[发明专利]用于冷却塑料型材的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产塑料型材、优选为塑料管材的挤出生产线，该挤出生产线至少包括一台挤出机、一个模口、一种校准装置以及另外多个后续装置。

此外，本发明涉及一种用于增加一种挤出生产线的冷却性能的方法，该挤出生产线用于挤出一种塑料型材、具体地是一种塑料管材，该方法包括以下步骤：a)在一台挤出机中将塑料熔化，b)使一个塑料股成型并且将该塑料股送入一个模口，c)通过该模口使一个塑料型材成型，d)在一个校准装置中通过将该型材冷却而进行校准和固化，在该校准装置中除了对该型材在外部进行冷却之外还在内部进行冷却。

背景技术

管材内部冷却的可能性从现有技术中是已知的。因此，例如DE 69403693提出了为管材的内壁配备一种喷雾，而其结果是实现液体在管材内壁上的蒸发并且因此实现了冷却。然而，这种类型的冷却手段尚未证明是实用的，因为热的水蒸气在挤出的方向上被夹带，尽管这因此协助了管材在校准装置中的冷却，却在挤出生产线末端处(例如在锯的区域中)使管材保持在一个温度下，其结果是，虽然所述管材在尺度上是稳定的，但对于分离处理而言它是过于柔软的。

为了生产管材，将塑料在一个挤出机中熔化并且将其压迫通过一个相应的模口。在一个后续的校准装置中，以这种方式产生的外径被冻结，并且在水喷雾浴或全浸浴中热量通过外表面从塑料上排出。在此，全部热量必须穿过塑料壁而被引导到外面，然后在那里全部热量由冷却水耗散掉。随着管材壁厚度的增加，进行冷却的长度变得不成比例地更长，因为塑料是一种不良热导体。此外，管材内部的温度长时间地保持在一个高水平上，并且塑料有充足的时间因重力而流淌。其结果是管材壁厚度在上部区域中总是小于下部区域。

因此，这种方法随着管材壁厚度的增加而具有两个缺点。冷却的长度变得不成比例地更长并且塑料在内壁上流淌，而其后果是壁厚度分布的不均匀。为了减少这些缺点，从EP 795389已知多种用于管材内部冷却的系统。然而，所述系统的效率是非常有限的。由于管材同时在外侧和内侧上进行冷却，因而外轮廓和内轮廓两者都被冻结。如果在该管材壁中央的熔体后来由于热量耗散到外侧以及内侧而凝固，那么由于在从熔融态到固态的转变过程中的显著的体积减小而产生了多个收缩孔。随着管材壁厚度变得更厚，这种风险也变得更大。

JP 56-005750A已经披露了一种用于挤出塑料型材的装置，增塑的塑料化合物可以被送入该装置、并且该装置具有多个环形通道，这些环形通道组合形成了一个共同的熔体通道。围绕所述环形通道安排了多个冷却通道。

DE 102005031747A1已经披露了一种用于空心塑料型材的内部冷却的方法、以及一种用于生产空心塑料型材的挤出机。在此，内部冷却是通过以下事实是实现的，即：将一种冷却气体引导进入空心型材的内部，该冷却气体是在一个Ranque-Hilsch涡流管中产生的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种挤出生产线以及一种方法，其中使得更加能量有效的挤出成为可能、并且热量可以在管材的整个壁厚度上尽量均匀地耗散，其中以增加通过量和/或缩短冷却部分为目的来增加该挤出生产线中的冷却性能，或者在该方法的情况下使之有可能增加冷却性能并且因此或者增加通过量或者缩短冷却截面。

在权利要求中示出这些目的的解决方案。

该开口实现了一种状况，其中使之有可能在与挤出的方向相反的方向上进行抽取，并且可以从该过程中提取存在于型材内部的热量。取决于该模口的性质，还可以存在多个开口。

所抽取的热空气有利地被送入一个用于能量回收的耗用装置。

这种逆流原理具有以下优点，即：与挤出截面末端处的管材的温度相比，在与挤出的方向相反的方向上将更冷的空气抽吸穿过管材内部。这种空气在其穿过管材的途中在管材的内壁上被加热，同样地该管材的温度在与该挤出的方向相反的方向上增加。因此，在空气与管材的内壁之间总是存在一个温度差，这种温度差致使从管材流入空气中的一种永久性热流动。以此方式从该过程中提取的热量再次被送入该过程并且为能量优化作贡献。因此该热量得到了适当地利用，而并非消散进入大气中。

原则上，在挤出方向上吹气也是可能的。

该开口可以是通过被引导穿过该模口的一个管材来形成的。为了在实际的模口与这个开口(也就是说所插入的管材)之间产生一个温度分离，根据一种发展而存在一种配置来使得在管材与模口之间存在一个空气隙。取决于模口的性质，还可以存在多个开口。