CN1218739A - 用于冷却吹塑薄膜的气流环 - Google Patents

Abstract

一种在高温时薄膜从环状的挤压模中挤压出之后向该挤压出的热塑料薄膜提供冷却气体的气流环具有一个围绕着挤出挤压模后形成的管状薄膜的环状本体。该本体具有一个沿环向延伸的气体通道,气体可以从外部气源通过该通道得以供应,通过文丘里效应使得介于本体和薄膜之间的冷却气体得以导向。沿环向分布的单独可调的致动器都能在其环向的位置改变文丘里效应而导致薄膜在该位置更接近或远离本体,而导致薄膜在该处厚度的减薄或增厚。

Description

用于冷却吹塑薄膜的气流环

本发明涉及用于冷却吹塑薄膜的气流环，也就是向刚从一个处于高温，即高于室温的环状挤压模中挤压出的环状塑料薄膜提供冷却气体的气流环。

1995年11月7日公布的美国专利第5,464,336号(Planeta)描述了一种该类气流环，其内容通过参考文献在此得以体现。采用这种方式挤出环状塑料薄膜时所遇到的问题之一是尺寸的控制，即薄膜厚度的控制。有人已经提出，当薄膜离开挤压模时，通过调整冷却气体从围绕着薄膜的位于周向不同位置接触薄膜的角度来进行尺寸控制。1980年6月24日公布的美国专利第4,209,475号(Herrington等)即描述了一种这样的方案，它指出了使用一系列沿周向分布的可独立地进行调整的导流片以改变气体接触薄膜的角度。然而这种构造并不能提供令人非常满意的尺寸控制，也很难进行手工调整。

因此，本发明的目的之一就是提供一种具有改进的结构且用以在薄膜离开挤出模时对薄膜进行尺寸控制的气流环，以便获得更大的尺寸控制范围和/或更易于调整的尺寸控制。

根据本发明，气流环具有一个围绕着在薄膜离开挤压模后形成的管状薄膜的环状本体，该本体具有一个沿周向延伸的气体通道，通过该通道，气体可从外部气源得以供应且通过文丘里效应使冷却气体从位于本体和薄膜之间的沿周向延伸的气体通道得以导向；一系列的沿周向分布的单独可调的致动器，每个致动器都可调，以在其环向的位置改变文丘里效应以使薄膜在该位置接近或远离本体，进而使薄膜在该位置的厚度减少或增加。

根据本发明的一个实施例，在该沿周向延伸的通道内可以具有一块环状隔膜，每个致动器都可以通过调整移动环状隔膜相邻的一部分以改变沿周向延伸的气体通道的相邻部位的区域。

每个致动器装配可以具有两个枢轴连接于环状本体上的臂杆，每一致动器部件都可以通过移动该杆的一个臂和在枢轴上旋转该杠使另外一个臂控制环状隔膜相邻部位的运动。

该致动器部件可以具有随温度变化的长度，致动器还带有一个电加热源以对致动器部件进行加热，使其长度增加，并导致杆的在枢轴上的旋转移动。

另外，该致动器还可以是伺服驱动的致动器，压电致动的致动器，电磁致动的致动器或其它任何一种合适类型的致动器。

根据本发明的另一例实施例，在气流环的环状本体的上部可以包围着一个气流导环，该导环与该上部具有一定距离且伸出到它上面以在导环和气流环本体之间形成一个气流通道，一系列的沿周向延伸的单独可调的折页组件，可以改变通过位于导环和气流环本体之间的气流通道的气流，进而改变位于气流环本体和塑料薄膜间冷却气体气流的文丘里效应。

该折页组件可以铰接于气流导环，该气流导环具有一系列的单独可调的致动器以改变该折页组件的位置。

再根据本发明的另一实施例，在环状本体之上可以安装一种带有一系列的沿周向安放的单独可调的拱式弧片的虹彩隔片(iris diaphragm)以使管状薄膜可以通过，每个致动器可以调节相应隔片弧片的径向位置。

本发明的这些实施例将通过例子和参照附图得以描述，其中：

图1是安装在一环形挤压模上的根据本发明的一个实施例的一个气流环的垂直剖面图，

图2是图1中气流环的部分仰视图，

图3是根据本发明的另一个实施例的一个气流环的垂直剖面图，

图4是图3中气流环的部分平面图，

图5是根据本发明的第三个实施例的一个气流环的垂直截面图，为清晰起见省略致动器，以及

图6是图5中气流环的部分平面图，也画出了致动器。

首先参照图1和图2，根据本发明的实施例之一的一种气流环12用于向在高温时从一个环状挤压模16中挤压出的环状塑料薄膜14提供气体。

气流环12具有一个以众所周知的方式(未画出)安装于挤压模16上的较低的环状本体构件18，挤压模16具有一环状的挤出孔20，管状薄膜14即从此孔挤出。一个较高的环状本体构件22以一间隔关系按众所周知的方式(未画出)安装在较低的环状本体构件18之上的部位以形成一个沿周向延伸的气流通道24，冷却气体可以通过一个通道25从一个外部的冷却气源(未画出)得以供应。冷却气体伴随着文丘里效应从介于较高的环状本体22和薄膜14之间的通道24通过，箭头A指示出了气流的流向。

一个可伸缩的环状隔膜(diaphragm)26位于沿周向延伸的通道24，该隔膜26的外缘部分被一系列的沿周向间隔开的销钉28固定于较低的环状本体18上。

在环状隔膜26下面，一系列独立可调的致动器30围绕着较低的环状本体18沿周向间隔开来。每个致动器30都包含一个靠一销钉34铰接在较低环状本体18上的双臂杆32。正如图1明显表明的那样，杆32的一个臂36比另一个臂38长出许多。一个可滑动地安装于一个较低的环状本体部件18上的孔内的致动器销钉40具有低端和高端，其中低端与杆臂36连接，高端与环状隔膜26在其上面的部位相连接。

每个致动器30还具有一个受热的空心螺柱42，螺柱42的一端固定在位于较低环状本体部件18上的向下延伸壁的部位44内的一个孔里，另一端靠一螺钉46固定于杆臂38上。一个电热头48从螺柱42的、固定在壁的部位44内的一个孔内的一端伸进螺柱42内。一个锁定螺母50将螺柱42定位。

在使用过程中，对电热头48的供电量可以改变，当从电热头48发出的热量增加时导致螺柱42长度增加(膨胀)，热量减少时导致长度缩短(收缩)。增加电量增加了螺柱42的长度，随后导致杆32的旋转运动和销钉40向上的移动。销钉40向上的移动导致了隔膜26与其相邻部分向上移动，随后限制了在围绕薄膜14周边的那一部位的通道24的有效区域，如图1右侧所示。相反，减少电量缩短了螺柱42的长度，导致销钉40和隔膜26的相邻部位降低，因此增加了通道24在此处的有效区域。这种加热螺柱是已知的并通常用于控制挤出孔20的尺寸。

因此，在围绕其不同位置，环状的气流通道24可被单独地调整。根据图2，上述的实施例中的气流环12具有16个致动器组件30，相应地大约在气流通道24的周向每隔22.5度安装以调节气体通道24。

如果通过减少在通道24周向部位的通道24的区域进而减少了在该处的气流，致动器30改变了介于本体部件22和薄膜14间的文丘里效应，通过该处的薄膜14的部位会靠近本体部件22(如图1左侧所示)从而扩张更多。结果，薄膜14的这一部位变得更加伸展且因此更薄，于是冷却得更快，随之降低了该处的凝固线。相反，如果当通过增加通道24的区域进而增加了在该处的气流，致动器30改变介于本体部件22和薄膜14间的文丘里效应时，通过该处的薄膜14的部位远离开本体部件22(如图1右侧所示)从而扩张变少。结果，薄膜14的这一部位伸展得较少且变厚，因而冷却缓慢，随之提高了该处的凝固线。

每个致动器30都根据离开气流环12的管状薄膜14的厚度(规格)变化进行调整。这种调整可根据规格的变化手工或自动地进行。受热螺柱42的位置的初始调整可以通过锁定螺母50进行。

需指出的是，在本实施例中，上部的环状本体部件22具有一内环部分52和一围绕该内环部分52的外环部分54，二者间隔开一定距离以形成一个沿环向延伸的气体通道56。通过在本体部件18上的沿周向间隔开的孔58，冷却气体从气体供应通道25供应到气体通道56。如图1所示，通过环状的气体通道56的向上流动的冷却气体离开气流环12的上端与介于气流环12和塑料薄膜之间的从通道24向上吹的冷却气体融合。

致动器30，除了可以有受热螺柱外，还可以是伺服驱动的致动器，压电致动的致动器，电磁致动的致动器或任何一种其它合适类型的致动器。

现在参照图3和图4，根据本发明的第二个实施例的一种气流环112具有许多与上述根据图1和图2的实施例中相同的零件，相同的参考数字将用于标识这些零件。

在图1和图2的实施例中，介于本体部件22和塑料薄膜14之间的气流的文丘里效应通过增加或减少在需要的环向部位的气流通道24的区域加以调整变化，而在图3和图4的实施例中，文丘里效应的变化是通过调整介于上部的本体构件22的上端部位与一个气体导流环60之间的气流达到的，该导流环60围绕着上部的本体构件22的上端部位并伸入其上，通过沿环向间隔开的支杆62安装在上部的本体构件22上。

一系列的间隔紧密的折页64在66处铰接于导流环60的低端，它们围绕着导流环60的低端完全地伸展开。一系列的致动器68围绕着导流环60的外侧排开。每个致动器68都与固定在导流环60上端的并从该处向外延伸的一个环状的支架72相铰接且其低端74与相应的折页构件64相连。

该致动器68可以是伺服驱动的致动器，压电致动的致动器、电磁致动的致动器或任何一种合适类型的致动器，图3中仅进行象征性地示意。

如果致动器68通过沿径向朝里移动折页构件64以限制在导流环60和上部本体构件22之间的通道76内的气流而改变了介于本体构件22与薄膜14之间的文丘里效应(如图3左侧所示)，通过该环向部位的薄膜14的相应部位会靠近本体部件22和导流环60进而膨胀较多。结果，薄膜14的相应部位变得更加伸展、于是更薄，因此冷却更快，随之降低了在该处的凝固线。相反如果致动器68通过移动折页构件64以降低对在通道76内的气流的限制而改变了文丘里效应(如图3右侧所示)，通过该环向部位的薄膜14的相应部位会离开本体构件22和导流环60进而膨胀较少。结果，薄膜14的相应部位伸展得较少且变厚因而冷却较慢，随之提高了在该处的凝固线。每个致动器68都根据离开气流环12的管状薄膜14的规格变化加以调整。

现在参照图5和图6，根据本发明的第三个实施例的一种气流环212同样具有许多与前述实施例中相同的零件，同样，相同的参考数字用于标识相同的这些零件。

在本实施例中，文丘里效应是通过调整虹彩隔片的装置80以调整在本体构件22上面的冷却气体的气流而得以变化的。

该虹彩隔片装置80安装于紧靠近导气环82的上端，该导气环82间隔开围绕着上部本体构件22的靠上的部位且凸出到它的上方。导气环82通过环向间隔开的支杆84固定在上部本体部位22上。该虹彩隔片装置80具有沿环向的系列的可活动的拱式弧片86，每个弧片86的径向定向可通过各自的致动器88得以调整，致动器88的一端连在弧片86上，另一端连在导气环82上。正如前面的实施例一样，该致动器88可以是伺服驱动的致动器、压电致动的致动器、电磁致动的致动器或其它任何一种合适类型的致动器，在图6中仅进行象征性地示意。

如果操纵在一特殊环向位置的致动器88，通过沿径向向外移动相应的虹彩隔片86以增加介于导气环82和上部本体部件22之间的通道90内的气流和通过气流环212的气流增加了介于上部本体构件22和薄膜14之间的文丘里效应，通过该环向部位的薄膜14的相应部位具有较多的扩张，如图5左侧所示。结果，薄膜14的这一部位变得更加伸展且因此更薄，于是冷却得更快，随之降低了该处的凝固线。相反，如果操纵在某一特殊周向位置的致动器88通过沿径向向内移动相应的弧片86以限制在通道90内和通过气流环212的气流而改变了文丘里效应，通过该环向部位的薄膜14的相应部位膨胀较少，如图5右侧所示。结果，薄膜14的这一部位变得伸展较少，于是更厚且因此冷却较慢，提高了该处的凝固线。每个致动器88都根据离开气流环12的管状薄膜14的规格的变化加以调整。

依据本发明实施例的前述，熟悉本领域的人还能设计出更多的本发明的实施例，即其它的改变冷却气体气流的文丘里效应的方法。本发明的范围由附属的权利要求所界定。

Claims (10)

1．一种在高温时薄膜从环状的挤压模中挤压出之后向该热的挤压出的塑料薄膜提供冷却气体的气流环，该气流环具有：

一个围绕着薄膜挤出挤压膜后形成的管状薄膜的环状本体，

该本体具有一个沿环向延伸的气体通道，气体可从外部气源通过该通道得以供应，且该通道通过文丘里效应使得介于本体和薄膜之间的来自该通道的冷却气体得以导向，

和一系列沿环向分布的单独可调的致动器，每个致动器都可在其环向位置改变文丘里效应从而导致薄膜在该位置更接近或远离本体，进而导致了薄膜在该处厚度的减薄或增厚。

2．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：有一个环状隔膜位于上述沿环向延伸的气体通道内，上述的致动器可以各自地移动环状隔膜的相邻部位从而改变了沿环向延伸的气体通道的相邻部位的区域。

3．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：每个致动器都具有一个铰接于环状本体上的双臂杆，一个致动器可以移动该杆的一个臂并在枢轴上旋转该杆以使上述环状隔膜的相邻部位产生上述的移动。

4．根据权利要求3所述的气流环，其特征在于：每个致动器的长度都可随温度变化且该致动器还有一个电加热器以加热致动器构件进而导致其长度增加，随后产生杆的在枢轴上的旋转运动。

5．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：一个气流导环包围着气流环的环状本体的上部，该导环与该上部间隔开且伸出到其上面以在导环和气流环本体之间形成一个气流通道，一系列的沿周向分布的单独可调的折页组件可以改变通过介于导环和气流环本体之间的气流通道的气流进而改变位于气流环本体和塑料薄膜间的冷却气体气流的文丘里效应。

6．根据权利要求5所述的气流环，其特征在于：该折页件铰接于气流导环，该气流导环具有一系列的单独可调的致动器以改变该折页组件的位置。

7．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：致动器是伺服驱动的致动器。

8．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：致动器是压电致动的致动器。

9．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：致动器是电磁致动的致动器。

10．根据权利要求1所述的气流环，其特征在于：在环状本体之上安装一种带有一系列的沿周向分布的单独可调的拱式弧片的虹彩隔片以使管状塑膜可以通过，每个致动器可以调节相应隔片弧片的径向位置。

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