专利名称：冷却挤出的塑料薄膜软管的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于冷却挤出的塑料薄膜软管—即吹制的管状塑料薄膜—的方法和装置。这种塑料薄膜软管可以用于例如包装各种产品。
背景技术：
已知在常规的塑料薄膜软管生产的方法中(US-PS 5,607,639)，薄膜软管由从挤出机喷嘴的拉拔孔中连续地挤出的薄膜材料制成，所述薄膜软管在通过吹制而适当地延伸并定向后将被快速冷却。冷却通常借助于冷却薄膜软管外表面的冷却环和/或冷却薄膜软管内表面的单元而利用气流进行。各冷却单元均通过传热从薄膜吸取热量。
US-PS 6,068,462公开了一种用于连续生产吹制的薄膜软管的装置，该装置在靠近挤出机喷嘴的拉拔孔处分别设有第一内部冷却单元和第一外部冷却单元，该装置在薄膜软管的上部设有第二内部冷却单元。第一内部冷却单元由一系列同心的盘件制成，沿盘件外缘设有径向槽状空气出口。外部冷却单元也包括盘件，沿盘件内缘设有径向环状空气出口。冷却剂空气流通过上部出口从软管的内侧排出。
关于薄膜生产，从挤出机喷嘴挤出的熔融薄膜的温度一般在150℃至180℃之间；因此，在第一步骤中必须将不稳定的薄膜快速冷却至约80℃至100℃，以使其固化；然后在第二步骤中将薄膜冷却至约20℃至25℃的保存温度，以防止收缩并防止薄膜层粘结在一起；然后将其卷起。但在上述薄膜冷却过程中，利用穿过径向出口流出的空气流不能总是确保快速和均匀的薄膜冷却。在薄膜速度较高的情况下这尤其成问题，因为在这种情况下可用的冷却时间较短；这意味着，目前薄膜冷却是整个薄膜生产技术中关键的一环。如上所述，对于常规的冷却技术，最大的可用薄膜速度是约120m/min，这是进一步提高产量的障碍。
发明内容
本发明的主要目的是消除上述缺陷，即提出一种改进的技术，其中，与上述常规方案相比，根据本方案从挤出机喷嘴中挤出的薄膜产品可被更快速、更均匀、更有效地冷却。另一目的是通过提高薄膜冷却效率而从整体上提高薄膜生产的生产率。
本发明提供了一种冷却挤出的塑料薄膜软管的方法，其中，通过沿薄膜软管的内和/或外裙部传送加压冷却剂来将薄膜软管—在所述薄膜软管刚被从挤出机装置的拉拔孔中连续挤出并通过压力介质膨胀至预定的尺寸后—冷却至规定的温度，所述冷却剂主要是空气并在拉拔孔区域输入。该冷却剂空气在拉拔孔区域沿薄膜软管的切向输入，以从内部和/或外部冷却薄膜软管；由于沿着薄膜软管的内部和/或外部表面作用在冷却剂上的离心力以及由于冷却剂流不同部分之间的密度差和压力差，冷却剂以螺旋冷却剂流的形式从切向入口前进至出口。在进行外部冷却的情况下，应用带有切向入口的环状通道，该通道由与薄膜软管的外裙部表面保持一定径向距离的管状套筒界定。
优选地，同时使用流向相反的内、外螺旋冷却剂流。
在冷却的最后阶段或者最后阶段刚结束时，可在至少两处(或更多处)沿纵向将仍然具有柱状形状的薄膜软管切开，并将这样制成的扁平薄膜带一个一个地卷起。
根据本发明，用于冷却挤出的薄膜软管的装置设置在挤出机喷嘴的拉拔孔区域、并具有至少一个内部和/或外部冷却单元，所述冷却单元设置在待生产的薄膜软管的内部空间中并/或沿该薄膜软管的外裙部设置，该装置还设有与冷却剂供应源相连的入口和出口。外部和/或内部冷却单元具有至少一个沿薄膜软管的切向布置的入口，以便输入冷却剂尤其是冷空气。此外，在使用外部冷却单元的情况下，所述装置还设有由待冷却的薄膜软管的外裙部表面从内部界定并由套筒从外部界定的环状通道。
在本装置的优选实施例中，外部冷却单元的环状通道从外部有利地通过拱形边界部件，尤其是管状套筒和/或锥形的斗形件限定。
外部冷却单元可设有同轴地安装在挤出机喷嘴上的冷却剂分配筒，其切向入口与同轴地环绕薄膜软管的槽状输入通道连通，然后，该输入通道与环状通道连通。
内部冷却单元可以配备冷却剂分配单元，该冷却剂分配单元沿薄膜软管的内裙部圆周设有带切向空气入口的喷嘴，所述喷嘴连接到有利地可控制的加压空气供应源，并且喷嘴的径向位置可在待冷却的薄膜软管的内部空间中调节。此外，内部空间中可在喷嘴的相对端设置移除管，该移除管在排放端开口以便从薄膜软管的内部空间中移去排放的冷却剂；该移除管的另一端连接到(有利地为可控的)真空源。
申请人在实验中发现通过使沿切向输入的加压冷却剂流形成螺旋冷却剂流从而在冷却剂和薄膜之间产生相对速度差，就可对薄膜进行不同于常规方案的基本原理和装置的意想不到的有效冷却。由此产生在外部环状通道—有利地具有光滑壁—内和/或薄膜的内部空间内的冷却剂流因作用于冷却介质中的粒子的离心力并因不同温度的介质的各部分的温度差和压力差，而被强制沿螺旋轨迹运动；介质将以这种方式通过环状空间上升至出口。
根据本发明，由于切向的冷却剂入口，所以在冷却剂介质流的较热和较冷部分的温度差和压力差的作用下产生了上述螺旋冷却剂流，这是本发明的重要部分。因而，沿切向以预定速度输入的冷却剂被强制旋转并沿螺旋轨迹穿过环状空间；从而，冷却剂的粒子受到离心力的作用。
然而，根据申请人的实验，由于离心力和冷却剂冷部与热部之间的密度差，在给定的横切面内，冷却剂螺旋气流包括若干层。众所周知，冷空气的密度较高(因而较重)，因而离心力对其的作用较大，所以沿环状空间流动的介质中较冷的层总是位于环状空间的径向外侧。根据上述原理，本发明的装置按以下方式工作有利地以相反的流向、高速并总是沿切向地将不同温度的介质例如气体输送至柱状空间，例如薄膜软管的外部环状通道和内部环状空间中。将起初较冷的介质从下方(在垂直装置的情况下)沿切向输入，以使由于介质受热而上升的气流不仅不阻碍反而进一步促进螺旋式介质流动。另一方面，基于同样的考虑，将起初较热的介质沿切向输入环状空间上方，以使由于冷却而下降的空气流也能促进介质的螺旋式流动。
已知可以在流动的气体和固体之间通过“消耗传热”的方式进行热能的传递。在这种情况下，热传递包括通过流动的粒子进行的热传导和热对流。所以，热能使与固体接触的气体粒子升温，由此升温的粒子传递热量。这样的热传递较快，因为通过气体运动可较快地传递热能。这样，静止的空气(具有绝热性能)将通过流动而变成良好的传热介质。
根据实验，单位时间内传递的热量取决于传热系数、传热面、传热介质的温度以及薄膜的温度。然而，因为需要不断地从大气吸入空气并向大气排出空气，所以需要大容量的空气冷却剂系统以产生冷却剂空气。另一方面，例如为了在薄膜生产过程中获得高质量的产品，必须遵从特定的几何条件和比例，因而传热表面不能改变；这意味着，薄膜的表面是给定的(恒定的)。第三，可以在一定范围内改变传热系数。对于空气，传热系数主要受相对湿度和空气流速(薄膜和空气之间的相对速度差)的影响。传热的程度会受到上述两个因素的显著影响。静止的干燥空气的传热系数为约5W/m2K，而潮湿的、剧烈流动的空气的传热系数为约250W/m2K。因而，通过改变传热系数，可使所去除的热量增加多达50倍。
申请人的实验结果显示，冷却剂气体的速度受到薄膜强度的限制。然而，根据本发明，通过沿切向输入冷却剂，可以将薄膜和冷却剂之间的速度差提高到惊人的程度。此外，根据实验，影响薄膜软管的来自螺旋冷却剂流的离心力也对薄膜软管的稳定性有着有利的影响，从而带来令人惊异的额外的技术效果。
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，附图以举例的方式示出本发明的几个实施例，其中图1至图4概略性地示出根据本发明的薄膜冷却系统的四个实施例的理论操作和布置；图5示出根据本发明的薄膜冷却系统的另一个实施例的垂直剖面图；图6示出薄膜和冷却空气的速度矢量三角形的图表；图7是另一个示出速度差矢量的绝对值的图表；图8示出根据本发明的螺旋冷却剂流的层结构。
具体实施例方式
图1至图4示出根据本发明的用于薄膜冷却的方法和装置的理论解释和一些潜在的实现方式。
参照图1，根据本发明的冷却技术的第一实施例示出了一种内部冷却刚从挤出机喷嘴孔(未示出)挤出的薄膜软管F的技术。作为冷却剂的加压空气沿横切向输入(与传统的沿径向和沿与软管前进的向上方向平行的方向传送冷却剂的方式形成鲜明的对比)。这样，通过切向入口使冷却剂流涡动(旋转)，从而，根据本发明，由于影响着沿薄膜软管F内表面的冷却剂流的离心力、以及冷却剂流不同部分之间的密度差和压力差，冷却剂流将在薄膜软管F的柱状内部空间中沿螺旋状轨迹(如实线所示)流动。因而，如申请人的实验所示，向上朝公知的引出辊对H前进的薄膜软管和沿螺旋形路线向上流动的冷却剂流之间的速度差显著增加。
需要注意的是，薄膜软管F的外裙部表面(被以受控的方式从内部冷却)还接触大气环境，因此薄膜软管F在一定程度上也被从外部冷却。在薄膜软管F内从下向上前进(并同时受热)的内部冷却剂空气流通过在该薄膜软管F内同轴设置的中心管C的上部出口而被吸走(如虚线所示)。在图1的顶部，引出辊对H用于在薄膜软管F被卷起前将其压延。
在根据图2的实施例中，只进行了与图1所示方案类似的内部冷却，其中，冷却剂空气流同样是通过至少一个切向入口从下方被推动进入薄膜软管F的内部空间(如箭头所示)，并且同样(如上所述)产生螺旋冷却剂流(如实线所示)。
然而，显著的区别在于冷却剂空气不是被吹入的，并且也没有不断吸出已受热的空气，而是在薄膜软管F的内部空间中产生内部螺旋式空气循环一从而形成较高的速度差。薄膜软管F内部空间中的螺旋空气流被驱动而穿过布置在薄膜软管F内部空间中央的管子C和空气/流体热交换器E。通过使用所述热交换器E并通过螺旋冷却剂流，可以从薄膜软管F中将热量吸出(例如，利用未示出的热交换器E的水循环)。上部引出辊对H具有与上述相同的功能。
根据图3所示的第三实施例，根据发明进行组合式外部和内部薄膜冷却。薄膜软管F主要沿外部薄膜表面被冷却，但该外部冷却是与内部冷却相结合的。这个系统基本上代表了加强的类螺旋式外部冷却和薄膜软管F内部的空气循环的特定组合。
为进行外部空气冷却，将具有预定压力的冷却空气流输入环状通道G，该通道由薄膜软管F的未稳定的柱状段从内侧界定，并由柱状套筒P从外侧界定。在底部切向入口处(如虚线箭头所示)，冷却剂空气在压力作用下被输送至环状通道G。冷却剂空气流将以螺旋的形式从底部切向入口处向上流动至环状通道G的敞开的上端处的出口(该螺旋流由螺旋状的细虚线表示)，在这期间薄膜软管F被从外部有效地冷却。
在通过引出辊对H向上拉动薄膜软管F的过程中，由于薄膜软管F被从外部冷却，所以在薄膜软管F的内部空间保持流动的内部空气也被冷却(如螺旋状的实线所示)。冷却的内部空气通过中心管C被引导回薄膜软管F的下部，从而进一步提高了冷却效率。被引导回下部入口区域的内部空气流由薄膜软管F的仍然较热的未稳定段的热量加热，当该内部空气流到达回流管C的上端时，其又变得较凉。
根据图1至图3的实施例可用于生产任何类型的薄膜软管F。然而，在需要生产扁平薄膜的情况下，则首先从挤出机挤出薄膜软管F并根据本发明对其进行冷却，然后在冷却过程中或者在其它的操作中(例如图4所示的工艺)将薄膜软管F切成两个或多个具有给定尺寸的薄膜条，并且可以将这些薄膜条卷起。
在图1至图3中，薄膜软管F被引出辊对H压平，即，该薄膜软管F变平，然后被以公知的方式卷起。然而，在根据图4的方案中，薄膜软管F不是被压平，而是被切割装置(未单独示出；例如，旋转切割盘)沿纵向切成具有给定尺寸的带，所述带由引出辊对H引出。
切割步骤可以在冷却薄膜软管F的最后阶段中进行或者在该最后阶段之后立即进行，在此过程中，在至少两处或更多处沿纵向将仍然鼓起成柱状的薄膜软管切断，然后将这样制成的薄膜带一个一个地卷起。这样，不仅提高了冷却效率，还可以更简便、更高产地生产扁平薄膜。
对于图4中的装置，根据本发明，以如下方式冷却薄膜软管F将冷却剂空气从下方沿切向输入并使其沿螺旋轨迹向上流动。但通过位于薄膜软管F内并作为“节流阀”的塞子D来阻止螺旋冷却剂流自由流出，该塞子D接近彼此隔开一定距离布置的引出辊对H的高度。温度升高的冷却剂空气可以以受控的方式通过塞子D和冷却的薄膜软管F上部已稳定部分之间的空隙和/或通过设在塞子D中的开口(未示出)流出到外部区域。
在图4中，塞子D与中心管C相结合。所以，在这种系统中，只对薄膜软管F进行内部冷却。这意味着冷却剂空气流—从下部切向入口沿切向输入薄膜软管F的内部空间—将以螺旋流的形式向上流动，从而可使流动状态非常有利并且平稳。
此外，可对图1至图4中所示的方案进行各种组合和变型。实验显示，外部冷却和内部冷却的组合使用可对薄膜软管F进行最有效的冷却并可获得最高的薄膜生产速度。
上述根据本发明的冷却系统的一个共同的特征是冷却气体一例如空气—在压力的作用下沿薄膜软管F的切向平面输入，也就是说，横切于薄膜的前进方向。需要注意的是根据本发明需要通过作用在沿薄膜软管的内表面和/或外表面的冷却剂流上的离心力使冷却剂流靠近薄膜沿弧形的有利地为螺旋状的轨迹运动，否则，切向的冷却剂流易于从薄膜中流出。对于冷却剂流的限定方式，将柱状的吹制薄膜软管F本身用于内部冷却(参见图1至4)，而将围绕薄膜软管F—优选同轴—设置的外部管状套筒P用于外部冷却，该管状套筒P在薄膜软管F的外表面和该套筒P的内表面之间形成一外部环状空间G(参见图3)。
如果仅分析切向冷却剂输入流本身，则可以认为冷却剂流将在薄膜软管F的切平面内沿圆形/环形轨迹运动；然而，申请人在实验中发现，薄膜软管F的内部空间中或者外部环状通道G(也参见下面的图8)中的冷却剂流的各部分之间形成有相对压力差。这些压力差可以归结为两个原因第一，冷却剂的切向流入；第二，由不同冷却剂层的不同温度升高程度导致的冷却剂流不同层的密度差异。因而，根据本发明，传热介质—即冷却剂流在环状空间内也进行相对轴向位移。所以，上述理论上的环状“圆形/环形轨迹”实质上变成了根据本发明的冷却剂流的“螺旋轨迹”，从而产生了意想不到的效果(见下文)。
图5示出根据本发明的装置1的更详细的优选实施例，该装置设计用于冷却吹制的挤出塑料薄膜软管F。在工作原理方面，该实施例对应于图1和图3的方案的组合，即同时进行外部冷却和内部冷却。
在图5中，装置1配备有外部冷却单元1A和内部冷却单元1B。外部冷却单元1A包括冷却剂分配筒2，该冷却剂分配筒安装在已知的挤出机的挤出机喷嘴3(未详细示出，仅在图5中以细点划线示出)上。
在薄膜的生产过程中，薄膜软管F以连续的薄膜软管F的形式从挤出机喷嘴3通过拉拔孔4挤出。在图5中，在冷却剂分配筒2的顶部设有向上成锥形延伸的斗形件5，该斗形件的锥度根据柱状薄膜软管F的膨胀程度选择，该薄膜软管离开拉拔孔4后被空气气流吹鼓(以公知方式)。
此外，外部冷却单元1A设有位于斗形件5上方的外部管状套筒P，该外部环状套筒与薄膜软管F的已成柱状的未稳定段同轴并保持一定的径向距离。在本实施例中，锥状的斗形件5和柱状的外部套筒P从外部共同界定环状通道G。薄膜软管F本身构成外部环状空间G和薄膜软管F的内部空间8之间的“分界壁”。冷却剂分配筒2设有切向入口6，该入口与筒2中形成的类似狭槽的环状输送道7相通，该环状输送道与薄膜软管F的拉拔孔4同轴。
在本例中，在例如1.0MPa的压力下通过切向入口6和环状输送道7沿切向输入温度在10℃至20℃之间的冷却剂空气，该旋转的冷却剂空气流首先沿切向进入由斗形件5界定的外部环形通道G的下部。在该下部，由于前面已详细说明的作用，外部冷却剂空气流17将在由斗形件5和套筒P界定的外部环形通道G内沿薄膜软管F的外表面以螺旋形轨迹上升，从而有效地冷却薄膜软管F。(图中)仅局部示出该螺旋上升的冷却剂空气流17(为使图面更清晰)。在本例中，外部环形通道G的顶部是敞开的，所以(已经被薄膜软管F的热量加热的)冷却剂空气流17可以在套筒P的上边缘处自由地进入周围环境中(如图5中虚线箭头所示)。
根据图5，内部冷却单元1B从内部对薄膜软管F进行冷却。与薄膜软管F同轴地设置有一中心冷却剂移除管C，在本例中该中心冷却剂移除管的顶端是敞开的并与薄膜软管F的内部空间8相通；该中心冷却剂移除管的底端与抽吸(排放)单元(未示出)相连。与管C同轴地设置有一从筒2中伸出的外管9，从而在管C的外表面与外管9的内表面之间形成环状通道10，在本例中，冷却剂空气在压力的作用下通过该环状通道吹入薄膜软管F的内部空间8中(在压力下输入的空气由虚线箭头示出)。
通道10的上端连接有一冷却剂分配单元11，该单元包括一可沿径向调节的机构(类似于雨伞的骨架)。在本例中，冷却剂分配单元11包括径向且倾斜的管子12，所述管子的下端通过密封的铰链式连接部连接到通道10，并且各个管子的外端都设有至少一个带切向冷却剂流入口13A的喷嘴13。管子12与杆14的径向外端相铰接，所述杆14的内端与设置成可沿管C滑动的套管15相铰接。通过轴向移动套管15，能对靠近薄膜软管F的喷嘴13的径向位置进行调节。
如上所述，通道10的下端连接到一压缩机(图中未示出)，以将温度为20℃的冷却剂空气通过通道10、管子12以及喷嘴13压入薄膜软管F的内部空间8中。申请人在实验中所使用的冷却空气的压力是0.4MPa。需要注意的是，所使用的冷却剂的压力总是取决于薄膜的厚度；因此，在薄膜较厚的情况下，可以选用较高的输入空气压力；申请人的试验所使用的薄膜厚度值在10至25微米范围之间。
根据本发明，喷嘴13的冷却剂入口13A与薄膜软管F的内表面相切，并可以相对于该内表面进行调节。入口13A的冷却剂流共同形成沿薄膜软管F的内裙部做螺旋运动的内部螺旋冷却剂流。这些冷却剂空气流16将从下向上流动，从而有效地冷却薄膜软管F。(内部螺旋冷却剂流16在图5中由虚线部分示出)。
在内部空间8中略微升温的内部螺旋冷却剂流16中的空气通过移除管C的顶端排出(如图5中虚线箭头所示)，为此，申请人在实验中使用了气压为0.07MPa的真空装置。在冷却剂移除管C的下端连接有真空泵(未示出)。
在图5中，在外部环状通道G中连续使用至少一种向上流动的螺旋冷却剂流17；在内侧，内部螺旋冷却剂流16也以螺旋形式上升，但其旋转方向与气流17相反。在内侧和外侧使用的方向相反的螺旋冷却剂空气流16和17除了进行有效的冷却之外，还对薄膜软管F的未稳定的塑料材料的定向特别有利，因为所述空气流使薄膜软管F集中并确保沿裙部产生的内部作用和外部作用相平衡，这意味着所述空气流有利于使薄膜软管F在纵向和横向方向上的延伸以及壁厚保持均匀，与传统工艺相比，这可确保很高的产品质量。
根据申请人的实验，通过图5所示的装置可获得意想不到的薄膜冷却效果，这能够进一步提高薄膜生产速度—甚至是较大程度的提高，从而对当前所使用的挤出机械的生产率起到重要的作用。需要注意的是，甚至可以通过经由移除管C排出内部空间8中的空气来同时对薄膜软管的直径进行控制。此外，该方法还可用于将薄膜软管F的直径保持在一恒定值，这在挤出薄膜生产中是另一个重要的优点，关于速度矢量三角形(如图6所示)的理论解释，应该指出，冷却剂空气的流速表示为Vl，薄膜软管F的推进速度表示为Vf，其间的夹角表示为α，速度差矢量表示为Vd。
首先，对其中冷却剂空气沿与薄膜软管平行的方向推进的装置进行分析。在这种情况下，速度差与速度矢量的绝对值之差相同。图6中，该速度差矢量也表示为Vd。换句话说，这意味着，如果空气的速度为例如100m/min，薄膜的速度是50m/min，则速度差Vd即为50m/min。但是，如果将冷却剂空气沿相对于薄膜成α角的方向输入，那么速度差将仍是速度矢量的差，当然这个差值大于速度绝对值之间的差值。
如果将冷却剂沿与薄膜(的前进方向)相反的方向输入，则将产生最大的速度差。在这种情况下，(速度差)将是对绝对值的总和。据申请人观察，在实践中使两个速度矢量垂直(α＝90°)似乎可得到切实可行的最大效果(参见图6)，从而最大速度差可以较高，在使用上述数据的情况下约为111m/min。
因而，图6清楚地示出如果薄膜和冷却剂各自的速度矢量Vf和Vl之间包括给定的夹角α，则可以以公知方式很容易地确定速度差矢量Vd。因而，夹角α和速度差矢量之间是余弦函数关系。
如果在上述示例中薄膜速度是50m/min、空气速度是100m/min，则速度差矢量(Vd)的绝对值将是夹角α的根据图7中图表的函数。该图表清楚地示出(对于本领域普通技术人员而言)提高速度差Vd可明显增大传热系数。但冷却(剂)输出(量)也会增加。此外，通过增加冷却输出，可使薄膜的前进速度与薄膜挤出的生产率一起提高。这将给薄膜生产者带来重要的附加效果，因为到目前为止薄膜速度由于薄膜冷却技术的不足而受限。
图8示出图5中的外部环形通道G和内部空间8的细部(以较大的比例)，还示出了各个部分—即螺旋冷却剂流16和17各自的径向层。在薄膜软管F和外部环状套筒P之间的外部环形通道G中，冷却剂流17的层这样形成并定位最靠近外部套筒P的是层h—即空气流中最冷的部分，最靠近薄膜软管F的是层m—即空气流中最热的部分。另一方面，对于薄膜软管F的内部空间8中的螺旋冷却剂流16，在径向上最靠外的层h是气流中最冷的部分，而最热的层m位于离薄膜软管F最远的位置。所以，由于外部环状通道G中的气流17的最热的层m与薄膜软管F接触，而同时在另一侧—即在内部空间8中，气流16的最冷的层h离薄膜软管F最近，因此进一步提高了传热效率。
最后，申请人的实验结果清楚地示出，根据本发明的传热方法和装置可有效地提高薄膜冷却的效率。除上述实施例外，还可以在权利要求的保护范围内对本发明的方案进行各种变型和组合。如上所述，本发明可以在实践中得到广泛应用。即使在现有的挤出机中，也可以以较低的成本非常方便地使用该装置。
所用标号的列表F-薄膜软管4-拉拔孔C-管子5-斗形件H-引出辊对6-切向入口E-热交换器7-环状输送道G-环状通道8-内部空间P-套筒9-管子D-塞子10-通道Vl-冷却剂速度矢量11-冷却剂分配单元Vf-薄膜速度矢量 12-管子Vd-速度差矢量13-喷嘴α-夹角 13A-入口1-薄膜软管冷却装置14-杆1A-外部冷却单元 15-套管1B-内部冷却单元 16-内部螺旋冷却剂流2-冷却剂分配筒17-外部螺旋冷却剂流3-挤出机喷嘴
权利要求
1.一种冷却挤出的塑料薄膜软管的方法，包括以下步骤(a)向刚从用于连续挤出吹制的薄膜软管的装置一主要是挤出机喷嘴一的拉拔孔挤出的薄膜软管的未稳定段输送加压的冷却剂一主要是冷却空气；(b)使加压冷却剂通过切向入口进入薄膜软管未稳定段的内部和/或外部表面上的切向冷却剂流中，以便从内部和/或外部冷却薄膜软管的未稳定段从而使其稳定；(c)利用作用在沿着薄膜软管的内部和/或外部表面的冷却剂流上的离心力，并利用冷却剂流不同部分之间的密度差和压力差，在冷却剂入口至出口之间使切向冷却剂流形成至少一个螺旋冷却剂流；(d)在进行外部冷却的情况下，使用与薄膜软管的外裙部表面隔开一定径向距离的管状套筒来提供环形通道，以用于外部螺旋冷却剂流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同时使用优选流向相反的内部螺旋冷却剂流和外部螺旋冷却剂流。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在冷却和稳定步骤的最后阶段中或该阶段刚结束时，在至少两个位置将管状薄膜软管沿纵向切开，以形成扁平薄膜带。
4.一种冷却挤出的塑料薄膜软管的装置，该装置设置在挤出机喷嘴的拉拔孔区域，所述装置包括(a)设置在待制造的薄膜软管的内部空间中的内部冷却单元和/或沿该薄膜软管的外裙部设置的外部冷却单元；(b)至少一个连接到冷却剂供应源的冷却剂入口，以及用于各内部和/或外部冷却单元的出口；所述冷却剂入口设置成与薄膜软管相切，以便按切向气流的形式输送冷却剂，尤其是冷却空气，从而通过作用在沿着薄膜软管的内部和/或外部表面的冷却剂流上的离心力，并通过冷却剂流不同部分之间的密度差和压力差，在冷却剂入口至出口之间使切向冷却剂流形成螺旋冷却剂流，以从外部和/或内部冷却薄膜软管的未稳定段；(c)在具有外部冷却单元的情况下的用于外部螺旋冷却剂流的环状通道，该通道由待冷却的薄膜软管的外裙部表面从内部界定，并由管状元件从外部界定。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，外部冷却单元的环状通道由套筒和/或锥形的斗形件从外部界定。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，外部冷却单元设有同轴地安装在挤出机喷嘴上的冷却剂分配筒，该分配筒的切向入口与同轴地围绕薄膜软管的槽状输送道连通，然后，该输送道与环状通道连通。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的装置，其特征在于，内部冷却单元设有空气分配单元，该分配单元沿薄膜软管的内圆周设有带切向空气入口的喷嘴，所述喷嘴连接到加压冷却剂供应源，并且喷嘴的径向位置可以在薄膜软管的内部空间中调节；此外，内部空间中在喷嘴的相对端设有移除管，该移除管在排放端开口以排出冷却剂，该移除管的另一端连接到真空提供装置。
全文摘要
本发明涉及一种冷却挤出的塑料薄膜软管(F)的方法，通过沿薄膜软管(F)的内部和/或外裙部输送加压的冷却剂而使该薄膜软管冷却。在一拉拔孔(4)区域将冷却剂沿薄膜软管(F)的切向输入，通过作用在沿着薄膜软管(F)的内部和/或外部表面的冷却剂上的离心力，并通过冷却剂不同部分之间的密度差和压力差将由此产生的冷却剂而以螺旋气流(16、17)的形式从切向入口(6)输送至出口。所述装置(1)包括装配有冷却剂分配单元(11)的内部冷却单元(1B)，该冷却剂分配单元设有带切向入口(13A)的喷嘴(13)。所述装置的外部冷却单元(1A)具有切向入口(6)，该切向入口与环绕薄膜软管(F)并由管状元件(5、P)界定的环状通道(G)连通。
文档编号B29C47/88GK1798644SQ200480015026
公开日2006年7月5日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者A·佩茨, T·伊莱什 申请人:Dr－派克Ⅱ有限公司