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带有扁平流道截面的可调节流阀

阅读:445发布:2021-03-01

IPRDB可以提供带有扁平流道截面的可调节流阀专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一种可调节流阀元件(6,7,8),用于控制在一带圆整的边缘区域扁平流道或一直角流道(3)中的质量流量。节流阀由于其独特的结构没有垂直于液流方向的分界面,并且可利用该节流阀调节流道高度,对此通过在宽度上局部改变流道阻力控制质量流量,而不会在流道中产生不稳定。由于该在宽度方向和在流道方向形成的稳定的几何形状的改变使流道中不产生死区。,下面是带有扁平流道截面的可调节流阀专利的具体信息内容。

1.可调节流阀具有一个扁平形流道,该流道的宽度和高度之比或周边 和高度之比至少等于10,它用于控制一种可流动材料的质量流量,并具有 一个入口区  和一个出口区  以及一个连接这两个流道区的中间流道区 (3),在流道入口和流道出口之间的总流道区中的流道在垂直于流动方向无 分界面和死角,并且通过从外部操作调节装置,通过至少一个壁区域的薄 壁(4)产生大于0.1MM的弹性变形而可以改变中间流道区(3)中的流道高 度,其特征在于,这个流道具有一个弯曲,并且这个可弹性变形的薄壁(4) 在弯曲区域形成流道的界壁。

2.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,在流道区域(3)前后存在 着其几何形状不能改变的流道区域。

3.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,调节装置的调节距 离至少达0.1MM。

4.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,在调节 元件范围内的流道至少局部范围具有一个流道高度H,适用于H<5MM。

5.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,这个薄 壁(4)在其可弹性变形范围内具有一个壁厚A,适用于A<6MM,最好在 0.5MM≤A≤4MM范围内。

6.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,调节元 件互相之间的距离小于15MM。

7.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,这个流 道可以加热并位于一个挤出喷嘴中。

8.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,这个流 道位于一个共挤压接合器中。

9.按权利要求1所述的节流阀,其特征在于,这个可 弹性变形的薄壁(4)形成弯曲区流道的外侧界壁。

说明书全文

本发明涉及一种具有一个宽度和高度之比或周边和高度之比至少等于 10的扁平形流道的可调节流阀,它控制可流动材料的质量流量,并具有一 个入口区和一个出口区以及一个连接这两流道区的中间流道区。在这种结 构中,流道入口和流道出口之间的整个区域中的流道在沿垂直于流动方向 无分界面和无死角,并且在这种结构中,通过从外部操纵调节件,通过至 少一个壁区域的薄壁达到大于0.1毫米的弹性变形因而改变中间流道区的 流道高度。

由US-A-3 884 611公开一种前面所述的这类可调节流阀。在这种 节流阀上,流道呈平面形。在流道的一个厚板构成的隔墙中切除一部分, 形成一个薄壁区。这个在其平衡位置同样平整的平面形薄壁区可以通过作 为调节件的螺栓沿进入流道中的方向变形,发生微小的弯曲,由此可以调 节流道高度。调节流道高度可能会受限制,因为获得这个薄壁区,本来它 就很受限制的。此外不能够忽略这个问题,即该薄壁区的材料在大量调节 过程后发生塑性变形,并且因此不再弹回到它原始的状态。

由US-A-3 122 789公开了一种挤出喷嘴,它具有一个直线形的流 道。这个流道的一个壁可以通过液压压力而变形,目的是为了改变它的流 出区域内喷嘴的开口宽度。这里除了在一个流入区和流出区之间的一个中 间流道区域中不进行节流外,调节问题和前面所述的相同。

本发明的目的在于,开发一种可以微调的金属节流阀,用这种节流阀 可以改变通过流道整个宽度上的质量流量。本发明另外的目的是在采用按 发明的装置的情况下生产出具有一个至今仍未能达到的均厚层的共挤压成 型板材。

按本发明该目的是这样来实现的,即可调节流阀具有一个扁平形 流道,该流道的宽度和高度之比或周边和高度之比至少等于10,它用 于控制一种可流动材料的质量流量,并具有一个入口区和一个出口区 以及一个连接这两个流道区的中间流道区,在流道入口和流道出口之 间的总流道区中的流道在垂直于流动方向无分界面和死角,并且通过 从外部操作调节装置,通过至少一个壁区域的薄壁产生大于0.1MM的 弹性变形而可以改变中间流道区中的流道高度,这个流道具有一个弯 曲,并且这个可弹性变形的薄壁在弯曲区域形成流道的界壁。

此外,在流道区域前和后具有其几何形状不能改变的流道区是很 有利的。

根据一个另外的有利结构,调节元件的调节距离至少等于0.1毫 米。

根据一个另外的有利结构,在调节元件范围内的流道至少局部具 有一个流道高度H,适用于H<5MM。

可弹性变形的范围内的薄壁具有一个厚度A,其中A<6MM,最 好在0.50≤A≤4MM范围内时,是特别有利的。

根据一个另外有利的结构,调节元件之间的距离小于15毫米。

此外,流道能够加热,并且位于一个共挤压喷嘴中,也是很有利 的。

根据一个另外有利的结构,流道位于一个共挤压接合器中。

当这个可弹性变形的薄壁在流道的弯曲区域内形成流道界壁是有 利的。

以下借助附图对本发明实施例进行描述:

图1是按本发明的节流阀的剖视图;

图2示出了一个本发明的节流阀,它用于制造扁平塑料板材的挤 出模中;

图3和4示出了使用在一个多流道模中的节流阀;

图5示出了使用在一个共挤压接合器中的按本发明的节流阀。

通过如图1剖面图中所示的一种结构可达到本发明目的。流道的 宽和高之比应大于10,但最好在20~5000之间,(多个)调节元件 的调节距离应至少等于0.1毫米,最好在1~1.5毫米之间,主要是为 了局部充分地改变流道的整个宽度上的流道阻力。为了保证这个调节 距离,薄壁4应至少有一个轻度弯曲和一个小于6毫米的壁厚A,但 壁厚最好在0.5~4毫米之间。在整个流道宽度的小距离内进行调节(微 调)是通过这个方法产生的壁弯曲和通过一个尽可能小于40毫米的调 节螺栓间距,最好是小于15毫米的间距来达到的。

由于图1中所示出的流道区3的壁4的较小厚度A使该壁有一个较大 的柔性,那么这个薄壁就通过较小尺寸的调节螺栓5而施加一个微小变形所 需要的调节力而使在沿流道3的方向上局部变窄。这样,就可以微调流道3 的通量高度H,从而有效地控制质量流量。

节流阀只由三部分组成,上端盖6,下端盖7和中间件8,因此它在 流道区内垂直于流动方向上没有分界面,只是在三部分6,7和8之间存在 有两个分界面。它们在流道的两个边缘区中沿流道方向延伸,使堵塞的危 险非常小。另外,同时也减少了不密封性的危险。通过这种特殊的结构可 保证流道的几何形状沿流动方向可以进行稳定不断地变化。因此不会由于 阶跃式改变流道高度而产生死角,而在伸进到流道中的滞流横板上死角情况 是不可避免的。

采用所述的可调式节流阀可以在恒定压力差的情况下改变总质量流 量,这可通过以相同的量调节所有的调节元件来实现。也可以改变通过流 道整个宽度上的质量流量分布,这可通过调节单个调节元件来实现。这个 特殊的节流结构特别适用于控制热塑加工成型材料,最适用于所有种类的 塑料,如聚乙烯;聚丙烯;聚苯乙烯;聚氯乙烯;聚甲基丙烯酸甲酯;聚 碳酸酯;尼龙;PSU;PES和PEEK。它也能控制非聚合物,只要它(们) 具有足够的流动性。

可以将一个这样结构的节流阀组合在所有构件中,在这些构件中液体 在一个扁平流道中流动。特别有意义的是,可将它组合在通常的塑料加工 机中。图2示出了在生产扁形塑料板材的一个挤出喷嘴中的应用,被熔化的 熔体在此通过一个窄小的流道10流进喷嘴,并在分配流道11中均匀分布 在喷嘴的出口宽度上。柔性薄壁4在随后的流道区域12的整个宽 度延伸,这个壁4可以通过调节件14在其空间位置中进行局部改变。

在这个节流区紧接有一个几何尺寸不可改变的流道区域15,壁4具有 一个90度的弯曲部分。从两方面来看它都是有利的,一方面提高了壁的可 弯曲性,另一方面通过壁弯成90度的结构,一般情况下使来自于水平设 置的挤出机流入喷嘴的熔体,在喷嘴中转向垂直方向,在以前就已指出, 熔体垂直流入一个水平设置的平整机中比它水平流入一个垂直设置的平整 机中要有利一些。在这种情况下,这个可弯曲的薄壁属于一个在流道10区 域内与喷嘴上端盖17螺纹连接在流道10区域内的喷嘴中间件16的组成部 分,并且在流道15的范围内与喷嘴上端盖17钎焊或焊接在一起。

以类似的方式,这个节流阀也可以组合成一个多流道喷嘴,这样的一 种结构如图3所示,特别是在多流道喷嘴方面,在对加工要求和目前已应 用的或已了解的技术上的可能性之间至今仍存在着很大的距离。通过把按 发明的节流阀组合到支流流道40中,可以控制次层的熔体在进入流道区43 之前流过整个宽度,以便使一个流过整个流道宽度的几乎恒定的次层熔体 在流道41范围内覆在流过流道42的主层熔体上。

通过以这种方式将其组合在一个多流道喷头的支流流道中的节流阀使 人们第一次掌握了用于调节整个板料宽度上各层厚度的结构先决条件。到 目前为止已知的具有一个滞流横板调节装置的结构都是由于需要较高的调 节力而不适合于层厚调节。只有可弯曲的薄唇板(Lippe)才能按照产品 上所测量的层厚进行调节通过流道整个宽度的各层的质量流量,但这个可 弯薄唇板只要求较小的调节力,并且在这里钢的弹力和通过熔体产生的内 部压力可提供一个复位力。

通过采用按发明的节流阀,人们第一次可用一个多流道喷嘴,借助于 一个调节器来调节一个次层的厚度,这种方法在图4中举例示意出。在这 里由挤出机27和28生产出两束熔体,再供给多流道喷头30。通过借助于 一个选择层厚测量装置34来测量离开设备26之后的产品次层厚度和在一 个调节器35中进行设定值和实际值的比较来按要求操纵调节件36,并且 通过这种方法来完成调节通过整个板料宽度的层厚差。在这条生产线中可 以使用有选择测量层厚的方法,现在用于目的的调节系统在薄膜生产领域 中属于现有技术。这个板材在此可以借助于平整机33进行轧平并冷却。对 于型材的情况来说也可以通过固定设置的孔型(Kalibrierung)进行冷 却,型材将从孔型中通过。

这种节流阀在一个共挤压接合器中的应用如图5所示,在这种结构中, 共挤压熔体的流道在真正节流前有一个几何形状不能改变的流道区20,在 尾部共挤压流道进入主熔体的流道21中之后,又重新具有一个几何形状不 能改变的流道区22。这种节流阀也是通过可由调节件24改变其状态的薄 壁4构成的。    

根据上述的所有应用,通过操纵调节元件可以灵敏地改变通过整个宽 度上的流道阻力。用这种方法可以抵消人们所不希望的通过整个流道宽度 上的熔体流量差,并且也可以象通常在共挤压接合器上所要求的一样,按 要求制造出所希望的通过整个流道宽度的熔体截形。

无死点可调节流阀也可以用于例如由一个单个挤出机供料的分开式流 道上,在此它可以非常有利地控制质量流量特性。型材喷嘴通常就是这样, 在这情况常常要达到由一个唯一的主流道供料的各个壁之间具有一个 精确的壁厚比。例如双连接板喷嘴中(Stegdoppelplattenduesen),,尽 管喷嘴中是有固定的所规定的流道几何尺寸,但在一定的区域内连接板厚 相对于带材厚还可以改变还是很有意义。以由聚碳酸酯制成的双连接板的 情况为例,这些带材也和一种防风化的保护层共挤压在一起。那么为了避 免在连接板喂入区内共挤压层缺陷地的变厚或变薄,保持连接板熔体流道 和带材熔体流道中的一个精确的压力比是非常重要的。通过将按发明的可 调节流阀组合到两个流道的任何一个之中的方法,使这个流道阻力相对于 另外的的流道来说可以改变,其结果是在流道中引起质量流量特性的变化 和压力分布的变化。

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