JP2008513247A - Equipment and process for producing extruded plastic foil hose - Google Patents
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Abstract
設備は、押出成形機用金型EのオリフィスHと同軸になるように配列され、らせん状クーラント流46、48により膨張したホイル・ホースFの安定化されていないセクションMを安定化するクーラント用の多重レベル接線方向出口を備える内部及び/又は外部多段冷却装置40、47を備える。内部装置40は、互いに軸方向に離れた位置に配列され、間隙G1を通じてホイル・セクションMを囲む、冷却ユニット41〜44を備える。それぞれの冷却ユニット41〜44は、選択的に調節可能な温度のクーラントを供給するためのクーラント供給源45に接続される。外部装置47は、互いに軸方向に離れた位置に配列され、間隙Gを通じてホイル・セクションMを囲む、少なくとも2つの冷却ユニット47.1、47.2、47.3を備える。それぞれの冷却ユニット41〜44は、接線方向入口17、18を備え、温度及び/又は体積及び/又は圧力が選択的に及び個別に調節可能であるクーラントを供給するクーラント供給源60に接続される。 The equipment is arranged to be coaxial with the orifice H of the mold E for the extruder, and for the coolant stabilizing the unstabilized section M of the foil hose F expanded by the helical coolant flow 46, 48. Internal and / or external multi-stage cooling devices 40, 47 with multiple multi-level tangential outlets. The internal device 40 includes cooling units 41 to 44 that are arranged at positions axially separated from each other and surround the foil section M through the gap G1. Each cooling unit 41-44 is connected to a coolant supply 45 for supplying coolant with a selectively adjustable temperature. The external device 47 comprises at least two cooling units 47.1, 47.2, 47.3 which are arranged axially apart from each other and surround the foil section M through the gap G. Each cooling unit 41-44 has a tangential inlet 17, 18 and is connected to a coolant supply 60 that supplies coolant whose temperature and / or volume and / or pressure is selectively and individually adjustable. .
Description
本発明は、押出成形プラスチック・ホイル・ホース(管状フィルム)の一貫生産及び熱可塑性ホイルを押出成形する過程で押出成形機用金型から出たばかりのプラスチック・ホイル(foil)・ホースを冷却し、配向するための設備及びプロセス(方法)に関する。 The present invention cools a plastic foil hose that has just emerged from a mold for an extruder in the process of integrated production of extruded plastic foil hose (tubular film) and extrusion of a thermoplastic foil, The invention relates to an equipment and process (method) for orienting.
提案する解決方法は、低密度ポリエチレン(LPDE)又は高密度ポリエチレン(HDPE)などの種々のプラスチックから膨れた(膨張)ホイル・ホース(管状フィルム)を生産するために、又はさらには収縮ホイルを生産するためにも使用することができる。このようなプラスチック・ホイル・ホースは、例えば、さまざまな製品をパッケージする場合に使用することができる。 The proposed solution is to produce blown (expanded) foil hoses (tubular film) from various plastics such as low density polyethylene (LPDE) or high density polyethylene (HDPE) or even produce shrink foil Can also be used to Such a plastic foil hose can be used, for example, when packaging various products.
米国特許第6,068,462号では、膨らませたホイル・ホースの一貫生産用の装置を開示しており、この装置は、押出成形機用金型の引き出し開口部に隣接する内部及び外部冷却ユニットを備える。内部冷却ユニットは、外周に沿って溝状の放射状空気吹き出し口を備える、同心円板で構成される。外部冷却ユニットも、内周に沿って環状の放射状空気吹き出し口を備える、円板からなる。 U.S. Pat. No. 6,068,462 discloses an apparatus for integrated production of inflated foil hoses which includes internal and external cooling units adjacent to the drawer opening of an extruder mold. Is provided. The internal cooling unit is composed of a concentric disk provided with a groove-like radial air outlet along the outer periphery. An external cooling unit also consists of a disk provided with an annular radial air outlet along the inner periphery.
ホイル生産に関して、押出成形機用金型から出た溶融ホイルの温度は、一般的に150℃から180℃までの範囲であり、したがって、安定化されていないホイルは比較的急速に冷却されなければならず、第1の工程で80℃から100℃程度の温度にして固体にし、次いで、第2の工程で20℃から25℃程度の貯蔵温度にして、収縮を防止し、ホイル層がくっつき合わないようにしなければならないが、この工程はすべて巻き取りの前に行う。しかし、上記のホイル冷却では、急速で均一なホイル冷却は、放射状出口から出る主に軸方向の空気流により必ずしも保証されるわけではない。この状況では、このような場合にホイル冷却に利用できる時間が比較的短くなるため、ホイル速度を上げると特に問題が生じる。このことは、現在のところ、ホイル冷却はホイル生産技術全体の重大な段階であることを意味している。従来の冷却技術に適用可能な最高ホイル速度は、約120m/分であり、これは、ホイル生産量をさらに増やすうえで障害となっている。 For foil production, the temperature of the molten foil exiting the extruder mold is generally in the range of 150 ° C. to 180 ° C., so that the unstabilized foil must be cooled relatively quickly. Rather, in the first step, the solid is brought to a temperature of about 80 ° C. to 100 ° C., and then in the second step, the storage temperature is raised to about 20 ° C. to 25 ° C. This process must be done before winding. However, in the foil cooling described above, rapid and uniform foil cooling is not always guaranteed by the predominantly axial air flow exiting the radial outlet. In this situation, the time available for foil cooling is relatively short in such a case, and this raises a particular problem when the foil speed is increased. This means that at present foil cooling is a critical step in the overall foil production technology. The maximum foil speed applicable to conventional cooling technology is about 120 m / min, which is an obstacle to further increasing foil production.
上記の設備に関して、外部冷却装置がクーラントを、底部のみにある、前記冷却流路を通じて膨らませたホイル・ホースの第1の安定化されていない円錐部を囲む冷却漏斗の最小口径を有する部分の、冷却用間隙内に吹き込むことは、ホイル速度が比較的低速で、その口径も小さい場合に、問題となる。ホイル・ホースは、上方に進むにつれ、円錐状漏斗とほぼ平行に広がり、その口径は、連続的に増大し、その壁厚は小さくなるが、その進行速度も増加する。 With respect to the above equipment, a portion of the cooling funnel having a minimum diameter of the cooling funnel surrounding the first unstabilized conical portion of the foil hose inflated through the cooling flow path with an external cooling device at the bottom only. Blowing into the cooling gap is a problem when the foil speed is relatively low and the aperture is small. As the foil hose progresses upwards, it extends approximately parallel to the conical funnel, its caliber increases continuously, its wall thickness decreases, but its speed of travel also increases.
このため、ホイル・ホースと円錐状漏斗との間の環状冷却用間隙の流れ断面は、膨張したホイル・ホース(バルーン)の口径が増大することで倍増し、下から入ってくる放射状空気流が大きく減速し、急速に暖まるにつれ、結果として冷却の効率が極端に悪化するという問題が次に生じる。これは、残念なことに、ホイル・ホースと円錐状漏斗との間の冷却間隙のサイズはクーラントの不足により小さくなるという事実があるにもかかわらず生じ、したがって、ホイルの厚さの増大を考慮しなければならない。 For this reason, the flow cross-section of the annular cooling gap between the foil hose and the conical funnel doubles as the diameter of the expanded foil hose (balloon) increases and the radial air flow entering from below The next problem is that as the vehicle decelerates greatly and warms up rapidly, the resulting cooling efficiency becomes extremely poor. This unfortunately occurs despite the fact that the size of the cooling gap between the foil hose and the conical funnel is reduced due to the lack of coolant, and therefore considers the increase in foil thickness. Must.
われわれの経験では、上記の設備を使用した場合、ホイルは、非常に不安定であるが、実際には、膨らませたホイル・ホースを「引き延ばす」ことが意図されているのは、ホイルと円錐状漏斗との間で高速で流れる冷却空気である。 In our experience, when using the above equipment, the foil is very unstable, but in fact it is intended to “stretch” the inflated foil hose that the foil and cone Cooling air flowing at high speed between the funnel.
従来のホイル冷却設備では、適用可能な最高ホイル速度は、約120m/分であり、これは、生産量をさらに増やすことに対する主要な障害となっている。 In conventional foil cooling equipment, the maximum applicable foil speed is about 120 m / min, which is a major obstacle to further increasing production.
上述の2つの欠点をよく見ると、前記従来技術には以下のいくつかの矛盾点があることを指摘できる。 If we look closely at the above two drawbacks, it can be pointed out that the prior art has some inconsistencies as follows.
・ホイルは加速され、空気は減速されて加熱されるが、これは、温度と速度との差が減少すること、冷却に影響を及ぼすものすべて、つまり熱伝達係数が悪化するが、すべてあべこべに(逆に)生じることを意味する。 The foil is accelerated and the air is decelerated and heated, but this reduces the difference between temperature and speed, and everything that affects cooling, that is, the heat transfer coefficient deteriorates, (Conversely) means to occur.
・冷却漏斗の上側セクションのホイルを支持するとになっている空気流は、円錐状漏斗の底部に吹き込まれ、そのため、漏斗の最上部に到達した少量の低速で暖められた空気流はすでにこの目的には全く適したものでなくなっている。 The air flow that is supposed to support the foil in the upper section of the cooling funnel is blown into the bottom of the conical funnel, so that a small amount of low-speed warmed air flow reaching the top of the funnel is already for this purpose. Is no longer suitable.
・冷たい空気が漏斗の底部に吹き込まれるが、空気は環境温度であっても大きな温度差のせいで十分であり、他方、冷却用空気は、上に行くにつれ暖まるが、温度がだんだん低くなってゆくホイル・ホースをさらに冷却するために、冷却漏斗の上側セクションには冷却された空気が実際には必要になる。 Cold air is blown into the bottom of the funnel, but the air is sufficient due to the large temperature difference even at ambient temperature, while the cooling air warms up as it goes up, but the temperature gradually decreases Cooled air is actually required in the upper section of the cooling funnel to further cool the trailing foil hose.
本発明の主な目的は、上述の欠点をなくす、つまり、押出成形機の引き出しオリフィスから出るホイル・ホースの冷却及び安定化を、従来の技術に比べてより高速に、均一に、効率的に行うことができる改善され技術を提供することである。 The main object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, i.e. to cool and stabilize the foil hose exiting the extrusion orifice of the extruder faster, uniformly and efficiently compared to the prior art. It is to provide improved technology that can be done.
さらに他の目的は、より高速で、均一で、効率的な冷却によりホイル製品の品質を改善することである。この文脈において、「品質改善」とは、主に、ホイル厚さ許容誤差を縮小し、熱可塑性材料のきめを適切な配向にすることを意味する。 Yet another object is to improve the quality of foil products by faster, uniform and efficient cooling. In this context, “quality improvement” mainly means reducing the foil thickness tolerance and orienting the texture of the thermoplastic material appropriately.
さらに他の目的は、冷却段階でクーラントの上方での不足を解消し、クーラントの体積を長手(軸)方向で容易に、また選択的に制御できるようにし、冷却工程において膨らませたホイル・ホース(バルーン)をより安定した状態に保持することである。 Yet another object is to eliminate the shortage above the coolant during the cooling phase, to allow the coolant volume to be easily and selectively controlled in the longitudinal (axial) direction, and to expand the foil hose ( (Balloon) is held in a more stable state.
他の目的は、一般に冷却技術の効率を改善することによりホイル生産の生産効率を高めることである。 Another objective is to increase the production efficiency of foil production, generally by improving the efficiency of cooling technology.
主な目的は、環状引き出しオリフィスによりホイル・ホースを形成するのに適している押出成形機用金型を備える、押出成形プラスチック・ホイル・ホースを一貫製造するための設備、並びに/又は前記引き出しオリフィス及び膨張したホイル・ホースの少なくとも一部を囲む外部冷却装置を実現する方法で本発明により達成される。前記内部及び/又は外部冷却装置は、クーラント供給源に接続された、クーラント、好ましくは冷却空気用の入口、及び冷却される膨張したホイル・ホースと前記内部及び/又は前記外部冷却装置の環状スカートとの間の主環状間隙にクーラントを供給する少なくとも1つの出口を備える。本発明の本質は、内部及び/又は外部冷却装置は多段装置として形成され−引き出しオリフィスと同軸上で押出成形機用金型に好ましくは直接配列され、内部及び/又は外部のらせん状のクーラントの流れにより前記膨張したホイル・ホースの第1の円錐状の安定化されていないセクション(区分)を安定化させるためにクーラント用の多重レベルの接線方向の出口を持つという点にある。多段内部冷却装置は、互いから軸方向に離れた位置に配列されている少なくとも2つの環状冷却配向ユニットを備え、主内部環状間隙を通して内部的に少なくとも部分的にホイル・ホースの安定化されていないセクションを囲む。内部環状冷却配向ユニットはそれぞれ、温度及び/又は体積及び/又は圧力が選択的に及び個別に調節可能であるクーラントを供給するようにクーラント供給源に接続される。多段外部冷却装置は、もしあれば、互いから軸方向に離れた位置に配列されている少なくとも2つの環状外部冷却ユニットを備え、主外部環状間隙を通して前記膨張したホイル・ホースの円錐状の安定化されていないセクションを外部的に少なくとも部分的に囲む。それぞれの外部環状冷却配向ユニットは、少なくとも1つの接線方向の入口を備え、温度及び/又は体積及び/又は圧力が選択的に及び個別に調節可能であるクーラントを供給するように第2のクーラント供給源に接続される。 The main objective is to provide equipment for the integrated production of extruded plastic foil hoses with an extruder mold suitable for forming foil hoses with annular drawer orifices, and / or said drawer orifices And a method of implementing an external cooling device that surrounds at least a portion of an expanded foil hose. The internal and / or external cooling device is connected to a coolant supply, an inlet for coolant, preferably cooling air, and an expanded foil hose to be cooled and an annular skirt of the internal and / or external cooling device At least one outlet for supplying coolant to the main annular gap between the two. The essence of the invention is that the internal and / or external cooling device is formed as a multi-stage device—coaxially with the drawer orifice, preferably directly arranged in the extruder mold, and with internal and / or external helical coolant In that it has multiple levels of tangential outlets for coolant to stabilize the first conical unstabilized section of the expanded foil hose by flow. The multi-stage internal cooling device comprises at least two annular cooling orientation units arranged axially away from each other and at least partially unstabilized in the foil hose internally through the main internal annular gap Enclose the section. Each of the internal annular cooling orientation units is connected to a coolant supply so as to supply a coolant whose temperature and / or volume and / or pressure can be adjusted selectively and individually. The multi-stage external cooling device comprises at least two annular external cooling units arranged axially away from each other, if any, and conical stabilization of the expanded foil hose through the main external annular gap Enclose at least partly external sections. Each outer annular cooling orientation unit comprises a second coolant supply so as to supply a coolant with at least one tangential inlet, the temperature and / or volume and / or pressure being selectively and individually adjustable. Connected to the source.
好ましい一実施例では、設備は、前記内部多段冷却装置のうちの少なくとも1つ及び前記外部多段冷却装置のうちの少なくとも1つを備える。 In a preferred embodiment, the installation comprises at least one of the internal multi-stage cooling device and at least one of the external multi-stage cooling device.
本発明の他の特徴によれば、前記外部多段冷却装置の外部冷却ユニットのそれぞれは、主外部環状間隙/流路を囲む少なくとも1つの円錐状マントル(バッフル)を有する少なくとも1つのクーラント分配環を備える。さらに、接線方向出口は、前記円錐状マントル内に形成され、好ましくは、ホイル・ホースの周りにクーラントの入口を形成する、スロットとして形成される。 According to another feature of the invention, each of the external cooling units of the external multi-stage cooling device includes at least one coolant distribution ring having at least one conical mantle (baffle) surrounding the main external annular gap / flow path. Prepare. Further, the tangential outlet is formed in the conical mantle and is preferably formed as a slot that forms an inlet for the coolant around the foil hose.
設備の他の実施例では、内部環状冷却配向ユニットはそれぞれ、少なくとも1つのクーラント分配環、及び主内部環状間隙を囲む少なくとも1つの円錐状マントルを備え、接線方向出口、好ましくは、ホイル・ホースの周りに接線方向クーラント入口を形成する、スロットを備える。 In another embodiment of the installation, each of the inner annular cooling orientation units comprises at least one coolant distribution ring and at least one conical mantle surrounding the main inner annular gap, and a tangential outlet, preferably a foil hose A slot is provided that forms a tangential coolant inlet therearound.
好ましい一配列では、冷却配向ユニット及び/又は隣接する冷却配向ユニットの円錐状クーラント方向付けマントルは、互いに重なり合うように軸方向に配列され、これにより、隣接する円錐状マントル同士の間に環状間隙が形成される。マントルの相互軸方向位置、及びそれによる、前記環状間隙の流れ断面を調節することができる。 In one preferred arrangement, the cooling orientation units and / or conical coolant directing mantles of adjacent cooling orientation units are arranged axially so as to overlap each other, thereby providing an annular gap between adjacent conical mantles. It is formed. The mutual axial position of the mantle and thereby the flow cross section of the annular gap can be adjusted.
前記外部冷却配向ユニットのうちの少なくとも1つの円錐状マントルは、その相対的軸方向位置が対応する方向付けマントルに関して調節できる比較的小さな口径の少なくとも1つの円錐状エクステンション(延長)・マントルを備えることができる。これにより、環状間隙が、方向付けマントルとそのエクステンション・マントルとの間に形成され、その流れ断面は、容易に調節することができる。したがって、外部開放空隙に至る間隙の上側自由端を通して、すでに使用されているクーラントの一部を、外部多段冷却装置の主外部環間隙から取り除くことができる。 At least one conical mantle of the external cooling orientation unit comprises at least one conical extension (extension) mantle with a relatively small bore whose relative axial position is adjustable with respect to the corresponding directing mantle. Can do. Thereby, an annular gap is formed between the directing mantle and its extension mantle, and its flow cross section can be easily adjusted. Thus, part of the coolant already in use can be removed from the main external ring gap of the external multistage cooling device through the upper free end of the gap leading to the external open gap.
好ましくは、冷却ユニットの環状クーラント入口間隙の流れ断面は、冷却環及び/又はその円錐状方向付けマントルの相互軸方向調節、及び/又は−最も低い冷却ユニットでは−その冷却環及びその下側ネックの相互軸方向調節により、調節することができる。 Preferably, the flow cross section of the annular coolant inlet gap of the cooling unit is such that the cooling ring and / or its conical directing mantle is axially adjusted and / or at the lowest cooling unit-its cooling ring and its lower neck It is possible to adjust by adjusting the mutual axial direction.
他の実施例では、内部冷却配向ユニットのうちの少なくとも2つの相互軸方向位置は、調節可能な形で固定されており、これにより、その軸方向距離、及びホイル・ホースの周りの主内部環状間隙の流れ断面を設定することができる。 In another embodiment, the mutual axial positions of at least two of the internal cooling orientation units are fixed in an adjustable manner, so that their axial distance and the main internal annulus around the foil hose The flow cross section of the gap can be set.
このような配列が可能であり、その場合、内部多段冷却装置の冷却配向ユニットは、共通内部クーラント分配空間とともに共通冷却環を形成する。これらのユニットは、さらに、円錐状マントル/バッフルを備え、その中の接線方向出口は、前記冷却環の円錐状スカートを形成する。クーラント分配空間は、さらに、上部カバーと底板により閉じられる。クーラント分配空間内には、内蔵式ファン・ローターが回転可能なように組み込まれ、回転式駆動装置に接続される。冷却ユニットの円錐状マントルだけでなくカバー及び底板は、連携して1つの「ファン・ハウジング」を構成する。一体化冷却環は、所定の温度のクーラントを供給するための入口を備える。 Such an arrangement is possible, in which case the cooling orientation unit of the internal multi-stage cooling device forms a common cooling ring with the common internal coolant distribution space. These units further comprise a conical mantle / baffle, in which a tangential outlet forms a conical skirt of the cooling ring. The coolant distribution space is further closed by a top cover and a bottom plate. A built-in fan / rotor is rotatably incorporated in the coolant distribution space and connected to a rotary drive device. In addition to the conical mantle of the cooling unit, the cover and the bottom plate cooperate to form one “fan housing”. The integrated cooling ring includes an inlet for supplying a coolant having a predetermined temperature.
高密度プラスチック材料、主にポリエチレン(HDPE)からホイル・ホースを生産するために、内部多段冷却装置は、押出成形機用金型から所定の軸方向距離のところに配列することができる。 In order to produce foil hoses from high density plastic materials, mainly polyethylene (HDPE), the internal multi-stage cooling device can be arranged at a predetermined axial distance from the mold for the extruder.
収縮ホイル生産のために、本発明による設備では以下の配列が使用可能である。第1の冷却装置は、必要に応じて、ホイル・ホースの第1の安定化されていない円錐状セクションを所定の温度に冷却するように押出成形機用金型の真上に配列される。前記冷却装置から一定の軸方向距離のところに、加熱装置を配置して、すでに部分的に延展され、配向されているホイル材料を暖め、それにより再び軟らかくする。加熱装置の真上に第2の多段ホイル冷却及び配向装置が置かれ、これは、ホイル・ホースを最終的に冷却し、安定化させるように同軸上に配列されている。 For shrink foil production, the following arrangements can be used in the installation according to the invention. The first cooling device is arranged directly above the extruder mold to cool the first unstabilized conical section of the foil hose to a predetermined temperature, if desired. At a certain axial distance from the cooling device, a heating device is arranged to warm the foil material that has already been partially extended and oriented, thereby softening it again. A second multi-stage foil cooling and orientation device is placed directly above the heating device, which is arranged coaxially so as to finally cool and stabilize the foil hose.
プラスチック・ホイル・ホースを生産するため発明されたこのプロセスに従って、以下の工程を実行する。 According to this process invented to produce plastic foil hoses, the following steps are performed.
(a)前記外部多段冷却装置を使用し、それによりホイル・ホースの安定化されていない膨張した円錐状セクションの外面から一定の半径方向距離のところに主外部環間隙/流路を備えることにより、及び/又は前記内部多段冷却装置を使用し、それによりホイル・ホースの安定化されていない膨張した円錐状セクションの内面から一定の半径方向距離のところに主内部環間隙/流路を備えることにより、押出成形機用金型の引き出し開口部から出たばかりのホイル・ホースの安定化されていない膨張したセクションの少なくとも一部を囲む。 (A) By using the external multistage cooling device, thereby providing a main outer ring gap / flow path at a constant radial distance from the outer surface of the unstabilized expanded conical section of the foil hose. And / or using the internal multi-stage cooling device, thereby providing a main internal annular gap / flow path at a constant radial distance from the inner surface of the unstabilized expanded conical section of the foil hose Encloses at least a portion of the unstabilized expanded section of the foil hose that has just exited the drawer opening of the extruder mold.
(b)軸方向多重レベル接線方向入口を通じて、選択的にあらかじめ決められている温度及び/又は圧力及び/又は体積のクーラント、主に冷却空気を、(複数の)外部及び/又は内部主環間隙に供給し、接線方向クーラント流をホイル・ホースの安定化されていないセクションの外面及び/又は内面に送り、それによりホイル・ホースの安定化されていないセクションを外部的に及び/又は内部的に冷却し、それによりホイル・ホースの安定化されていない膨張した円錐状セクションの(複数の)外面及び/又は内面に沿ってらせん状クーラント流に影響を及ぼす遠心力を使用することにより、またらせん状クーラント流のさまざまな部分の間の密度及び圧力の差を使用することにより、前記外部及び/又は内部主環間隙/流路内の多重レベル接線方向クーラント流から少なくとも1つのらせん状クーラント流を発生させることを用いてその構造を安定化する。 (B) through an axial multi-level tangential inlet, selectively with a predetermined temperature and / or pressure and / or volume of coolant, mainly cooling air, external (s) and / or internal main ring gaps. And tangential coolant flow is directed to the outer and / or inner surface of the unstabilized section of the foil hose so that the unstabilized section of the foil hose is externally and / or internally By using a centrifugal force that cools and thereby affects the helical coolant flow along the outer surface and / or inner surface of the unstabilized expanded conical section of the foil hose By using the density and pressure differences between the various parts of the coolant flow, multiple layers in the outer and / or inner main ring gap / flow path are used. To stabilize the structure using to generate at least one spiral coolant stream from Le tangential coolant flow.
平たいホイル・ストリップ(細長片)が、生産済みホイル・ホースから作られる場合、上記プロセスは、少なくとも2カ所で管状ホイル・ホースを長手方向に切断し、冷却及び安定化工程の最終段階の実行中又はその直後にホイル・ホースから平たいホイル・ストリップを形成する追加の工程を含むことができる。 When flat foil strips are made from pre-produced foil hoses, the above process cuts the tubular foil hoses longitudinally at least two locations during the final stage of the cooling and stabilization process Alternatively, an additional step of forming a flat foil strip from the foil hose immediately thereafter can be included.
膨張工程でホイル・ホースを膨らませるための従来の装置をなくすために、上記プロセスは、ホイル・ホースを膨らませ、それにより交差する方向にも引き延ばし配向する多段内部冷却装置の選択的に制御可能なクーラント供給により与えられる接線方向クーラント流を使用する追加の工程を含むことができる。 In order to eliminate the conventional device for inflating the foil hose in the expansion process, the above process can be selectively controlled in a multi-stage internal cooling device that inflates the foil hose, thereby extending and orienting in the crossing direction. An additional step of using a tangential coolant flow provided by the coolant supply can be included.
収縮ホイル生産のために、本発明によるプロセスは、以下の工程を含むことができる。第1にホイル・ホースの安定化されていない円錐状セクションを所定の温度に冷却して部分的にのみ安定化させ、次いで、ホイル材料を加熱し、それにより再び軟らかくする。加熱工程の直後に、本発明による第2の多段ホイル冷却及び配向装置を使用することによりホイル・ホースを完全に安定化させる。 For shrink foil production, the process according to the invention can include the following steps. First, the unstabilized conical section of the foil hose is cooled to a predetermined temperature and only partially stabilized, and then the foil material is heated and thereby softened again. Immediately after the heating step, the foil hose is completely stabilized by using a second multi-stage foil cooling and orientation device according to the invention.
本発明は、ホイル・ホースの厚さ許容誤差の観点から最も重要なファクタの1つは常に冷却温度の均一さであるという認識に基づいている。溶かされたプラスチック材料の温度が押出成形機用金型から出るときに、つまり、押出成形機用金型の上側ゾーンにおいて、均一でない場合、結果として、完全に均一に冷却する場合であっても適切な厚さ許容誤差にならない。他方、厚さ許容誤差は、周囲に沿って均一な温度の溶かされたプラスチック材料が金型から出るが、均一に冷却されて戻されない場合には、適切なものとならない。 The present invention is based on the recognition that one of the most important factors in terms of foil hose thickness tolerance is always the uniformity of the cooling temperature. When the temperature of the melted plastic material exits the extruder mold, that is, in the upper zone of the extruder mold, it is not uniform, as a result, even if it cools completely uniformly There is no appropriate thickness tolerance. On the other hand, the thickness tolerance is not appropriate if the molten plastic material of uniform temperature along the periphery exits the mold but is not cooled back uniformly.
われわれの実験結果によれば、上記の場合の両方について類似の現象が生じ、それが、従来技術のホイル厚さが不均一であることの説明になっている。複数の場所で、比較的冷えている溶融プラスチック材料が押出成形機用金型から出、及び/又は冷却がより強く行われ、及び/又は空気流が比較的冷たい場合、ホイル材料は早いうちに、急速に冷やされて元の温度に戻るため、これらは、すぐに弾性伸縮能力を失うホイルの点状部分又はセクションであり、したがってこれらの点状部分又はセクションは厚いままとなる。 Our experimental results show a similar phenomenon for both of the above cases, which explains the non-uniform foil thickness of the prior art. At multiple locations, if the relatively cold molten plastic material exits the extruder mold and / or is cooled more strongly and / or the air flow is relatively cool, the foil material will be released sooner These are point parts or sections of the foil that quickly lose cooling and return to their original temperature as they cool down rapidly, so that these point parts or sections remain thick.
他方、より高温の溶融プラスチック材料が押出成形機用金型から出、及び/又は冷却がより弱く行われ、及び/又は冷却空気流が比較的暖かい場合、溶融ホイル材料は後になって、ゆっくりと冷やされて元の温度に戻るため、これらは、後から弾性伸縮能力を失うホイルの点状部分又はセクションであり、したがってこれらのホイルの点状部分及びセクションは引き続き伸びることができる。このような理由から、最終製品(最終ホイル・ホース)は、これらの場所で必要とされる以上に薄くなり、これもまた弊害をもたらす。 On the other hand, if the hotter molten plastic material exits the extruder mold and / or the cooling is performed weaker and / or the cooling airflow is relatively warm, the molten foil material will later slowly Because they are cooled back to their original temperature, these are the foil spots or sections that later lose their elastic stretch capability, so that the foil spots and sections can continue to stretch. For this reason, the final product (final foil hose) is thinner than required in these locations, which also has a negative effect.
われわれの実験開発の主要目的の1つが、ホイル・ホース出口部分の周囲に沿って完全に均質で、効率的な冷却を生じさせることであるというのがその理由であった。本発明によれば、2つの主要な前提条件を定式化することができ、これは、以下のように、ホイル冷却には「理想的なもの」であるとわれわれは考えている。 The reason was that one of the main objectives of our experimental development was to produce completely homogeneous and efficient cooling around the periphery of the foil hose outlet. According to the present invention, two main preconditions can be formulated, which we believe is “ideal” for foil cooling, as follows.
・冷却漏斗(主冷却間隙内の)に沿って上に向かうときに、選択的に変化するクーラント体積の要件が満たされなければならない。 The selectively changing coolant volume requirement must be met when going up along the cooling funnel (within the main cooling gap).
・さまざまな温度のクーラントは、異なる軸方向レベルで接線方向に吹き込まれることが保証されなければならない。 • Different temperature coolants must be guaranteed to be tangentially blown at different axial levels.
われわれの実験によれば、単位時間に伝達される熱の量は、伝熱係数、伝熱面、熱媒体の温度、及びホイルの温度に依存する。しかし、冷却空気を生成しようにも、この空気は常時大気から取り込まれ、大気中に吹き戻されるので、大容量空気冷却システムが必要である。他方、伝熱面は、例えばホイル生産の過程において高品質製品を得るためにいくつかの幾何学的条件及び比例関係が満たされなければならないので変えることができず、このことは、ホイルの表面は所与のもの(一定)であることを意味する。3番目に、伝熱係数は、限度内で変えることができる。空気の場合、これは、主に、空気の相対含水率及び流速(ホイルと空気との間の相対速度差)の影響を受ける可能性がある。 According to our experiments, the amount of heat transferred per unit time depends on the heat transfer coefficient, the heat transfer surface, the temperature of the heating medium, and the temperature of the foil. However, in order to generate cooling air, since this air is always taken from the atmosphere and blown back into the atmosphere, a large capacity air cooling system is required. On the other hand, the heat transfer surface cannot be changed, for example in the process of foil production, because some geometrical conditions and proportionality must be met in order to obtain a high quality product, which means that the surface of the foil Means given (constant). Third, the heat transfer coefficient can be varied within limits. In the case of air, this can be mainly affected by the relative moisture content and flow rate of air (relative speed difference between foil and air).
熱伝達の程度は、両方の要因に相当影響される場合がある。静止乾燥空気の伝熱係数は、約5W/m2kであるが、湿った、激しく流れる空気の伝熱係数は、約250W/m2Kである。したがって、除去される熱の量は、伝熱係数により50倍くらい増えることがある。 The degree of heat transfer can be significantly affected by both factors. The heat transfer coefficient of still dry air is about 5 W / m 2 k, while the heat transfer coefficient of moist, intensely flowing air is about 250 W / m 2 K. Therefore, the amount of heat removed can increase by a factor of 50 depending on the heat transfer coefficient.
われわれの実験結果から、冷却ガスの速度は、ホイル・ホースの強度により制限されることがわかっている。しかし、ホイルとクーラントとの速度差は、本発明に従ってクーラントを接線方向に供給することにより驚くほどさらに広がる可能性がある。さらに、らせん状クーラント流からの遠心力−ホイル・ホースに影響を及ぼすも、ホイル・ホースの安定性に対し好ましい影響を及ぼし、その結果、驚くべき技術的効果がよけいに得られる。 Our experimental results show that the cooling gas velocity is limited by the strength of the foil hose. However, the speed difference between the foil and the coolant can be surprisingly further widened by supplying the coolant tangentially according to the present invention. Furthermore, the centrifugal force from the helical coolant flow-affecting the foil hose also has a positive influence on the stability of the foil hose, resulting in a surprising technical effect.
われわれの他の実験結果によれば、クーラントの速度は、ホイル・ホースの強度により制限される。しかし、クーラントの速度は、クーラント流を接線方向の乱流(らせん状)旋回(渦流)として導入することにより効果的に増大できる。さらに、主冷却間隙/流路内で回転しているクーラント渦流の遠心力は、ホイル・ホース及びホイル・ホースの安定性にも有利な影響を及ぼす。 According to our other experimental results, the coolant speed is limited by the strength of the foil hose. However, the coolant velocity can be effectively increased by introducing the coolant flow as a tangential turbulent (spiral) swirl (vortex). Furthermore, the centrifugal force of the coolant vortex rotating in the main cooling gap / flow path also has a beneficial effect on the stability of the foil hose and the foil hose.
冷却工程に関して、効率、つまり、適切な冷却能力も、きわめて重要である。押出成形機用金型から出たばかりの膨らませたホイル・ホースの溶けたプラスチック材料は、冷却セクションに沿って横断方向と長手方向の2つの方向に引き伸ばされ(配向され)そのうちに、メッシュ状のプラスチックのきめがそこに生じる。 For the cooling process, the efficiency, i.e. the appropriate cooling capacity, is also very important. The melted plastic material of the inflated foil hose just emerging from the extruder mold is stretched (orientated) along the cooling section in two directions, transverse and longitudinal, while the mesh plastic There is a texture there.
ホイル・バルーンが膨れる、つまり膨張した結果、横断配向から外れる。ホイル・ホースが知られている方法を使用し追加の装置の圧縮空気により膨れると、その直径は倍増し、したがって、横断方向にかなり引き伸ばされる。引き伸ばす過程で、プラスチック分子は、引き伸ばし方向に整列される。 The foil balloon is inflated, that is, as a result of inflating, deviates from the transverse orientation. When the foil hose is inflated with the compressed air of the additional equipment using known methods, its diameter doubles and is therefore considerably stretched in the transverse direction. In the process of stretching, the plastic molecules are aligned in the stretching direction.
ホイルの他の配向は、長手方向であり、これは、知られている方法によるホイルの高速引き上げの結果である。引き上げの過程で、ホイルは、さらに、その倍数だけ引き伸ばされ、その分子は、長手方向に整列される、 The other orientation of the foil is in the longitudinal direction, which is the result of a fast lifting of the foil by known methods. In the process of pulling up, the foil is further stretched by a multiple thereof and the molecules are aligned longitudinally.
このように2つの方向(配向)に引き伸ばすと、十分に速く、強い冷却が効率的に冷却することによりこのメッシュ状のきめを安定化(固定)することが意図されている場合に、ホイル・ホースの都合のよいメッシュ状のきめが生じる。冷却しない場合、静止している安定化されていないがプラスチック材料中のプラスチック分子は、しばらくしてからその配向性を失い、無秩序なきめを生じ、プラスチック材料は固化されない。 When stretched in two directions (orientations) in this way, foils are fast enough that strong cooling is intended to stabilize (fix) the mesh texture by efficiently cooling. A convenient mesh-like texture of the hose is produced. Without cooling, the plastic molecules in the plastic material that are stationary but not stabilized lose their orientation after a while, resulting in disordered texture and the plastic material is not solidified.
適切に冷却した結果として、押出成形機の頭部オリフィスを通って出るプラスチック流束は、硬化し始め、円錐状冷却流路の末端によりほとんど凝固し、最終的な厚さと安定化された状態が得られる。そのため、前の方で述べたように、適切な強度の均一に選択的に制御可能な冷却は、これに関して大きな役割を果たす。 As a result of proper cooling, the plastic flux exiting the extruder head orifice begins to harden and almost solidifies at the end of the conical cooling channel, resulting in a final thickness and stabilized state. can get. Therefore, as mentioned earlier, a uniformly selectively controllable cooling of appropriate strength plays a major role in this regard.
本発明は、本発明による解決方法のいくつかの実施例を示す付属の図面に基づいてさらに詳しく開示される。図面は後の方で説明される。 The invention will be disclosed in more detail on the basis of the accompanying drawings showing some embodiments of the solution according to the invention. The drawings will be explained later.
図1に例示されているように、本発明によるホイル生産設備の第1の実施例は、加圧されたクーラント、主に圧縮冷却空気をホイル・ホースFの連続的押出成形のため押出成形機用金型Eの引き出しオリフィスHから出たばかりの膨らませたホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMに供給するための外部ホイル冷却装置1を装備する。
As illustrated in FIG. 1, a first embodiment of a foil production facility according to the present invention is an extruder for continuous extrusion of foil hose F with pressurized coolant, mainly compressed cooling air. It is equipped with an external
本発明によれば、外部冷却装置1は、引き出しオリフィスHと同軸となるように押出成形機用金型E上に直接配列された多段ホイル冷却装置として形成され、連続押出成形されたホイル・ホースFの進行方向Xにある、互いから軸方向に離れた位置に配列された少なくとも2つの環状外部冷却ユニットを備える。
According to the present invention, the
図1に示されている第1の実施例では、3つの外部冷却ユニット2、3、4が適用され、これらは、次々にホイル・ホースFと同心円状に重ねて配列され、方向Xを見たときに、互いからそれぞれ軸方向距離T1及びT2だけ離れている。外部冷却ユニット2、3、及び4は、互いに対し及び/又は装置のフレームワーク構造(別に例示されていない)に対し調節可能なように所定の軸方向位置に固定される。
In the first embodiment shown in FIG. 1, three
本発明の場合、距離T1及びT2の大きさは、それぞれ、100mm及び200mmとなるように選択され、膨らまされたホイル・ホースFの安定化及び冷却円錐状セクションMは全体として600mmとなるように選択される。 In the case of the present invention, the dimensions of the distances T1 and T2 are selected to be 100 mm and 200 mm, respectively, so that the inflated foil hose F stabilization and cooling conical section M is 600 mm as a whole. Selected.
図1では、下側冷却ユニット2は、上述のように円形引き出しオリフィスHを持つ、細い結果線により一部のみ示されている、ホイル生産設備の押出成形機用金型Eの上側部分に直接接続されている。新しく押出成形されたホイル・ホースFは、知られている方法により、引き出しオリフィスHを通り連続的に出て行くが、その溶けたプラスチック材料(例えば、ポリエチレン)は、今のところ不安定なプラスチック状態にある。
In FIG. 1, the
本発明による外部ホイル冷却装置1の冷却ユニット2、3、及び4は、実質的に類似の設計である、つまり、それらはそれぞれ、クーラント流を分配する内部空間又は運搬路システム(図に示されていない)、及び円錐状クーラント方向付けマントルを備える冷却環からなるということである。したがって、冷却ユニット2は、冷却環5及び円錐状方向付けマントル6を備え、冷却ユニット3は、冷却環7及び円錐状方向付けマントル8を備え、上側冷却ユニット4は、冷却環9及び円錐状方向付けマントル10を備える。内部空間がそれぞれの冷却ユニット2から4に用意され、冷却環5、7、及び9にクーラントを入れて分配できるようになっている。
The cooling
図1は、外部円錐状環状クーラント流路11、12、及び13がクーラント、例えば空気用にホイル・ホースFの内面と外部マントル面との間に形成されるように外部冷却ユニット2、3、及び4がホイル・ホースFを放出する引き出しオリフィスHの理論的中線Kと同心円状に配列され、これらが一体となり、ホイル・ホースFの安定化及び冷却セクションMの高さに沿って渦巻き状に旋回するクーラント流(矢印22により支持されている)に対する連続的外部主冷却環間隙Gを形成することを示している。
FIG. 1 shows that the external conical
図1は、さらに、隣接する方向付けマントル6及び8、さらにはマントル及び10が、軸方向の重なりで配列され、これらの重なっているセクションでは、接線方向クーラント入口間隙14及び15が冷却環5及び7と方向付けマントル6及び8との間にそれぞれ形成されることを示している。
FIG. 1 further shows that adjacent directing mantles 6 and 8, as well as mantles and 10, are arranged in an axial overlap, and in these overlapping sections, the tangential
下側外部冷却ユニット2は、円錐状方向付けマントル6と同軸の中心ネックNを有し、また上方に伸びる円錐状表面と方向付けマントル6の内面との間に環状クーラント入口間隙16を持つ。
The lower
本発明によれば、クーラント入口間隙16の断面は、例えば、ネックNの相対的軸方向位置及び下側外部冷却ユニット2の方向付けマントル6を調節することにより制御することができる。同様に、クーラント入口間隙14及び15の貫流断面は、例えば、クーラント環6及び9の相対的軸方向位置と関連方向付けマントル8及び10をそれぞれ調節することにより、冷却ユニット3及び4のところで制御することができる。図1では、互いに重なり合う、外部方向付けマントル6、8、及び10の軸方向のサイズは、L1、L2、及びL3によりそれぞれ指定されている。
According to the present invention, the cross section of the
図2の断面は、一番上側の冷却ユニット4の構造設計を詳しく示しているが、他のユニットも類似の構造を有することに留意されたい。本発明の場合、冷却ユニット4の冷却環9は、シート材から溶接された台形状断面を持つ。加圧焼き戻しクーラント(例えば、冷却空気)を冷却環9の内部空間内に導入するために、これは、向かい合う2つの接線方向入口スタッド17及び18を備える。円錐状方向付けマントル10は、冷却環9の内壁19の斜め上に向かう連続体である。内壁19と内壁の広がりを構成する方向付けマントル10のベベル角度、例えば、60°は、膨らませたホイル・ホースFの円錐状の安定化されていないセクションの角度とほぼ同じである。
2 shows in detail the structural design of the
冷却環9の内壁19は、周囲に沿って同じ間隔で配置されている穿孔20を備え、これは、本発明の場合には、内壁19のU字型切断部及びそうして作られるベロからの屈曲部により成形される。これにより、ホイル・ホースFの接線方向にクーラントを導くための特別な側面出口間隙21が形成される。接線方向側面出口間隙21は、環状クーラント入口間隙13内に至る(図1)。
The
真中の冷却ユニット3も、類似の設計であり、(図1を参照)接線方向側面出口間隙21は環状クーラント入口間隙14に至る。
The
下側冷却ユニット2の冷却環5の側壁は、同様に、接線方向側面出口間隙21を備える(図1)。さらに、冷却環5の底側23に(出口間隙21を構成する切断部に類似の)切断部が備えられ、これは、下側接線方向出口間隙24を構成し、後者は、環状間隙16内に至る。
The side wall of the
これらを通るらせん状空気流は、その出口の直後の引き出しオリフィスHから連続的に出るホイル・ホースFを効果的に冷却する。溶かされたプラスチック流束の表面が最初に硬化し、膨らませたホイル・ホースFが引き上げられるようにするために、こうして発生する底部らせん状空気流が必要である。下側冷却ユニット2の冷却環5は、その穿孔底側23の下にカバー25を備える。
The helical air flow through them effectively cools the foil hose F that continuously exits from the withdrawal orifice H immediately after its outlet. In order for the surface of the melted plastic flux to harden first and the inflated foil hose F to be pulled up, the bottom spiral air flow thus generated is necessary. The
外部冷却ユニット2、3、及び4の接線方向入口17及び18を通して導入される加圧クーラントは、側面出口間隙21及び下側出口間隙24を通して間隙14、15、及び16に供給され、それにより、クーラントは、ホイル・ホースFの外部マントルに沿って主外部環間隙G内でらせん状クーラント旋回上昇運動状態にされる(図1及び2の細い矢印22により示されているように)。継手方向付けマントル6、8、及び10を使うことで、外部冷却ユニット2、3、及び4は、協働接続となる、つまり、徐々にらせん状に上方に進む冷却空気流は、ホイル・ホースFの安定化されるべきセクションの全高Mに相当する部分を効果的に冷却する。
Pressurized coolant introduced through the
したがって、空気は、外部冷却ユニット2、3、及び4の側面出口間隙を通るだけでなく、下側冷却ユニット2の下側出口間隙24を交差する間隙16を通り、またそれぞれ重なり合う方向付けマントル6及び8と8及び10との間の間隙14及び15を通して、主に吹き込まれる。
Thus, the air not only passes through the side outlet gaps of the
中間冷却ユニット3及び上側冷却ユニット4内のらせん状焼き戻しクーラント流−徐々に円錐状に上方に進む−は、空気及び調整の連続して高まる要件を満たすことが意図されている。中間冷却ユニット3の冷却環7の側面出口間隙及び下側冷却ユニット2の冷却環5の側面出口間隙は、さらに、図1において21で示されている。
The helical tempering coolant flow in the
この配列により、従来の設備のこれまで避けられなかった問題が解決された、つまり、底部に吹き込まれた冷却空気はスローダウンし、円錐状の広がりとともに温まり、したがって、ホイル・ホースFと円錐状に広がるマントルとの間の環間隙が減少する。本発明によれば、「新鮮な」冷却空気は、選択的に制御可能な方法で冷却ユニット2、3、及び4に供給される。そのため、ホイル・ホースFと円錐状に広がる外部方向付けマントル6、8、及び10との間の主外部環間隙Gの大きさは、いつでもほぼ一定であり、製品品質に関して非常に重要なことである。
This arrangement solves the previously unavoidable problem of conventional equipment, i.e. the cooling air blown into the bottom slows down and warms with a conical expanse, thus the foil hose F and the conical shape. The ring gap with the mantle that spreads out decreases. According to the invention, “fresh” cooling air is supplied to the
本発明の他の重要な追加の効果としては、外部ホイル冷却装置1の冷却ユニット2、3、及び4のクーラント供給は、別の、個々に制御可能なクーラント供給源HK1、HK2、及びHK3に発するという点が挙げられる(図1)。この対策で、冷却ユニット2、3、及び4のところで選択的に、個別に、現在の技術的要求に応じてクーラントのコード及び/又は圧力及び/又は数量を変えることができる。
As another important additional effect of the present invention, the coolant supply of the
例えば、上側冷却ユニット4のところでは、吹き込まれたクーラントの量及び温度は、他の場所、例えば、下側冷却ユニット2及び/又は中間冷却ユニット3のところではひとまず変更されないように、変更することができる。これにより、介入の効果が大幅に制御しやすくなり、またその効果の分離可能性も高まる。
For example, at the
われわれの実験結果から、円錐状主外部環間隙Gに沿って上に向かっているうちに加速ホイル・ホースF冷却を完全に、また急速に元の温度に冷やすために、次第に冷たくなる空気をどんどん増やす必要があることがわかる。したがって、本発明による設備は、外部冷却装置1の冷却ユニット2、3、及び4のさまざまな高さレベルで個々に調節される量及び/又は温度の空気をホイル・ホースFの外面に供給することができる。そのため、本発明では、適切な強さの冷却を行うために必要な温度及び速度差を、実際に、らせん状クーラント流の結果として可能な最も均一な分配となるように所定の方法により次第に冷たさを増す空気量を増やしつつ吹き込むことにより、確実なものとする。
From our experimental results, the accelerating foil and hose F are completely cooled and rapidly cooled down to the original temperature while moving upward along the conical main outer ring gap G. It turns out that it is necessary to increase. Thus, the installation according to the invention supplies air on the outer surface of the foil hose F with individually regulated amounts and / or temperatures of air at various height levels of the
本発明による外部冷却装置1のこの配列の他の利点は、個別に制御されるクーラントHK1、HK2、及びHK3(図1)に発する異なる量及び/又は圧力及び/又は温度のクーラントは、さらに、装置1のすでに内側にあるクーラントのパラメータに基づいて吹き込むこともできる。これは、下から到達するらせん状クーラント流の温度は、例えば、冷却ユニット3及び4の前の主外部円錐状環間隙G内で測定され、次いでそこの中に供給されるクーラントの温度は、その関数として決定される。このようにして、適切な熱伝達に必要な温度差は、システム内に安全に維持することができる。
Another advantage of this arrangement of the
制御された加熱をなおいっそう行いやすくする他の制御の実現可能性は、上記の温度測定に密接に関係する。新しいクーラントを導入する前に、下から入ってくる熱せられた空気を取り除くことが可能であり、実施例は、図3に関して示されている。 The feasibility of other controls that make controlled heating even easier is closely related to the temperature measurement described above. Prior to introducing new coolant, it is possible to remove the incoming heated air from below, an example being shown with respect to FIG.
図3は、間の距離をT1及びT2として軸方向に配列されている、3つの外部冷却ユニット2、3、及び4も備える、本発明による設備の外部ホイル冷却装置1の変更形態を示している。
FIG. 3 shows a modification of the external
構造設計及び配列は、図1及び2によるものと実質的に対応している。唯一の違いは、ここで下側冷却ユニット2において、冷却環5の円錐状方向付けマントル6が、比較的小さな口径の円錐状エクステンション・マントル6Aをその連続として備える点であり、その相対的高さ位置は、方向付けマントル6に関して調節することができる。このため、方向付けマントル6とエクステンション・マントル6Aとの間の環状間隙26の断面は、調節可能であり、後者は、実際には外部開放空隙に至る。したがって、出口間隙26を通して、すでに使用されているクーラントの一部を冷却装置1の主外部環間隙Gから取り出すことができる。
The structural design and arrangement correspond substantially to those according to FIGS. The only difference here is that in the
所定の場合において、下から届いた熱せられた空気は、例えば、熱感知器により測定され、所望のクーラント温度にするために次の冷却ユニットを使用して十分に冷たい空気を混合することができない場合、熱せられた空気は、中間の冷却ユニット3に達する前に間隙26を通して環間隙(及び冷却ユニット2)から引き出される。
In certain cases, the heated air arriving from below is measured by, for example, a heat sensor and cannot be mixed with sufficiently cold air using the next cooling unit to reach the desired coolant temperature. If this is the case, the heated air is drawn from the ring gap (and the cooling unit 2) through the gap 26 before reaching the
中間冷却ユニット3は、同様方法で設計されている。ここで、比較的小さな口径の円錐状エクステンション・マントル8Aが、円錐状方向付けマントル8の連続体として備えられ、またこうして作られた出口間隙27が用意され、この間隙を通して、クーラントの一部を同様に、必要に応じて、外部空隙に導くことができる。
The
上記に基づき、本発明による設備の外部ホイル冷却(焼き戻し)装置1は、現在の製品に合わせて調節されたホイル冷却「マップ」を作成するために使用することができる。これは、クーラントの量、速度、及び温度は、外部冷却ユニット2から4の任意の高さで必要に応じて選択的に、つまり吹き込み部の軸方向セクション、つまり接線方向入口間隙14、15、及び16により調節することができる。このようにして、プラスチック流束について知った上で、またホイル・ホースFの達成されることが意図されている特性を考慮して、任意の冷却状態を生じさせることができる。
Based on the above, the external foil cooling (tempering)
これはきわめて重要なのであるが、それというのも、回転芯−回転芯を持つ押出成形機用金型の場合−を膨らませ、引き上げ、回転させることにより生産されるプラスチック材料のメッシュ状のきめは、固定されなければならない、つまり、周囲及び長さに沿って完全に均一になるようにこの冷却セクションにおいて高さMで安定化されなければならないためである。 This is extremely important, because the mesh-like texture of the plastic material produced by inflating, pulling up and rotating the rotating core-in the case of an extruder mold with a rotating core- This is because it must be fixed, i.e. it must be stabilized at a height M in this cooling section so that it is perfectly uniform along the circumference and length.
図4に例示されているような速度ベクトル三角形の理論的な説明に関して、冷却空気の流速は、vLで示され、ホイル・ホースFの駆動速度は、vFで示され、それらの間の角度は「α」(アルファ)で示され、速度差ベクトルは、Δvで示される。 Respect theoretical explanation of velocity vector triangle as illustrated in Figure 4, the flow rate of the cooling air is indicated by v L, the driving speed of the foil hose F is indicated by v F, between them The angle is indicated by “α” (alpha), and the velocity difference vector is indicated by Δv.
まず、クーラントがホイル・ホースの方向に対し平行に駆動される配列を調べることにする。この場合、速度差Δv1は、速度ベクトルの絶対値の差と同じである(Δv1=vL1−vF)。言い換えると、これは、例えば空気の速度vL1が100m/分であり、ホイルの速度vFが50m/分の場合、速度差Δv1は、約50m/分であることを意味する。 First, let us examine the arrangement in which the coolant is driven parallel to the direction of the foil hose. In this case, the speed difference Δv 1 is the same as the difference between the absolute values of the speed vectors (Δv 1 = v L1 −v F ). In other words, this means that, for example, if the air velocity v L1 is 100 m / min and the foil velocity v F is 50 m / min, the velocity difference Δv 1 is about 50 m / min.
しかし、クーラントがホイルに比べて角度αで供給される場合、速度差は、すでに速度ベクトルの差になり、これは、絶対速度値の差よりも確かに大きい(図4の対応する値を参照のこと。vL2とΔv2、vL3とΔv3、vL4とΔv4、vL5とΔv5、及びvL6とΔv6。ホイルの速度vFは、50m/分と一定に選択された)。 However, if the coolant is supplied at an angle α relative to the foil, the speed difference is already a speed vector difference, which is certainly greater than the absolute speed value difference (see corresponding values in FIG. 4). V L2 and Δv 2 , v L3 and Δv 3 , v L4 and Δv 4 , v L5 and Δv 5 , and v L6 and Δv 6 The wheel speed v F was selected to be constant at 50 m / min. ).
最大の速度差vΔ6は、クーラントがホイルに対し反対の方向に供給された場合に生じ得る(vL6及びvFを参照)。この場合、絶対値が合計されるだけである。われわれの観点では、実際に、この2つの速度ベクトル(vL4及びvF)の垂直性(α=90°)は、実行可能な最大値のように思われ(図4のΔv4)、したがって、Δv4は、上述のデータの場合に、約111m/分と比較的高くできる。 The maximum speed difference v Δ6 can occur when coolant is supplied in the opposite direction to the foil (see v L6 and v F ). In this case, the absolute values are only summed. In our view, in fact, the verticality (α = 90 °) of the two velocity vectors (v L4 and v F ) seems to be the maximum feasible (Δv 4 in FIG. 4 ), and therefore , Δv 4 can be relatively high, about 111 m / min, in the case of the above data.
上記の実施例の他の重要な利点として、外部冷却ユニット2から4内に接線方向で導入された加圧クーラントは、ホイル・ホースFの外面に沿った角運動量を保存する、つまり、冷却空気は、ホイルに到達したときでも、接線方向に、またらせん状に進行することを意味する。これは、本文の冒頭に述べた従来の冷却技術では、半径方向に導入された空気は、分配運搬路の迂回効果のせいでホイルに達するとホイルとすでに平行に進行しているため、実質的な相違点及び利点である。
As another important advantage of the above embodiment, the pressurized coolant introduced tangentially into the
本発明による提案された配列では、空気が接線方向に又はホイルと比べて斜めの角度で進行することの重要性は、伝熱係数に及ぼす影響にある。接線方向に導入された場合、空気は、伝熱係数の値をかなり大きくし、それにより、伝熱の効率を高めることができる。これは、非常に重要な付加的効果であるが、それは、今日では−すでに上で述べているように−ホイル生産全体の生産性及び適用可能なホイル・トラックの速度が、実際にホイル冷却の効率及び速度により制約されるからである。 In the proposed arrangement according to the invention, the importance of the air traveling tangentially or at an oblique angle compared to the foil lies in its influence on the heat transfer coefficient. When introduced tangentially, air can significantly increase the value of the heat transfer coefficient, thereby increasing the efficiency of heat transfer. This is a very important additional effect, but it is today that, as already mentioned above, the overall productivity of the foil production and the speed of the applicable foil track are actually This is because it is limited by efficiency and speed.
われわれの実験の過程で、伝熱係数は、クーラントを主環間隙G内に接線方向で導入することにより効果的に増大できることが発見された。この背景について以下で述べる。 In the course of our experiments, it has been discovered that the heat transfer coefficient can be effectively increased by introducing coolant tangentially into the main ring gap G. This background is described below.
以下の知られている公式は、単位時間当たり伝達される熱の量を計算するために使用することができる。
Q=α・A(TF−TL)、ただし
α−伝熱係数、
A−伝熱面、
TF−ホイル温度、
TL−クーラント温度。
The following known formulas can be used to calculate the amount of heat transferred per unit time.
Q = α · A ( TF − TL ), where α−heat transfer coefficient,
A-Heat transfer surface,
T F -foil temperature,
T L -Coolant temperature.
この公式から、伝達される熱の量を修正できる係数が実際には3つあることを認めることができる。 From this formula, it can be seen that there are actually three factors that can modify the amount of heat transferred.
a)クーラントとホイル壁との間の温度差(TF−TL)。例えば、ホイル温度(TF)を200℃とし、環境からの冷却空気の温度(TL)を25℃とする。環境からの空気を5℃に冷却することにより、温度差は上昇するが、175℃から195℃に変化した結果、10%効率が向上し、しかし、冷却された空気を発生するには、高価な大容量空気冷却システムを必要とする。しかし、われわれの実験結果により、冷却されて空気により誘起されるこのような10%の効率向上であっても、ホイル品質において認められた。 a) The temperature difference (T F −T L ) between the coolant and the foil wall. For example, the foil temperature (T F ) is set to 200 ° C., and the temperature (T L ) of cooling air from the environment is set to 25 ° C. Cooling the air from the environment to 5 ° C increases the temperature difference, but the change from 175 ° C to 195 ° C results in a 10% efficiency improvement, but it is expensive to generate cooled air Large capacity air cooling system is required. However, according to our experimental results, even this 10% efficiency increase induced by cooling and air was recognized in foil quality.
b)ホイル生産の過程で指定された品質を確保するために、与えられた幾何学的条件及び割合が、観察されなければならず、そのため、ホイルの表面が指定される。したがって、伝熱面の値は、事実上変更不可能である。 b) In order to ensure the specified quality in the course of foil production, given geometric conditions and proportions must be observed, so that the surface of the foil is specified. Therefore, the value of the heat transfer surface is virtually unchangeable.
c)しかしながら、伝熱係数(α)は、広い範囲内で変えることができる。空気の場合、これは、主に、空気の相対湿度だけでなく空気の流速(ホイルと冷却空気との間の速度差)の影響を受ける可能性がある。両方の係数が、熱伝達度にかなりの影響を及ぼすことがある。静止乾燥空気の伝熱係数は、約5W/m2kであるが、湿った、激しく吹かれる空気の伝熱係数は、約250W/m2Kと高い場合すらある。このことから、取り除かれる熱の量は、伝熱係数により50倍に増大することもできるということが言える。 c) However, the heat transfer coefficient (α) can be varied within a wide range. In the case of air, this can be influenced primarily by the air flow rate (speed difference between foil and cooling air) as well as the relative humidity of the air. Both factors can have a significant effect on the degree of heat transfer. The heat transfer coefficient of still dry air is about 5 W / m 2 k, but the heat transfer coefficient of moist and blown air can be as high as about 250 W / m 2 K. From this it can be said that the amount of heat removed can also be increased by a factor of 50 due to the heat transfer coefficient.
もちろん、空気の速度は、ホイル・ホースFの強度により制限される。しかし、空気を渦巻き状に導入し、流すことにより、速度を上げたときに、冷却効率をさらに高めることができる。さらに、ホイル・ホースに影響を及ぼす空気渦流(らせん状クーラント流)の遠心力は、ホイル・ホース安定性にも役立つ。 Of course, the air velocity is limited by the strength of the foil hose F. However, the cooling efficiency can be further increased when the speed is increased by introducing and flowing air in a spiral shape. Furthermore, the centrifugal force of the air vortex (spiral coolant flow) affecting the foil / hose also helps the foil / hose stability.
本発明による伝熱係数及び解決方法の検討結果を知ることで、従来の冷却環と本発明によるさまざまなレベルで調節された解決方法とを比較することが簡単に行える。上述のように、温度差及び相対的速度差は、熱交換、つまりホイル焼き戻しの観点から最も重要なファクタであるが、なぜなら、これらは、修正可能な方法で伝熱係数に影響を与える2つのファクタだからである。 Knowing the heat transfer coefficient and solution results of the present invention, it is easy to compare a conventional cooling ring with a solution adjusted at various levels according to the present invention. As mentioned above, temperature differences and relative speed differences are the most important factors in terms of heat exchange, ie foil tempering, because they affect the heat transfer coefficient in a modifiable manner. Because it is one factor.
比較のため、図5Aから5C及び6Aから6Cでは、従来の構造と(図5A〜5C)と本発明による多重レベル調節外部ホイル冷却構造(図6A〜6C)の両方の場合の、冷却及び安定化セクションMの高さ全体において、外部円錐状環間隙Gに沿って上方に進む、図中のこれらのファクタの変化を例示している。 For comparison, in FIGS. 5A to 5C and 6A to 6C, the cooling and stability of both the conventional structure (FIGS. 5A-5C) and the multi-level adjusted external foil cooling structure (FIGS. 6A-6C) according to the present invention. The change in these factors in the figure, which proceeds upwardly along the outer conical annular gap G, throughout the height of the generalized section M is illustrated.
図5Aは、外部冷却円錐HG、ホイル・ホースF、及びホイル・ホースFの冷却安定化セクションMの高さを用いる、従来の解決方法を示している。図5Bの図については、横軸は、従来の解決方法で得られる速度差(Δv)を示し、縦軸は、冷却セクションの高さMを示し、また図5Cの図については、横軸は、温度差(ΔT)を示し、縦軸は、冷却セクションの高さMを示す。 FIG. 5A shows a conventional solution using the outer cooling cone HG, the foil hose F, and the height of the cooling stabilization section M of the foil hose F. 5B, the horizontal axis indicates the speed difference (Δv) obtained with the conventional solution, the vertical axis indicates the cooling section height M, and for the diagram of FIG. 5C, the horizontal axis indicates The temperature difference (ΔT) is shown, and the vertical axis shows the height M of the cooling section.
図6Aは、外部冷却ユニット2、3、及び4を備える、本発明による設備(図3を参照)に関係する外部ホイル冷却装置1の断面を示し、図6B及び6Cは、速度及び温度差をホイル・ホースFの冷却安定化セクションの高さMの関数として示している。図5B及び5Cとともに6B及び6Cも、冷却の観点から理想的と考えられる理想的速度及び温度差(Δvi、ΔTi)を示しており、したがって、2つの設計の間の実質的違いは明白である。
6A shows a cross section of an external
図5Bの図は、空気速度(vL)とホイル速度(vF)との間の速度差(Δv)が、高さMの約2/3の部分のところでなくなることを示しており、さらに、ホイル・ホースFは、冷却円錐HGから出るまでに、冷却空気がそれと平行に進むよりも速く進行する。他方、当業者にしてみれば、伝熱の観点から特定の速度が絶対に必要であることは明らかなことである。流束は、押出成形機用金型の引き出しオリフィスを通してゆっくり出て行くが、冷却空気速度は、ここでは高い(vL)。ホイルは、上方に進みつつかなり大きな加速をするが(VF)、冷却空気は、漏斗の広がりのせいで速度が低下する(vL)。 The diagram in FIG. 5B shows that the velocity difference (Δv) between the air velocity (v L ) and the foil velocity (v F ) disappears at about 2/3 of the height M, and The foil hose F travels faster than the cooling air travels parallel to it before exiting the cooling cone HG. On the other hand, it will be apparent to those skilled in the art that a specific speed is absolutely necessary from a heat transfer perspective. The flux exits slowly through the extruder orifice of the extruder mold, but the cooling air velocity is high here (v L ). While the foil travels upwards and accelerates considerably (V F ), the cooling air is slowed down (v L ) due to funnel spreading.
反対に、本発明(図6A〜6C)による多段外部ホイル冷却装置1を適用することにより、異なるレベルで吹き込まれた冷却空気は、主外部環空間Gの広がりから生じる不足を連続的に補い、速度差(Δv)のある程度の減少が、2つのそれぞれの冷却ユニット間で観察されるだけである。
On the contrary, by applying the multistage external
外部ホイル冷却装置1では(図6Aを参照)、3つの個別に、選択的に制御可能な冷却ユニット2〜4は、一実施例として示されていた(図1のように)が、理論上は、任意個数の冷却ユニット、つまり、焼き戻しレベルを適用することができる。互いの上の環状冷却ユニットの数が多ければ多いほど、速度差はより均一にでき(図6Bを参照)、理想状態(Δvi、ΔTi)にいっそう近付けることができる。 In the external foil cooling device 1 (see FIG. 6A), three individually and selectively controllable cooling units 2-4 were shown as an example (as in FIG. 1), but in theory Can apply any number of cooling units, ie tempering levels. The more annular cooling units above each other, the more uniform the speed difference (see FIG. 6B) and the closer to the ideal state (Δv i , ΔT i ).
速度差に関する図面上の説明は、ほとんど完全に温度差にも適用される(図5C及び6C)。図5Cによれば、ホイルの温度(TF)は、ホイルが出てきて、新しく吹き込まれた冷却された空気と比べて大きな温度差(ΔT)が生じた場合でも非常に高いままである。この著しい温度差は、上方に向かっているうちになくなり、したがって、ホイル・ホースは、冷却され元の温度に完全に戻されるということはとてもありえないことであり、あるとすれば偶然のみである。 The description on the drawing regarding the speed difference applies almost completely to the temperature difference (FIGS. 5C and 6C). According to FIG. 5C, the temperature of the foil (T F ) remains very high even when the foil comes out and there is a large temperature difference (ΔT) compared to newly blown cooled air. This significant temperature difference disappears as it goes upwards, so it is very unlikely that the foil hose will be cooled and fully restored to its original temperature, if only by chance.
これに反して、本発明による解決方法の場合(図6Cを参照)、空間の膨張による空気の不足を補うだけでなく、温度差(ΔT)を所望のレベル以上に維持することも行う。下からライン内の次の冷却ユニットまで渦巻き流れとなって届いた冷却空気の温度(TL)−つまり、吹き込みレベル−がすでに高すぎる場合、吹き込みの直前に冷却ユニットから環境へ導き出すことができる。もちろん、この方法では、大量の冷却空気を補わなければならないが、与えられた場合については、適切に選択的に制御されたホイル冷却/焼き戻し効果を得るうえで有効な効率的解決方法であることは確かである。 On the other hand, in the case of the solution according to the invention (see FIG. 6C), not only the lack of air due to the expansion of the space is compensated, but also the temperature difference (ΔT) is maintained above a desired level. If the temperature (T L ) of the cooling air that reaches the next cooling unit in the line from the bottom, that is, the blowing level, is already too high, it can be led from the cooling unit to the environment just before blowing. . Of course, this method has to supplement a large amount of cooling air, but for a given case, it is an efficient solution that is effective in obtaining a properly and selectively controlled foil cooling / tempering effect. That is certain.
本発明による外部ホイル冷却/焼き戻し装置1の上記の実施例のプロトタイプを使った試験によりもたらされる主な利点は、以下のとおりである。
The main advantages afforded by the test using the prototype of the above embodiment of the external foil cooling /
・ホイル・バルーンは、冷却空気が多重レベル冷却ユニットを通して接線方向に吹き込まれ、強制的らせん状に流されるという点で従来の方法に比べてより高速に、安全に冷却する。 The foil balloon cools faster and more safely than conventional methods in that the cooling air is blown tangentially through the multi-level cooling unit and forced to flow spirally.
・冷却空気がそれぞれのレベルで連続的に補われた結果として、円錐状外部主環間隙G内の空気は過剰に温まることはなく、その冷却効果は安定化され得る。 As a result of the continuous supplementation of the cooling air at each level, the air in the conical outer main ring gap G will not be overheated and its cooling effect can be stabilized.
・冷却空気の分配は、高さM全体にわたって円錐状主環間隙G内のホイル・ホースFの周囲に沿って絶対的に均一である。 The distribution of the cooling air is absolutely uniform along the circumference of the foil hose F in the conical main ring gap G over the entire height M;
・軸方向に沿って上方に進むときに、主環間隙Gのサイズを恒久的な値に維持することができる。 -When going upward along the axial direction, the size of the main ring gap G can be maintained at a permanent value.
・ホイル・ホースは、ホイル・ホースFと冷却ユニットとの間の外部主環間隙G内で比較的高速に接線方向に流れる冷却空気により高い安定状態に維持されるが、このことは、以前は従来の冷却環が適用されたときに、ホイル・ホースがシステムにおける外部影響(例えば、ドラフト)に非常に敏感であり、容易に裂けたという事実からも観察され得る。しかし、本発明による解決方法では、ホイル・ホースは不安定になることはなく、「揺れ」始めず、意図的な外部効果(例えば、ドラフト)の場合でも破れない。 The foil hose is maintained in a highly stable state by cooling air flowing relatively tangentially in the outer main ring gap G between the foil hose F and the cooling unit, It can also be observed from the fact that when a conventional cooling ring is applied, the foil hose is very sensitive to external influences (eg drafts) in the system and easily torn. However, with the solution according to the invention, the foil hose does not become unstable, does not begin to “sway” and cannot be broken even in the case of intentional external effects (eg draft).
空気は、上記開示のクーラントの一実施例として示されていたが、所定の場合に、これは、窒素、ネオン、ヘリウム、又はアルゴンなどの他のガス状作用物質とすることができる。 Air has been shown as one example of the coolant disclosed above, but in certain cases it can be other gaseous agents such as nitrogen, neon, helium, or argon.
別に例示されているわけではないが、当業者にとっては、上の説明から、外部冷却ユニット2から4のそれぞれを、現在の技術パラメータ及び/又は生産者受容に従って中央制御パネル(例示されていない)から例えば熱感知器の制御信号に応じて選択的に制御することができる個別制御可能な圧力及び供給体積を持つクーラント源(例えば、熱交換機に関連するファンユニット)に接続することができることは明白である。
Although not illustrated separately, for those skilled in the art, from the above description, each of the
本発明によれば、少なくとも2つ又はそれ以上のこのような外部冷却ユニットを施すことができる。明らかに、本発明による外部ホイル焼き戻し装置1の冷却ユニット2から4は、新しく出る、膨らまされたホイル・ホースの跡に沿って高さMのセクションに配列されなければならない。与えられた場合において、一番下の冷却ユニット2は、環境からの空気により冷却することができる。さらに、暖かい焼き戻し剤をポンプで冷却ユニットのうちの少なくとも1つに送り込む一実施例を用意することが可能である。
According to the invention, at least two or more such external cooling units can be provided. Obviously, the cooling
図7から10は、プラスチック・ホイルFの生産のための本発明による設備の第3の実施例を示しており、その押出成形機用金型E−輪郭としてのみ示されている−は、その引き出しオリフィスHとともに、ホイル・ホースFを形成する。引き出しオリフィスHから出たばかりのホイル・ホースFは、高さMを持つ円錐状に広がり、それでも安定化されていないセクションの後の上部に円筒状のセクションを通り過ぎる。静止溶解プラスチックは、実際には、この円錐状セクションMに沿って安定化される。ホイル・ホースFの上方に引く進行方向は、「x」で示され、引き出しオリフィスHの中線は、Kで示され、これはホイル・ホースFの理論上の長手方向中線と実質的に一致する。 FIGS. 7 to 10 show a third embodiment of the installation according to the invention for the production of plastic foil F, whose mold E for the extruder—shown only as contour—is A foil hose F is formed together with the drawing orifice H. The foil hose F just emerging from the withdrawal orifice H extends conically with a height M and still passes over the cylindrical section at the top after the unstabilized section. The stationary melted plastic is actually stabilized along this conical section M. The direction of travel drawn above the foil hose F is indicated by “x”, and the midline of the withdrawal orifice H is indicated by K, which is substantially the theoretical longitudinal midline of the foil hose F. Match.
図7は、多重レベル・ホイル冷却配向装置40として設計された、内部冷却機能のみを持つ本発明による装置の実施例を示している。本発明の場合には、この内部ホイル冷却配向装置40は、引き出しオリフィスHの隣接領域内に配列される。
FIG. 7 shows an embodiment of the device according to the invention designed as a multi-level foil cooling
本発明によれば、内部冷却配向装置40は、冷却主環間隙Gを通してホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMに合わせて配列されている、少なくとも2つの内部環状冷却ユニットを備える。内部冷却ユニットは、互いから軸方向に離して配列されており、連続押出成形されたホイル・ホースFの進行方向xにある。
According to the invention, the internal
図7によれば、多段内部冷却配向装置40は、互いに同軸上に配列されている4つの内部冷却ユニットを備え、そこから、冷却ユニット41は、押出成形機用金型E上に直接配列され、この上に、第2の冷却ユニット42が軸方向距離T3で配列され、この上に、第3の冷却ユニット43が、軸方向距離T4で配列され、この上に、軸方向距離がT5である一番上の第4の冷却ユニット44が配置される。
According to FIG. 7, the multistage internal
図7は、内部冷却ユニット41から44は、上方に進んでいるときに直径が大きくなる一方であることを示しており、したがって、これらは、実質的に同一の間隙サイズを持つ主環間隙Gを通してホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMに従う。冷却ユニット41から44までのそれぞれは、個別に制御されるは圧力及び/又は温度及び/又は量の、それぞれの冷却ユニット41から44用のクーラントを搬送する一体型クーラント供給源45に別々に接続される。
FIG. 7 shows that the
本発明によれば、冷却ユニット41から44は、少なくとも1つのクーラント分配装置、つまりホイル・ホースFの進行方向xに対し横断する形で配列された冷却環を備える。図7による実施例では、冷却ユニット41から44までのそれぞれは、別々の冷却環41A、42A、43A、及び44Aをそれぞれ備え、また少なくとも1つのクーラント方向付けマントル41B、42B、43B、及び44Bをそれぞれ備え、これらは、冷却ユニットの外側面を構成し、これにより内側から主環間隙Gを取り囲む。
According to the invention, the cooling
内部冷却ユニット41から44までのそれぞれは、互いに180°ずれている2つの入口を備え、これらは参照記号41C、42C、43C、及び44Cによりそれぞれ示され、本発明の場合には、共通であるが個別に制御可能なクーラント供給源45に接続されている。したがって、それらを通して供給されるクーラントの温度及び/又は圧力及び/又は量は、実線の技術上の要求条件に応じてそれぞれの冷却ユニット41から44について個別に、選択的に制御可能である。
Each of the
本発明の場合に、冷却ユニット41から44の冷却環41Aから44Aまでのそれぞれは、円形クーラント分配空間41E、42E、43E、及び44Eをそれぞれ備え、それぞれ、対応する出口41D、42D、43D、及び44Dに接続され、ホイル・ホースFに比較して接線方向のクーラントの流れが確実なものとなる。本発明の場合において、出口41D、42D、43D、及び44Dは、細長いスロットとして形成される。
In the case of the present invention, each of the cooling rings 41A to 44A of the cooling
接線方向出口41Dから44Dを通じて、内部主環間隙G1内に共通の内部らせん状クーラント流46を形成し、ホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMの内面に沿って下から上に進行する(図7及び10を参照)接線方向クーラント流が生成され、それにより、均一で効果的な冷却が行われる。
Through the
図7による実施例では、隣接する冷却ユニット41から44は、互いに重なり合い、同心円上に、互いに比較して軸方向に調節可能なように固定されている。これにより、調節可能な流れ断面を持つ環状間隙g1、g2、及びg3は、隣接する円錐状方向付けマントル41Bから44Bの間の重なり合う部分に沿って形成され、そこを通して、制御可能接線方向クーラント流が、細い結果線の矢印により例示されているように、出口41Dから44Dを通り出て行く。
In the embodiment according to FIG. 7, the
図7による配列では、冷却ユニット41から44は、調節可能な距離T3からT5の軸方向相互位置に固定され、それにより、主内部環間隙G1及び間隙g1、g2、及びg3の流れ断面は所定の値に調節可能である。そのため、冷却効率は、さらに改善できる。
In the arrangement according to FIG. 7, the cooling
図7は、単一クーラント供給源45のみを、ただし、複数の個別に制御可能な出口流路とともに例示しているが、与えられた場合において、冷却ユニット41から44のそれぞれは、別のクーラント供給源を備えることができる。そのような場合、それらのクーラント供給源はそれぞれ、個別に制御可能な圧力及び/又は温度及び/又は量のクーラントを本発明による対応する冷却ユニットに伝達できる。
FIG. 7 illustrates only a
図8は、冷却ユニット42の構造設計の断面を例示している。ここで、接線方向の空気流を確実なものとする出口42Dは、本発明の場合に、円錐状方向付けマントル42Bから切り出され、曲げられた部分から形成されることははっきり観察できる。そのため、クーラントの接線方向の流れを確実にする出口42Dは、周囲に沿って互いから同じ距離のところに設けられる。接線方向クーラント流れを確実なものとする出口42Dは、さらに、他の方法でも形成することができることに留意されたい。冷却ユニット43及び44では、構造設計は類似している。
FIG. 8 illustrates a cross section of the structural design of the cooling
しかし、一番下の内部冷却ユニット41の場合、図7は、接線方向出口41Dが、冷却環41の周囲に沿って、下側部分に設けられ、これにより、引き出しオリフィスHから出たばかりのホイル・ホースが出ている間及び出た後に直に有効な内部冷却流れを受けることを示している。
However, in the case of the lowermost
ホイル・ホースFは冷却及び配向と同時に、多重レベル内部ホイル冷却配向装置40により、つまり、そのクーラント流により必要とされる膨張形状になるまで膨らますことができるため、よけいなホイル吹き込み装置(従来の装置には不可欠な)は不要であるという点は、図7及び8のように本発明による実施例の他の特徴であるということを強調しておこう。ホイル・ホースFを膨らませることにより、ホイル・ホースFの材料が引き延ばされ、冷却ユニット41から44から出る接線方向クーラント流により必要とされる速度に合わせて横方向に誘導される。したがって、必要な従来のホイル吹き込み装置を、捨てて、設備を簡素化することができる。
The foil hose F can be inflated simultaneously with cooling and orientation by the multi-level internal foil cooling orienting
内部ホイル冷却及び配向装置40で、冷却ユニット41から44のクーラント方向付けマントル41Bから44Bは、円錐状、漏斗状の要素であり、本発明の場合のそのベベル角度は例えば60°となるように選択されているが、与えられた場合において、隣接する方向付けマントル41Bから44Bは、さらに、ホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMの側面の引き延ばし及び配向に対し異なる値として選択することもできる。
In the inner foil cooling and orienting
図7で適用されている冷却ユニット41から44の固定方法は、詳しくは示されておらず、その相対的軸方向位置が調節可能であること、したがって任意の固定方法が適用可能であることについ述べることに留める。冷却ユニット41から44は、例えば、押出成形機用金型E又は設備の中心フレーム(図に示されていない)に固定することができる。
The fixing method of the cooling
図7は、安定化されたホイル・ホースFの知られている圧延及び他の加工について進行方向xにすでに不安定化されているホイル・ホースFを引っ張ることが意図されている、設備の知られている少なくとも一対のピンチ・ローラーを例示していない。 FIG. 7 shows the knowledge of the installation intended to pull the foil hose F already destabilized in the direction of travel x for the known rolling and other processing of the stabilized foil hose F. It does not exemplify at least a pair of pinch rollers.
図7による配列から、冷却ユニット41から44は、ホイル・ホースFの内面に高さレベルによりすでに調節されている量、圧力、及び温度の接線方向クーラント流を供給することができることを観察できる。ホイル冷却及び配向装置40において互いの上に施される冷却ユニットが多ければ多いほど、冷却はなおいっそう強くなるのは当然である。
From the arrangement according to FIG. 7, it can be observed that the cooling
図7から10による設備に関して、多重レベル内部冷却及び配向装置40の重要性は、実際には、この装置が、横方向及び長手方向の配向が実行される範囲の、つまり出て行く流束段階から安定化セクションMの終わりまでのホイル・ホースFを効果的に冷却するという事実にある。この配列は、特に有利である、つまり、冷却の強さは、プラスチック材料の開始溶融流束段階からホイルの完全に安定化され冷却された状態、つまり、ホイル・ホースの安定化状態まで連続的に高めることができるということである。
With regard to the installation according to FIGS. 7 to 10, the importance of the multi-level internal cooling and
クーラント方向付けマントル41Bから44Bまでの円錐面は、内側から接線方向クーラント流を適切に導き、その流れをホイル・ホースFの内面に誘導し、主内部主環間隙G1(図9)内に共通内部らせん状クーラント流46を発生させ、したがって、クーラントは、冷却に明らかに要な場合にのみ流れ、そのため、冷却安定化プロセスは、より集約的であり、制御されたものとなる。
The conical surfaces from the coolant directing mantles 41B to 44B properly guide the tangential coolant flow from the inside, direct the flow to the inner surface of the foil hose F, and are common in the main inner main ring gap G1 (FIG. 9). An internal
接線方向空気流から生じるらせん状内部クーラント流46の他の実質的利点は、ホイル・ホースFを駆動するという点にあり、したがって、ホイル・ホースFは、調節されたらせん状空気流46により「支持され」、配向されるようにできる。他の実質的な利点は、多重レベル・クーラント吹き込みにより、ホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMのクーラントの欠乏の発生(従来の解決方法では不可避であり、その結果冷却が弱くなる)をなくすことができるという点である。
Another substantial advantage of the helical
よく理解できるように、図9及び10は、それぞれ図7による解決方法の断面図及び正面図を示している。図10は、ホイル・ホースFの内面に沿って内部主環間隙G1内の内部ホイル冷却及び配向装置40により発生させられる、下から上に進行する内部らせん状クーラント流46を示している。
For better understanding, FIGS. 9 and 10 show a cross-sectional view and a front view, respectively, of the solution according to FIG. FIG. 10 shows the internal
他の実施例を示す前に、以下では本発明による内部冷却方法について詳しく説明することにする。 Before showing another embodiment, the internal cooling method according to the present invention will be described in detail below.
比較のため、図11から13及び14から16は、従来の装置(図11〜13)と本発明による多重レベル内部冷却装置(図14〜16)の両方の場合の、ホイル・ホースFの冷却及び安定化セクションMの高さ全体において、環間隙に沿って上方に進んだときの、温度及び速度の変化を正面図及び線図として示している。 For comparison, FIGS. 11-13 and 14-16 show the cooling of the foil hose F for both the conventional device (FIGS. 11-13) and the multi-level internal cooling device according to the present invention (FIGS. 14-16). And the changes in temperature and velocity as advancing along the ring gap throughout the height of the stabilization section M are shown as a front view and a diagram.
図11は、冷却環HG、ホイル・ホースF、及び冷却セクションの高さMを用いる、従来の内部冷却を示している。図12の図については、横軸は、従来の解決方法で得られる速度差(Δv)を示し、縦軸は、冷却セクションMの高さを示している。図13の図については、横軸は、温度差(ΔT)を示し、縦軸は、冷却セクションの高さMを示す。 FIG. 11 shows conventional internal cooling using cooling ring HG, foil hose F, and cooling section height M. FIG. 12, the horizontal axis indicates the speed difference (Δv) obtained by the conventional solution, and the vertical axis indicates the height of the cooling section M. In the diagram of FIG. 13, the horizontal axis indicates the temperature difference (ΔT), and the vertical axis indicates the height M of the cooling section.
図14は、本発明による設備の冷却及び配向装置40を示している(図7と同様)。図15及び16は、速度及び温度差(Δv、ΔT)を冷却セクションMの関数として示している。図12、13及び15、16も、冷却の観点から理想的と考えられる速度及び温度差(Δvi、ΔTi)を示しており、したがって、2つの設計の間の実質的違いは明白である。
FIG. 14 shows a facility cooling and
図12の図は、空気速度(vL)とホイル速度(vF)との間の速度差(Δv)が、高さMの約2/3の部分のところでなくなることを示している。ホイル・ホースFは、冷却環Hから出るまでに、冷却空気がそれと平行に進むよりも速く進行する。しかし、熱伝達の観点から、特定の速度は絶対必要になる。ホイルの溶融プラスチック流束は、金型の引き出しオリフィスを通してゆっくり出て行くが、冷却空気速度(vL)は、ここでは高い。ホイルは、上方に進みつつかなり大きな加速をするが、冷却空気(vL)は、漏斗の広がりのせいで速度が低下する。 The diagram of FIG. 12 shows that the velocity difference (Δv) between the air velocity (v L ) and the foil velocity (v F ) disappears at about 2/3 of the height M. The foil hose F travels faster than the cooling air travels parallel to it before exiting the cooling ring H. However, from the viewpoint of heat transfer, a specific speed is absolutely necessary. The molten plastic flux of the foil exits slowly through the mold draw orifice, but the cooling air velocity (v L ) is high here. The foil accelerates considerably while moving upward, but the cooling air (v L ) is slowed down due to the funnel spreading.
それに反して、本発明では、異なるレベルで吹き込まれた調節済み接線方向クーラント流は、内部主環空間G1の広がりから生じるクーラント要求量を連続して満たし、理想的な公称値(Δvi、ΔTi)と比較したときに速度差(Δv)(図16)及び温度差(ΔT)(図16)の何らかの減少は、装置40の2つのそれぞれの冷却ユニットにより、2つの間で観察されるだけである。
On the other hand, in the present invention, the adjusted tangential coolant flow injected at different levels continuously satisfies the coolant requirement resulting from the expansion of the inner main ring space G1, and is ideally nominal (Δv i , ΔT Any decrease in the speed difference (Δv) (FIG. 16) and the temperature difference (ΔT) (FIG. 16) when compared to i ) is only observed between the two by the two respective cooling units of the
本発明による設備の多重レベル内部ホイル冷却及び誘導装置40の上述の実施例では、4つの個別に、選択的に制御可能な冷却ユニット41から44は、一実施例として示されているが、理論上、任意個数の冷却ユニット、つまり、焼き戻しレベルを適用することができる。互いの上の環状冷却ユニットの数が多ければ多いほど、速度差はより均一にでき、理想状態にいっそう近付けることができる。
In the above embodiment of the multi-level internal foil cooling and
速度差に関する図面上の説明は、ほとんど完全に温度差にも適用される(図13及び16)。図13によれば、ホイルの温度(TF)は、ホイルが出てきたときも非常に高いままであり、新しく吹き込まれた冷却された空気の温度と比べて、大きな温度差(ΔT)が測定されうる。この著しい温度差(ΔT)は、上方に向かっているうちにたちまちなくなり、したがって、ホイル・ホースFは、冷却され元の温度に完全に戻されるということはとてもありえないことであり、あるとすれば偶然のみである。 The description on the drawing relating to the speed difference applies almost completely to the temperature difference (FIGS. 13 and 16). According to FIG. 13, the foil temperature (T F) remains very high even when came out foil, compared with the temperature of the blown new cooling air, a large temperature difference ([Delta] T) is Can be measured. This significant temperature difference (ΔT) quickly disappears as it goes upwards, so the foil hose F is very unlikely to be cooled and fully restored to its original temperature. It is only a coincidence.
対照的に、本発明によれば、新しく吹き込まれた空気は、空間の膨張による空気の不足を補うだけでなく、温度差(ΔT)を所望のレベル以上に維持することも行う(図16)。下からライン内の次の冷却ユニットまで渦巻き流れとなって届いた冷却空気の温度(TL)(つまり、吹き込みレベル)がすでに高すぎる場合、吹き込みの直前に冷却ユニットから環境へ導き出すことができる(例えば、間隙g1からg3のどれかを通して。図7を参照。そのような場合、間隙g1からg3のいくつかは、クーラント吹き込みとして、他のものは、クーラント抽出間隙として適用される)。もちろん、この方法では、大量の冷却空気を補わなければならないが、与えられた場合については、適切に選択的に制御された冷却効果を得るために有効な効率的解決方法であることは確かである。 In contrast, according to the present invention, the newly blown air not only compensates for the lack of air due to expansion of the space, but also maintains the temperature difference (ΔT) above the desired level (FIG. 16). . If the temperature (T L ) of the cooling air that reaches the next cooling unit in the line from the bottom (T L ) (ie the blowing level) is already too high, it can be led from the cooling unit to the environment just before blowing. (For example, through any of the gaps g1 to g3, see FIG. 7. In such a case, some of the gaps g1 to g3 are applied as coolant blowing and others as coolant extraction gaps). Of course, this method has to make up for a large amount of cooling air, but for a given case it is certainly an effective and efficient solution to get a properly and selectively controlled cooling effect. is there.
本発明による設備の図7から10によるプロトタイプを使った試験によりもたらされる主な利点は、以下のとおりである。 The main advantages brought about by the testing of the installation according to the invention with the prototype according to FIGS. 7 to 10 are as follows.
・ホイル・ホースFは、クーラントが多重レベル内部冷却ユニットを通して接線方向に吹き込まれ、強制的らせん状に流されるという点で従来の方法に比べてより高速に、安全に冷却する。 The foil hose F cools faster and more safely than conventional methods in that coolant is blown tangentially through the multi-level internal cooling unit and forced to flow spirally.
・冷却空気が連続的に補われた結果として、内部主環間隙G1内の空気は過剰に温まることはなく、その冷却効果は安定化されうる。 As a result of continuously supplementing the cooling air, the air in the inner main ring gap G1 is not excessively warmed, and the cooling effect can be stabilized.
・クーラントの分配は、内部主環間隙G1内のホイル・ホースFの周囲に沿って絶対的に均一である。 The coolant distribution is absolutely uniform along the circumference of the foil hose F in the inner main ring gap G1.
・円錐のジェネレータに沿って上方に進むときに、内部主環間隙G1のサイズを恒久的な値に維持することができる。 • When traveling upward along the cone generator, the size of the inner main ring gap G1 can be maintained at a permanent value.
・ホイル・ホースFは、ホイル・ホースFと冷却ユニットとの間の内部主環間隙G1内の比較的速い速度で接線方向に流れているクーラントにより高度に安定した状態に保たれ、ホイル・ホースは不安定になることはなく、「揺れ」始めず、意図的な外部効果(例えば、ドラフト)の場合でも破れない。 The foil hose F is kept in a highly stable state by the coolant flowing in the tangential direction at a relatively high speed in the inner main ring gap G1 between the foil hose F and the cooling unit. Does not become unstable, does not begin to “shake”, and cannot be broken even in the case of intentional external effects (eg drafts).
本発明による内部冷却配向装置は、与えられた場合において外部冷却装置と組み合わせることもでき、それにより、冷却効率を改善できることに留意すべきであるが、その実施例については以下で説明する。 It should be noted that the internal cooling orientation device according to the invention can also be combined with an external cooling device in a given case, thereby improving the cooling efficiency, examples of which are described below.
図17は、図7による内部ホイル冷却及び配向装置40が単純な外部冷却装置47’と組み合わされるホイル生産設備の好ましい一実施例を示している。この外部冷却装置47’は、押出成形機用金型Eの真上に配列され、その位置で固定される。その構造設計は、理論的に、内部冷却ユニット41から44の構造設計に対応している、つまり、調節されたクーラント供給源(図に示されていない)に接続された2つの接線方向入口47Cを備える、分配環空間を取り囲む冷却環47Aを備える。
FIG. 17 shows a preferred embodiment of a foil production facility in which the internal foil cooling and
外部冷却装置47’は、ホイルが出てきた直後のセクション内の外部主環間隙Gとともに外側からホイル・ホースFの外面に近付く円錐状クーラント方向付けマントル47Bを備える。図17は、外部冷却環47Aが、その側面及び底部の周囲に沿ってクーラント方向付けマントル47B、入口47C、及び接線方向出口47Dを備えることを示しており、その設計は、図8に関して説明されている冷却ユニットの設計に対応している。
The external cooling device 47 'includes a conical coolant directing mantle 47B that approaches the outer surface of the foil hose F from the outside together with the outer main ring gap G in the section immediately after the foil comes out. FIG. 17 shows that the
したがって、出口47Dを通って出て行くクーラント流は、ホイル・ホースFの外部マントルに沿って接線方向渦流の形で移動し始め、らせん状に上方に進行することで外部クーラント流48を発生する。
Thus, the coolant flow exiting through
ホイル冷却の効率及び均一さは、内部らせん状冷却流46と外部らせん状冷却流48とを組み合わせることによりかなり改善することができる(図17)。
The efficiency and uniformity of foil cooling can be significantly improved by combining the inner
本発明による内部多段冷却装置40は、知られている外部冷却装置のどれかと関連付けることもできることに留意されたい。
It should be noted that the internal
図18は、内部ホイル冷却及び配向装置の設計が上述の実施例と異なる本発明による設備の他の実施例を示しており、この設備は、さらに、単純な外部冷却装置47’(図17のような)も備える。
FIG. 18 shows another embodiment of the installation according to the invention in which the design of the internal foil cooling and orientation device differs from that described above, which further comprises a simple
内部ホイル冷却及び配向装置40’は、互いから軸方向に離れた位置に配列された冷却ユニット41から44からなり、したがって、その円錐状マントルは、参照記号41B、42B、43B、及び44Bにより示され、その接線方向出口は、41D、42B、及び43Dによりそれぞれ示される。しかし、上記の実施例からは、ここですべての冷却ユニット41から44は単一の共通内部分配空間49を有し、これはマントル41Bから44Bにより、また上部にあるカバー51及び底部にある底板52により横方向に閉じられる。
The inner foil cooling and orientation device 40 'consists of cooling
クーラント分配空間49内には、内蔵ファン・ローター53が回転するように埋め込まれ、クーラントの吸い込み及び分配を均一に行うようになっている。冷却ユニット41から44までの方向付けマントル41Bから44Bまでだけでなくカバー及び底板52も、連携して1つのファン・キャビネット及び一体化冷却環(50)を構成する。
A built-in fan /
本発明の場合には、このファン・キャビネット/ハウスは、温度調節されたクーラントを導入するための軸方向入口54を備える。空間49と連絡している接線方向出口41Dから43Dのほかに、底板52は、追加の接線方向出口55を備え、後者は、出たばかりのホイル・ホースFの内側を冷却するための接線方向空気流を下方に送る(矢印により示されている)。ファン・ローター53のシャフト56は、回転数を制御することが可能な電気モーターである、回転式駆動装置57に接続される。
In the case of the present invention, this fan cabinet / house is provided with an axial inlet 54 for introducing temperature-controlled coolant. Besides the
したがって、図18では、内部ファンは、内部クーラント源として使用され、周囲に沿ってクーラントを完全に均一に分配し、したがって、外部調整空気源のみがその入口54(図に示されていない)に接続されなければならない。 Thus, in FIG. 18, the internal fan is used as an internal coolant source and distributes the coolant completely evenly along the perimeter, so that only the external conditioning air source is at its inlet 54 (not shown). Must be connected.
図19は、図18による実施例の一バージョンを示しており、そこでは、ファン・ローター53は、回転式駆動装置57によりシャフト56を通して底部のところで駆動される。もう1つの違いは、上側ファン入口54’は、このクーラントに対し適用されるという点である。さもなければ、図19による実施例は、図18の実施例に実質的に対応する。
FIG. 19 shows a version of the embodiment according to FIG. 18, where the
図19による解決方法を適用する場合、すでに安定化されているホイル・ホースFは、上部のところで2つ又はそれ以上のストリップに分割することができる。他の可能な用途については、ホイル・ホース(別に図に例示されていない)内のクーラント用に用意することができる。 When applying the solution according to FIG. 19, the already stabilized foil hose F can be divided into two or more strips at the top. Other possible applications can be provided for coolant in foil hoses (not separately illustrated).
特に、図7、18、及び19による実施例では、円錐状クーラント方向付けマントル41Dから44Dを交換可能な形で配列すると好都合である場合があり、現在の製造技術要件に従って交換できる、さまざまなベベル角度の方向付けマントルを適用することができる。 In particular, in the embodiments according to FIGS. 7, 18 and 19, it may be advantageous to arrange the conical coolant directing mantles 41D to 44D in a replaceable manner, and various bevels that can be replaced according to current manufacturing technology requirements. An angle orientation mantle can be applied.
図20は、高密度ポリエチレン(HDPE)からホイル・ホースを生産するのに適した、本発明による設備の他の実施例を示している。この材料の特性は、押出成形機用金型Eから出たホイル・ホースFの材料は、まだ強すぎるため、膨らませることにより広げ、配向することができない。この生産方法では、本発明による多重レベル内部ホイル冷却及び配向装置40(図7に示されているような)は、軸方向距離Lのところで押出成形機E上に配列され、まず引き出しオリフィスHを通って出た後ホイル・ホースFを必要な長さに伸ばし、次いで、ホイル冷却及び配向装置40を使用して安定化セクションMに沿ってホイル・ホースFを冷却し、完全に安定化させる。
FIG. 20 shows another embodiment of the installation according to the invention, suitable for producing foil hoses from high density polyethylene (HDPE). The property of this material is that the material of the foil hose F coming out of the mold E for the extruder is still too strong to expand and orient by inflating. In this production method, a multi-level internal foil cooling and orienting device 40 (as shown in FIG. 7) according to the present invention is arranged on an extruder E at an axial distance L, and first with a drawing orifice H After exiting, the foil hose F is stretched to the required length and then the foil hose F is cooled along the stabilization section M using the foil cooling and
距離Lの値は、引き出しオリフィスHを通って出て行くホイル・ホースFの口径の4から5倍として選択されており、これは、約400から500mmである(口径100mmのホイル・ホースの場合)。 The value of the distance L is chosen as 4 to 5 times the diameter of the foil hose F exiting through the withdrawal orifice H, which is about 400 to 500 mm (for a foil hose with a diameter of 100 mm) ).
この設備を使用することにより、距離Lに沿って安定化は実質的にいっさい行われない。この新しく押出成形されたホイル・ホースFは、知られている上側ホイル引っ張り円筒対(図に示されていない)により最初のみ引き伸ばされるか、又は細長くされ、次いで、本発明によるホイル冷却及び配向装置40が作動される(与えられた場合において、外部冷却装置とともに)。それにより、冷却され、配向され、膨らまされたホイル・ホースFは、最終口径を有する安定化セクションMに沿って最終的に安定化される。
By using this equipment, there is virtually no stabilization along the distance L. This newly extruded foil hose F is first stretched or elongated only by a known pair of upper foil pulling cylinders (not shown) and then the foil cooling and orientation device according to the
図21は、高収縮能力を持つ収縮ホイルを生産するのに適した、本発明による設備のさらに他の実施例を示している。上説明では、クーラントは、所定の主環間隙G1の指定された流れ断面を通ってしか出られないので、本発明による設備の内部ホイル冷却及び配向装置40がホイル・ホースF(「バルーン」)、つまり、膨らまされたホイル・ホースFを内側の複数のセクションに実質的に「分割」することを示している。
FIG. 21 shows a further embodiment of the installation according to the invention which is suitable for producing shrink foil with a high shrink capacity. In the above description, since the coolant can only exit through the specified flow cross-section of a given main ring gap G1, the internal foil cooling and
実際には、同じ「セクション分割」により、図21に示されている配列の場合、また図7による解決方法と同様に、主ホイル冷却及び配向装置40は、押出成形機用金型Eの真上に配列され、それにより、部分的に安定化するためにホイル・ホースFの第1のセクションM1を必要な程度に冷却する。上縁から所定の軸方向距離L1のところで、環状加熱装置58を同軸上に配置し、部分的に延展され、配向されているホイル・ホースFを暖めて、それにより再び軟らかくする。加熱装置58の直上に、第2の冷却及び配向装置40”が配列され、これは、第1のホイル冷却及び配向装置40に実質的に構造的に対応する。
In practice, due to the same “section division”, in the case of the arrangement shown in FIG. 21 and similar to the solution according to FIG. Arranged above, thereby cooling the first section M1 of the foil hose F to the extent necessary for partial stabilization. At a predetermined axial distance L1 from the upper edge, the
軟らかくされ、繰り返し膨らまされたホイル・ホースFは、第2の安定化セクションM2内に広げられ、二次ホイル冷却及び配向装置40”内の最終口径に到達する。それと同時に、有効な冷却により、セクションM2に沿って最終的に安定化される。そのため、高い収縮能力を有する収縮ホイルは、ホイル・ホースFをその上部で閉じて高い生産速度で繰り返し膨らませることなく生産することができ、良好な製品品質を得ることができる。このような収縮ホイルは、高付加価値収縮ホイルとして、例えば、飲料ボトルをまとめるばら包装又は収縮ホイルとして応用することができる。
The softened and repeatedly inflated foil hose F is spread into the second stabilization section M2 and reaches the final caliber in the secondary foil cooling and
図21による設備では、内部ホイル冷却及び配向装置40及び/又は40”はどれも、冷却環、冷却円錐を含む従来の外部冷却解決手段、又は好ましくは本発明による外部ホイル冷却装置1、47とさまざまな形で組み合わせることができるが、個別にも使用することができる。
In the installation according to FIG. 21, any of the internal foil cooling and orienting
最後に、図22は、内部多重レベル冷却及び配向装置40(図7による)が外部多重レベル・ホイル冷却装置1(図1から3のような)と組み合わされる本発明によるホイル生産設備の好ましい一実施例を示している。内部ホイル冷却及び配向装置40の内部冷却ユニット41から44は、同心円上に、互いに重なり合う形で、互いに比較して調節可能な方法で固定され、共通クーラント供給源45に接続される(図7に関して説明されているように)。それにより、環状間隙−調節可能な流れ断面の−は、円錐状方向付けマントル(図7を参照)の間に形成され、そこを通して、制御可能接線方向クーラントの流れが、細い矢印で示されているように出てくる。これらが一体となり、内部環間隙G1内のらせん状内部クーラント流46を形成する。
Finally, FIG. 22 shows a preferred embodiment of a foil production facility according to the invention in which an internal multilevel cooling and orientation device 40 (according to FIG. 7) is combined with an external multilevel foil cooling device 1 (such as in FIGS. 1 to 3). An example is shown. The
外部多段ホイル冷却47は、互いから軸方向に離れた位置に配列された冷却ユニット47.1、47.2及び47.3からなり、これら(図1による冷却ユニット2から4に主に対応する)は、個別に制御可能な方法で共通クーラント供給源60に接続される。(一番下の冷却ユニット47.1の構造設計は、図17に示されている冷却装置に実質的に対応する)。
The external multi-stage foil cooling 47 is composed of cooling units 47.1, 47.2 and 47.3 arranged axially away from each other, corresponding mainly to the
他の外部冷却ユニット47.2から47.3のそれぞれは、互いに重なり合う形で配列された、クーラント分配環47.2A及び冷却環47.3Aだけでなく、円錐状方向付けマントル47.2B及び47.Bを備える。冷却ユニット47.1、47.2、及び47.3のそれぞれは、調節された接線方向クーラント流をホイル・ホースFの外面に、例えば、主外部環間隙Gに導くための入口47.1Cから47.3C及び出口47.1Dから47.3Dを備える。接線方向クーラント流は、外部らせん状空気流48をまとめて形成し、外部主環間隙Gに沿って下から上方に進行する。多重レベル外部ホイル冷却装置47は、図1に示されているものと同一であるので、詳しく示されていない。
Each of the other external cooling units 47.2 to 47.3 has a conical orientation mantle 47.2B and 47 as well as a coolant distribution ring 47.2A and a cooling ring 47.3A arranged in an overlapping manner. . B is provided. Each of the cooling units 47.1, 47.2, and 47.3 is provided from an inlet 47.1C for directing a regulated tangential coolant flow to the outer surface of the foil hose F, for example to the main outer ring gap G. With 47.3C and outlets 47.1D to 47.3D. The tangential coolant flow collectively forms an external
ホイル冷却の効率は、外部及び内部らせん状クーラント流46及び48の複合影響により、それぞれ、劇的に改善することができる。 The efficiency of foil cooling can be dramatically improved by the combined effects of external and internal helical coolant flows 46 and 48, respectively.
本発明による設備の内部ホイル冷却及び配向装置40の他の利点は、ホイル・ホースFの外部空間を本質的に閉じるという点にある。これは、クーラントはどうやっても内部主環間隙G1の調節された流れ断面を通して「逃れる」ことはできないため、ホイル・ホースFは、必ずしも、平たくする、つまり閉じる必要がないことを意味するが、これは、従来の場合には、引き上げ円筒対により保証される。より具体的には、冷却のため吹き込まれる量に等しい空気の量のみが主環間隙G1を通して取り除かれるが、ホイル・ホースFは、いつでも安定したままである。この利点の1つは、ホイル・ホースFは、この手順が開いているホイル・ホース次第であるため、すでに安定化されている円筒セクションで閉じることなく、2つ又はそれ以上部分に分割できるという点である。
Another advantage of the facility's internal foil cooling and
開いているホイル・ホースは、さらに、図21に関してすでに説明されているように、非常に重要な他の手順、つまり、収縮ホイル生産にも必要である。 An open foil hose is also required for another very important procedure, namely shrink foil production, as already described with respect to FIG.
そのため、本発明による設備及びプロセスでは、内部ホイル冷却及び配向装置40は、ホイル・ホースFの進行方向xの吹き込みの複数のレベルを保証し、これにより、連続的に増大するクーラント要求量は、円錐状の安定化されていないセクションMに沿って上方に進行するときに完全に満たされる。こうして、底部に吹き込まれる空気は、広がりにより速度を落として温まるという従来技術の長い間未解決であった問題は解決されており、バルーンと円錐との間の間隙は、「新鮮な」空気が複数の段階で交換され、及び/又は補われるため減少する、したがって、内部主環間隙G1のサイズは、いつでも同じままになる。
Thus, in the installation and process according to the present invention, the internal foil cooling and
また、冷却ユニット41から44の空気は、独立の制御されたクーラント供給源45から供給されることも重要な利点であり、そのため、吹き込まれたクーラントの量及び温度は、他の場所では変化しないそれぞれのレベルで変化させることができる。これにより、介入の影響が大幅に制御しやすくなり、またその影響の分離可能性も高まる。
It is also an important advantage that the air of the cooling
本発明により、冷却及び安定化円錐状セクションMに沿って上に向かっているうちに加速ホイル・ホースF冷却を完全に、また急速に元の温度に冷やすために、次第に冷たくなる空気をどんどん増やす必要がある。これは、クーラントをホイル・ホースFに、冷却装置40のさまざまな高さレベルにおいて個別に調節される量、温度、及び圧力で供給することができるので、本発明により実現可能である。そのため、適切な強さの冷却を行うために必要な温度及び速度差は、実際に、例えば可能な最も均一な分配となるように、次第に冷たさを増す空気量を増やしつつ主環間隙G及びG1に吹き込むことにより、確実なものにされる。
In accordance with the present invention, the accelerating foil hose F cools up gradually along the conical section M, in order to fully and rapidly cool down to the original temperature in order to gradually increase the cooling air. There is a need. This is feasible with the present invention because coolant can be supplied to the foil hose F at individually adjusted amounts, temperatures, and pressures at various height levels of the
本発明の他の利点は−上述のように−制御された供給源を出所とする異なる量及び温度の空気も、ホイル・ホースFのすでに内側にある空気のパラメータに基づいて吹き込むこともできるという点である。これは、与えられた場合において、下から到達する空気の温度は、例えば冷却ユニット42において吹き込みレベルの前で測定され、次いでそこの中に供給される空気の温度は、その関数として決定される。このようにして、適切な熱伝達に必要な温度差が、維持される。
Another advantage of the present invention—as described above—is that different amounts and temperatures of air originating from a controlled source can also be blown in based on the parameters of the air already inside the foil hose F. Is a point. This means that, in a given case, the temperature of the air arriving from below is measured, for example, before the blowing level in the
上記に基づき、本発明による技術を使用して「任意の冷却マップ」を作成することができるとは容易に認められる。これは、クーラントの量、速度、及び温度が、冷却ユニットの任意の高さで必要に応じて選択的に、つまり吹き込み部の軸方向セクション、つまり吹き込み部のセクションにより調節することができることを意味する。このようにして、プラスチック流束について知った上で、また達成されることが意図されているホイル特性を考慮して、任意の冷却状態を生じさせることができる。これは非常に重要なのであるが、それというのも、回転芯−回転芯を持つ押出成形機頭部の場合−を膨らませ、引き上げ、回転させることにより生産されるメッシュ状のきめは、周囲及び長さに沿って完全に均一になるようにこの冷却セクション内で固定されなければならないからである。 Based on the above, it is readily appreciated that an “arbitrary cooling map” can be created using the technique according to the present invention. This means that the amount, speed and temperature of the coolant can be adjusted selectively as needed at any height of the cooling unit, i.e. by the axial section of the blow section, i.e. by the section of the blow section. To do. In this way, any cooling condition can be created with knowledge of the plastic flux and taking into account the foil properties that are intended to be achieved. This is very important because the mesh texture produced by inflating, lifting and rotating the rotating core-in the case of an extruder head with a rotating core- This is because it must be fixed in this cooling section to be completely uniform along the length.
本発明の主要な利点は、以下のとおりである。 The main advantages of the present invention are as follows.
・さまざまなレベルに配置されている出口又は流路から接線方向クーラント流が吹き込まれた結果、オイル・ホースFはより急速に冷やされて元の温度に戻される。 -As a result of the tangential coolant flow being blown from the outlets or channels arranged at various levels, the oil hose F is cooled more rapidly and returned to its original temperature.
・クーラントが連続的に補われた結果、らせん状クーラント流48、49は、主環間隙G及びG1内で温まらず、その冷却効果は、永久的値に維持することができる。
As a result of the continuous coolant supplement, the
・クーラント分配は、完全に均一であり、これは、環間隙が円形であることからもわかる。 The coolant distribution is completely uniform, which can also be seen from the circular ring gap.
・ホイル・ホースFの安定化されていない円錐状セクションMのジェネレータに沿って、主環間隙G及びG1のサイズは、恒久的である。 Along the generator of the unstabilized conical section M of the foil hose F, the size of the main ring gaps G and G1 is permanent.
・ホイル・ホースFと円錐状方向付けマントルとの間の主環間隙G又はG1内で比較的高速に接線方向に流れるクーラントは、オイル・ホースFを高度に安定化し、誘導する、つまり、集中させる。 · Coolant flowing relatively tangentially in the main ring gap G or G1 between the foil hose F and the conical orienting mantle stabilizes and guides the oil hose F to a high degree. Let
・外部冷却及び配向装置40が周囲に沿って生じる主環間隙G1を通してホイル・ホースを「閉じる」ときに、ホイル・ホースを安定化された円筒ホース部分内で複数のストリップに分割することが可能である。
-When the external cooling and
・ホイル・ホースFは、配向の場所で冷却される。 The foil hose F is cooled at the location of orientation.
・円錐状方向付けマントルは、クーラントを正確に誘導するのを補助し、ホイル・ホースは、調節されたクーラント流により「支持」される。 The conical orientation mantle helps guide the coolant accurately and the foil hose is “supported” by the regulated coolant flow.
・広範な基本材料がある場合に適用することができる。 ・ Applicable when there is a wide range of basic materials.
・収縮ホイルを生産するのにも使用できる。 -Can also be used to produce shrink foil.
多重レベル内部冷却及び配向装置は、個々に、又は外部冷却装置と組み合わせて適用することができる。 Multi-level internal cooling and orientation devices can be applied individually or in combination with external cooling devices.
詳細な説明では本発明の少数の実施例のみを開示しているが、本発明は、そのように限定されていないことは理解されるであろう。多くの修正、変更形態、及びその組み合わせは、保護の請求されている範囲において、当業者にとって明白なことであろう。 While the detailed description discloses only a few embodiments of the present invention, it will be understood that the invention is not so limited. Many modifications, variations and combinations thereof will be apparent to those skilled in the art within the scope of protection claims.
Claims (15)
外部多段冷却装置(1)を使用し、それにより前記ホイル・ホース(F)の外面から一定の半径方向距離のところに外部主環間隙(G)を備えることにより、及び/又は内部多段冷却装置(40)を使用し、それにより前記ホイル・ホース(F)の内面から一定の半径方向距離のところに内部主環間隙(G1)を備えることにより、押出成形機用金型(E)の引き出しオリフィス(H)から出たばかりの前記ホイル・ホース(F)の安定化されていない膨張したセクション(M)の少なくとも一部を囲む工程と、
軸方向多重レベル接線方向入口を通じて、選択的にあらかじめ決められている温度及び/又は圧力及び/又は体積のクーラント、主に冷却空気を、前記(複数の)外部及び/又は内部主環間隙(G、G1)に供給し、前記接線方向クーラント流をホイル・ホース(F)の前記安定化されていないセクション(M)の前記(複数の)外面及び/又は内面に送り、前記ホイル・ホースの前記安定化されていないセクション(M)を外部的に及び/又は内部的に冷却し、それにより、前記膨張したホイル・ホース(F)の前記(複数の)外面及び/又は内面に沿って前記クーラント流に影響を及ぼす遠心力を使用することにより、また前記クーラント流(48、49)のさまざまな部分の間の密度及び圧力の差を使用することにより、前記(複数の)外部及び/又は内部主環間隙(G及びG1)内の前記多重レベル接線方向クーラント流から少なくとも1つのらせん状クーラント流(48、46)を発生させることを用いてその構造を安定化する工程とを含むプロセス。 A process for producing plastic foil hoses,
By using an external multistage cooling device (1), thereby providing an outer main ring gap (G) at a certain radial distance from the outer surface of the foil hose (F) and / or an internal multistage cooling device (40), thereby providing an inner main ring gap (G1) at a certain radial distance from the inner surface of the foil hose (F) to draw out the mold (E) for the extruder Enclosing at least a portion of an unstabilized expanded section (M) of the foil hose (F) that has just exited the orifice (H);
Through an axial multi-level tangential inlet, selectively a predetermined temperature and / or pressure and / or volume of coolant, mainly cooling air, is introduced into the external and / or internal main ring gap (G). , G1) and sending the tangential coolant flow to the outer surface and / or inner surface of the unstabilized section (M) of the foil hose (F), Cooling the unstabilized section (M) externally and / or internally, so that the coolant along the outer surface (s) and / or inner surface of the expanded foil hose (F) By using the centrifugal forces that affect the flow, and by using the density and pressure differences between the various parts of the coolant flow (48, 49), Stabilizing the structure using generating at least one helical coolant flow (48, 46) from the multi-level tangential coolant flow in the outer and / or inner main ring gap (G and G1); Including processes.
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