阅读说明：本技术 中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法及系统、管坯冷却装置 (Wall thickness control method and system for extrusion blow molding of hollow container and pipe blank cooling device ) 是由 唐世见 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法,通过红外热图像信息动态对挤出管坯进行局部冷却,实现壁厚控制。本发明还公开了一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统,由壁厚控制器、红外热像仪、管坯冷却装置和控制器等组成。本发明还公开了一种管坯冷却装置,由滑动座、电动小车、喷嘴、等组成。本发明为了提供一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法,通过获取实时红外热图像信息,动态对挤出管坯局部冷却,实现的吹塑壁厚控制。本发明还提供一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统,可自动化控制管坯冷却装置对挤出管坯进行指定位置的进行局部冷却。本发明还提供了一种管坯冷却装,能动态调整对挤出管坯的冷却位置和冷却速度,以适应吹塑的需求。(The invention discloses a wall thickness control method for extrusion blow molding of a hollow container, which is used for realizing wall thickness control by dynamically cooling an extruded tube blank through infrared thermal image information. The invention also discloses a wall thickness control system for extrusion blow molding of the hollow container, which comprises a wall thickness controller, a thermal infrared imager, a tube blank cooling device, a controller and the like. The invention also discloses a pipe blank cooling device which comprises a sliding seat, an electric trolley, a nozzle and the like. The invention provides a wall thickness control method for extrusion blow molding of a hollow container, which is used for dynamically cooling an extruded tube blank locally by acquiring real-time infrared thermal image information so as to realize wall thickness control of blow molding. The invention also provides a wall thickness control system for extrusion blow molding of the hollow container, which can automatically control the pipe blank cooling device to carry out local cooling on the extruded pipe blank at a specified position. The invention also provides a pipe blank cooling device which can dynamically adjust the cooling position and the cooling speed of the extruded pipe blank so as to meet the requirement of blow molding.)

中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法及系统、管坯冷却装置

技术领域

本发明涉及挤出吹塑中空制品技术领域，尤其涉及一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法及系统、管坯冷却装置。

背景技术

挤出吹塑工艺是将从挤出机挤出的熔融热塑性原料，夹入模具，然后向原料内吹入空气，熔融的原料在空气压力的作用下膨胀，向模具型腔壁面贴合，最后冷却固化成为所需产品形状的方法。广为人知的吹塑对象有瓶、桶、罐、箱以及所有包装食品、饮料、化妆品、药品和日用品的容器。

目前的挤出吹塑工艺，通常是挤出管状型坯进行吹塑，挤出料坯的厚度是通过壁厚控制器来实现的。现有技术中通过壁厚控制器实现的是水平闭环的壁厚控制以及从上至下进行控制壁厚，最终吹塑产品的壁厚相对于也比较均衡，即壁厚控制器可较好的实现闭环结构产品的吹塑。然而，对于一些非闭环结构吹塑产品，其某些部位具有需要较厚的壁厚以维持强度等，通过现有技术中的壁厚控制器则难以实现。

发明内容

本发明为克服现有技术存在的问题，提供一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法，通过获取实时红外热图像信息，动态对挤出管坯局部冷却，增加局部区域塑料的吹塑抵抗力，实现传统壁厚控制器难以实现的吹塑壁厚控制。同时，本发明还提供一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统，可以实现基于红外热像仪采集的红外热图像信息，自动化控制管坯冷却装置对挤出管坯进行指定位置的进行局部冷却。同时，本发明还提供了一种管坯冷却装，该装置结构简单，能动态调整对挤出管坯的冷却位置和冷却速度，以适应吹塑的需求。

本发明采用的技术方案是：

中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法，包括以下步骤

S1.获取待吹塑产品外形尺寸参数以及壁厚参数，判断是否为非闭环结构产品；

S2.判定为闭环结构产品时，则仅控制壁厚控制器工作，调节挤出管坯的厚度；

S3.判定为非闭环结构产品时，确定非闭环结构产品上需要调节壁厚的区域；

S4.获取挤出管坯的实时红外热图像信息；

S5.根据非闭环结构产品上需要调节壁厚的区域确定对应的管坯上的区域，并对管坯上的该区域进行冷却，并根据实时红外热图像信息动态调节冷却速度和位置；

S6.停止冷却，管坯进入模具中，合模，吹塑成型。

进一步地，步骤S4中，获取的是挤出管坯的实时红外三维热图像信息。

进一步地，步骤S5中，冷却时采用的介质为气体或者液体。

中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统，包括

壁厚控制器，用于调节挤出管坯的水平环向厚度；

红外热像仪，用于获取挤出管坯的实时红外热图像信息；

管坯冷却装置，用于对挤出管坯进行冷却。

控制器，与所述壁厚控制器、所述红外热像仪和管坯冷却装置进行通讯，用于导入待吹塑产品外形尺寸参数以及壁厚参数、判断是否为非闭环结构产品、确定挤出管坯上需要调节壁厚的区域以及动态调节冷却速度和位置。

进一步地，所述红外热像仪至少设置两台，均布在挤出管坯外周上。

管坯冷却装置，包括

导向柱；

滑动座，整体呈圆环板状，具有耳板、环状的滑轨和螺套；所述耳板穿设于所述导向柱上；所述螺套设置在所述耳板上；

电动小车，安装在所述滑动组上并与所述滑轨连接；

供气装置；

喷嘴，安装所述电动小车上，一端指向挤出管坯，另一端与所述供气装置连接；

螺杆，穿套安装在所述螺套内；

电机，所述螺杆的一端连接。

进一步地，所述电动小车可设置一个或者多个，其沿着所述滑轨做非圆周往复移动。

进一步地，所述喷嘴指向挤出管坯一端可加工呈针尖状、窄缝状或者喇叭口状。

进一步地，装置还包括气体缓冲仓、换热器、空气过滤器、电磁流量计中的一种或者多种。

进一步地，所述电机转速可以调节。

本发明的有益效果是：

1.本发明针对现有技术中，采用壁厚控制器只能实现闭环结构产品的吹塑，而对非闭环结构的产品特殊位置壁厚的控制效果不佳的问题，设计了一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法，在该方法中通过获取实时红外热图像信息，动态对挤出管坯局部冷却，增加局部区域塑料的吹塑抵抗力。吹塑过程中，温度较高的区域具有更好的吹塑延展性，先进行吹塑，料坯先变薄，温度较低的区域后进行吹塑，形成较厚的壁厚。通过设计此种工艺方法，可灵活的满足任意区域的壁厚控制，能够较好地实现传统壁厚控制器难以实现的吹塑壁厚控制，从而进一步节约原料。

2.本发明设计了一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统，由壁厚控制器、红外热像仪、管坯冷却装置和控制器等组成，通过该系统可以实现基于红外热像仪采集的红外热图像信息，自动化控制管坯冷却装置对挤出管坯进行指定位置的进行局部冷却，充分利用了塑料的特性，能够较好地实现传统壁厚控制器难以实现的吹塑壁厚控制。

3.本发明还设计了一种管坯冷却装置，由导向柱、滑动座、电动小车、喷嘴、螺杆和电机等组成。该装置结构简单，能动态调整对挤出管坯的冷却位置和冷却速度，以适应吹塑的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例2中，中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统的逻辑连接结构示意图。

图2为为本发明实施例3中，管坯冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对本发明/发明的实施例进行详细说明。

实施例1

一种中空容器挤出吹塑的壁厚控制方法，

S1.获取待吹塑产品外形尺寸参数以及壁厚参数，判断是否为非闭环结构产品；

S2.判定为闭环结构产品时，则仅控制壁厚控制器工作，调节挤出管坯的厚度；

S3.判定为非闭环结构产品时，确定非闭环结构产品上需要调节壁厚的区域；

S4.获取挤出管坯的实时红外热图像信息，必要时获取挤出管坯的实时红外三维热图像信息；

S5.根据非闭环结构产品上需要调节壁厚的区域确定对应的管坯上的区域，并对管坯上的该区域进行冷却，并根据实时红外热图像信息动态调节冷却速度和位置；

S6.停止冷却，管坯进入模具中，合模，吹塑成型。

采用本实施例中的方法，从塑料吹塑特性原理入手，通过外加局部降温方式，对拟定的料胚区域进行降温，达到降低料胚局部温度，从而增加局部区域塑料的吹塑抵抗力。吹塑过程中，温度较高的区域具有更好的吹塑延展性，先进行吹塑，料坯先变薄，温度较低的区域后进行吹塑，形成较厚的壁厚。通过设计此种工艺方法，可灵活的满足任意区域的壁厚控制，能够较好地实现传统壁厚控制器难以实现的吹塑壁厚控制，从而进一步节约原料。同时，本实施例中，冷却方式可以采用预先冷却的低温空气或水等介质，通过点、线、环、面行状的吹气喷口进行吹冷，实时红外热图像信息进行调整冷却速度和位置，实现控温吹塑。

实施例2

中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统，其逻辑连接结构附图1所示。该中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统包括壁厚控制器10、红外热像仪20、管坯冷却装置30和控制器40。

壁厚控制器10，通常安装在挤出机机头的出口处，用于调节挤出管坯的水平环向厚度；

红外热像仪20，用于获取挤出管坯的实时红外热图像信息；本实施例中，共设置了4台红外热像仪，均布在挤出管坯外周上。

管坯冷却装置30，用于对挤出管坯进行冷却。本实施例中，采用低温空气作为冷却介质，需要指出的低温空气仅表明其温度低于挤出管坯的温度的空气，实际空气温度需要结合生产情况进行设置。本实施例中也可以采用低温水做冷却介质。

控制器40，与所述壁厚控制器、所述红外热像仪和管坯冷却装置进行通讯，用于导入待吹塑产品外形尺寸参数以及壁厚参数、判断是否为非闭环结构产品、确定挤出管坯上需要调节壁厚的区域以及动态调节冷却速度和位置。本实施例中的控制器40采用市售产品入工控机或者在本申请提交已经公开的现有技术，本申请中不对结构其做改进。

本实施例中，中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统的工作原理是：

在控制器40中输入待吹塑产品外形尺寸参数以及壁厚参数，判断是否为非闭环结构产品。

若待吹塑产品为闭环结构， 则红外热像仪20和管坯冷却装置30则不启动工作，仅通过壁厚控制器10实施壁厚调节控制。

若待吹塑产品为非闭环结构，红外热像仪20和管坯冷却装置30则启动工作。塑料颗粒经挤出机熔融改性后，经过壁厚控制器10调节其水平环向壁厚，形成具有一定厚度的挤出管坯。4台红外热像仪从多个角度采集到实时挤出管坯的热图像，并将该信息发送给控制器40。控制器40将4台红外热像仪采集的热图像进行整合，形成三维热图像信息。同时控制器40控制管坯冷却装置30工作，对挤出管坯上特定区域进行降温，从而增加局部区域塑料的吹塑抵抗力。吹塑过程中，温度较高的区域具有更好的吹塑延展性，先进行吹塑，料坯先变薄，温度较低的区域后进行吹塑，形成较厚的壁厚。通过壁厚控制系统，可灵活的满足任意区域的壁厚控制，能够较好地实现传统壁厚控制器难以实现的吹塑壁厚控制，从而进一步节约原料。

实施例3

管坯冷却装置30，安装挤出机机头附近，用于对挤出管坯进行降温，其结构如附图2所示。管坯冷却装置30包括导向柱31、滑动座32、电动小车33、喷嘴34、螺杆35和电机36。

具体的，滑动座32呈圆环板状，挤出管坯从滑动座32的环形内侧通过并与滑动座32轴向中心保持重合或者偏心距0.1~5cm。在滑动座32相对的两侧外分别成型有耳板321，且耳板321板面与滑动座32板面齐平。在耳板321上开设有贯通孔322。在其中一块耳板321上安装有螺套323。螺套323内部贯通并贯穿耳板321。在滑动座32的上表面上成型有一圈滑轨324，滑轨324的中心与滑动座32的中心重合。

导向柱31，两根平行设置，并分别穿过贯通孔322。导向柱32固定后，滑动座32可沿着导向柱长度方向往复滑动。

电动小车33，安装在滑动座32上并与滑轨连接。电动小车33可沿着滑轨324滑动。

本实施例中，为了防止连接管线换环形缠绕以及避免移动过程中对挤出管坯影响，电动小车33可沿着滑轨324做非圆周往复移动。

本实施例中，为了进一步，防止连接管线换环形缠绕以及避免移动过程中对挤出管坯影响，电动小车33的数量可设置多个。本实施例中共设置了2个电动小车33，协同围绕挤出管坯。

喷嘴34，安装在电动小车33上，其一端指向挤出管坯，另一端与供气装置（图中未示出）连接。通过喷嘴34喷出低温气体对挤出管坯进行局部冷却。同事，由于喷嘴34固定在电动小车33上，其可随着电动小车33移动，从而可以实现对挤出管坯不同位置进行冷却即改变冷却位置和冷却速度。

本实施例中，喷嘴34指向挤出管坯一端可加工呈针尖状、窄缝状或者喇叭口状，从而以点、线或面形式对挤出管坯进行冷却。

本实施例中，在移动小车33上安装有气体缓冲仓331，气体缓冲仓331分别与喷嘴34以及供气装置连通。通过气体缓冲仓331，降低供气对挤出管坯的影响。

本实施例中，管坯冷却装置30还包括换热器比如管式换热器（图中未示出），通过换热器热交换作用将空气加热至需要的温度。

本实施例中，管坯冷却装置30还包括空气过滤器（图中未示出），通过空气过滤器作用将空气中的杂质分离，防止挤出管坯被污染。

本实施例中，管坯冷却装置30还包括电磁流量计，用以调节低温气体的喷出速度。

螺杆35，穿套安装在螺套323内。由于螺杆35表面外螺纹与螺套323内壁内螺纹配合，螺杆35转动，则使得螺套323相对发生滑动，从而滑动座32则沿着导向柱31往复移动。

电机36，与螺杆35的一端连接。本实施例中，电机36转速可以调节，从可以改变滑动座32沿着导向柱31往复移动的速度。

本实施例中，管坯冷却装置30的工作原理是：

管坯冷却装置30接入中空容器挤出吹塑的壁厚控制系统，电动小车33、电机36和供气装置等与控制器40连接通讯。挤出管坯挤出机挤出后，逐渐落到滑动座32内。在获取了挤出管坯的红外热图像信息后，电动小车33、电机36和供气装置等受控制器40控制启动工作。电动小车33带动喷嘴34对挤出管坯上特定的部位进行局部降温，同时滑动座32受到螺杆35和电机36作用沿挤出管坯长度方向改变滑动座32的位置，多维改变冷却位置和冷却速度，从而增加局部区域塑料的吹塑抵抗力。吹塑过程中，温度较高的区域具有更好的吹塑延展性，先进行吹塑，料坯先变薄，温度较低的区域后进行吹塑，形成较厚的壁厚。通过壁厚控制系统，可灵活的满足任意区域的壁厚控制，能够较好地实现传统壁厚控制器难以实现的吹塑壁厚控制，从而进一步节约原料。