态生产期间定位在上部区域16中。
如在此示出的实例中那样，内冷却体5可以具有其外罩面的不同的倾斜角17，在此例如首先具有严格单调扩展的倾斜角17，然后具有弯曲部18，然而又具有特别严格单调地在直径上上升的区域并且最后提供缓慢严格单调地在直径上上升的区域。发明人的样机测试得出，内冷却体5的直径应该严格单调地或者至少单调地扩展，其中，优选的是存在具有严格单调地扩展的至少一个区域，也就是存在具有外罩面的倾斜角17≠90°的非柱体的区域，其中该角度也能够跳跃式地或者持续地在高度上变化。在内冷却体5的表面中由空气排出部形成的可能较小的返回，例如通过在孔板8处的每个凹进部19所导致的，在此不进行考虑。更多是考虑自身的表面轮廓。
当直径沿着挤出方向严格单调地扩展时，那么吹塑薄膜软管基于在整个路径上的同样严格单调地扩展处于拉伸应力下，这可以阻止褶皱。
应该理解的是，附图仅仅示出了多个实施例中的一个。所示出的实施方式因此并不被理解为脱离所要求的保护范围。更多的是，所要求的最大保护范围首先由在此的本专利申请的整个公开内容给出。
参考标号列表
1 吹塑薄膜设备
2 吹塑头
3 环隙喷嘴
4 挤出轴线
5 内冷却体
6 冷却环
7 挤出方向
8 孔板
9 最低高度
10 最高高度
11 空气排出槽
12 空气排出路径
13 空气排出喷嘴
14 移动路径
15 下部区域
16 上部区域
17 倾斜角
18 弯曲部
19 凹进部。

Claims (16)

1.一种吹塑薄膜设备(1)，
具有带有空气排出路径(12)的内冷却体(5)，
其中，所述内冷却体(5)至少在所述空气排出路径(12)的主要部分上单调地扩展地构造，以及
其中，设置有高度能调节的冷却环(6)，用于从外部对在所述吹塑薄膜设备(1)的运行中运行着的吹塑薄膜软管进行冷却，
其中，所述吹塑薄膜设备(1)设置用于，在稳态生产期间将所述冷却环(6)定位在所述空气排出路径(12)的上半部中，
其中，设置控制器，所述控制器与所述冷却环(6)的高度调节件作用连接，其中，所述控制器设置用于使得所述冷却环(6)在所述吹塑薄膜设备(1)的启动期间定位在前述的上部区域(16)之下并且为了所述稳态生产驶入到在所述上部区域(16)中，
其中，所述控制器设置用于执行用于运行吹塑薄膜设备(1)的方法，其中在所述吹塑薄膜设备(1)的启动期间，所述冷却环(6)定位在所述上部区域(16)更低的下方，并且然后，所述冷却环(6)为了实现稳态生产向上移动。
2.根据权利要求1所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述内冷却体(5)至少在所述空气排出路径(12)的主要部分上严格单调地扩展地构造。
3.根据权利要求1所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述吹塑薄膜设备(1)设置用于，在稳态生产期间将所述冷却环(6)定位在所述空气排出路径(12)的上部的三分之一中。
4.根据权利要求1所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述吹塑薄膜设备设置用于使得所述吹塑薄膜软管能够向上提升并且拉出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述内冷却体具有结构化的表面。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述内冷却体具有环形槽，所述环形槽设计成空气出口。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述内冷却体具有在所述内冷却体的表面处的孔板。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述内冷却体具有功能上已修改的表面。
9.根据权利要求8所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述内冷却体具有覆层。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，设置用于所述冷却环的高度调节件，所述高度调节件具有驱动装置。
11.根据权利要求10所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述高度调节件与手动开关作用连接，其中，所述开关具有加速运行位置、减速运行位置和保持位置。
12.根据权利要求11所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述高度调节件与手动开关作用连接，其中，所述开关具有加速运行位置、减速运行位置。
13.根据权利要求11所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述高度调节件与控制器作用连接，并且所述控制器与配料数据库数据连接，其中所述控制器设置用于从所述配料数据库中读出对于所述冷却环的高度额定位置的数据，并且与此相应地控制或者调节所述高度调节件。
14.根据权利要求11所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，所述高度调节件与控制器作用连接，并且所述控制器与配料数据库数据连接，其中所述控制器设置用于从所述配料数据库中读出对于所述冷却环的刚好两个高度额定位置的数据，并且与此相应地控制或者调节所述高度调节件。
15.根据权利要求13所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，设置控制器，所述控制器与所述冷却环的高度调节件作用连接，其中，所述控制器设置用于在所述稳态生产期间位置固定地保持所述冷却环。
16.根据权利要求13所述的吹塑薄膜设备，其特征在于，设置控制器，所述控制器与所述冷却环的高度调节件作用连接，其中，所述控制器设置用于在所述稳态生产期间基于连续的测量值使所述冷却环保持运动。
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