一种吹塑方法和设备技术

在模具中用吹入气体对热塑材料进行吹塑模塑形成制件。将冷却液引入制件冷却制件并使其从模具中脱除。将温热的气态冷冻剂加入至压缩的液态冷冻剂，从而形成冷却液，即将压缩冷冻剂引入喷射泵，并且在压缩的液态冷冻剂中除去温热的气态冷冻剂。生成的冷却液由二个或多个进气杆引入或排出制件，从而在制件内循环。在贮槽中回收部分被排出的冷却液。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种吹塑方法和设备，即利用一加压吹入气体使由热塑材料组成的型坯在一模具中吹胀，形成一个制件，随后再将低温冷却液引入制件中使之冷却。更特别地，本专利技术还涉及这样一种方法和设备，即通过与冷冻剂的液体和气体形式结合并且从制件中回收温热的混合物而形成低温冷却液及可选择的吹入气体，从而提供气态的冷冻剂。在利用各种技术(特别是挤压吹塑，即由热塑材料组成的热型坯在一模具中被吹塑)制备吹塑制件中，模塑制件所需时间的极大部分用于冷却制件。因为模塑每个制件所需的全部时间将会影响生产能力，所以降低冷却制件所用的时间将会提高生产能力。现有技术已经提供了涉及减少冷却时间的各种设备和方法学。这些设备和方法学包括在冷却制件的过程中使用冷冻气体或液体作为低温冷却液。例如，美国专利3，505，422提供了一种冷却吹塑制件的方法和设备，即在低温-25°F下将冷却液如二氧化碳注入制件，马上模塑。制件从模具中除去以后，让二氧化碳从制件中逸出。为了防止这种冷却液的浪费，美国专利3，065，501提供了一种方法和设备，即用液体二氧化碳冷却吹塑制件，回收由液体二氧化碳蒸发得到的生成物二氧化碳蒸气，使之再次液化，可用于下次制件在模具中的冷却。美国专利4，367，187还提供了冷却吹塑制件的另一种方法和设备。在该专利中，制件被部分吹胀后将液体氮气注入制件。这引起液体氮气膨胀变成气体，从而完成制件的吹胀。制件被吹胀之后，回收并贮存氮气，可用于以后在模具中所形成的制件的部分吹胀。上述后二种专利的缺点在于使用液体冷冻剂作为冷却液。当用这种方法使用液体冷冻剂时，整个制件的冷却可能不均匀。在美国专利3，520，020、3，450，805和3，666，849中公开了利用液体二氧化碳的方法和设备。根据上述专利，液体二氧化碳与空气混合形成一种可用于冷却吹塑制件的气体冷却液。这种气体冷却液的优点在于与纯液体冷冻剂的使用相比，吹塑制件在模具中可被更均匀地冷却。此外，因为是将空气混合物和蒸发的液体冷冻剂注入模塑制件，所以就没有液体冷却潜能上的损失，例如需用一外来加热源将液体冷冻剂蒸发。该过程和方法学的缺点在于空气具有水份，因此必须使用较昂贵的空气干燥机来充分地干燥空气，以防止冰的形成和生长。在下述讨论中，本专利技术提供了一种方法和设备，即用气体或载有低温气体的低温薄雾形式以低温冷却液冷却吹塑制件，从而使制件的冷却更均匀。在进一步的讨论中，本专利技术具有使用液体冷冻剂的全部冷却潜能所需的特征。然而，由于不使用空气蒸发液体冷冻剂，因此不需使用空气干燥机冷却温度就可达到液体冷冻剂那样的低温。一方面，本专利技术提供了一种具有吹胀和冷却工段的吹塑方法。在吹胀工段中，通过将一加压吹入气体引入位于模具中的热塑材料的型坯，型坯吹胀而与模具相合从而制得制件。在冷却工段中，将冷却液引入制件使制件冷却，并且加热冷却液。在混合工段中，将温热的气态冷冻剂加入至压缩的液态冷冻剂中，使压缩的液态冷冻剂至少部分蒸发，从而制备冷却液。至少有一部分温热的气态冷冻剂在其加热后可从制件中被回收。温热的冷却液主要由温热的气态冷冻剂组成。随后，将由从制件回收的温热的气态冷冻剂用于混合工段。另一方面，本专利技术提供了一种吹塑设备，该设备具有模具和利用加压吹入气体吹胀热塑材料型坯的吹胀装置，从而使该型坯膨胀与模具相合。所提供的一种装置可将一冷却液引入制件，使制件冷却并且使冷却液温热。冷却液装置连接于冷冻剂冷却液引入装置之间，以足够的速率将温热的气态冷冻剂加入压缩的液态冷冻剂中，使得液态的冷冻剂至少部分蒸发，随后形成冷却液。回收装置与模具连接，从模具中至少回收一部分温热的冷却液。温热的冷却液主要含有温热的气态冷冻剂。供应装置将温热的气态冷冻剂由回收装置供应到冷却液装置。因此，本专利技术的优点在于使用了一种至少不是全部由液体冷冻剂组成的冷却液，可以促进制件的均匀冷却。因为不使用外部蒸发器，所以冷冻剂的全部冷却潜能可全部用于冷却制件。最后，由于不使用空气蒸发液体冷冻剂，所以就不必装备昂贵的空气干燥机。而且，在使用空气蒸发液体冷冻剂时，由于空气干燥机所能除去水份的量是有限的，因此不能达到非常低的冷冻剂冷却温度。本说明书包括的权利要求书清楚地指出了申请人所认为的本专利技术的实质性内容，结合附图可以更好地理解本专利技术，其唯一的附图是本专利技术的设备的概略表示，它可作为与本专利技术有关的方法学的流程图。参照附图，根据本专利技术的原则概略论述了吹塑设备10。在简图中说明的所有阀门通常处于关闭状态，排放阀门35除外，因为安全原因而处于打开状态。吹塑设备10包括模具12，该模具有二个模具部分14和16。吹塑设备10是一种挤压吹塑设备，而且由热塑材料形成的挤塑型坯斜置于模具12的二个部分14和16之间。在该工艺的吹气工段、在模具12中形成制件，即利用一加压吹入气体吹胀型坯从而使塑料材料与模具12的轮廓相合。在吹气工段结束后进行的冷却工段中，制件被冷却从而使塑料材料固化，模具部分14和16分开，并且脱除模塑制件。在这冷却工段中将一冷却液引入模塑制件。需要注意的是，冷却还伴随着从模塑制件到较冷的模具金属的热传递过程。由于用于挤压型坯的挤塑设备、制件在模具12中的形成以及打开和关闭模具部分14和16的辅助设备在现有技术中是公知的，所以不在此对它们作说明。冷却液是一种低温冷却液，通过将温热的气态冷冻剂(由从制件回收来的温热的冷却液形成)加入至一压缩的液体冷冻剂中而形成。在设备10中，打开阀门20将贮存于压缩液态氮气源18中的液态氮气引入喷射泵22的高压入口19，打开阀门50(将在下文中提及)将贮存于贮槽24中的气态冷冻剂引入喷射泵22的低压入口25。可以理解的是，还可以使用其它可能的物质作为压缩的液态冷冻剂，如二氧化碳。喷射泵22具有二种功效。首先，它将由喷嘴19进入的高压液体冷冻剂与由入口25从贮槽24进入的低压气体冷冻剂混合，并且产生一混合物，该混合物在大于贮槽24中的压力下由喷雾器23排出。该压力形成是由在喷射泵中产生的已公知的文丘里式效应产生的，它提供必要的压力差进行一部分混合物的最终回收，使之装满贮存槽24。第二，喷射泵22提供了液态冷冻剂和气态冷冻剂的有效地和均匀地热混合。根据气态冷冻剂被加入至液态冷冻剂中的速率，可将液体冷冻剂全部或部分蒸发到液态冷冻剂的细雾中，而后者可被载入气态冷冻剂的气流中。冷却液由进气杆或针口26引入制件。可以理解的是，根据部分的类型可以有许多进气杆，即设置在制件中任何允许有孔的地方。根据现有技术所知的，进气杆26被设计用来穿透型坯到达模具12的上盖。这样，一旦制件被吹气，进气杆26被继续插进制件。冷却液与热的制件接触的结果，冷却液加热而热的制件冷却。此外，当在冷却液内出现液态冷冻剂的细雾时，该液态冷冻剂即被蒸发。冷却气体通过进气杆28排出，从而通过制件而循环。因此，进气杆26和28较佳地被分开放置，从而确保冷却液在制件内的循环。本专利技术还可以作用于单个进气杆。例如，单个进气杆可以含有一个使冷却液进入制件的中心开口以及包围中心开口的环状空间，加热的冷却液由此从制件内排出。一些冷却液在经过制件的循环之后，在贮槽24中被回收，在以后的冷却循环过程中可再次循环至喷射泵22。贮槽进料线30装备了一个释压阀32，它被固定于贮槽24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有吹气和冷却过程的吹塑方法，其特征在于在吹气工段中，将压缩吹入气体引入位于模具中的热塑材料型坯中，使型坯吹胀与模具相合，在冷却工段中，将冷却液引入制件，使制件冷却及使冷却液加热，其改进包括：在混合工段中将温热的气态冷冻剂加入至压缩的液态冷冻剂中制得冷却液，从而使压缩的液态冷冻剂至少部分蒸发；在加热冷却液之后从制件中回收至少一部分冷却液，温热的冷却液主要由温热的气态冷冻剂组成；将从制件回收的温热的气态冷冻剂供应给混合工段。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李C罗恩，
申请(专利权)人：波克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]