專利名稱：生產(chǎn)塑料物品的設(shè)備中使用的塑料計量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料計量系統(tǒng)，其合并在一種用來生產(chǎn)塑料物品的設(shè)備中。
背景技術(shù)：
專利文獻US4943405(AISA)、US4352775(Kark Mgerle)和WO03/047823(SACMI)中均公開有這種計量系統(tǒng)。
這種計量系統(tǒng)組裝到一個用來生產(chǎn)管子例如用來裝牙膏或化妝品的管子的機器設(shè)備中。其中一計量單元用來在一模具中沉積模鑄接合部(管子的錐形部分和管口)所需的精確數(shù)量的塑料。該接合部通常由壓模工藝形成。
該計量系統(tǒng)包括一個塑料進送管，關(guān)閉該塑料進送管就能獲得定量的塑料。
美國專利US6045736(AISA)描述了一種計量單元，其包括一個與一物料進送管相通的空腔，該空腔的底面有一個物料出口，該出口可借助于一個桿形的滑閥來關(guān)閉。
然而，當(dāng)前的計量系統(tǒng)都存在許多缺點。
例如在美國專利文獻US6045736中，由于進送管相對于空腔為非對稱的，因此物料繞著閥門分配不均勻。結(jié)果就造成生產(chǎn)物料劑量的不對稱。通常來講，由當(dāng)前系統(tǒng)所獲得的管子始終是一種非對稱的形狀，并且其質(zhì)量或體積也可能不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點就是解決了上述問題。
其涉及一種如權(quán)利要求1的系統(tǒng)以及一種如權(quán)利要求11采用了該系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明的系統(tǒng)能夠生產(chǎn)出塑料管，其重量精確，并且由首次計量得到的形狀規(guī)則。
作為優(yōu)選，該計量系統(tǒng)由一擠出器、一塑料進送通道、一個收集器以及一個帶有一個或多個噴嘴的計量塊組成。
盡管該系統(tǒng)具有多個噴嘴，但每一個噴嘴均可獨立于其它噴嘴來驅(qū)動，同時也可對這些噴嘴進行調(diào)節(jié)從而配送等量或不等量的物料。
下面通過一個非限定性的實施例來詳細描述本發(fā)明。


圖1所示為一個處于靜置位置的計量單元；圖2展示的是閥門的打開；圖3展示的是一劑物料通過出口時的流動情況；圖4展示的是塊體之外一劑物料的形成；圖5所示為計量空腔環(huán)境狀態(tài)的放大圖；圖6所示為吹掃位置；圖7所示為第一類收集器(側(cè)視圖)；圖8所示為第一類收集器(頂視圖)；圖9所示為第二類收集器，其中該收集器固定到計量單元上；圖10所示為一個處于靜置位置的計量單元；圖11展示的是閥門的打開；圖12展示的是一劑物料通過出口時的流動情況；圖13展示的是塊體之外一劑物料的形成；圖14所示為計量空腔環(huán)境狀態(tài)的放大圖；圖15所示為吹掃位置；圖16所示為一個處于靜置位置的計量單元；圖17展示的是閥門的打開；
圖18展示的是一劑物料通過出口時的流動情況；圖19展示的是塊體之外一劑物料的形成；圖20所示為計量空腔環(huán)境狀態(tài)的放大圖；圖21所示為吹掃位置。
附圖標(biāo)記列表1.計量單元，2.塊體，3.閥門，4.計量空腔，5.物料出口，6.蓋子，7.活塞，8.活塞通道，9.斷流板，10.物料進送管，11.止動臺，12.螺旋槽，13.活塞的錐孔，14.直槽，15.收集器(第一類，側(cè)視圖)，16.收集器(第一類，頂視圖)，17.管子，18.收集器出口，19.擠壓螺桿，20.收集器活塞，21.第一收集器出口，22.第二收集器出口，23.第一軟管，24.第二軟管，25.閥座，26.計量單元，27.塊體，28.閥體，29.閥襯，30.活塞，31.閥座，32.斷流板，33.吹掃蓋，34.物料A進送通道，35.物料B進送通道，36.螺旋槽(閥上)，37.物料B通道(閥上)，38.物料B管體(活塞上)，39.螺旋形槽(活塞上)，40.錐頭，41.物料出口，42.物料B空腔，43.物料A空腔，44.物料B出口，45.止動臺，46.用于內(nèi)層的物料A通道，47.活塞上用于外層的物料A通道，48.一劑(物料A)的外層，49.一劑(物料B)的中間層，50.一劑(物料A)的內(nèi)層，51.用于吹掃的墊板，52.閥塞.
具體實施例方式
圖1所示的計量噴嘴由一塊體2、一桿形閥3、一閥座25、一計量空腔4、一斷流板9、一活塞7以及一吹掃蓋6組成。
靜置位置時(圖1)，空腔4通過塊體2和活塞7進送塑料，此時活塞7中的通道8打開并且出口5關(guān)閉。這里活塞7處于高位并靠著塊體2的止動臺11。
在計量過程中，閥3由一執(zhí)行器(圖中未示出)驅(qū)動直線移動，其行程可以調(diào)節(jié)(如通過氣缸)。
在圖2所示的位置中，活塞8的通道關(guān)閉并且物料出口5打開。然后，空腔4與進送物料隔開。
在圖3所示的位置中，閥3繼續(xù)前進并與活塞7的上表面鄰接，由此驅(qū)勸該活塞直到執(zhí)行器停下來?；钊?擠出一定量的物料，其量正比于該活塞相對于空腔4的行程，由此使物料從物料出口5流出。
然后執(zhí)行器沿相反方向驅(qū)動閥3，使出口5關(guān)閉并使活塞8中的通道打開(圖4)。在出口5關(guān)閉的同時，一劑塑料被吹掉。物料進送管10中的加壓物料通過通道8并將活塞7推擠靠住止動臺11，其結(jié)果就是將計量空腔4填滿，同時使計量單元返回到圖1所示的靜置位置。
物料進送管10中物料的壓力必須足以使活塞7在下一個計量周期之前上升回去。本計量系統(tǒng)不需要物料具有非常精確的壓力，其能允許壓力存在變動。
下面將(參照圖5)詳細描述活塞7中通道8環(huán)境。
來自通道8的物料到達閥的柱桿處，其具有一個由兩個連續(xù)部分組成的圓形斷面的凹槽12首先是一個直線部分，然后是一個深度減少的螺旋形部分?；钊?上所對應(yīng)的孔13是圓錐形。
如此布置的物料通道能實現(xiàn)物料繞著閥3的閥座25按圓形分配。物料的流動從槽12逐漸過渡到圓錐形孔13。到達空腔4中心的物料能夠使出口獲得非常對稱的一劑物料。本系統(tǒng)能夠更容易的實現(xiàn)顏色的變化。
斷流板9強迫物料流過閥3的整個周圍。其也能平衡該劑物料的形狀和分配。斷流板9取出非常容易，同時根據(jù)物料類型的不同，也可不裝有斷流板。
吹掃位置(圖6)在閥和活塞之間放置一個墊板，然后打開噴嘴，由此活塞的通道8和出口5打開，從而使塑料連續(xù)流出。
物料借助于噴嘴的流出并不是連續(xù)，同時噴嘴的驅(qū)動作用取決于管體的存在。為此，優(yōu)選使用一個物料收集器。
更為優(yōu)選的是，該收集器具有以下功能1.使物料進送管10中保持恒定的壓力從而使計量活塞上升；2.吸收計量的部分不連續(xù)性并傳送給擠壓螺桿菌9一個基本恒定的速度(按正弦變化)；3.當(dāng)出口5關(guān)閉時，在擠壓螺桿19不停下來的情況下收集一定量的塑料；以及4.通過其位置變化來調(diào)節(jié)擠壓螺桿的速度如果所收集的物料的量下降，那么螺桿19的速度就提高，反之亦然。
圖7和8所示為本發(fā)明中所用的第一類收集器15。調(diào)節(jié)活塞20在一個相對于收集器的管子17處于橫向布置的缸中移動?；钊?0可以各種方式布置在擠壓螺桿19的端部和塊體2之間的管子17上。活塞20與物料接觸的一端也可采用各種形狀。塑料中的壓力由單作用氣壓缸來形成，其將一恒定的推力傳送到活塞上。該過程中只需控制空氣的壓力。
圖9展示了另一種收集器16，其特征在于擠出螺桿沿軸向移動。塑料的壓力由單作用氣壓缸來形成，其將一恒定的推力傳送到擠壓螺桿19上。該過程中只需控制空氣的壓力。還可在該循環(huán)周期中改變該壓力。
第二種變化形式的優(yōu)點是物料流動沒有死區(qū)——沒有滯留區(qū)并且很容易就能改變物料或者顏色。
如果收集器借助于擠壓螺桿19來工作，那么用來將收集器出口與塊體相連的通道可采用加熱軟管23、24的形式。這類軟管例如用在混合擠壓中從而將一擠出器連接到一工具上。這種在一個相對較低壓力下工作的計量噴嘴允許采用此類連接。這里軟管23、24的數(shù)量可隨著計量噴嘴的多少而變化。
這種結(jié)構(gòu)具有以下的優(yōu)點-柔性連接能夠更為容易地調(diào)節(jié)塊體2的位置；
-沿著軟管加熱均勻，因為加熱器包繞周圍整個環(huán)境；-物料流動更好，由此內(nèi)管可用PTFE來制造，并且可用弧線來代替銳角以及方向的變化；-有助于物料或者是顏色的變化-沒有滯留區(qū)；-簡化了多個噴嘴的多次輸送；-簡化的工具的改變及維護。
圖10-15描述了本發(fā)明的另一個實施例。其中的活塞具有一個通道，其沿徑向穿過活塞并過渡到深度不斷減少并且斷面為圓形的螺旋形凹槽12中。此外，該凹槽做在活塞7圓錐形部分13的外表面上，在與通道8交匯的地方，閥3有一個以錐形過濾的縮徑部分。該活塞形狀相同，但卻是被動的。這種結(jié)構(gòu)就形成了一個開關(guān)。在打開位置(圖10、13、14和15)，物料可流入閥門周圍的空間中并送到螺旋形凹槽12和計量空腔4中。在關(guān)閉位置(圖11和12)，閥周圍的空間消失，物料不能流過。閥門周圍的空間，其在工作周期中會產(chǎn)生變化，在改變物料時就形成一個優(yōu)點，即沒有滯留現(xiàn)象。
在形成并吹掉一劑物料時(圖13)，閥3處于高位，通道8打開，并且物料送入到空腔4中。加壓后的物料流入螺旋形凹槽12中并不斷前進流過活塞7的圓錐形部分。同時活塞上升到止動臺11處。物料繞著活塞均勻分配并從外向內(nèi)送入空腔4。這種情況對于補充物料避免滯留來說非常重要。從外向內(nèi)的向心分配橫掃整個空腔4，此時不必有斷流板(參見第一種變化形式的噴嘴)。在這種變化形式中，空腔4的體積更小并且活塞與塊體2上開孔之間正對著螺旋形凹槽的接觸也減少。用于活塞位移的力減小。
圖16到21所示的容積計量噴嘴基于一種類似于前面所述兩種變化形式的測容原理。其能生產(chǎn)出一劑多層(3層/2種不同成分)的環(huán)形物料。這種計量系統(tǒng)能夠生產(chǎn)出一種由多層塑料制成的物品，特別是例如用來裝牙膏或化妝品的管子的多層接合部。這些成分可由不同的顏色來區(qū)分，這些成分也可是不同的聚合體。在一種特定的管子接合部中，中間層可用一種能夠隔斷氣體或香味的材料制成。該計量噴嘴由兩個擠出器來進料，每一個擠出器均具有一個物料收集器系統(tǒng)。
閥體28和閥襯29通過一剛性連接(如套接或銷接)組裝起來?；钊?8的角點處固定在塊體27中。
在靜置位置(圖16)時，活塞38處于高位靠在塊體27的止動臺45上。該劑物料由三層構(gòu)成(圖19)-由材料A構(gòu)成的外層48；-由材料B構(gòu)成的中層49；-由材料A構(gòu)成的內(nèi)層50。
外層通過“定容”計量的、從空腔43擠出的材料A制成。其體積由正式得出V1=π4(D32-D22)×c]]>中層通過“定容”計量的、從空腔43擠出的材料B制成。其體積由正式得出V2=π4(D22-D12)×c]]>其中D1、D2和D3為活塞的直徑(參見圖17)，c為活塞的行程。
通過直徑的選擇就能確定V2相對于V1的比值例如其可滿足下式V2＝V1的10％。
內(nèi)層直接進料(不測容的)；為了調(diào)節(jié)體積，材料A的壓力變化，并且根據(jù)所需的層厚用各種閥塞52來改變出口截面。
在計量的過程中，閥28由執(zhí)行器(圖中未示出)驅(qū)動線性移動，其行程可以調(diào)節(jié)(例如通過氣壓缸)。
在圖17所示的情況下，活塞通道47和37關(guān)閉，并且材料出口41和44打開。然后，空腔43和42就與進料通道34和35隔開。
在圖18所示的情況下，閥28繼續(xù)前進并驅(qū)動活塞30直到執(zhí)行器停下來?；钊?0正比于其在空腔43中的行程擠出一定體積(V1)的材料A，該材料流過斷流板32中的孔以及材料出口41從而形成該劑物料的外層48(材料A)。同時，活塞30從空腔42擠出一定體積(V2)的材料B，其形成該劑物料的中間層49。內(nèi)層50由材料A形成，其從管子34流出并流過通道46和螺旋形凹槽36。由于該流動截面41明顯大于，因此外怪的輸出速度要大于中間層，結(jié)果外層就將中間層包裹起來。這就意味著從該劑物料的端頭看去，中間層是看不見的。
然后執(zhí)行器向相反的方向驅(qū)動閥28，使出口41和44關(guān)閉，并且使活塞30中的通道37和47打開(圖19)。在出口關(guān)閉的同時，該劑塑料被吹掉。物料進送管34和35中的加壓物料分別流過通道47和37并將活塞30推壓到止動臺45上，結(jié)果計量腔43和42就被充滿，并且計量單元如圖16所示轉(zhuǎn)到靜置位置。圓形截而的螺旋形凹槽39與圓錐體40一起構(gòu)成一個螺旋分配器，如計量噴嘴中所描述的分配器的變形。
物料進送管34中的物料壓力必須足以使活塞30在下一個計量周期之前升高。作為一種變形，用于物料B的出口在設(shè)計上應(yīng)始終保持為開。
權(quán)利要求
1.一種用在生產(chǎn)塑料物品的設(shè)備中的塑料計量系統(tǒng)，其包括一計量單元(1)，其形成一個包括有一物料進送管(10)的塊體(2)、一個可與所述物料進送管(10)相通的計量空腔(4)、一個布置在所述計量空腔(4)一壁上的物料出口(5)以及一個柱桿形的閥(3)，該閥在設(shè)計上能滑過并關(guān)閉所述物料出口(5)，其特征在于，該計量單元(1)進一步包括一活塞(7，30)，其在安裝上應(yīng)能繞閥(3，28)共軸滑動從而能使計量空腔(4)的體積變化，并且物料進送管(10)能臨時關(guān)閉，活塞(7，30)的側(cè)壁具有一個通道(8)，其能使物料進送管(10)臨時與計量空腔(4)相通。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，活塞(7，30)的下端壁面具有圓錐形的孔(13)，該圓錐形的底部布置在側(cè)壁上鄰接計量空腔(4)地方。
3.如前述任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其特征在于，計量空腔(4)包括斷流板(9)。
4.如權(quán)利要求2或3的系統(tǒng)，其特征在于，閥(3，28)具有螺旋形凹槽(12，36)。
5.如前述任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其特征在于，閥(3，28)具有一個圓形截面的凹槽，其由兩個連續(xù)的部分構(gòu)成，即一個直線部分以及一個深度逐漸減少的螺旋線部分(12，36)。
6.如權(quán)利要求2至5之一的系統(tǒng)，其特征在于，活塞(7，30)具有一個螺旋形凹槽(12，39)。
7.如前述任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其用來制造多層對象，該系統(tǒng)包括多個物料進送管(34，35)并且活塞(30)中有相應(yīng)數(shù)目的通道，閥(28)以及活塞(30)均具有一個凹槽(36，39)。
8.如前述任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其進一步包括一個具有一管子(17)的收集器(15，16)，該管子在設(shè)置上應(yīng)與物料進送管(10)相通，并且收集器(15，16)的管子(17)具有一個擠出螺桿(19)。
9.如前述任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其包括用來使擠出螺桿(19)沿軸向在收集器(15，16)的管子(17)中移動的裝置。
10.一計量單元(1)，其形成一個包括有一物料進送管(10)的塊體(2)、一個可與所述物料進送管(10)相通的計量空腔(4)、一個布置在所述計量空腔(4)一壁上的物料出口(5)以及一個柱桿形的閥(3)，該閥在設(shè)計上能滑過并關(guān)閉所述物料出口(5)，其特征在于，該計量單元(1)進一步包括一活塞(7，30)，其在安裝上應(yīng)能繞閥(3，28)共軸滑動從而能使計量空腔(4)的體積變化，并且物料進送管(10)能臨時關(guān)閉，活塞(7，30)的側(cè)壁具有一個通道(8)，其能使物料進送管(10)臨時與計量空腔(4)相通。
11.一收集器(16)，其具有一管子(17)，該管子在設(shè)置上應(yīng)與物料進送管(10)相通，并且收集器(15，16)的管子(17)具有一個擠出螺桿(19)，其特征在于該收集器還包括有用來使擠出螺桿(19)沿軸向在收集器(15，16)的管子(17)中移動的裝置。
12.一種采用了權(quán)利要求1至9之一的系統(tǒng)的方法，其特征在于，按順序進行以下的步驟-計量空腔(4)進料，物料出口(5)關(guān)閉；-物料出口(5)通過閥(3)的下移打開，其同時關(guān)閉物料進送管(10)；-活塞(7)下降并且一定劑量的塑料擠出物料出口(5)；-物料出口(5)通過閥(3)的上升而關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用在生產(chǎn)塑料物品的設(shè)備中的塑料計量系統(tǒng)，其包括一計量單元(1)，其形成一個包括有一物料進送管(10)的塊體(2)、一個可與所述物料進送管(10)相通的計量空腔(4)、一個布置在所述計量空腔(4)一壁上的物料出口(5)以及一個柱桿形的閥(3)，該閥在設(shè)計上能滑過并關(guān)閉所述物料出口(5)，其特征在于該計量單元(1)進一步包括一活塞(7)，其在安裝上應(yīng)能繞閥(3)共軸滑動從而使計量空腔(4)的體積變化，并且物料進送管(10)能臨時關(guān)閉。本發(fā)明還涉及一種采用了所述系統(tǒng)的方法。
文檔編號B29C31/06GK1968797SQ200580003287
公開日2007年5月23日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者D·阿諾 申請人:艾薩帕克控股公司