Экструзионно-литьевая головка для полимерных материалов

 

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов. Оно может быть использовано для интенсификации процессов экструзии и литья под давлением. Цель изобретения - повьшение качества получаемых изделий за счет интенсификации процессов экструзии и литья под давлением . Для этого экструзионно-литьевая головка содержит корпус с осевым каналом, входным и выходным отверстиями . Головка содержит неподвижный дорн. Головка содержит также подвижный дорн. Он вьтолнен в виде лепестков и расположен снаружи неподвижного дорна концентрично ему с образованием между ними и корпусом кольцевых каналов. Головка снабжена также смонтированными на корпусе и связаннымис осевым каналом камерами. В камерах установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения вибропоршни . Одна из камер смонтирована на корпусе между входным отверстием и кольцевыми каналами. Другая камера смонтирована на корпусе между кольцевыми каналами и выходным отверстием. Каждая камера снабжена расположенными перпендикулярно ее оси входными и выходными каналами. Последние смещены относительно друг друга по оси камеры на величину хода вибропоршня. Полимерный материал поступает во входной канал первой камеры. Вибропоршень этой камеры движется вниз, и полимерньй материал заполняет эту камеру . Затем вибропоршень начинает двигаться вверх, продавливая материал через выходной канал этой камеры в кольцевые каналы между неподвижным и подвижным дорнами и подвижным дорном и корпусом. В кольцевых каналах реализуются высокие скорости деформирования . Из кольцевых каналов полимерный материал поступает во входной канал второй камеры. Здесь вибропоршень совершает возвратно-поступательное перемещение в противофазе по отношению к вибропоршню первой камеры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (И) (51)4 В 29 С 47 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995884/23-05 (22) 19.12.85 (46) 15.09.87. Бюл. В 34 (71) Научно-исследовательский институт шинной промышленности (72) С.А.Побартович, В.И,Коротков, Ю.М.Щербаков и О.Б.Третьяков (53) 678.057.374.6 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 423670, кл. В 29 С 45/20, 1972.

Авторское свидетельство СССР

11 797901, кл. В 29 С 47/12, 1979. (54) ЭКСТРУЗИОННО-ЛИТЬЕВАЯ ГОЛОВКА

ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области переработки полимерных материалов.

Оно может быть использовано для интенсификации процессов экструзии и литья под давлением. Цель изобрете- ния — повышение качества получаемых изделий за счет интенсификации процессов экструзии и литья под давлением. Для этого экструзионно-литьевая головка содержит корпус с осевым каналом, входным и выходным отверстиями. Головка содержит неподвижный дорн. Головка содержит также подвижный дорн. Он выполнен в виде лепестков и расположен снаружи неподвижного дорна концентрично ему собраэованием между ними и корпусом кольцевых каналов. Головка снабжена также смок. тированными на корпусе и связанными. с осевым каналом камерами. В камерах установлены с воэможностью возвратно-поступательно го перемещения вибропоршни. Одна из камер смонтирована на корпусе между входным отверстием и кольцевыми каналами. Другая камера смонтирована на корпусе между кольцевыми каналами и выходным отверстием.

Каждая камера снабжена расположенными перпендикулярно ее оси входными и выходными каналами. Последние смещены относительно друг друга по оси камеры на величину хода вибропоршня.

Полимерный материал поступает во входной канал первой камеры. Вибропоршень этой камеры движется вниз, и полимерный материал заполняет эту камеру. Затем вибропоршень начинает двигаться вверх, продавливая материал через выходной канал этой камеры в кольцевые каналы между неподвижным и подвижным дорнами и подвижным дорном и корпусом. В кольцевых каналах реализуются высокие скорости деформирования. Из кольцевых каналов полимерный материал поступает во входной канал второй камеры. Здесь вибропоршень совершает возвратно-поступательное перемещение в противофазе по отношению к вибропоршню первой камеры.

1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

13372

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для интенсификации процессов экструзии и литья под давле З нием резиновых смесей, олигомерных композиций и пластмасс.

Цель изобретения — повышение качества получаемых иэделий эа счет интенсификации процессов экструзии и литья под давлением.

На фиг.l изображена экструзионнолитьевая головка, общий:вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l.

Экструзионно-литьевая головка со- )б держит корпус 1 с осевым каналом 2, входным 3 и выходным 4 отверстиями.

Головка содержит неподвижный дорн 5, установленный перпендикулярно оси 6 корпуса 1, и подвижный дорн 7, выпол- >о ненный в виде лепестков и расположенный снаружи неподвижного дорна 5, концентрично ему с образованием между ними и корпусом кольцевых каналов 8 и 9. Головка содержит привод 10 круговых колебаний подвижного дорна 7.

Привод 10 связан с .подвижным дорном 7 через хвостовик 11. Головка снабжена нагревателем 12 и выталкивателем 13 для разъема подвижного 7 и неподвижного 5 дорнов. Головка снабжена также смонтированными на корпусе 1 и связанными с осевым каналом 2.камерами 14 и 15, оси которых перпендикулярны оси 6 корпуса l. H камерах 14 и 15 установлены с возможностью возвратнопоступательного перемещения вибропоршни 16 и 17 соответственно. Камера 14 смонтирована на корпусе 1 между входным отверстием 3 и кольцевыми канала- 4О ми 8 и 9, а камера 15 — на корпусе 1 между кольцевыми каналами 8 и 9 и выходным отверстием 4. Каждая камера 14 и 15 снабжена соответственно расположенными перпендикулярно ее оси входными 18 и 19 и выходными 20 и 21 каналами, смещенными относительно друг друга по оси камеры на величину хода вибропоршня. Головка связана с червячной машиной 22 посредством переход=<> ной втулки 23, снабженной каналом 24 для входа материала во вхоцное отверстие 3 головки. На выходе головки установлен литьевой мундштук 25 при литье под давлением (или профильная шайба при экструзии). Вибропоршни 16 и 17 через шатун 26 и эксцентриковую втулку 27 связаны с червячным редуктором 28.

78

Головка работает следующим образом.

Полимерный материал поступает из червячной машины 2? через канал 24 втулки 23 во входной канал 18 камеры 14. При движении вибропоршня 16 вниз освобождается проход канала, через который полимерный материал поступает в камеру 14. При достижении вибропоршнем 16 нижнего положения камера 14 полностью заполняется полимерным материалом, после чего вибропоршень 16 начинает движение вверх, продавливая полимерный материал через выходной канал 20 в кольцевые каналы 8 и 9 соответственно между неподвижным дорном 5 и подвижным дорном 7, а также между подвижным дорном 7 и корпусом 1, т.е. вибропоршень 16 при движении вверх работает как поршневой насос на стадии нагнетания, развивая давление (амплитудное), значительно превосходящее давление, которое создается червячной машиной 22 на входе в головку.

Следовательно> объемная скорость прохождения полимерного материала через головку определяется не гидравлическим сопротивлением кольцевых каналов 8 и 9, а размером входного канала 18, амплитудой и частотой возвратно-поступательноro перемещения вибропоршня 16. На пульсирующий сдвиговый поток полимерного материала в кольцевых каналах 8 и 9 накладывается совпадающее по фазе периодическое сдвиговое деформирование, производимое лепестками подвижного дорна 7, в результате в кольцевых каналах 8 и 9 реализуются более высокие скорости деформирования, что способствует более интенсивному протеканию в полимерном материале эффектов, вызванных вибровоздействием (вибродиспергирование наполнителя, снижение эффективной вязкости, виброуплотнение и т.п.).

Из кольцевых каналов 8 и 9 полимерный материал поступает во входной канал 19 камеры 15, где вибропоршень 17 совершает возвратно-поступательное перемещение в противофазе по отношению к вибропоршню 16 ° В камере 10 происходит вибронагнетание полимерного материала из кольцевых каналов 8 и 9 в литьевой мундштук 25 при литье под давлением (или к профилирующей шайбе при экструзир) что способствует повышению скорости течения поли45

133727 мерного материала в формующем инструменте (например, в литьевом мундштуке) и виброуплотнению формуемого полимерного материала. В зависимости от физических свойств перерабатываемого полимерного материала головка может работать с нагревателем 12 или без него.

Пример 1. Полимерный материал, в котором на 100 мас.ч. олигобутадиендиола (СКД-ГТР) приходится

65 мас.ч. технического углерода П245, проходит через экструзионнолитьевую головку предлагаемой конструкции, в которой вибропоршни диаметром 20 мм совершают колебания с амплитудой IO мм и частотой 10 Гц, а дорн диаметром 20 мм совершает круговые колебания, величина формующего зазора 1 мм и длина зоны формования

50 мм.

Эффективность предлагаемой экструзионно-литьевой головки оценивалась на двухчервячной машине с диаметром 25 червяков 45 мм как в режиме экструзии через мундштук цилиндрическоro сечения диаметром 12 мм и длиной

120 мм (по увеличению объемного расхода), так и в режиме литья под давлением (по длине затекания в цилиндрический канал). Качество формуемых изделий определяли по степени диспергирования технического углерода по методике А ТИД 2663-68.

Пример 2 и 3. Тоже, что и

35 в примере 1, но на 100 мас ° ч. олигодиендиола приходится соответственно

80 и 90 мас. ч. технического углерода П-245 °

Пример 4. Тоже, что ив примере 1, но через головку проходит резиновая смесь, состоящая мас.ч.:

СКИ-3 50

СКД 30

CKMC-3 OAPKM 20

ПН-6 10

Техуглерод П-245 55

Сера 1,6

Сантокюр MOP l,3

Пример 5. Смесь получена с

50 использованием известной экструзионной головки согласно, состав аналогичен примеру 1.

В таблице приведены результаты обработки полимерных материалов с использованием экструзионно-литьевых головок предлагаемой и известной конструкции.

Таким образом, в головке предложен. ной конструкции реализуются в три раза более высокие амплитудные значения касательных напряжений, что позволяет добиться лучшего диспергирования и распределения наполнителя в матрице каучука, дополнительно снизить эффективную вязкость и повысить скорость заполнения формы в 8-9 раз, резко увеличить предельную длину затекания и получить плотное монолитное иэделие без пор и пузырей.

Формула иэ обретения

l. Экструэионно-литьевая головка для полимерных материалов, содержащая корпус с осевым каналом, входным и выходным отверстиями, неподвижный дорн, установленный перпендикулярно оси корпуса, подвижный дорн, выполненный в виде лепестков и расположенный снаружи неподвижного дорна концентрично ему с образованием между ними и корпусом кольцевых каяалов, привод круговых колебаний подвижного дорна, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий за счет интенсификации процессов экструзии и литья под давлением, головка снабжена смонтированными на корпусе и связанными с осевым каналом камерами, оси которых перпендикулярны оси корпуса, и установленными в камерах с возможностью возвратно-поступательного перемещения вибропоршнями, причем одна из камер смонтирована на корпусе между его входным отверстием и кольцевыми каналами, а другая — между его кольцевыми каналами и выходным отверстием.

2. Головка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что каждая камера снабжена расположенными перпендикулярно ее оси входными и выходными каналами, смещенными друг относительно друга по оси камеры на величи. ну хода вибропоршня.

1337278

Объемная

Степень сдвига, дин/см

4,6

3,6

34,3

92,1

13,5

3,55

28,5

10,1

95,1

2,75

1,1

26,1

97,8

2,05

30,4

1,6

1,25

4,3

18,5

98,1

Пример Соотношение каучука к наполнителю, мас. ч.

1:0,65

1:0,80

1:0,90

1:0,55

1:0,65 диспергирования техуглерода, Ж

Среднеквадратичный диаметр агломератов техуглерода, мкм проиэводительность, см /с

Ре али з уемое напряжение

Длина 9а текания в канал ф 12 мм, M

1337278

А-А

6Я Х 2,7

7 1

Фиг.2

Составитель В. Докучаева

Редактор Л.Веселовская Техред И.Попович Корректор A,Çèìoêîñoâ

Заказ 4085/16 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4