Экструзионный агрегат

 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов экструзией и может быть использовано в экструзионных выдувных агрегатах. Цель изобретения - увеличение производительности и повышение качества изделий за счет равномерной запитки формующего зазора. Экструзионный агрегат содержит экструдер с угловой головкой в виде полого корпуса. В корпусе соосно оси головки установлены дорн и рассекатель. Дорн образует с корпусом формующий зазор. Рассекатель образует с корпусами и дорном наружные и внутренние распределительные каналы. Каждый канал выполнен с увеличением высоты от центра к торцам и уменьшением ширины в направлении, противоположном формующему зазору. Рабочие поверхности рассекателя и дорна выполнены по эллипсообразным кривым. Большие полуоси эллипсообразных кривых перпендикулярны друг другу и плоскости расположения осей симметрии наружных распределительных каналов. Входные сечения распределительных каналов соединены друг с другом дугообразными подводящими каналами и смещены относительно формующего зазора. При работе агрегата обеспечивается выравнивание скоростей течения полимера и равномерная запитка формующего зазора, что повышает качество изделий. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (И) (504 В 29 С 47 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ СССР (21) 4325323/73-05 (22) 06.11 ° 87 (46) 15.08.89. Бкл . К - 30 (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резины и искусственной кожи (72) В.А.Баранов, Ю.А.Жданов, Л.П.Лахненко и Л.A.Èâàíîíà (53) 678.057.3(088.8) (56) Патент США Н - 3801254, кл. 425-380, опублик. 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1348202, кл . В 29 С 47/20, 1986 ° (54) ЭКСТРУЗИОННЫЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к оборудо.ванию для переработки полимерных материалов экструзией и м.б. использовано в экструзионных выдувных агрегатах. Цель изобретения — увеличение производительности и повышение качества изделий эа счет равномерной эапитки формующего зазора. Экструэионный агрегат содержит экструдер с Изобретение относится к переработке пластмасс н изделия и предназначено, предпочтительно, для использования в экструзионных ныдунных агрегатах для производства изделий методом раэдува в форме трубчатых заготовок.

Цель изобретения — увеличение производительности и повышение качества изделии за счет равномерной запитки формующего зазора.

2 угловой головкой в ниде полого корпу; са. В корпусе соосно оси головки установлены дорн н рассекатель. Дорн образует с корпусом формующий зазор.

Рассекатель образует с корпусами и дорном наружные и внутренние распределительные каналы, Каждый канал выполнен с увеличением высоты от центра к торцам и уменьшением ширины в направлении, противоположном формующему зазору. Рабочие поверхности рассекателя и дорна выполнены по эллипсообраэным кривым. Большие полуоси эллипсообраэных кривых перпендикулярны друг другу и плоскости расположения осей симметрии наружных распределительных каналов, Входные с.ечения распределительных каналов соеди нены друг с другом дугообразными подводящими каналами и смещены относительно формующего зазора. При работе агрегата обеспечивается ныравнивание скоростей течения полимера и равномерная запитка формующего зазора, что повышает качество иэделий, 1 з.п. ф-лы, 9 ил, На фиг.1 представлен экструзионный агрегат, нид сверху; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг.3 — разрез по А-А на фиг.1 (нид на наружную рабочую поверхность рассекателя); на фиг.4 — то же, с видом на рабочую поверхность дорна; на фиг.5 — разрез

Б-Б на фиг.1 (вид на наружную рабочую поверхность рассекателя); на фиг.6 — то же, вид на наружную рабочую поверхность дорна; на фиг.7

3 1 500498 1 разрез В-В на фиг.1, вид (левая часть подводящего канала чертежа) на наружную рабочую поro подводящего кан верхность рассекателя и вид (правая равной половине ду часть чертежа) на рабочую поверх- но наружной окружи

5 ность дорна; на фиг,8 — разрез Г-Г ренней окружности на фиг,3; ня фиг.9 — схематическое 12 и дорна 10. изображение подводящих и распреде- Наружные рабочи лительных каналов, вид сверху, рассекателя 12 и р

Экструзионный агрегат (фиг.1 и 2) 10 сти 28 дорна 10 на содержит экструдер 1 и экструдер 2 та рассекателем (ф и пристыкованную к ним при помоши лированы в плоскос переходников 3 и 4 угловую экструзи- оси 9 головки, соо онную головку 5. липсообразным крив

Угловая экструзионная головка 5 15 эллипсообразным кр (далее — головка) -содержит (фиг.3-8) большие полуоси 33 полый корпус 6 с двумя входными от- фиг.8) эллипсообра верстиями 7 и 8, B-полости корпуса 6 бочих поверхностей соосно оси 9 головки установлены ны нормально боль дорн 10, образующий совместно с кор- 20 (отрезок СД на фиг пусом 6 формующий зазор 11, и рас- разных кривых расс секаль 12, образующий совместно с мально к плоскости корпусом 6 наружные по отношению к симметрии наружных рассекателю распределительные каналы ных каналов.

13 и 14 и совместно с дорном 10 внут- 25

Дорн 10, рассек ренние по отношению к рассекателю б головки совместн распределительные каналы 15 и 16.

35, навинченной на

Каждый из распределительных каналов

К корпусу 6 могут

t3-16 индивидуально сообщен с формугательные детали— ющим зазором 11. Наружные распредерица 37, образующи лительные каналы 13 и 14 попарно соформующего зазора общены своими входными сечениями крепления матрицы

17 и 18 друг с другом посредством зовано кольцо 39. наружного подводящего канала 19, выКаждый из наруж полненного в рассекателе по дуге

35 распределительных наружной окружности 20 и сообщеннос уменьшением их ш го в центре своим центральным сечелеиии, противополо нием 21 через входное отверстие 8 зазору. Перед форм корпуса б головки с экструдером 2. наружные распредел

Внутренние распределительные ка13 и 1ч соединяютс налы 15 и 16 попарно сообщень1 свовыходной зазор 40 ими входными сечениями 22 и 23 друг ренние распределит с другом посредством внутреннего и 16 соединяются в подводящего канала 24, выполненного ний выходной зазор в дорне по дуге внутренней окружноВнутренняя рабо сти 25 и сообщенного в центре сво42 б

2 корпуса о и вну им центральным сечением 26 через верхность 43 рассе входное отверстие 7 корпуса 6 головвыполнены в сечени ки с экструдером 1.

50

При этом входные сечения 17 и 18 наружных распределительных каналов

,13 и 14 смещены в направлении, противоположном формующему зазору 11, по отношению к входным сечениям, 22 и 23 внутренних распределительных ка налов 15 и 16, длина которых вдоль центральной оси 9 головки 5 выбраня меньшей длины наружных распределительных каналов, я, .tèíà наружного

19 и внутреннеала 24 Е выбрана ги соответствености 20 и внут25 рассекателя е поверхности 27 абочие поверхноучастке их охваиг ° 3-9) спрофитях, нормальных тветственно по злым 29 и 30 и по ивым 31 и 32, а (отрезок АВ на зных кривых радорна расположешим полуосям 34 .8) эллипсообекателя 12 и норрасположения осек распределительатель 12 и корпус о стянуты гайкой хвостовик дорна. крепиться вспомостакан 36 и мате продолжение 38

11. При этом для может быть испольных и внутренних каналов выполнен ирины в направжном формующему ующим зазором 11 ительные каналы я в общий наружный (фиг.7), а внутельные каналы 15 общий внутрен41. чая поверхность тренняя рабочая покателя 12 (фиг.8) ях, нормальных оси 9 головки, по окружностям и могут быть круглыми цилиндрическими, как представлено на фигурах, или коническими (не изображено). Каждый из распределительных каналов, ограниченный по внутреннему контуру поверхностью, спрофилированной IIQ эллипсообразным кривым и которая, например, может быть поверхностью эллиптического цилиндра или эллиптического конуса (не изображено), име15004

35 е-, высоту, увеличивающуюся в каждом из сечений, нормальных оси головки, от минимального значения по центральной оси.распределительного канала

5 до максимального значения на его торцах.

Ось 9 головки ориентирована нормально горизонтальной плоскости и плоскости расположения червякон 44 и 45 экструдеров 1 и 2. При этом оси

46 и 47 червяков 44 и 45 могут располагаться параллельно друг другу (фиг.1) или под углом (не изображено) .

При работе экструзионного агрегата расплав пластмассы, подготовленный экструдерами 1 и 2, через каналы переходников 3 и 4 подается во входные отверстия 7 и 8 корпуса 6 угловой экструзионной головки 5.

Из входного отверстия 8 пластмасса поступает (фиг.9) в центральное сечение 21 наружного подводящего канала 19 и разделяется на два потока, 25 которые запитывают входные сечения

17 и 18 наружных распределительных каналов 13 и 14. В силу зеркальной симметричности наружного подводящего канала 19 относительно плоскости, проходящей через его центральное сечение 22 и центральную ось 9 головки, запитка входных сечений 17 и 18 осуществляется равномерно (фиг.2-7).

При течении в наружных распределительных каналах 13 и 14 пласт масса поступательно перемещается от их входных сечений 17 и 18 по направлению к формующему зазору 11, одновременно обтекая наружные рабо- 40 чие поверхности 27 рассекателя 12, т.е. перемещаясь от центральных осей каждого наружного распределительного канала 13 и 14 к торцам этих каналов. На выходе наружных распредели- 45 тельных каналов 13 и 14 потоки пластмассы смыкаются в общий наружный кольцевой поток, поступающий в общий наружный выходной зазор 40. При этом образуется два сварных шва, диаметрально разнесенных друг по отношению к другу и расположенных в плоскости, проходящей через ось 9 гоповки и центральное сечение 21 наружного подводящего канала. Поскольку каждый из наружных распределительных каналов образован внутренней рабочей поверхностью корпуса 6, спрофилированной в. сечениях, нормальных оси головки, 98

6 по окружностям, и наружными рабочими поверхностями 27 рассекателя 12, спрофилированными и сечениях, нормальных оси 9 головки, по эллипсообразным кривым с расположением больших полуосей СД в плоскости расположения центральных осей наружных распределительных каналов, высота этих каналов унеличинается в плоскостях, нормальных оси 9 головки, в направ° лении от центральной оси каждого из каналов к его торцам. Это обеспечивает компенсацию увеличения длин траекторий в потоке пластмассы по мере их удаления от центральных осей наружных распределительньгх каналов, выравнивание гидравлических сопротивлений на различных траекториях течения и равномерную запитку пластмассой общего наружного выходного зазора 10.

Картина течения пластмассы но внутренних распределительных каналах t5 и 16 аналогична ее течению в наружных распределитепьных каналах, но со смещением на 90 относительно центральной оси 9 головки в плоскостях, нормальных этой оси. Пластмасса поступательно перемещается от входных сечений 22 и 23 по направлению к формующему зазору 11, одновременно обтекая рабочие поверхности

28 дорна 10, т.е. перемещаясь от центральных осей каждого внутреннего распределительного канала 15 и 16 к торцам этих каналов. На выходе внутренних распределительных каналов потоки пластмассы смыкаются в общий внутренний кольцевой поток, поступающий в общий внутренний выходной зазор 41. При этом образуется два сварных шва, диаметрально разнесенных друг по отношению к ppyry и расположенных в плоскости, проходящей через ось 9 головки и центральное сечение

26 внутреннего подводящего канала.

Поскольку каждый из внутренних распределительньгх каналов образован внутренней рабочей поверхностью рассекателя 12, спрофилированной в сечениях, нормальной оси 9 головки по окружностям, и рабочими поверхностями 28 дорна 10, спрофплированных н этих же сечениях по эллипсообразным кривым с. расположением больших полуосей АВ в плоскости расположения центральных осей впутренних распределительных каналов, высота этих каналов

1 5004 98 увеличивается в плоскостях, нормальных оси 9 головки, в направпении от центральной оси каждого из каналов к его торцам. Этим обеспечивается компенсация увеличения длин траекторий в потоке пластмассы по мере их удаления от центральных осей внутренних распределительных каналов, выравнивается гидравлическое сопротивление на различных траекториях течения и равномерно эапитывается пластмассой общий внутренний выходной зазор 41.

После выхода. пластмассы иэ общего наружного выходного зазора 41. в формующем зазоре 11 происходит смыкание наружного и внутреннего потоков пластмассы в общий кольцевой поток, который выходит из головки в виде трубчатой заготовки, например заготовки выдувного изделия. При этом сварные швы, имеющиеся в наружном потоке, расположены равномерно между сварными швами внутреннего потока, чем обеспечивается достаточная прочность формуемой заготовки.

Принятое в соответствии с изобретением взаимное расположение наружных и внутренних распределительных

D каналов с угловым смещением на 90 друг по отношению к другу в плоскостях, нормальных оси 9 головки, обеспечивает компенсацию неравномерностей течения пластмассы, которые мо- 35 гут возникать, например, в наружных распределительных каналах эа счет .одновременного возникновения неравномерностей, аналогичных по харак(теру и противоположнык по íà- 40 правленности., в прилегающих в радиальном направлении участках внутренних распределительных каналов. Например, возможное замедление (или ускорение) течеI ния пластмассы на каком-либо участке наружных распределительных каналов компенсируется соответствующим ускорением (или замедлением) течения пластмассы на примыкающих к ним в радиальном направлении участках внутренних распределительных каналов, а возможные неравномерности запитки формующего зазора наружными распределительными каналами компенси-55 руются противонаправленными неравномерностями завитки этого зазора внутренними рл(IIp(ПРЗIIITI.. льными ха палами г с ил-" их см(и;(ния на 90 по

С отношению к наружным распределительным каналам.

Тем самым конструкция головки агрегата исключает предпочтительное направление течения в распределительных каналах, а при возникновении каких-либо неравномерностей обеспечивает их взаимную компенсацию.

Для уменьшения растяжения заготовки под действием собственной массы и отклонения толщины ее стенок от заданных значений технологический процесс формования трубчатых -заготовок проводят при минимально возможных температурах корпуса головки с целью уменьшения температуры пластмассы при ее течении в каналах головки. То есть при реализации высокопроизводительных процессов в входные отверстия корпуса поступает пластмасса, температура которой больше установленных температур по зонам обогрева корпуса. Охлаждение пластмассы при ее течении в распределительных каналах происходит неравномерно. Это создает дополнительные неравномерности объемного расхода пластмассы по периметру наружного и внутреннего выходных зазоров, Как и в первом случае, компенсирующее воздействие переменной высоты наружных и внутренних каналов в направлении от их центральной оси к торцам и взаимного смещения на угол

90 наружных распределительных каналов по отношению к внутренним распределительным каналам повышается равномерность интегральной эапитки формующего зазора иэ наружного и внутреннего вьгходных эаэоров и позволяет уВеличить производительность экструзионного агрегата с сохранением размерной точности формуемой заготовки, обеспечением зкономии, пластмассы и исключением разрыва заготовки при раздуве.

Увеличение производительности достигается также эа счет смещения входньгх сечений 17 и 18 наружных распределительных каналов 13 и 14 в направлении, противоположном формующему зазору 11, по отношению к входным сечениям 22 и 23 внутренних распределительных каналов 15 и

16, длина которых (фиг.7) 1 по центральной оси 9 головки выбрана меньше длины 1„ наружных распределительных каналов 13 и 14. Перечисленные

1 500- 1 98

10 особенности уменьшают сопротивление внутренних распределительных каналов и в целом сис емы каналов, запитываемых экетрудером 1, а также позволяют привести в соответствие с этим сопротивлением сопротивление системы каналов, запитываемых экструдером 2. Уменьшение сопротивления каналов головки имеет следствием увеличение производительности,экструдеров и понижение температуры расплава, подаваемого во входпые отверстия корпуса головки. Одновременно уменьшаются габариты и масса голорки, облегчается обслуживание агрегата.

Зкструзионный агрегат обеспечивает за счет повышения равномерности выхода заготовок, повышения их размерной точности и уменьшения температуры расплава, уменьшения габаритов и массы угловой экструзионной головки увеличение производительности, более полное использова,ние пластицирующей способности обоих экструдеров, повышение качества изделий, экономию пластмассы и облегчение обслуживания агрегата. формулаизобретения

1. Экструзионный агрегат, содержащий экструдер; угловую экструзионную головку в виде полого корпуса с входным отверстием, сообщенным с экструдером, установленные в полости корпуса соосно оси головки дорн с образованием совместно с корпусом формующего зазора и рассекатель,смонтированный с образованием внутренних и наружных пб отношению к рассекателю распределительных каналов, выполненных с уменьшением ширины в направлении, противоположном формующему зазору и увеличением высоты от центра каждого канала к торцам, при этом наружная рабочая поверхность рассекателя и рабочая поверхность дорна на участке ее охвата рассекателем выполнены по эллипсообразным кривым, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества изделий за счет равномерной запитки формующего зазора, большие полуоси эллипсообразных кривы. дорна расположены перпендикулярно большим полуосям эллипсообразных кривых рассекателя и перпендикулярно к плоскости расположения осей симметрии наружных распределительных каналов, входные сечения которых соединены друг с другом наружным дугообразным

2р каналом, который выполнен в рассекателе и сообщен в центре с входным отверстием корпуса, а входные сечения внутренних распределительных каналов соединены друг с другом внут25 ренним подводящим дугообразным каналом, который выполнен в дорне и сообщен в центре с дополнительным входным отверстием, выполненным в корпусе, при этом входные сечения наруж39 ных распределительных каналов смещены в направлении, противоположном формующему зазору, по отношению к входным сечениям внутренних распределительных каналов, длина которых вдоль центральной оси головки выбрана меньшей длины наружных распределительных каналов, а длина наружного и внутреннего подводящих каналов выбрана равной половине дуги наруж40 ной и внутренней окружности рассе кателя и дорна.

2. Агрегат по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что дополнительное входное отверстие корпуса сообщено с вторым экструдером, которым снабжен агрегат.

1500498

1500498

1 500498

1 500498

28 фО27

1 500498

Составитель Э.Гольтякова

Редактор Н.Горват Техред М.Дидык Корректор М.Самборская

Заказ 4812/17 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

tl tl

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 t