用于校準(zhǔn)管狀擠出件的裝置和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在制造管狀制品的工藝中使用的校準(zhǔn)裝置,該校準(zhǔn)裝置包括殼體(200)和校準(zhǔn)套筒(300),所述校準(zhǔn)套筒提供用于被擠出的管狀擠出件的豎直通路,所述殼體包括孔(210)、具有上密封件(280)的上開(kāi)口以及具有下密封件(285)的下開(kāi)口;真空通道(215),其將所述孔連接到真空源;液體通道(255),其用于容納液體流并且連接到在所述殼體的頂部上的儲(chǔ)液槽(250);以及調(diào)節(jié)裝置(265),其用于控制在所述儲(chǔ)液槽中的液體水平;以及所述校準(zhǔn)套筒(300)包括具有多個(gè)孔(340)的主體和入口凸緣(330);所述校準(zhǔn)套筒可移除地放置在所述孔(210)中并且經(jīng)由所述上密封件(280)和所述下密封件(285)與所述殼體(200)接觸。該校準(zhǔn)裝置能夠使得以非常靈活的方式制造管狀制品,特別是在實(shí)驗(yàn)室中的小規(guī)模上;并且該校準(zhǔn)裝置能夠在干或濕操作下以自由或接觸校準(zhǔn)模式操作。本發(fā)明還涉及包括這樣的校準(zhǔn)裝置的用于由高分子組合物制造管狀制品的擠出系統(tǒng),并且涉及應(yīng)用這樣的裝置或系統(tǒng)的工藝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于校準(zhǔn)管狀擠出件的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在制造期望尺寸的管狀制品(tubular article)的擠出工藝中使 用的、包括殼體和校準(zhǔn)套筒的校準(zhǔn)裝置,更具體地涉及適合在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上使用的這 樣的校準(zhǔn)裝置。該發(fā)明還涉及包括這樣的校準(zhǔn)裝置的、用于從高分子組合物(polymer composition)制造管狀制品的擠出系統(tǒng),并且涉及應(yīng)用這樣的裝置或系統(tǒng)的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為特定長(zhǎng)度且通常為圓柱狀的中空構(gòu)件(如管材或管)的管狀制品,通常由高 分子組合物、優(yōu)選地由熱塑性高分子組合物(thermoplastic polymer composition)在利 用擠出系統(tǒng)的擠出工藝中制成。這樣的系統(tǒng)通常包括用于提供處于可變形/可流動(dòng)狀態(tài)的 高分子組合物的裝置,例如(塑煉)擠出機(jī);用于隨后將高分子組合物成型為管狀擠出件 的裝置,例如環(huán)狀模具;用于冷卻和固化管狀擠出件的裝置,例如冷卻腔或水浴槽;用于拉 動(dòng)、拖曳、伸展或拉長(zhǎng)管狀擠出件的裝置,例如一系列輥?zhàn)?;以及用于纏繞/盤(pán)繞管或者將 管切割成一定長(zhǎng)度的裝置。在擠出機(jī)的上游還可以使用其他裝備,例如物料搬運(yùn)系統(tǒng)、干燥 單元、進(jìn)料斗或定量/計(jì)量單元。其他下游裝備可以包括齒輪泵、校準(zhǔn)裝置以及用于測(cè)量例 如直徑和壁厚等管尺寸的單元。考慮到單元的數(shù)量和這樣的擠出線的總長(zhǎng)度,工藝通常在 水平面上進(jìn)行。
[0003] 裝置的選擇取決于很多因素,其中包括經(jīng)營(yíng)規(guī)模(例如商業(yè)化生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)室評(píng) 估)以及要制造的產(chǎn)品的類(lèi)型。通常,管材(pipe)是大直徑環(huán)狀產(chǎn)品,通常具有大于25mm 的外徑,并且是剛性的;小直徑柔性產(chǎn)品通常稱(chēng)作管(tube)。具有更小尺寸例如低于1mm的 這樣的管狀產(chǎn)品也稱(chēng)作中空纖維。
[0004] 相對(duì)小直徑(例如在小于等于約1〇_的范圍內(nèi))的管通常利用所謂的"自由"擠 出工藝制成,含義是不應(yīng)用用于控制管的外徑的定徑套筒或校準(zhǔn)套筒。然后,除了材料性能 (例如被加工的高分子組合物的粘彈性和拉伸行為)以外,管的直徑和壁厚主要由擠出機(jī) 輸出、模具設(shè)計(jì)、冷卻速率和卷取或拉出機(jī)速度(確定拉伸比或牽伸比)確定。可以通過(guò)在 加工過(guò)程中控制管狀擠出件或構(gòu)件內(nèi)的氣流和壓力,例如通過(guò)經(jīng)由模具將空氣注入到中空 擠出件中來(lái)獲得較好的尺寸控制。將通過(guò)適當(dāng)?shù)乩鋮s擠出件和固化高分子組合物來(lái)凍結(jié)尺 寸??梢岳脷猓諝猓┝鱽?lái)完成冷卻,或者通過(guò)利用液體來(lái)冷卻;例如通過(guò)噴灑水或者通 過(guò)引導(dǎo)管通過(guò)水浴槽。通常,前面的工藝被稱(chēng)作"干的"并且后面的工藝被稱(chēng)作"濕的"。
[0005] 用于制造具有精確尺寸控制(例如直徑、圓度或壁厚)的管件或管的工藝通常應(yīng) 用校準(zhǔn)裝置;該校準(zhǔn)裝置通常被放置在模具之后不久,并且也可以用于冷卻擠出件。校準(zhǔn)裝 置,也叫做定徑裝置,通常包括外殼和裝配在外殼內(nèi)的校準(zhǔn)套筒,該校準(zhǔn)套筒提供用于被擠 出的中空(管狀)構(gòu)件的通路。校準(zhǔn)套筒通常設(shè)置有冷卻裝置以及在周向和軸向方向上相 對(duì)于彼此偏置的多個(gè)孔口或孔。在圍繞校準(zhǔn)套筒的外殼區(qū)域中的壓力可以利用真空系統(tǒng)經(jīng) 由孔口來(lái)減小,導(dǎo)致經(jīng)過(guò)的管狀擠出件被迫使或抽吸成與校準(zhǔn)套筒的內(nèi)壁接觸;這種方式 控制或校準(zhǔn)管狀擠出件的外徑。應(yīng)用了校準(zhǔn)套筒和裝置的這樣的工藝被叫做"接觸"或"真 空"校準(zhǔn)或擠出,其已經(jīng)在很多公開(kāi)中被描述。例如,DE2239747A1描述了一種設(shè)備,其中套 筒設(shè)置有用于冷卻液(水)的抽吸狹縫和通道。這樣的"干接觸"方法可能造成擠出件附著 于壁的問(wèn)題,導(dǎo)致例如表面缺陷或其他加工困難。在例如US5085567和EP1201399A1中公開(kāi) 了通過(guò)經(jīng)由套筒中的孔(除了抽吸開(kāi)口以外)噴灑和/或在圍繞擠出件的套筒的入口側(cè)處 (例如經(jīng)由水環(huán))并且可選地經(jīng)由在套筒的內(nèi)表面上的槽施加來(lái)應(yīng)用用于對(duì)管狀擠出件起 冷卻和潤(rùn)滑組合作用的液體(通常是水)。同樣,在該"濕接觸"操作中,管狀擠出件水平地 經(jīng)過(guò)套筒,并且關(guān)于附著和水浴槽中的溫度分布的問(wèn)題仍然會(huì)發(fā)生。該問(wèn)題在EP2226178A2 中利用一種校準(zhǔn)裝置得到了解決,該校準(zhǔn)裝置包括用于使冷卻液圍繞管狀擠出件旋轉(zhuǎn),從 而產(chǎn)生液體冷卻套筒的裝置。
[0006] 在實(shí)踐中,擠出系統(tǒng)優(yōu)選地用于生產(chǎn)不同直徑的管件。由于這會(huì)需要停止生產(chǎn)并 且至少更換校準(zhǔn)套筒,因此已經(jīng)開(kāi)發(fā)了其中套筒直徑在操作期間可以被調(diào)節(jié)的校正裝置。 在 DE10157190A1、W02004/091891A1、US20060185183A1、US7357630B2 和 W02010/105598A2 中描述了這樣的裝置的示例。
[0007] 然而,當(dāng)針對(duì)在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上將僅有限數(shù)量的材料加工成管時(shí),特別是如果不了 解(不公知)其加工特性時(shí),已知的校準(zhǔn)裝置造成若干問(wèn)題。首先,可能已經(jīng)需要相當(dāng)數(shù)量 的材料來(lái)用于制造初始擠出件并且使其通過(guò)裝置。其次,在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前將不得不選擇校 準(zhǔn)的類(lèi)型,例如干的或濕的,自由操作或接觸操作等。此外,通過(guò)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)裝置來(lái)調(diào)節(jié)管的 外徑通常是費(fèi)力的,或者需要具有可調(diào)節(jié)套筒的復(fù)雜裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 因此,本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種校準(zhǔn)裝置,其不會(huì)表現(xiàn)出現(xiàn)有技術(shù)裝備的至少一 些缺點(diǎn)并且能夠用于小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室加工。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明,該問(wèn)題通過(guò)提供如下文所描述的并且如在權(quán)利要求書(shū)中所描述的實(shí) 施例得到了解決。
[0010] 因此,本發(fā)明提供了一種在制造管狀制品的工藝中使用的校準(zhǔn)裝置,該裝置(1〇〇) 包括殼體(200)和校準(zhǔn)套筒(300),所述校準(zhǔn)套筒提供用于管狀擠出件的堅(jiān)直通路,
[0011] 所述殼體(200)包括孔(210)、具有上密封件(280)的上開(kāi)口以及具有下密封件 (285)的下開(kāi)口;真空通道(215),其將所述孔連接到真空源;液體通道(255),其用于容納 液體流并且連接到在所述殼體的頂部上的儲(chǔ)液槽(250);以及調(diào)節(jié)裝置,其用于控制在所 述儲(chǔ)液槽中的液體水平;以及
[0012] 所述校準(zhǔn)套筒(300)包括具有多個(gè)孔(340)的主體和入口凸緣(330);
[0013] 其中,所述校準(zhǔn)套筒可移除地放置在所述孔中并且經(jīng)由所述上密封件和所述下密 封件與所述殼體接觸。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置出人意料地使得能夠以非常靈活的方式制造管狀制品,特 別是以實(shí)驗(yàn)室中的小規(guī)模制造。堅(jiān)直通過(guò)校準(zhǔn)裝置的管狀擠出件使得能夠容易快速啟動(dòng)并 引導(dǎo)擠出件從擠出機(jī)模具進(jìn)入到套筒中,同時(shí)減少下垂和變形問(wèn)題。相對(duì)于傳統(tǒng)的水平操 作,堅(jiān)直操作還允許對(duì)管狀擠出件的溫度的更好控制,產(chǎn)生好看的產(chǎn)品。該校準(zhǔn)裝置的另一 個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其能夠以干操作或濕操作在自由或接觸校準(zhǔn)模式下操作;并且操作的類(lèi)型可以通 過(guò)控制內(nèi)部壓力、頂部?jī)?chǔ)液槽中的液體水平或者控制壓力和液體水平兩者來(lái)簡(jiǎn)單地在線改 變。由于從干校準(zhǔn)到濕校準(zhǔn)或者從濕校準(zhǔn)到干校準(zhǔn)這樣的改變可以在操作期間進(jìn)行,因此 在尋找最佳工藝模式和條件時(shí)浪費(fèi)很少的材料和時(shí)間。如果針對(duì)真空模式操作需要不同的 直徑,則能夠迅速容易地更換校準(zhǔn)套筒。通過(guò)利用適當(dāng)大小的裝置和如擠出機(jī)和模具等適 合的其他裝備,可以由僅幾克(諸如低至約20g等)的高分子組合物制造壁厚小至約0. 1_ 的管狀制品。
[0015] 在本發(fā)明的堅(jiān)直擠出工藝中在濕操作期間的其他優(yōu)勢(shì)包括圍繞擠出件的液體的 更均勻和恒定的溫度;而在水平的管校準(zhǔn)中,幾乎很難避免由水在被加熱的同時(shí)繞管向下 流動(dòng)或者由水浴槽中的密度差導(dǎo)致的堅(jiān)直溫度梯度。本發(fā)明的裝置和工藝使得冷卻更均勻 以及擠出件變形(例如在自由擠出模式中形成非圓形(橢圓形)橫截面)的傾向更低。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置能夠用在制造管狀制品的工藝中,管狀制品的外徑可以在 較大的范圍例如從〇· 1mm到200mm內(nèi)變化;即從中空纖維到管件。取決于要制造的管的大 小,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠選擇校準(zhǔn)裝置的適當(dāng)尺寸,特別是套筒和其他部件以及所需 要的其他輔助裝備的適當(dāng)尺寸。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置尤其適合于結(jié)合小尺寸擠壓法和輔助裝備在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模 上使用。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模指的是加工相對(duì)小的量例如小于l〇〇g的高分子組合物。在關(guān)于新級(jí) 別或新類(lèi)型的聚合物的研究或開(kāi)發(fā)行為期間,取決于聚合反應(yīng)器的大小,僅可獲得有限數(shù) 量例如從約5g到50g的樣本材料。另一種適合的應(yīng)用是含有特殊添加劑的高分子組合物 或制劑的加工,該添加劑非常昂貴或僅可獲得微量,例如某些活性藥物或生物成分(API)。 本發(fā)明的裝置使得能夠在賦形劑基質(zhì)中混合或分散API,并且形成適合于首次臨床評(píng)估的 樣本形式?;蛘撸b置可用于小規(guī)模的生產(chǎn)目的。除這些原因以外,裝置還優(yōu)選地包括具有 最大25mm的內(nèi)徑的套筒,更優(yōu)選地內(nèi)徑為最大20mm、15mm、12mm或者甚至10mm。由于利用 真空校準(zhǔn)來(lái)制造非常小的管可能產(chǎn)生對(duì)擠出件的太大的摩擦和損壞,套筒優(yōu)選地具有至少 1_的內(nèi)徑,或者更優(yōu)選地至少1.5_、2_、3_、4_、5_或6_。在本申請(qǐng)的上下文中,套 筒的內(nèi)徑指的是套筒(通常是橢圓或圓形橫截面)內(nèi)壁的相對(duì)兩側(cè)之間的最小距離;套筒 的內(nèi)徑?jīng)Q定在其內(nèi)制造的管的外徑。具有低于例如1_的直徑的非常小直徑的管也稱(chēng)作中 空纖維,其優(yōu)選地由自由擠出工藝制造,在自由擠出工藝中,校準(zhǔn)套筒在工藝期間與管不接 觸。
[0018] 優(yōu)選地,校準(zhǔn)裝置和相應(yīng)的擠出器和模具在操作期間堅(jiān)直地布置,這是因?yàn)樘貏e 是對(duì)于適合于小數(shù)量的樣本材料(諸如5g到50g樣本材料等)的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模裝置來(lái)說(shuō),這 允許更容易地處理擠壓態(tài)的相對(duì)軟的管。
[0019] 在根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置中的套筒可以是固定的直徑大小,但也可以使用可調(diào)節(jié) 的套筒;例如在W02010/105598A2中描述的套筒。考慮到利用本裝置更換套筒的容易性和 簡(jiǎn)單性,優(yōu)選地應(yīng)用具有固定大小和幾何形狀的套筒。
[0020] 在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的校準(zhǔn)裝置中的套筒的長(zhǎng)度不是關(guān)鍵性的,但通常套筒具 有約3至10倍于其內(nèi)徑的長(zhǎng)度。然而,該比例對(duì)于薄管可能更高,這是因?yàn)殚L(zhǎng)度由殼體固 定,而可更換的校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑對(duì)于相同的殼體可能在例如從25_到1_之間變化。
[0021] 在根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置中的套筒優(yōu)選地包括圓筒狀主體。在本申請(qǐng)的上下文 中,圓筒狀被理解為包括具有實(shí)質(zhì)上恒定、完美的圓形橫截面的中空管,也包括如圓錐形等 偏離的幾何形狀。套筒在頂部入口側(cè)和/或在底部出口側(cè)具有稍大的直徑也是有利的。此 夕卜,橫截面也可以不是圓形的,而是例如橢圓形。優(yōu)選地,套筒沿其長(zhǎng)度具有基本圓形的橫 截面。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置中的套筒包括具有入口凸緣的主體;S卩,凸緣定位于靠近 進(jìn)入開(kāi)口。凸緣具有比套筒的外徑寬的直徑,并且用于優(yōu)選地經(jīng)由凸緣邊緣與殼體之間的 通過(guò)上密封件形成的氣密密封使套筒與殼體的頂部部分接觸(參見(jiàn)后文)。凸緣直徑優(yōu)選 地具有與特定的校準(zhǔn)裝置一起使用的特定固定大小,而套筒直徑或幾何形狀可以變化。套 筒還經(jīng)由下密封件在其主體的下部部分與殼體接觸。結(jié)合在頂部處的接觸,這用于在殼體 的孔中將套筒固定在堅(jiān)直位置,并且用于產(chǎn)生圍繞套筒的外體表面的內(nèi)腔,該內(nèi)腔的壓力 可以經(jīng)由與真空源連通的真空通道減小。
[0023] 入口凸緣通常定位于靠近套筒的進(jìn)入開(kāi)口。入口凸緣能夠例如在入口處連接到 套筒主體并且形成入口的一部分,或者替換地能夠在主體的外表面上位于進(jìn)入開(kāi)口的稍下 方,使得套筒主體的開(kāi)口從凸緣伸出。進(jìn)入開(kāi)口優(yōu)選地是圓弧形的,即沒(méi)有尖銳的邊緣,并 且稍大于套筒的內(nèi)徑;這使得更容易接納擠出構(gòu)件并且防止破壞擠出構(gòu)件的表面。
[0024] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,入口凸緣形成進(jìn)入開(kāi)口的一部分。入口凸緣和開(kāi)口可 以具有各種幾何形狀,例如喇叭形狀。在一個(gè)實(shí)施例中,進(jìn)入開(kāi)口以校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑的至少 0. 2倍的曲率半徑成圓弧形。這可以例如減小管被與進(jìn)入開(kāi)口的初始相互作用切斷的風(fēng)險(xiǎn), 或者減少管的磨損。優(yōu)選地,曲率半徑是內(nèi)徑的至少0.3倍,并且更優(yōu)選地曲率半徑是內(nèi)徑 的至少0. 4倍。特別地,如下實(shí)施例是優(yōu)選地,即入口凸緣形成進(jìn)入開(kāi)口的一部分,并且按 照上述最小彎曲內(nèi)徑從校準(zhǔn)套筒過(guò)渡到凸緣。彎曲的最大直徑由可用的空間決定,但通常 進(jìn)入開(kāi)口以最大約5倍于校準(zhǔn)套筒內(nèi)徑(諸如最大約2倍于校準(zhǔn)套筒內(nèi)徑等)的曲率半徑 而成圓弧形。
[0025] 優(yōu)選地,在根據(jù)本發(fā)明的裝置中,套筒具有相對(duì)于凸緣和殼體(經(jīng)由密封件)的接 觸點(diǎn)延伸(或突出)的進(jìn)入開(kāi)口,以產(chǎn)生用于液體從儲(chǔ)液槽流動(dòng)至圍繞并且接觸管狀擠出 件和/或流動(dòng)到套筒中的屏障;除非另有說(shuō)明,否則為了液體能夠流過(guò)屏障并接觸管狀擠 出件以及能夠產(chǎn)生"濕模式"操作,在儲(chǔ)液槽中需要特定的最低液體水平。因此,通過(guò)以非 常靈活的方式將儲(chǔ)液槽中的液體水平分別控制到低于或高于進(jìn)入開(kāi)口(也稱(chēng)作入口凸緣 的屏障或上水平),提供對(duì)以干模式或濕模式進(jìn)行操作的選擇。屏障高度或者從凸緣(即凸 緣與殼體的接觸點(diǎn))到進(jìn)入開(kāi)口的距離可以取決于裝置的大小而變化,并且可以從〇到約 20_,優(yōu)選地約2mm到10_。
[0026] 優(yōu)選地,校準(zhǔn)套筒具有圓弧形的或彎曲的并且非常平滑的入口凸緣和開(kāi)口,例如 呈"頸圈"形式,以產(chǎn)生所述液體屏障和用于擠出件的平滑的入口。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置中的套筒包括設(shè)置有多個(gè)孔的圓筒狀主體。通常,套筒的 上(入口)部和下(出口)部沒(méi)有具有這樣的徑向開(kāi)口。優(yōu)選地,孔在周向和軸向兩個(gè)方向 上相對(duì)于彼此偏置,并且可以例如螺旋地布置。通過(guò)減小圍繞套筒的孔或腔中的壓力,經(jīng)過(guò) 的管狀擠出件可以經(jīng)由這些孔被抽吸成與套筒的內(nèi)壁接觸;這種方式控制或校準(zhǔn)管狀擠出 件的外徑。為了防止或者至少使擠出件被損壞或材料進(jìn)入孔的機(jī)會(huì)減小到最少,開(kāi)口相對(duì) 小,優(yōu)選地小于套筒主體的壁厚,并且優(yōu)選地具有平滑的邊緣。優(yōu)選地,孔的大小小于1mm, 更優(yōu)選地在1到0. 01mm或0. 5到0. 05mm之間。更小的孔的大小是優(yōu)選的,因?yàn)檫@將減小 管將被抽吸到孔中并被卡在孔中的風(fēng)險(xiǎn),并且還允許孔均勻分布從而在校準(zhǔn)套筒和管之間 產(chǎn)生非常均勻的壓力(真空)。更小的孔可以例如通過(guò)金屬管的(激光)鉆孔或者由多孔 金屬或陶瓷結(jié)構(gòu)(例如由金屬或陶瓷顆粒的燒結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn))來(lái)實(shí)現(xiàn)。將明確,在僅針對(duì)自由 擠出操作模式的情況下,套筒不需要包括這樣的孔。
[0028] 在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中,套筒在其內(nèi)表面上設(shè)置有例如從入口螺旋狀前進(jìn) 的凹槽。其優(yōu)點(diǎn)是在濕校準(zhǔn)模式中液體可以更容易地隨管狀擠出件行進(jìn),提供冷卻和潤(rùn)滑。 至于孔,這樣的凹槽優(yōu)選地被平滑化以防止可能對(duì)管狀擠出件造成損壞的尖銳邊緣。
[0029] 在根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置中的套筒可以由不同的材料制造,只要他們?cè)诩庸l件 下穩(wěn)定即可。套筒優(yōu)選地由金屬制成,更優(yōu)選地由黃銅、鋁或不銹鋼制成。優(yōu)選地,套筒和 所有其他相關(guān)部件由被批準(zhǔn)用于與生物醫(yī)學(xué)或制藥應(yīng)用的材料相接觸的不銹鋼牌號(hào)制成。 根據(jù)行業(yè)指引或標(biāo)準(zhǔn)(例如良好生產(chǎn)規(guī)范(GMP)標(biāo)準(zhǔn)),這樣的裝置和套筒可用于處理例如 活性藥物成分或者用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的材料或組分。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置包括殼體,其中校準(zhǔn)套筒可移除地放置,從而提供用于被 擠出的管狀構(gòu)件的堅(jiān)直通路??梢瞥胤胖美斫鉃楹x是一個(gè)套筒可以用另一個(gè)套筒替 換。殼體具有開(kāi)口或孔,開(kāi)口或孔被設(shè)計(jì)為容納將要使用的具有最大套筒直徑的套筒。在 將套筒插入到孔中并且通過(guò)使入口凸緣與上密封件接觸且使套筒主體的下部與下密封件 接觸來(lái)將套筒密封地裝配在殼體中之后,在校準(zhǔn)套筒的外表面的至少一部分上產(chǎn)生內(nèi)腔, 該內(nèi)腔經(jīng)由通道與真空源連通以調(diào)節(jié)(降低)腔中的壓力。密封件可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員 所知的不同材料制成,優(yōu)選地由例如硅橡膠等有彈性的或彈性材料制成。上密封件可以例 如是0型圈,下密封件優(yōu)選地能夠接觸不同直徑的套筒,例如具有圓弧形或其他開(kāi)口的彈 性片或薄膜等。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置包括具有用于容納液體流的液體通道的殼體。該液體能夠 用于控制殼體的溫度,并且還用于冷卻和/或潤(rùn)滑被擠出構(gòu)件。所使用的液體不是特別關(guān) 鍵,并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠例如根據(jù)將被加工的高分子組合物選擇適合的液體。優(yōu)選 地,液體包括水,并且可以是水溶液或基本上是水。液體可以例如來(lái)自溫度被調(diào)節(jié)為期望值 的(水)浴槽,并且可以返回到該浴槽。在通過(guò)殼體之后,通道導(dǎo)向在殼體的頂部上的儲(chǔ)液 槽,儲(chǔ)液槽位于殼體的上部上。該儲(chǔ)液槽可以例如由殼體的頂表面、套筒的入口凸緣和可選 地其他組件(例如頂帽)限定。在該儲(chǔ)液槽中的液體還可以用于控制殼體溫度,并且可以 在濕模式操作中用于冷卻和潤(rùn)滑管狀擠出件。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中,儲(chǔ)液槽朝向大氣開(kāi)放,因此,無(wú)論液體流入到儲(chǔ)液槽中和從儲(chǔ)液 槽流出,并且無(wú)論儲(chǔ)液槽中的液體壓力如何,儲(chǔ)液槽上方的壓力對(duì)應(yīng)于環(huán)境壓力(通常約1 個(gè)大氣壓)。當(dāng)液體水平高于入口凸緣的上水平時(shí),這允許水在沒(méi)有壓力或非常低的壓力 (通常小于1毫米水柱)下并且從入口凸緣的各側(cè)以幾乎相同的壓力進(jìn)入到套筒中。因此, 可以形成非常穩(wěn)定和均勻的液體膜。相反地,如果液體從封閉的儲(chǔ)液槽進(jìn)入套筒(像例如 在US4, 886, 634中描述的一樣),將需要壓力以迫使液體進(jìn)入到套筒中,產(chǎn)生在要被校準(zhǔn)的 管上的壓力以及在圍繞校準(zhǔn)套筒的壓力上的變化(由于靠近到封閉的儲(chǔ)液槽的液體入口 壓力較高)。特別地,對(duì)于具有非常小的壁厚(諸如0.1mm到0.2mm等)的管,由于使用封 閉儲(chǔ)液槽而產(chǎn)生的液體壓力的變化足以使得在實(shí)現(xiàn)的壁厚中觀察到變化。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置包括調(diào)節(jié)裝置,其用于控制儲(chǔ)液槽中的液體水平,使能在 使用相同校準(zhǔn)裝置時(shí)在干操作模式和濕操作模式之間的切換。在優(yōu)選實(shí)施例中,這可以通 過(guò)在第一水平和第二水平之間調(diào)節(jié)儲(chǔ)液槽中的液體水平來(lái)實(shí)現(xiàn),其中在第一水平處儲(chǔ)液槽 中的液體水平低于入口凸緣的上水平,并且在第二水平處儲(chǔ)液槽中的液體水平高于入口凸 緣的上水平。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠根據(jù)校準(zhǔn)裝置的具體設(shè)計(jì)選擇適合的調(diào)節(jié)裝置。在 一個(gè)實(shí)施例中,液體水平經(jīng)由可調(diào)節(jié)高度的溢流口來(lái)控制,該溢流口與通道相連通,該通道 例如移除液體或者使液體返回到其來(lái)源的浴槽。調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選地在校準(zhǔn)套筒的操作期間可 操作,使得校準(zhǔn)模式可以在線調(diào)節(jié),這在利用還沒(méi)有建立最佳工藝參數(shù)的新樣本或未知樣 本工作時(shí)是非常有利的。優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置還包括可移除的頂帽,該頂帽還可 以經(jīng)由其凸緣與殼體接觸來(lái)進(jìn)一步固定套筒,限定頂部?jī)?chǔ)液槽并且包括用于在儲(chǔ)液槽中的 液體水平的調(diào)節(jié)裝置。頂帽優(yōu)選地利用適合的快速拆卸緊固裝置(諸如卡口系統(tǒng)、配合銷(xiāo) 和槽等)連接到殼體,以允許套筒的迅速更換。
[0034] 在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置包括基本圓形的殼體和可移除的 頂帽,這兩個(gè)部件經(jīng)由例如螺紋或卡口等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可連接。這樣殼體和頂帽的圓周、設(shè)置在 其中的開(kāi)口以及所裝配的套筒優(yōu)選地全部是同心的。在優(yōu)選實(shí)施例中,校準(zhǔn)裝置包括由在 這樣的可旋轉(zhuǎn)頂帽上不同高度的多個(gè)溢流口位置構(gòu)成的可調(diào)節(jié)溢流口,僅一個(gè)被選位置與 殼體中的流體返回通道對(duì)準(zhǔn)且連通。
[0035] 本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的、用于由例如高分子組合物制造管狀 制品的擠出系統(tǒng)。這樣的擠出系統(tǒng)可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常知曉的以下裝置,例如 [0036] 用于提供處于可變形或可流動(dòng)狀態(tài)中的高分子組合物的裝置,例如(塑煉)擠出 機(jī);
[0037] 用于隨后將高分子組合物成型為管狀構(gòu)件或擠出件的裝置,例如環(huán)狀模具;
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置;以及
[0039] 用于張緊、拉動(dòng)、拖曳、伸展或拉長(zhǎng)管狀擠出件的裝置,例如一系列輥?zhàn)印?br>
[0040] 擠出機(jī)的上游還可以使用其他裝備,例如物料搬運(yùn)系統(tǒng)、干燥單元、定量/計(jì)量單 元和/或進(jìn)料斗。其他下游裝備可以包括齒輪泵、用于進(jìn)一步冷卻和固化管狀擠出件的裝 置(如冷卻室或水浴槽)、用于測(cè)量例如直徑和壁厚等管尺寸的單元、和/或用于纏繞或盤(pán) 繞管或者將管切割成一定長(zhǎng)度的裝置。系統(tǒng)中也包括工藝控制單元。
[0041] 利用根據(jù)本發(fā)明的擠出系統(tǒng),在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)可以加工多種高分子組合物。優(yōu) 選地,高分子組合物基于熱塑性聚合物材料。組合物可以包括一種或多種聚合物、常規(guī)添加 劑和填充劑或增強(qiáng)劑、溶劑或成孔劑等等。此外,根據(jù)待加工的組合物的類(lèi)型,本領(lǐng)域技術(shù) 人員將能夠選擇合適的設(shè)備。由于本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置在加工少量樣品材料時(shí)特別地提供優(yōu) 勢(shì),在擠出系統(tǒng)中的其他裝置也應(yīng)適用于這樣的目的。
[0042] 優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的擠出系統(tǒng)從而包括如下擠出機(jī),其能夠?qū)⑸儆?00g的高分 子組合物加工成均勻的熔融混合物,更優(yōu)選地,這樣的擠出機(jī)能夠加工少于75g、50g、40g、 25g、20g、15g、10g甚至約5g的組合物。這樣的實(shí)驗(yàn)室或微型擠出機(jī)或配混機(jī)由例如DSM Xplore (參見(jiàn)例如 www. xplore-together. com)銷(xiāo)售,并且例如在 W02006/077147A1 中描述。 這樣的微型擠出機(jī)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是其可以利用再循環(huán)通道以半間歇模式操作,這例如允許 臨時(shí)阻止高分子組合物離開(kāi)模具,并且允許在不浪費(fèi)材料的情況下更換校準(zhǔn)套筒或改變操 作模式。
[0043] 優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的擠出系統(tǒng),具體地適合于加工少量高分子組合物的該系 統(tǒng)包括所謂的螺旋芯棒式模具,其用于均勻的熔體分配和將組合物穩(wěn)定地加工成管狀擠 出件。這樣的模具已經(jīng)在很多公開(kāi)中被描述,包括W088/01226A1和US2002/0163099A1。 考慮到通常在操作期間很少的材料被浪費(fèi),能夠快速且容易地被定中心以提供具有均勻 壁厚分布的管狀擠出件的環(huán)狀模具是優(yōu)選的。例如在W02011/072650A1和Extrusion International 16,7/2010,第52-55頁(yè)中已經(jīng)公開(kāi)了基于彈性?xún)A斜接合定心機(jī)構(gòu)(an elastic tilt joint centering mechanism)的適合的環(huán)狀模具。
[0044] 優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的擠出系統(tǒng),具體地適合于加工少量高分子組合物的該系統(tǒng) 包括張緊裝置,該張緊裝置包括與管狀制品摩擦接合的至少兩個(gè)輥?zhàn)?。在W02005/113217A1 中描述了用于加工少量材料的適合的裝置,其中張緊輥中的至少一者的速度由微步進(jìn)機(jī)構(gòu) 控制。這樣的裝備由DSMXplore (參見(jiàn)例如www.xplore_together.com)銷(xiāo)售。
[0045] 本發(fā)明還涉及應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置或擠出系統(tǒng)由高分子組合物制造管狀 制品的工藝,其中管狀擠出件從模具基本堅(jiān)直地?cái)D出并通過(guò)校準(zhǔn)套筒。在該工藝中,環(huán)狀模 具和校準(zhǔn)套筒優(yōu)選地基本堅(jiān)直且同軸地對(duì)齊。
[0046] 在實(shí)施例中,校準(zhǔn)套筒的入口凸緣被布置在儲(chǔ)液槽內(nèi)部,并且入口凸緣具有圍繞 校準(zhǔn)套筒的水平的上水平。在根據(jù)本發(fā)明的工藝中,入口凸緣和校準(zhǔn)套筒的開(kāi)口優(yōu)選地基 本水平對(duì)齊,以確保在濕操作模式中流體均勻流動(dòng)到管狀擠出件,從而對(duì)管提供均勻的冷 卻和潤(rùn)滑?;舅胶突緢?jiān)直理解為包括從精確的水平和堅(jiān)直的較小偏離,這樣的偏離 不會(huì)明顯地影響以期望的均勻性水平生產(chǎn)管狀制品。優(yōu)選地,從水平面或堅(jiān)直軸的偏離小 于5度(° ),優(yōu)選地小于3度,更優(yōu)選地小于1度,并且最優(yōu)選地小于0. 5度、0. 3度或甚至 0· 1 度。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的工藝通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)腔壓力和/或頂部?jī)?chǔ)液槽中的液體水平,能夠在干 操作或濕操作下以自由或接觸校準(zhǔn)模式操作。該工藝的特別優(yōu)勢(shì)是能夠在操作期間進(jìn)行這 樣的改變。
[0048] 優(yōu)選地,本發(fā)明的工藝通過(guò)使圍繞套筒的壓力降低到低于大氣壓并且使儲(chǔ)液槽中 的流體水平高于套筒的進(jìn)入開(kāi)口,而在濕接觸模式下操作。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的工藝能夠制造不同外徑的管狀制品,例如從0. 1mm到200mm、優(yōu)選地 1mm到25mm(如上面對(duì)套筒尺寸所限定的)。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的工藝能夠制造具有各種壁厚的管狀制品。優(yōu)選地,制品可以被制成 具有小于5mm、更優(yōu)選地小于2mm或1. 5mm、更優(yōu)選地小于1. 0mm、0. 8mm或0. 6mm并且最優(yōu) 選地小于0. 5mm的壁厚。較薄的壁產(chǎn)生更柔性的管狀制品,其在很多領(lǐng)域中具有優(yōu)勢(shì),包 括諸如植入或用于受控藥物釋放等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。壁厚優(yōu)選地至少0. 〇5_,更優(yōu)選地至少 0. 1mm或0. 2_,并且最優(yōu)選地至少0. 4mm ;較厚的壁增強(qiáng)機(jī)械性能和完整性。
[0051] 在優(yōu)選實(shí)施例中,根據(jù)本發(fā)明的工藝被啟動(dòng)并且初始以濕模式操作;水防止擠出 件粘貼到套筒。這樣,能夠有效地識(shí)別例如擠出機(jī)螺桿速度、溫度設(shè)定、裝置的對(duì)準(zhǔn)等適合 的操作條件。當(dāng)在自由或接觸濕模式下穩(wěn)定地操縱時(shí),測(cè)量擠出件的尺寸,并且如果壁厚分 布在橫截面上不完全均勻,可以調(diào)節(jié)(定中心)環(huán)狀模具直到獲得均勻或同心的厚度分布 為止。當(dāng)已經(jīng)最佳地調(diào)節(jié)和對(duì)準(zhǔn)擠出模具和校準(zhǔn)裝置以產(chǎn)生具有非常均勻的厚度分布的管 狀制品時(shí),可以增加卷取速度。在接觸校準(zhǔn)模式中,這可用于影響管的壁厚。在自由擠出的 情況下,擠出件的直徑和壁厚可以通過(guò)增加卷取輥的速度,即通過(guò)拖曳或伸展擠出件來(lái)減 小。這樣,本發(fā)明的工藝使得能夠制造小徑中空纖維,當(dāng)然這也取決于高分子組合物的加工 和拉伸特性。
[0052] 利用根據(jù)本發(fā)明的工藝,優(yōu)選地基于熱塑性聚合物材料,可以加工各種高分子組 合物。組合物可以包括一種或多種聚合物、賦形劑、常用添加劑和填充劑或增強(qiáng)劑、溶劑或 成孔劑、增塑劑、活性成分等等。
[0053] 本發(fā)明的工藝在加工少量(例如少于100g)樣本材料(例如新牌號(hào)或新類(lèi)型的 聚合物,或者僅有限量可獲得或者非常昂貴的其他樣本材料)時(shí)提供特別的優(yōu)勢(shì)。該工藝 還可以有利地用于含有特殊添加劑的高分子組合物的加工,該添加劑非常昂貴或僅微量可 用,例如某些活性藥物成分或生物活性化合物等。
[0054] 優(yōu)選地,在根據(jù)本發(fā)明的工藝中,將少于100g的高分子組合物加工成管狀制品, 更優(yōu)選地,加工少于75g、50g、40g、25g、20g、15g、10g甚至約5g的高分子組合物。如果僅可 獲得這樣有限量的樣本材料,則通過(guò)加工具有相似加工性和流變學(xué)特性的另一種高分子組 合物來(lái)首先識(shí)別適合的工藝配置和條件可能是有利的。
[0055] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及在擠出系統(tǒng)中制造兩個(gè)不同外徑的中空管的方法。發(fā)現(xiàn) 這可以通過(guò)包括根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的擠出系統(tǒng),通過(guò)將(來(lái)自接收來(lái)自擠出機(jī)的被擠 出材料的模具)擠壓態(tài)中空管提供給具有第一校準(zhǔn)套筒的校準(zhǔn)裝置,來(lái)有利地實(shí)現(xiàn)。中空 管然后被輸送通過(guò)校準(zhǔn)裝置的第一校準(zhǔn)套筒同時(shí)將中空管的外徑調(diào)節(jié)到校準(zhǔn)裝置的第一 校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑,并且外徑被調(diào)節(jié)到第一校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑的中空管然后被收集。其后,在校 準(zhǔn)裝置中第一校準(zhǔn)套筒被第二校準(zhǔn)套筒替換,其中第二校準(zhǔn)套筒具有與第一校準(zhǔn)套筒不同 的內(nèi)徑。再次,將擠壓態(tài)中空管提供到校準(zhǔn)裝置(現(xiàn)在帶有所安裝的第二校準(zhǔn)套筒),并且 中空管被輸送通過(guò)校準(zhǔn)裝置的第二校準(zhǔn)套筒同時(shí)將中空管的外徑調(diào)節(jié)到校準(zhǔn)裝置的第二 校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑,并且外徑被調(diào)節(jié)到第二校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑的中空管然后被收集。應(yīng)該可以 觀察到,在校準(zhǔn)裝置的優(yōu)選實(shí)施例的情況下,校準(zhǔn)套筒從第一校準(zhǔn)套筒到第二校準(zhǔn)套筒的 改變通常可以在幾分鐘內(nèi)進(jìn)行。在傳統(tǒng)校準(zhǔn)裝置中的校準(zhǔn)套筒的改變將需要整個(gè)校準(zhǔn)裝置 的重建,因此通過(guò)利用本發(fā)明可以節(jié)省相當(dāng)多的時(shí)間和資源。
[0056] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及針對(duì)新樣本或未知樣本優(yōu)化校準(zhǔn)工藝的方法。這里, 利用了本發(fā)明可以在使用期間(在線)改變校準(zhǔn)模式的實(shí)施例。一個(gè)方面關(guān)于一種在擠出 系統(tǒng)中制造中空管的方法,其中通過(guò)使得用于控制在儲(chǔ)液槽中的液體水平的裝置從提供低 于入口凸緣的上水平的水位運(yùn)轉(zhuǎn)到提供高于入口凸緣的上水平的水位,來(lái)將校準(zhǔn)方法從干 校準(zhǔn)改變到濕校準(zhǔn)。相同原理的另一個(gè)方面關(guān)于校準(zhǔn)方法從濕校準(zhǔn)到干校準(zhǔn)的改變。這可 以通過(guò)使得用于控制在儲(chǔ)液槽中的液體水平的裝置從提供高于入口凸緣的上水平的水位 運(yùn)轉(zhuǎn)到提供低于入口凸緣的上水平的水位來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0057] 貫穿本說(shuō)明書(shū)的描述和權(quán)利要求,單詞"包括"、"含有"以及該單詞的變體,例如 "包括(comprising) "和"包括(comprises) "含義是"包括但不限于",并且不意圖排除并 且不排除其他部分、添加物、組分、整數(shù)或步驟。
[0058] 貫穿本說(shuō)明書(shū)的描述和權(quán)利要求,單數(shù)涵蓋復(fù)數(shù),除非文義另有所指。特別地,當(dāng) 使用不定冠詞時(shí),本說(shuō)明書(shū)應(yīng)被理解為考慮到復(fù)數(shù)以及單數(shù),除非文義另有所指。
[0059] 還應(yīng)當(dāng)理解,可以作出如本文所描述的不同實(shí)施方案和優(yōu)選特征之間的任意組合 并且這些組合形成本發(fā)明的一部分,而無(wú)論這樣的組合是否被明確地提及。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0060] 將利用根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的某些優(yōu)選實(shí)施例和附圖的下面的描述來(lái)進(jìn)一步 說(shuō)明本發(fā)明,其中 :
[0061] 圖1是包括本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的設(shè)備的立體圖;
[0062] 圖2是圖1的校準(zhǔn)裝置的截面圖;
[0063] 圖3是本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的分解圖;
[0064] 圖4是在"濕自由模式"下操作的校準(zhǔn)裝置的截面圖;
[0065] 圖5是在"干接觸模式"下操作的圖4的校準(zhǔn)裝置的截面圖;
[0066] 圖6是在"濕自由模式"下操作的圖4的校準(zhǔn)裝置的截面圖。
[0067] 在這些附圖中,相同的參考標(biāo)記用于相同或相似的部件。附圖被簡(jiǎn)化且是示意性 的,并且不一定成比例,并且沒(méi)有示出所有的細(xì)節(jié)和潛在的附圖標(biāo)記以避免雜亂。
【具體實(shí)施方式】
[0068] 圖1和圖2描述了連接到支撐件140的校準(zhǔn)裝置100以及連接到提供處于可流動(dòng) 狀態(tài)的高分子組合物的擠出機(jī)或其他裝置(未示出)的連接件120,其中支撐件140相對(duì)于 環(huán)形擠出模具110可移動(dòng)和/或可傾斜。模具和校準(zhǔn)裝置沿直線(Z軸)堅(jiān)直布置,使得在 130處離開(kāi)模具的管狀擠出件(170)(未示出)被放置在套筒300的進(jìn)入開(kāi)口的正上方,其 中套筒300安裝在殼體200中(擠出件的直徑小于套筒的內(nèi)徑)。為了實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性,支撐 件140能夠沿X、Y和Z方向精確地移動(dòng)以將校準(zhǔn)裝置完全對(duì)準(zhǔn)在距離模具的已知距離處。 此外,支撐件140允許在基本水平的平面中對(duì)準(zhǔn)套筒的進(jìn)入開(kāi)口 310,使得冷卻液/潤(rùn)滑液 沿校準(zhǔn)套筒的內(nèi)表面平均地流動(dòng),從而形成均勻厚度的液體膜層380 (參見(jiàn)例如圖4)。 [0069] 圖3提供了關(guān)于在制造管狀制品的工藝中使用的這樣的校準(zhǔn)裝置的更多細(xì)節(jié)。殼 體200包括用于容納校準(zhǔn)套筒300的中央開(kāi)口或孔210,該開(kāi)口經(jīng)由通道215連接到真空 源150 (未示出)。殼體的頂表面220具有用于支撐套筒300的凸緣330的圍繞孔210的區(qū) 域。殼體的頂表面220還在其邊緣處設(shè)置有突起,該突起形成與頂帽290配合的卡口緊固 機(jī)構(gòu)。儲(chǔ)液槽250由殼體表面220和帽290限定在殼體的頂部部分,經(jīng)由液體通道255與 水源160連通。殼體還包括流體返回通道260,其能夠通過(guò)將頂帽290旋轉(zhuǎn)到期望位置而分 別經(jīng)由溢流口 265和270與頂部?jī)?chǔ)液槽250連通;這種方式起到用于控制液體水平的調(diào)節(jié) 裝置的作用。組合260-265將在儲(chǔ)液槽中產(chǎn)生比260-270更高的液體水平。
[0070] 校準(zhǔn)套筒300包括設(shè)置有多個(gè)孔340的圓筒狀主體和經(jīng)由圓弧形或彎曲頸圈 (collar)連接到入口 310的凸緣330 (也總稱(chēng)為入口凸緣)。0型圈280將提供凸緣330和 殼體頂表面220之間的良好連接,同時(shí)被安裝的頂帽290進(jìn)一步緊固該連接(其中套筒進(jìn) 入開(kāi)口能夠伸入到開(kāi)口 295中)。
[0071] 圖4、圖5和圖6示意性地圖示了同一校準(zhǔn)裝置的不同操作模式。圖4代表了"濕 自由模式",其中未對(duì)套筒施加真空;真空通道215被阻擋裝置216阻塞。頂帽290被放置 成使得來(lái)自源160經(jīng)由液體通道255進(jìn)入裝置的水能夠經(jīng)由溢流口 265和通道260離開(kāi)頂 部?jī)?chǔ)液槽250,產(chǎn)生高于套筒300的彎曲入口凸緣的頂部的液體水平,形成水環(huán)和圍繞管狀 擠出件170的水層380。擠出件的直徑能夠通過(guò)增大例如卷取輥(未示出)的速度而伸展 或拉伸擠出件來(lái)減小。
[0072] 在圖5中,描述了能夠用于經(jīng)由"干接觸模式"工藝來(lái)制造管狀制品(未示出)的 裝置。在這種情況下,內(nèi)腔中的壓力經(jīng)由連接到真空源150的通道215而降低到低于大氣 壓,其中內(nèi)腔由孔210、經(jīng)由凸緣330與殼體接觸的套筒300的外表面、上密封件280、外側(cè) 外表面和下密封件285限定。頂帽290被放置成使得來(lái)自源160經(jīng)由通道255進(jìn)入裝置的 水經(jīng)由溢流口 270和通道260離開(kāi)頂部?jī)?chǔ)液槽250,產(chǎn)生低于套筒300的彎曲入口凸緣的頂 部流體水平。從而,水現(xiàn)在僅用于將殼體保持在期望溫度。由于產(chǎn)生的壓力差,經(jīng)過(guò)的擠出 件將與套筒的內(nèi)表面接觸。
[0073] 通過(guò)改變?cè)趫D6中可見(jiàn)的調(diào)節(jié)裝置的設(shè)置,能夠甚至在不停止進(jìn)行中的實(shí)驗(yàn)的情 況下切換到"濕接觸模式"工藝?,F(xiàn)在,使用頂帽上的溢流口 265,產(chǎn)生在儲(chǔ)液槽250中的較 高的水位并且形成水環(huán)和圍繞擠出件(未示出)的水膜。通過(guò)改變返回到大氣壓的壓力, 到濕自由擠出的切換是可行的。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于在制造管狀制品的工藝中使用的校準(zhǔn)裝置(200),該校準(zhǔn)裝置包括殼體和 校準(zhǔn)套筒,所述校準(zhǔn)套筒提供用于被擠出的管狀擠出件的堅(jiān)直通路, 所述殼體(200)包括孔(210)、具有上密封件(280)的上開(kāi)口以及具有下密封件(285) 的下開(kāi)口;真空通道(215),其將所述孔連接到真空源;液體通道(255),其用于容納液體流 并且連接到在所述殼體的頂部上的儲(chǔ)液槽(250);以及調(diào)節(jié)裝置,其用于控制在所述儲(chǔ)液 槽中的液體水平;以及 所述校準(zhǔn)套筒(300)包括具有多個(gè)孔(340)的主體和入口凸緣(330); 其中,所述校準(zhǔn)套筒能夠移除地放置在所述孔中并且經(jīng)由所述上密封件和所述下密封 件與所述殼體接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述儲(chǔ)液槽(250)朝向大氣開(kāi)放。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述校準(zhǔn)套筒的入口凸緣布置在所述儲(chǔ) 液槽的內(nèi)部,并且所述入口凸緣具有圍繞所述校準(zhǔn)套筒的水平的上水平。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)裝置,其中在使用期間,用于控制在所述儲(chǔ)液槽中的液 體水平的所述調(diào)節(jié)裝置在第一水平和第二水平之間調(diào)節(jié)所述儲(chǔ)液槽中的液體水平,其中在 所述第一水平處所述儲(chǔ)液槽中的液體水平低于所述入口凸緣的所述上水平,并且在所述第 二水平處所述儲(chǔ)液槽中的液體水平高于所述入口凸緣的所述上水平。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述套筒具有從1_到25_的內(nèi) 徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述套筒具有相對(duì)于凸緣和殼體 的接觸點(diǎn)延伸的進(jìn)入開(kāi)口(310)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述套筒具有圓弧形或彎曲的入 口凸緣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述調(diào)節(jié)裝置是能夠調(diào)節(jié)高度的 溢流口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)裝置,其中所述裝置還包括能夠移除的頂 帽。
10. -種用于由高分子組合物制造管狀制品的擠出系統(tǒng),所述擠出系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利 要求1-9中任一項(xiàng)的校準(zhǔn)裝置。
11. 一種應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的校準(zhǔn)裝置或根據(jù)權(quán)利要求10的擠出系統(tǒng)、 由高分子組合物制造管狀制品的方法,其中管狀擠出制品基本堅(jiān)直地從模具擠出并且通過(guò) 所述校準(zhǔn)裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中所述方法通過(guò)將圍繞所述校準(zhǔn)套筒的壓力降低 到低于大氣壓并且將所述儲(chǔ)液槽中的液體水平增加到高于所述套筒的所述進(jìn)入開(kāi)口,以在 濕接觸模式中操作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11-12中的任一項(xiàng)所述的方法,其中所述管狀制品具有從0. 1mm到 25mm的外徑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的方法,其中所述管狀制品具有從0. 05mm到 5mm的壁厚。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任一項(xiàng)所述的方法,其中小于100g的高分子組合物被加 工成管狀制品。
16. -種在根據(jù)權(quán)利要求10的擠出系統(tǒng)中制造兩個(gè)不同外徑的中空管的方法,所述方 法包括以下步驟: 將擠壓態(tài)中空管提供到具有第一校準(zhǔn)套筒的所述校準(zhǔn)裝置; 將所述中空管輸送通過(guò)所述校準(zhǔn)裝置的所述第一校準(zhǔn)套筒,同時(shí)將所述中空管的外徑 調(diào)節(jié)到所述校準(zhǔn)裝置的所述第一校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑; 收集所述外徑被調(diào)節(jié)到所述第一校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑的所述中空管; 在所述校準(zhǔn)裝置中利用第二校準(zhǔn)套筒來(lái)代替所述第一校準(zhǔn)套筒,所述第二校準(zhǔn)套筒具 有與所述第一校準(zhǔn)套筒不同的內(nèi)徑; 將擠壓態(tài)中空管提供到具有第二校準(zhǔn)套筒的所述校準(zhǔn)裝置; 將所述中空管輸送通過(guò)所述校準(zhǔn)裝置的所述第二校準(zhǔn)套筒,同時(shí)將所述中空管的外徑 調(diào)節(jié)到所述校準(zhǔn)裝置的所述第二校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑;以及 收集所述外徑被調(diào)節(jié)到所述第二校準(zhǔn)套筒的內(nèi)徑的所述中空管。
17. -種在根據(jù)權(quán)利要求10的擠出系統(tǒng)中制造中空管的方法,所述方法包括以下步 驟: 通過(guò)使得用于控制在儲(chǔ)液槽中的液體水平的裝置從提供低于入口凸緣的上水平的水 位運(yùn)轉(zhuǎn)到提供高于所述入口凸緣的上水平的水位,來(lái)將校準(zhǔn)方法從干校準(zhǔn)改變到濕校準(zhǔn), 或者 通過(guò)使得用于控制在儲(chǔ)液槽中的液體水平的裝置從提供高于入口凸緣的上水平的水 位運(yùn)轉(zhuǎn)到提供低于所述入口凸緣的上水平的水位,來(lái)將校準(zhǔn)方法從濕校準(zhǔn)改變到干校準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】B29C47/94GK104066566SQ201280042673
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月29日
【發(fā)明者】海因茨·格瑞斯, 馬特烏斯·彼得·奎德弗利格, 利納爾杜斯·韋爾赫爾姆斯·圭勞麥·里克斯 申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司