CN106813789B - 温度探针和挤出机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种温度探针(1)以及一种挤出机(100)。该温度探针特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针(1)，其包括：至少一个壳体(2)，其适于与挤出方向基本上成直角地插入挤出缸(4)，其一端面向挤出缸(4)的内腔(5)中，使得该壳体与包含在内腔(5)中的挤出材料直接接触；和至少一个热电偶(3)，其容纳于壳体(2)中，并适于用通过壳体(2)的热传导来检测挤出材料的温度，温度探针(1)包括至少部分地介于壳体(2)和挤出缸(4)之间的绝热装置(6)，以减小挤出缸(4)对由热电偶(3)进行的测量的热影响。

Description

温度探针和挤出机
技术领域
本发明涉及一种温度探针，具体地是，用于热塑性混合物挤出机的温度探针。
背景技术
目前，覆盖自熄电线或阻燃电线(HFFR、无卤阻燃)和燃烧时具有低尘雾排放且无卤的电线(LSOH，低烟无卤)的国际规范，已引导化合物的制造商生产这样的热塑性混合物，其由于大量在处理这种热塑性混合物的过程中产生的热量，而使人难以在这种环境中工作，由于其高粘度的原因而产生此大量热量。热量过度有导致材料劣化的缺点。
这种热塑性混合物通常在挤出机中处理，该挤出机面临上述技术困难，且由于混合物本身的特殊组成的原因，其挤出速度相对于传统热塑性混合物的处理降低50％多，从而降低生产率且升高成本。
而且，温度控制系统对于处理难以处理的热塑性混合物不足够有效，即，对于劣化温度接近于其工作温度的混合物，这导致生产速度降低，操作员才能确保未这种劣化温度。
因此，变得必须使用具有温度传感器的温度控制系统，然而，这些温度传感器对于工作材料的温度的测量通常非常不准确。
为了克服这些缺点，已经开发了特殊的温度探针，其由嵌在壳体中的商用热电偶组成，该壳体由机械上坚固的导热材料制成。
这样，可将探针通过其中的径向孔直接插入挤出缸的腔体中，使壳体的自由端面向挤出材料，直接与挤出材料接触。因此，通过热传导，热电偶可比前面提到的温度传感器更可靠地测量通过壳体的挤出材料的温度。
然而，甚至是这种温度探针也并非没有缺点，其事实是：因为将壳体拧入通过挤出缸的壁的径向孔中，所以后者的温度会明显影响热电偶所进行的测量。
实际上，挤出缸通常具有与挤出材料的温度不同的工作温度，因为温度增量“ΔT”，即上述温度之间的差，使得可能对挤出材料增加热量或从挤出材料去除热量。因此，由于壳体与挤出缸接触，所以后者发出的热量会直接扩散至热电偶，从而改变所进行的测量。
传统的温度探针的另一缺点是其具有高热惯量，从而使得壳体动态地减慢将热量从挤出材料转移至热电偶，特别是在改变生产周期所需的螺纹匝数和流速的操作过程中。
实际上，由于壳体必须具有足够的尺寸以承受其所受到的机械应力，所以壳体的尺寸非常大。
而且，为了用传统的温度探针代替壳体，必须将其在挤出缸最后进行机加工之前插入适当的位置，使得将伸出部分磨至具有与挤出缸相同的曲率半径。
实际上，在这些特殊的温度探针中，将壳体没有确定阻止位置地拧入挤出缸。结果，为了去除在热电偶的壳体的直线部分和挤出缸的腔体的曲面之间产生的任何将导致形成淤塞区域(其在容易劣化的热塑性混合物中是特别有破坏性的，例如HFFR和LSOH混合物，而且在传统的混合物中也是特别有破坏性的，例如PVC、PE、PP等)的凹槽，在替换这种壳体的情况中，必须重复研磨操作，以在壳体的头部上得到正确的曲率。
发明内容
本发明的目的是提供一种温度探针，特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针，其通过去除缺点并克服已知技术的限制，以使得能够优化挤出流水线的生产率，从而增加处理速度和动态响应，解决了上述技术问题。
在此目标下，本发明的一个目的是，提供一种使得可能用高精确度和控制来执行测量的温度探针。
本发明的另一目的是，提供一种能够提供最大程度的可靠性和使用安全性的保证的温度探针。
本发明的另一目的是，提供一种当与已知技术相比非常可靠、执行简单且实际、并在经济上有竞争力的温度探针。
通过一种温度探针，特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针，来实现下文中将变得更明显的此目标和这些及其他目的，该温度探针包括：至少一个壳体，其适于与挤出方向基本上成直角地插入挤出缸，其一端面向所述挤出缸的内腔中，使得该壳体与包含在所述挤出缸的所述内腔中的挤出材料直接接触；和至少一个热电偶，其容纳于所述至少一个壳体中，并适于用通过所述至少一个壳体的热传导来检测所述挤出材料的温度，其中，其包括至少部分地介于所述至少一个壳体和所述挤出缸之间的绝热装置，以减小所述挤出缸对由所述至少一个热电偶进行的测量的热影响。
附图说明
从温度探针(特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针)的一个优选的、但是并非排他的实施例的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得更显而易见，该实施例用附图中的非限制性实例说明，在附图中：
图1是根据本发明的用在挤出机中的，特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针的横截面图；
图2是图1所示的根据本发明的特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针的放大比例的细节图。
具体实施方式
参考这些图，该特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针，主要用参考数字1表示，包括至少一个壳体2和至少一个容纳于壳体2内部中的热电偶3。
如将在下文中更好地描述的，壳体2适于与挤出方向基本上成直角地插入挤出缸4，其一端面向挤出缸4的内腔5中，使得壳体与包含在内腔5中的挤出材料直接接触。
考虑热电偶3，后者适于用通过壳体2的热传导来检测在腔体5中循环的挤出材料的温度。
根据本发明，包括绝热装置6，其至少部分地介于壳体2和挤出缸4之间，以减小后者对热电偶3进行的测量的热影响。
更具体地，绝热装置6包括至少一个套管7，其例如可至少部分地或完全地由不锈钢制成，以提供具有低传热能力的高机械强度，并且，其具有适于容纳壳体2的中央部分的校准孔9，并且，该校准孔的内部具有螺纹且适于拧入部分具有螺纹的通孔8中，将通孔8径向地限定在挤出缸4中。
壳体2的材料和形状都有助于提高机械强度，以承受高压和热传导。壳体2实际上必须承受1000巴级别的压力和400℃级别的温度。
在本发明的一个优选实施例中，壳体2可至少部分地或完全地由铜、锡和铍的合金制成，因为其具有耐磨损、耐腐蚀和机械强度高的特征。
有利地，壳体2具有沿着优选方向是细长的形状，端部用于与具有凹面10的挤出材料接触，该凹面同样具有挤出缸4的内壁的曲率。
通过套管7的可能的调节并通过设置有与套筒7邻接的肩部16，可使壳体2，并由此使对应的凹面10，相对于挤出缸4的内曲率正确地定位，以与挤出缸4的曲率具有非常好的连续性，而没有将导致淤塞区域的凹槽或凸起。壳体2的另一端(其可在挤出缸4的外面看见，从而与挤出材料接触)有利地可具有壳体2的用于正确角定位的肩部，其是看得见的且起作用的。
而且，套管7与通孔8的螺纹耦合确保温度探针1的密封，对达到和超过1000巴的材料压力提供阻力。
壳体2的另一端改为限定螺纹柄11，其与用于支撑并调节热电偶3的元件12接合，其中，使热电偶可滑动地插入，使得热电偶3的灵敏端13接触地容纳于凹槽14中，该凹槽在内部与壳体2纵向地限定。
这样，可能根据热电偶3的几何特征，从而可能根据市场上可获得的热电偶3的不同长度，来调节热电偶3在壳体2中的位置。
而且，这样便于进行热电偶3的替换和/或维护操作，因为可能甚至是对于生产中的挤出机也可在其上介入，从而甚至是对于在压力下在内部进行处理的挤出材料也可介入。
而且，壳体2包括径向加宽的部分15，其限定在凹面10和中央部分之间并与套管7接合。
径向加宽的部分15具有优选地是截锥形状的几何形状结构，较小的横截面指向凹面10，并且用于通过与通孔8的径向变窄部分匹配的形状来接合，该形状限定在挤出缸4的内表面和通孔8的螺纹孔之间。
更详细地，这种径向变窄部分的几何形状结构与壳体2的径向加宽的部分15基本上互补，以通过圆锥耦合而使温度探针1位于通孔8中的中心，并且，与温度探针1受到的高工作压力完美地隔绝。
根据本发明，温度探针1的操作是清楚的，并且，从以上描述中可容易理解。
特别地，应注意，其可例如用在挤出机中，特别是用于热塑性混合物的挤出机，在图1中一般用参考数字100表示，其包括挤出缸4、挤出螺纹件17、与挤出缸4相关联的至少一个加热元件，和与挤出缸4的外表面接合的至少一个冷却风扇18。
温度探针1(其面向腔体5中，腔体5出现于挤出缸4的内表面和挤出螺纹件17的外表面之间，即，与经历处理的热塑性混合物直接接触)的存在，可确保精确并快速地测量混合物的温度。
从混合物温度的这种测量开始，安装在机器上的控制调温器组件控制加热元件和冷却风扇的操作，以保持用于处理热塑性混合物的预期温度，例如，通过PID(比例-积分-微分)类型的控制。
实际上已经发现，根据本发明的温度探针，特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针，实现了预期目标和目的，因为其使得可能通过相对于已知技术增加生产速度并提高生产质量，来提高挤出流水线的生产率，因为可能有效地监控所处理的热塑性混合物的温度。
根据本发明的温度探针的另一优点是，所处理的热塑性混合物的温度读数是非常精确的，其实际上是可立即发送的，允许通过壳体的低热惯量和由套管提供抵御挤出缸的热绝缘的低热惯量，没有明显延迟地对工作温度进行温度控制。
由此设想的特别是用于热塑性混合物挤出机的温度探针，容易进行许多改进和变化，所有这些都在所附权利要求书的范围内。而且，可用其他技术上等价的元件来替代所有细节。
实际上，所使用的材料(假设其与具体用途、相关尺寸和形状兼容)可以是任何根据需求的材料和根据技术发展水平的材料。
总之，权利要求书的保护范围不应由说明书或由通过实例进行的描述中示出的优选实施例限制，而是权利要求书应包括所有处于本发明中的新颖性的可专利特征，包括所有本领域技术人员将认为等价的特征。

Claims (8)

1.用于热塑性混合物挤出机的温度探针，所述温度探针包括：
至少一个壳体(2)，适于与挤出方向基本上成直角地插入挤出缸(4)，所述至少一个壳体的一个端部面向所述挤出缸(4)的内腔(5)中，使得所述至少一个壳体与包含在所述挤出缸(4)的所述内腔(5)中的挤出材料直接接触；
至少一个热电偶(3)，容纳于所述至少一个壳体(2)中并适于用通过所述至少一个壳体(2)的热传导来检测所述挤出材料的温度，以及
至少部分地介于所述至少一个壳体(2)和所述挤出缸(4)之间的绝热装置(6)，以减小所述挤出缸(4)对由所述至少一个热电偶(3)进行的测量的热影响，
其中，所述至少一个壳体(2)具有沿着预定方向是细长的形状，所述至少一个壳体的用于与所述挤出材料接触的一个端部具有凹面(10)，该凹面具有的曲率与所述挤出缸(4)的内壁的曲率相同，
其特征在于，所述绝热装置(6)包括至少一个套管(7)，并且所述至少一个壳体(2)包括与所述至少一个套管(7)邻接的肩部(16)，通过所述至少一个套管(7)的调节，使所述至少一个壳体(2)，并由此使所述一个端部的所述凹面(10)，相对于所述挤出缸(4)的内曲率正确地定位。
2.根据权利要求1所述的温度探针(1)，其特征在于，所述至少一个套管(7)外部具有螺纹，所述套管适于拧入部分具有螺纹的通孔(8)中，所述通孔径向于所述挤出缸(4)地限定于所述挤出缸中，所述套管(7)具有校准孔(9)，所述校准孔适于容纳所述至少一个壳体(2)的中央部分。
3.根据权利要求1所述的温度探针(1)，其特征在于，所述至少一个壳体(2)的相对的另一端部限定螺纹柄(11)，所述螺纹柄与用于支撑和调节所述至少一个热电偶(3)的支撑和调节元件(12)接合，所述至少一个热电偶(3)能滑动地插入所述支撑和调节元件(12)中，其中，所述至少一个热电偶(3)的灵敏端(13)接触地容纳于凹槽(14)中，该凹槽纵向地限定在所述至少一个壳体(2)内，并且以这种方式限定：能够根据所述至少一个热电偶(3)的几何特征，来调节所述至少一个热电偶(3)在所述至少一个壳体(2)中的布置。
4.根据权利要求1所述的温度探针(1)，其特征在于，所述至少一个壳体(2)包括径向加宽部分(15)，该径向加宽部分限定在所述凹面(10)和所述至少一个壳体(2)的中央部分之间，并且，该径向加宽部分用于通过与部分具有螺纹的通孔(8)的径向变窄部分的形状匹配来接合，所述径向变窄部分限定在所述挤出缸(4)的内壁与所述通孔(8)的具有螺纹的部分之间。
5.根据权利要求4所述的温度探针(1)，其特征在于，所述径向加宽部分(15)具有截锥状的几何形状，其中较小的横截面指向所述凹面(10)，所述部分具有螺纹的通孔(8)的所述径向变窄部分具有与所述至少一个壳体(2)的所述径向加宽部分(15)基本上互补的几何形状，以通过锥形耦接而使所述温度探针(1)位于所述部分具有螺纹的通孔(8)中的中心。
6.根据权利要求1所述的温度探针(1)，其特征在于，所述至少一个壳体(2)至少部分地由铜、锡和铍的合金制成。
7.根据权利要求1所述的温度探针(1)，其特征在于，所述至少一个套管(7)至少部分地由不锈钢制成。
8.用于热塑性混合物的挤出机(100)，所述挤出机包括挤出缸(4)、挤出螺纹件(17)、与所述挤出缸(4)相连的至少一个加热元件，以及与所述挤出缸(4)的外表面接合的至少一个冷却风扇(18)，其特征在于，所述挤出机包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的温度探针(1)。
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