CN107405799A - 用于熔融塑料的密封系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密封系统，包括：能够在轴向方向上相对彼此滑动的公体(1)和母体(2)，所述公体和所述母体之间包含的空隙，处于熔融状态的塑料可以通过所述空隙，所述塑料容纳在由所述公体和所述母体中的至少一方部分地限定的室(3)中，在所述空隙中布置有密封环(4)以防止塑料泄漏。

Description

用于熔融塑料的密封系统
技术领域
本发明涉及一种用于处于熔融或糊状状态的塑料的密封系统，特别是用于防止塑料通过包含在以往复线性滑动中耦合的两个圆柱形表面之间的空隙泄漏，例如防止来自对处于熔融或糊状状态的材料进行处理的设备的塑料的意外泄漏。
具体地，但非排他性地，本发明可以应用在用于压缩模塑塑料剂料的模具中、和/或布置用于分配环形塑料剂料(用于压缩模塑)的挤出机中、和/或用于供应塑料的活塞泵中。
背景技术
现有技术包括用于处理在圆柱形元件之间发生线性滑动的熔融或糊状塑料的各种类型的设备。为了避免塑料通过包括在结合的圆柱形表面之间的空隙泄漏，已知以非常精确的方式构造这样的圆柱形表面，即具有大大减小的尺寸和几何公差，从而导致结构上的复杂性。此外，在存在降低很多的结构公差的情况下，密封效果可能不足，特别是在临界操作的条件下，例如由于塑料的高压力和高温度，无论如何都期望改进其效益。
发明内容
本发明的一个目的是制造一种能够克服现有技术的一个或多个上述缺陷的塑料用密封系统。
一个优点是提供一种用于密封(圆柱形)元件的系统，所述元件能够相对于彼此线性滑动。
一个优点是防止(熔融或糊状)塑料通过包括在两个结合的(圆柱形)表面之间的空隙泄漏。
一个优点是即使在相对较宽的尺寸和几何公差的情况下也能确保有效的密封以防塑料泄漏。
一个优点是即使在临界操作条件下，例如由于高压和高温，也可获得可靠密封。
一个优点是提供一种结构简单和便宜的用于密封(熔融或糊状)塑料的系统。
这样的目的和优点以及其它方面是通过根据以下所述的一个或多个权利要求的密封系统和/或设备来实现的。
在一个实施例中，密封系统包括至少两个体，公体(male body)和母体(femalebody)，所述公体和所述母体能够相对于彼此滑动，在所述公体和所述母体之间包括空隙，容纳在至少一个室中的塑料(处于熔融或糊状状态)会通过所述空隙泄漏，所述室至少一部分由所述公体和所述母体的至少一个限定，在所述空隙中布置有密封环以防止塑料泄漏。上述密封环可以包括开口式弹性环。特别地，密封环的两个侧表面可以是平坦且彼此平行的，如同弹性带或密封段。
附图说明
参照以非限制性示例方式说明一些实施例的附图可以更好地理解和实施本发明。
图1是处于第一配置下的模具的一部分，该模具适用于压缩模塑塑料剂料并设置有根据本发明制造的密封系统的第一实施例，其中模具具有上冲头和下冲模，该上冲头和下冲模是打开的以能够接纳待模塑的塑料剂料。
图2是处于第二配置下的图1的截面，其中冲头和冲模即将关闭以进行塑料剂料的压缩模塑。
图3是处于第三配置下的图1的截面，其中冲头和冲模是闭合的以限定工件的成形腔。
图4是处于第四配置下的图1的截面，其中冲头和冲模打开以使得模塑工件能够被抽出。
图5是在抽出模塑工件的步骤中的处于第五配置下的图1的截面。
图6是处于第一配置下的挤出机的出口截面，其中塑料的环形部分可以在由剪切元件分离之前退出挤出机，该挤出机适用于分配用于压缩模塑的环形塑料剂料并设置有根据本发明制造的密封系统的第二实施例。
图7是处于第二配置的图6下的截面，其中剪切元件已将环形剂料与其余塑料分离开。
图8是处于类似于图6的物料出口配置下的、设置有根据本发明制造的密封系统的第三实施例的挤出机的出口截面。
图9是处于类似于图7的环形剂料剪切配置下的图8的截面。
图10是处于类似于图6的材料出口配置下的、设置有根据本发明制造的密封系统的第四实施例的挤出机的出口截面。
图11是处于类似于图7的环形剂料剪切配置下的图10的截面。
图12是处于类似于图6的材料出口配置下的、设置有根据本发明制造的密封系统的第五实施例的挤出机的出口截面。
图13是处于类似于图7的环形剂料剪切配置的图12的截面。
图14是适用于供应处于熔融或糊状状态的塑料并设置有根据本发明制造的密封系统的第六实施例的活塞泵的截面。
图15示出了可用于根据本发明制造的密封系统中的密封环的八个不同实施例的截面。
图16至图18示出了可用于根据本发明制造的密封系统中的开口式环的多个连接部或多个切口的三个实施例。
具体实施方式
在本说明书中，列出的各实施例的共同的类似元件由相同的标号表示。
以下，根据本发明的密封系统可以包括例如具有外表面的至少一个公体1。密封系统可以包括例如具有与公体1的外表面耦合的内表面的至少一个母体2。
如在本文公开的实施例中那样，内表面和外表面能够相对于彼此滑动，特别是能够在轴向方向上滑动。特别地，两个表面之间的滑动可以包括轴向方向上的至少一个滑动组成(component)。特别地，两个表面之间的滑动可以包括在圆周方向上滑动的至少一个滑动组成，即旋转(即使最低限度地)的组成。内表面和外表面可以是例如一对共轭的表面，特别是具有平移运动的共轭表面(例如滑动副或圆柱副)。还可以在上述的内表面和外表面之间包含空隙(或薄空隙)。如在这些实施例中那样，内表面和外表面可以是彼此同轴的圆柱形表面。特别地，空隙可以是圆柱形。
密封系统可以特别地包括至少一个室3，该室3被布置为用于容纳处于熔融或糊状状态的塑料。室3可以至少一部分由公体1和/或母体2限定。室3可以在彼此耦合的两个体1和2的至少一个操作配置下与空隙连通。
密封系统可以包括至少一个密封环4，该密封环4可以例如布置在空隙中。密封环4特别地用于防止塑料通过空隙泄漏。密封环4特别地用于防止产生于室3中的处于熔融或糊状状态的塑料泄漏。
如在这些实施例中那样，密封环4可以包括具有开口或切口的开口式弹性环，类似于已知类型的弹性带。如在这些实施例中那样，密封环4的两个侧表面可以是平坦且彼此平行的，类似于已知类型的弹性带。
密封环4可以放置于形成在公体1上的座中或者形成在母体2上的座中。
密封环4可以由钢制成，特别是不锈钢和/或硬化钢。密封环4可以具有至少一个表面处理以改善其滑动性，从而降低其摩擦和/或提高其耐受性。密封环4可以由塑料制成，特别是压力和温度比容纳在室中的熔融塑料的压力和温度大的塑料。密封环4可以由例如PTFE制成。密封环4可以由例如使用增强颗粒(例如纤维和/或球和/或中空球)增强的塑料(PTFE)，例如玻璃和/或石墨的颗粒制成。密封环4可以例如由石墨或石墨基材料制成。
密封系统可以适用于各种温度和压力条件。特别地，密封系统能够确保密封以防止熔融或糊状塑料泄漏，即使耦合表面由具有不同热膨胀系数的材料制成(以防止卡住(seize up)或间隙过大)，例如如果公体1和母体2中一方由钢制成，另一方由青铜制成，或者，一方由钢制成，另一方由铸铁制成等。
参照图1至图5，示出了第一实施例，其中将密封系统应用于用于压缩模塑塑料剂料S的模具。在该具体实施例中布置有两个公体1和两个母体2，每个母体2均与相应的公体1耦合。特别地，第一对公体1和母体2属于模具的(上)第一半模5。特别地，第二对公体1和母体2属于模具的(下)第二半模6。第一半模5可以构成例如冲头。第二半模6可以构成例如冲模。在该情况下，一个公体1和一个母体2是第一半模5的两部分。在该情况下，一个公体1和一个母体2是第二半模6的两部分。在该情况下，室3是模具的模塑腔。
可以看出，在该具体实施例中，密封系统包括第二公体1和第二母体2，第二公体1具有第二外表面，第二母体2具有与第二外表面耦合的第二内表面。第二内表面和第二外表面能够相对于彼此(在轴向方向上)滑动。在第二内表面和第二外表面之间可以包括第二空隙。容纳熔融塑料的室3可以至少一部分由第二公体1和/或第二母体2限定。室3可以在第二公体1和第二母体2的至少一个操作配置下与第二空隙连通。在该具体实施例中，第二密封环4可以布置在第二空隙中，以防止(熔融或糊状的)塑料泄漏以及塑料通过第二空隙泄漏。特别地，第二公体1和第二母体2可以是第二半模6的两部分。室3(模塑腔)可以被限定在两个半模5和6之间。
在该具体实施例中，密封环4是放置于形成在两个公体1上获得的相应座处的外环。
在图1中，半模5和6是打开的，以便能够导入塑料剂料S。在图2中，半模5和6已经开始了图3中完成的关闭运动。在图4中，半模5和6是打开的，以便能够随后抽出模塑工件P，如图5所示。在模具的操作期间，第一公体1和第一母体2进行相应的(轴向滑动)运动，如同第二公体1和第二母体2。两个密封环4阻止塑料可能通过相应的空隙从室3泄漏。
参照图6至图13的实施例，容纳塑化材料的室3可以包括用于提供挤出机的塑料的环形导管7的至少一(最后)部分，环形导管7特别地布置在挤出机的出口区域中。挤出机可以适用于分配用于压缩模塑的环形塑料剂料。如在这些实施例中那样，室3可以具有塑料的至少一个环形出口8。公体1可以特别地包括与芯9协作地限定环形导管7的外壁。母体2可以特别地包括至少一个剪切元件，该剪切元件能够相对于公体1轴向移动。特别地，母体2能够在至少一个(下部，图7、图9、图11和图13)第一位置和至少一个(上部，图6、图8、图10和图12)第二位置之间往复运动，在所述第一位置处剪切元件将之前退出环形出口8的环形塑料剂料分离之后关闭环形出口8，在所述第二位置处剪切元件使环形出口8打开，从而能够进行退出塑料的步骤。
可以布置：仅一个装配到公体1(图6和图7)上的外密封环4，或者两个都装配到公体1(图8和图9)上的外密封环4，或者仅一个装配到母体2上(图10和图11)的内密封环4，或者两个都装配到母体2上(图12和图13)的内密封环4。然而，可以提供其他布置(也可以具有不同数量的密封环)。
参照图14，公体1包括用于塑料的活塞泵11的活塞10的至少一部分，母体2包括活塞泵11的气缸12的至少一部分。活塞泵11可以特别地用于将处于熔融或糊状状态的塑料供应给使用者，例如模塑设备或其他。活塞泵11的驱动装置可以是已知类型，因此未予以更详细的示出。在该特定情况下，密封系统包括装配到公体1(活塞10)上的两个外密封环4。
在图15中，示出了密封环4的一部分的一些可行实施例。特别地，A表示矩形截面，B表示具有外斜角的矩形截面，C表示具有微凸表面的截面，D表示具有倾斜接触面的截面，E表示具有外阶梯的截面，F表示具有倾斜接触面和外阶梯的截面，G表示具有带孔的开槽环的截面，H表示具有外斜角和孔的开槽环。密封环可以具有除了所示截面以外的截面，例如具有方形、梯形、半梯形的截面，还可以具有内斜角，具有内阶梯，“L”形等。
这里所示的每个密封环均包括具有开口形状(具有连接部、开口或切口，其中环的端部可以接合)和平坦形状(具有相对的平坦且平行的侧表面)的弹性环，所述弹性环具有弹性带的形式。然而，可以使用不同类型的密封环。
例如，可以使用膨胀密封环或收缩密封环，在膨胀密封环中，环的座(槽)在公体中，密封表面是与母体接触的外表面，在收缩密封环中，环的座(槽)在母体内，密封表面是与公体接触的内表面。
在这里所示的实施例中，每个密封环4均包括制成为单件的环。然而，可以使用由若干部件制成的密封环，例如由两个或三个环的组合形成的环，例如具有内环和外环(以及可能的中间环)的环。
在图16至图18中示出了密封环4的三种可行的实施例(多个连接部、多个开口或切口)。特别地，示出了倾斜连接部(图16)、卡口(bayonet)连接部(图17)和倾斜卡口连接部(图18)。然而，可以使用其他类型的连接部、开口或切口，例如适用于弹性带或弹性密封段的切口。还可以使用销环或作为弹性段使用的其他类型的环。

Claims (15)

1.一种密封系统，包括：
至少一个公体(1)，所述公体具有外表面；
至少一个母体(2)，所述母体具有用于与所述外表面耦合的内表面，所述内表面和所述外表面能够至少部分地在轴向方向上相对于彼此滑动，在所述内表面和所述外表面之间包括空隙；
布置为用于容纳塑料的至少一个室(3)，所述室(3)至少一部分由所述公体(1)和/或所述母体(2)限定，所述室(3)在所述公体和所述母体(1；2)的至少一个操作配置下与所述空隙连通；
其特征在于，由于容纳在所述室中的所述塑料能够通过所述空隙泄漏，所述系统包括至少一个密封环(4)，所述密封环布置在所述空隙中以防止所述塑料的泄漏。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述密封环(4)是开口式弹性环，所述开口式弹性环的两个侧表面平坦且彼此平行。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述密封环(4)被安放在座中，所述座形成在所述公体(1)或所述母体(2)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述内表面和所述外表面是彼此同轴的圆柱形表面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述密封环(4)由钢和/或塑料制成，所述钢特别是不锈钢和/或硬化钢，所述塑料的耐压性和耐热性强于容纳在所述室(3)中的塑料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述室(3)包括挤出导管(7)，所述室(3)具有挤出出口(8)，所述母体(2)包括剪切元件，所述母体(2)能够在至少一个第一位置和第二位置之间往复运动，在所述至少一个第一位置处，所述剪切元件关闭所述挤出出口(8)，使得从所述出口(8)流出的塑料剂料与所述挤出出口(8)分离，在所述第二位置处，所述剪切元件允许所述出口(8)打开，以使所述塑料能够流出。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述公体(1)和所述母体(2)是用于压缩塑料的压缩模具的第一半模(5)的两部分，并且其中，所述室(3)包括所述压模模具的成形腔。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括：
至少一个第二公体(1)，所述第二公体具有第二外表面；
至少一个第二母体(2)，所述第二母体具有与所述第二外表面耦合的第二内表面，所述第二内表面和所述第二外表面能够至少部分地在轴向方向上相对于彼此滑动，在所述第二内表面和所述第二外表面之间包括第二空隙，所述室(3)至少一部分由所述第二公体(1)和/或所述第二母体(2)限定，所述室(3)在所述第二公体(1)和所述第二母体(2)的至少一个操作配置下与所述第二空隙连通；
至少一个第二密封环(4)，所述第二密封环布置在所述第二空隙中以防止所述塑料的泄漏。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述第二公体(1)和所述第二母体(2)是所述模具的第二半模(6)的两部分，所述成形腔被限定在所述第一半模(5)和第二半模(6)之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述内表面和所述外表面能够至少部分地在周向上相对彼此滑动。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述公体(1)包括用于塑料的活塞泵(11)的活塞(10)的至少一部分，所述母体(2)包括所述活塞泵(11)的气缸(12)的至少一部分。
12.一种用于处理熔融或糊状状态的塑料的设备，所述设备包括根据前述权利要求中任一项所述的密封系统。
13.根据权利要求12所述的设备，包括用于分配塑料的挤出机。
14.根据权利要求12所述的设备，包括用于压缩模塑塑料剂料(S)的模具。
15.根据权利要求12所述的设备，包括用于塑料的活塞泵(11)。
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