本发明主要涉及热塑挤出技术领域，尤其是特别适用于低熔融强度热塑材料加工的“模体对开”式模具筒子和这种模筒的组件及其使用方法。 作为加工各类最终产品的方法，热塑材料挤出是一种名声很不好的热塑材料加工技术。通常，颗粒状的热塑材料被送入一个普通的螺杆挤出机中，在该机的料筒中进行充分熔融，并将熔融后的热塑材料输送到一个挤出模中。接着，该挤出模加工从螺杆挤出机中排出的热塑材料，使它形成预期的产品形状（即模剖面形状）。
但是，在对低熔融强度热塑材料产品和/或具有复杂剖面形状的这类产品进行挤压加工时，可能会碰到不少困难。在对低熔融强度热塑材料进行挤压时，可能碰到的一个困难是在该热塑材料产品刚从挤出模中排出时，还不具有有自我支撑的能力。为解决这个问题，需要为该挤出物增加某种附加的支承装置，该装置可使挤出物冷却（即固化）到一定程度，从而具有自支撑的能力。
为了获得几何形状比较复杂的产品，在对低熔融强度热塑材料进行挤压时，还会伴随产生另外一些问题。一般，热挤压具有复杂几何形状的产品，需要使用多个加长的挤出模，在该模具的进口端与出口端之间的挤出腔中，可以逐渐形成该挤出产品。这就是说，在该挤出模的空腔中，有一个与产品的最后横剖面形状大致近似的进口剖面，并且还有一系列地中间过渡剖面，这些中间剖面的形状逐渐改变，到该挤出产品离开模具时，已经从近似剖面逐渐变化成为该产品的最后剖面形状。
在使用上述形式的模具生产具有复杂剖面的低熔融强度热塑材料产品时，通常在挤出机起动阶段会出现不少困难。即由于模具的轴向长度增加（这是挤出物剖面在模具空腔内部逐渐变化所必需的），螺杆挤出机的工作压力有时会不足以迫使挤出物穿过该模腔。显然，在起动时，人工帮助（如用人力把该挤出物从模腔的出口端拉出）不是一个解决办法，因为在起动时，该挤出物的末端实际上位于模腔内部，因而是无法接近的。
因此，需要一种可用来获得具有复杂横剖面形状的低熔融强度热塑材料产品的挤出模组件和/或方法。它们可以解决上面简要提到的问题，本发明的目的即在于此。
本发明提供了一种加长的模筒组件，每个模筒由上、下模筒件构成，它们彼此可以分离。因此，各个模筒空腔是由每个模筒的上、下模筒件共同限定的，即：模腔的一部分由下模件所限定，模腔的另一部分则由上模件所限定。许多这样的单独模筒以端部对端部相连接的形式相互连接在一起，因而各个模腔就可以互相连通，沿挤出轴线方向共同建立起一个模筒组件的加长的模腔。该模筒组件（即一个由许多单个模筒组成的组件）可以安装在与螺杆挤出机连接在一起的初级模具上（或安装在螺杆挤出机本身的出口上），因而挤出物就可以被送入并且沿挤出轴线穿过模筒组件的模腔。
这样形成的模筒组件的加长的模腔，可使挤出物从初期的（大致相似的）横剖面形状逐渐变成产品的最后的（或接近最后的）横剖面形状。也就是说，该组件中多个单独模筒的上游端空腔可以形成挤出物的初期形状，而多个单独模筒的下游端空腔，则可以实现最后的（或接近最后的）产品形状。而居于上、下游端之间的那些过渡空腔则完成介于挤出产品的初期和最终（或接近最终的）横剖面形状之间的逐渐变化。
这种“模体对开”式模筒以及它的可与相似的其它模筒相连接的性能可以减少（如果没有消除）与挤出机起动有关的许多问题。即当起动时，最上游端模筒的下模件可以和与螺杆挤出机相连接的初级挤出模（或与该螺杆挤出机本身的出口）相连接，从而一开始就可支承从该模具（或挤出机）中排出的挤出物。当挤出物的长度接近（或刚开始伸出）该下模件的下游端时，顺序排列的下一个模筒的下模件就可以与第一个模筒的下模件的下游端相配合连接，从而可以支承挤出物不断增加的长度（即：可依靠螺杆挤出机和/或在挤出产品末端的人工拉力的作用，使挤出产品不断前进）。此后不久，第一个模筒的上模件与该模筒已经定位的下模件（该件已经支承着挤出物的一段长度）相配合，这样就可以把挤出物围住，并且迫使它穿过由第一个模筒所共同限定的模腔。
可以理解，由于延长到第一个模筒的下游端以外的该挤出物由顺序排列的下一个模筒的下模件所支承，所以挤出物的整体性没有受到损害。因此，当该挤出物的末端接近（或刚开始伸出）顺序排列的下一个模筒的下模件下游端时，顺序排列的下一个模筒的上模件就可以与它的下模件配合连接。于是，下一个顺序排列的模筒就限定了该模筒组件的另一部分模腔。
可以根据需要或给定产品的要求，通过使用顺序排列的附加模筒来重复实现上述工艺方法。因此，按照以上简要叙述的方法使用多个单独模筒来生产具有复杂横剖面的产品时，由于该挤出物在整个起动时间内，可实际上被啮合住并且沿挤出轴线方向牵引，从而有助于该挤出物沿挤出轴线方向输送，因而，许多与挤出机起动有关的问题就可以减少（如果不是消除）。
本发明中各模筒的温度可以分别进行控制，最好是通过围绕在模筒体上的电阻加热套管（或者其它等效温度控制装置）来控制。因此，当挤出物在模筒空腔内部前进时，该挤出物沿着挤出通道（它由多个模筒空腔所限定）各个位置上的温度都可以控制。从而有利于起动。而且，在正常的工作情况下，这种温度控制可以保证挤出物按所要求的方式由多个模筒空腔成形。
通过对下列各最佳实施例的详细说明，将使本发明的优点和特征更加明显。
下面将对各个附图注出标号，各附图中的相同标号代表相同结构的零件。附图中：
图1为本发明模筒组件的正视简图，该组件用于热塑材料挤出生产线中;
图2为沿图3中的2-2线所截取的本发明模筒的横截面图;
图3为沿图2中的3-3线所截取的该模筒的横剖面端视图。
附图1中简略地画出的本发明模筒组件10是挤出生产线12的一个组成部分，该生产线沿着挤出轴线16的方向加工挤出产品14。在模筒组件的上游端是一台普通的螺杆挤出机18，它可以使进入挤出机料斗20内的热塑材料TM（通常它呈粉末状或颗粒状）得到充分熔融。众所周知，挤压机18将熔融热塑材料从其出口端22排到初级挤出模24中。然而，在本发明中，初级挤出模24的使用并不是非有不可的。因为熔融热塑材料也可以立即输送到模筒组件10的上游端中。
模筒组件10可使从初级挤出模腔中排出的挤出物成形，因而在离开最后成形模26时，挤出产品14将达到它的成品（或接近成品的）横剖面形状，这些将在下文中作出更详细的说明。在挤出物通过模筒组件10期间，挤出物的温度将受到控制（这在下文中也要做更详细的说明），因而，在离开最后成形模26时，产品14即可达到预先选定的温度。利用任何传统的方法，即可使产品14在模筒组件10的下游端完全固化。例如，如图1中所示，该产品可以立即通过一个冷却池28，池中盛有适合于处理某种特定热塑材料的冷却剂（例如水）。
挤出生产线12上装有帮助产品沿挤出轴线16进行输送的装置，在附图1所示的挤出生产线12中，这种装置采取两个对置的连续皮带30的形式，该皮带利用摩擦力啮合住产品14并且“拉”着它通过模筒组件10。皮带30的速度应当合理选定以免产品14的横剖面形状出现明显的变形。
本发明的模筒组件10由三个独立的模筒10a-10c组成，虽然在附图1中碰巧使用了三个模筒10a-10c，但是也完全可以使用一个或多个模筒，这主要取决于最终产品、它的横剖面形状和/或被挤热塑料的特性。在附图2和附图3中示出了模筒10b，它也可作为模筒10a、10c）的代表（应注意：在附图2中也可以部分地看到模筒10a和10c。因此，只要可能，在图2中的模筒10a和10c的结构应当与下面要讨论的模具10b的结构相一致，因此这些结构分别用同一个带有字母附注“a”和“c”的参考号来加以区别。）
模筒10b（10a、10c）包括一个细长的通常为圆柱形的模体32b（32a、32c），该模体可在与挤出轴线16相交的一个纵向平面上对开，分别形成上、下模件34b和36b（34a和36a;34c和36c）。在图3中可以更清楚地看到，上、下模件34b和36b（34a和36a;34c和36c）共同限定了一个轴向延伸的模筒空腔38b（38a，38c），该空腔具有所挤产品需要的横剖面形状。当模筒10a-10c按图1中所示的配置关系装配好后，它们各自的模腔38a-38c中的每一个将分别限定从组件10的进口端到出口端之间所形成的整个模筒空腔的一个相应部分。
在模筒10b（10a、10c）一端的安装法兰42b（42c）所形成的垂直面上有一个朝前伸出的通常为圆柱体的凸台40b（40c），在模筒10b另一端的安装法兰46b（46a）形成的垂直面上有一个向内凹入的通常为圆柱体的表面44b（44a）。由图2可以看出，凸台40b的尺寸和形状应该与模筒10a中的凹入表面44a相配合，而模筒10c的凸台40c则应该与模筒10b中的凹入表面44b相配合，这样就实现了模筒10a-10c之间的相互同轴连接（相对于挤出轴线16而言）。
为了保证模筒10a-10c中的任何一个模腔对于另外两个模腔的正确定向，本发明采用了一个不对称的相对于沿着挤出轴线16的方向穿过模筒体的垂直平面而言）定位装置，该装置由成对销孔48和50组成（至少在该最佳实施例中是这样）。从图3中可见，一对销孔48之间的垂直距离大于另一对销孔50之间的垂直距离。这种成对销孔不对称排列就保证了在相邻的模筒10a～10c同轴配合时，只允许有一种唯一定位方式。
安装法兰42a-42c和46a-46c上各自有一个环形凹槽表面52a-52c和54a-54c。这样当相邻的模筒10a-10c互相同轴配合时，通过装在凹槽表面52a-52c及与其面对的相应凹槽表面54a-54c中的环形密封装置56就实现了密封，以防止熔融热塑料泄漏。环形密封装置56还在很大程度上在模筒10a-10c之间起相互隔热的作用，因此，由密封装置56所形成的热绝缘可对各个模筒10a-10c实行更精确的温度控制，并且便于在模筒空腔内形成所需要的温度分布。
安装法兰42a-42c和46a-46c还各自有一个环形斜面58a-58c和60a-60c。在图2中应特别注意：当模筒10a-10c中的相邻模筒互相连接时，环形斜面58a-58c与相应的环形斜面60a-60c是分开的，后来这些斜面在一个法兰夹持器62的内部相接合，当该法兰夹持器被紧紧地固定时（这可以通过螺母和螺栓装置64来完成，见图3）这些斜面可用来使各个互相面对安装的法兰42a-42c和46a-46c更加靠近。该夹持器62最好采用带有铰链销66的结构形式，以便夹持器62的一部分62a可以相对于另一部分62b绕着枢轴转动，因而给夹持器与相应的面对着的安装法兰42a～42c和46a～46c之间的安装或拆卸带来很大的方便。
如上所述，在挤出物通过模腔时，模筒组件10最好能将它逐渐冷却。该功能最好用在模筒体32a～32c的各外部环形凹槽72a～72c中设置电阻套管70a～70c的方法来完成。也可以在每个安装法兰42a～42c和46a～46c之间的模筒10a～10c上包上热绝缘毡（图中未示出），以便盖住电阻套管70a～70c，这些热绝缘连同密封装置56一起，可用来对各模筒10a～10c之间进行热绝缘。
因此，可以对各电阻套管70a～70c进行单独控制（在图3中控制装置用74代表），以便在输送挤出物的模筒空腔内部获得递减的温度梯度。这样，挤出物在离开终级模26时，就至少已经被部分固化，至于它的完全冷却和固化则将在通过例如水池28以后才能实现。
套管70a～70c也可不用电阻式的，使用其它等效的热交换装置也可以取得满意的效果。因此套管70a～70c也可以是一种其内有合适的热交换流体循环的加热套或冷却套。控制装置74也可以是其它任何适合的型式，这要根据装有外套70a～70c的装置的具体情况而定。例如，在使用电阻式加热器作为套管70a～70c的情况下，控制装置就可以很方便地包括在变阻式控制部件内。
当挤出生产线12起动时，模筒10a的下模件36a应先与初级挤出模24同心地连接（如果不使用挤出模24则可与挤出机18的出口端22相连接）。然后将热塑材料TM装入挤出机18，熔融热塑材料预成型产品14就会从模24排出。挤出机18继续工作，于是将有更多的挤出物连续不断地从模24中输出，因而不断地使挤出物的长度增加。然而，挤出物的长度将由下模件36a支承。
在挤出物的长度增加到接近（或刚刚开始超出）下模件36a的下游端时，上模件34a就和下模件36a相配合，把挤出物封闭在内，从而形成了模筒组件10的模腔最前端部分。几乎与此同时，压模10b的下模件36b与压模10a的下模件36a相连接（可以用夹持器下部62b来完成这种连接），从而可以支承连续不断地加长的挤出物。而且，当挤出物的长度增加到下模件36b的下游端时，上模件34b就和下模件36b相配合，从而形成了模筒组件10的模腔第二连续部分。使用模筒10c的上、下模件36c和34c可以重复实现这个工艺过程，并且，对于某个给定的挤出过程来说，还有可能需要添加更多的相似模筒。
当以上述方式连续地把上、下模件（34a～34c、36a～36c）配合在一起的过程中，应在相应的上模件34a～34c与下模件相配合以前，先用夹持器62这种很方便的定位装置把下模件36a～36c-一定位固定。因此，夹持器下部62b应该装在由已配合好的成对下模件36a～36c所形成的成对安装法兰42a～42c和46a～46c的下部，并且把这些下模件固定就位。然后，当相应的上模件（34a～34c）与下模件相配合时，夹持器上部62a可以围绕销轴66转动，从而将成对安装法兰42a～42c及46a～46c的上部夹紧。
可以看出，由于该挤出物末端很容易接近，因而在挤出生产线12起动期间，本发明装置可以用人力来帮助挤出物沿挤出轴线16输送。因此，在用下模件36a～36c连续地支承挤出物的同时，操作者可以在起动过程中使用适当的夹紧工具来夹住该挤出物，并且沿挤出轴线方向用人工进行牵引。
虽然本发明已经介绍了当前最实用的最佳实施例，但应当指出，本发明并不局限于该实施例，相反，凡是在本专利权利要求所规定的范围和精神内对本发明所作的各种更改和等效布置均属于本发明的范围。