Устройство для изготовления труб с поперечными ребрами из термопластичного полимера

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COU

РЕСПУБЛИК цю си>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4356042/05 (22) 11.07.88 (31) P 3?25286.0 (32) 30.07.87

: (33) ЭЕ

/ (46) 07.05.91. Бюл. Р 17 (71) Вильхельм Хеглер (DE) (72) Вильхельм Хеглер и Ральф-Петер

Хеглер (ВК) (53) 678.057(088.8) (56) Патент СССР Р 507209, кл. В 29 С 53/30, 1971.

Патент СССР Р 538655, кл. В 29 С 53/30, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ .С ПОПЕРЕЧНЫИИ РЕБРАМИ ИЗ ТЕЖОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА (57) Изобретение относится к оборудованию для изготовления трубчатых изделий из термопластичных полимеров экструзией, в частности труб с поперечными ребрами. Целью. изобретения является улучшение качества изготавливаемых труб за счет предотвращении обратного потока расплава и его возгорания. Устройство содержит формую-. щую насадку и размещенные в два противолежащих ряда nonyhopMbl. Последние смонтированы с возможностью обИзобретение относится к оборудованию для изготовления трубчатых изделий из термопластичных полимеров экструзией, в частности труб с поперечными ребрами.

Целью изобретения является улучшение качества изготавливаемых труб (д ) В 29 П 23/18 В 29 С 53/30

2 разования ими на прямолинейном формующем участке замкнутой формы. На ,внутренней рабочей поверхности формы выполнены поперечные прорези формирования ребер и формовочные выемки.

Форма снабжена приводом перемещения в направлении, параллельном продольной оси трубы в зоне формующего участка. Устройство снабжено литьевым сердечником, смонтированным с образованием рабочей поверхностью формы формовочной полости. Сердечник имеет конический участок, расширяющийся в направлении перемещения формы и образующий с формовочной выемкой расширительную камеру. После литьевого сердечника в направлении llepe мещения смонтирована охлаждающая оправка. Внутренняя поверхность формы выполнена с упорными ребрами, оканчивающимися упорными плоскостями.

Расплав полимера иэ насадки поступает в расширительную камеру и поперечные упоры формирования ребер. При этом в одно и то же время формируется только одно ребро. В результате искпючаются обратный поток расплава и его возгорание. 11 з.п. ф-лы, 1

9 ил. за счет предотвращения обратного потока расплава и его возгорания.

На фиг.1 показано устройство, вид сверху; на фиг.2 — то же, горизонтальное сечение, частичный раэрез; на фиг.3-6 — то же,на различных стадиях производства; на фиг.7-9 - реб1648244 ристая труба с различными кольцеобразными выступами, разрез.

Устройство для изготовления труб с поперечными ребрами содержит ста5 нину 1 на которой смонтированы

У

) полуАормы 2 и 2, соединенные одна с другой соответственно цепями 3 и

3 . Для этого на каждой полуАорме

2 и 2 на ее наружной передней в направлении 4 перемещения полуформ (Рабочем направлении) части прикреплена пластинка 5 с помощью обеспечивающего шарнирное соединение болта

6, Пластинка 5 н соответствующем месте следующей полуАормы закреплена аналогичным образом. Образованные та-! ким образом цепи 3 и 3 в своих начальных (согласно рабочему направлению 4) частях проходят через поворот- О ные диски, выполняющие Аункцию впускных роликов ?, Отдельные полуформы

2 и 2 при вращении цепей 3 и 3 в соответствии с направлением, указанным стрелками 8 и 8, попадают на 25

) формующий участок 9, на котором две полуформы 2 и 2 объединяются в па) ру форм, причем следующие одна за другой в рабочем направлении 4 пары формы плотно примыкают одна к другой.

Для того, чтобы быстро приводить полуформы 2 и 2) в положение, при котором они располагаются параллельно и примыкают одна к другой, предусмотрены замыкающие ролики 1О, которые ускоренно совмещают задние в рабочем направлении.4 концы полуформ

2 и 2 . На Аормующем участке 9 прилегающие одна к другой полуформы 2 и

2 прижимаются направляющими РОли- 4О ками 11, которые расположены в направляющих планках 12. Впускные ролики 7 расположены иа станине 1 с воз- можностью их вращения вокруг оси 13.

На переднем и рабочем направлении 45

4 конце станины 1 аналогичным образом расположены служащие в качестве поворотных дисков возвратные ролики 14, имеющие возможность вращения вокруг оси 15, предназначенные для поворота целей 3 и 3 ) и возврата их к впускным роликам 7. Как следует иэ фиг.1, направляющие планки 12 с направляющими роликами 11 соответствуют по длине нескольким полуформам 2 и 2 и заканчиваются, не доходя до возвратных роликов 14, в результате

) чего полуформы 2 н 2 могут расходиться, Располагаясь параллельно одна другой и поперечно по отношению к рабочему направлении 4 перед тем, как они отводятся возвратными роликами

14. На верхней стороне полуАорм 2 и

2 выполнены зубчатые венцы 16, причем оба зубчатых венца 16 попарно совмещенных полуАорм 2 и 2 совпадают друг с другом таким образом, что общая ведущая шестерня 17 может входить н зацепление с зубчатыми венцами 16, в результате полуАормы 2 и 2 могут перемещаться через Аормующий участок

9 в виде закрытой Аормы, Привод ведущей шестерни 17 осуществляется от двигателя через приводную шестерню 18, которая неподвижно закреплена на валу 19, на котором также расположена ведущая шестерня 17. Вал 19 установлен на кронштейне подшипника 20, который через дистанционную призму 21 опирается на станину 1 и жестко связан с последним болтами ?2.

С помощью устройства изготавливаются пластмассовые трубы 23 с имеющими вид замкнутых кольцеобраэных шайб Ребрами 24, проходящих радиально и по всей наружной поверхности трубы 23. Такие Ребристые трубы имеют особо высокую прочность при возникновении пиковых давлений. Предусмотрено наличие экструдера, из формующей насадки 25 которого экструдируется Расплав пластмассы 23а, в жидком состоянии поступающий в образованную Аормующим участком 9 Аорму, в которой получается труба 23 с ребрами 24. !

На Аормующем участке 9 расположенные попарно полуАормы 2 и 2 охлаждаются. Для этого в них предусмотрены каналы 26 для охлаждающей жидкости.

Выполненные в полуАормах 2 и 2а для образования формовочной полости 27

Аормоночные выемки 28 также дополнительно имеют специальную Аорму для образования внешней формы трубы 23 с ребрами 24. Выемки 28 в самых крайних в радиальном направлении точках имеют пазы или плицы 29 для выхода воздуха, которые примыкают к каналу

30 удаления ноэдуха. Этот канал соединяется с устройством создания частичного вакуума (не показано),благодаря чему обеспечивается удаление воздуха и полное заполнение Аормовоч-) ной полости 27 пластмассой, образу-, ющей трубу ?3 с ребрами 24.

1648244 6

Насадка 25 расположена и зоне, н

l которой полуАорми ? и 2 еще не соединяются полностью в одну форму, окруженной нагревателем 31, предназначенным для поддержания требуемого уровня температуры экструдируемой из экструдера и подаваемой через насадку ?5 сжатой расгланленной пластической массы 23а. Если н качестне пластмассы применяется полининил хлорид, то эта температура составляет 195-200 Г,. На небольшом расстоянии перед формующим участком, а также на небольшом расстоянии перед зоной, н которой полуформы 2 и 2 плотно прилегают одна к другой, наружная понерхность насадки 25 расширяется, образуя цилиндрический выходной участок 32. Между расположенной внутри н радиальном направлении стороной 33 полуАормы 2а и цилиндрическим выходным участком 32 предусмотрен предохранительный зазор 34, предотвращающий соприкосновение полуформы 2а с цилиндрическим выходным участком 32 Аормующей насадки 25.

Ширина предохранительного зазора при этом составляет 0,3-0,8 мм.

В выходном участке 32 Аормующей насадки 25 выполнен непрерывный расширяющийся в наружном направлении канал 35 для расплава, который изнутри ограничен литьеным сердечником 36. На выходе канала 35 из цилиндрического выходного участка 32 формующей насадки 25, а также около зазора 37 насадки предусмотрена расширительная камера 38, длина которой н направлении перемещения Аормы (рабочем направлении 4) равна расстоянию между двумя соседними прорезями формирования ребер 24 или превышает его не более чем в 1,5 раза, Литьевой сердечник 36 имеет примыкающий к зазору 37 насадки конический участок 39, к которому н рабочем направлении 4 примыкает второй конический участок 40. Первый конический участок 39 вместе со средней продольной осью 41 формующей насадки 25 и, соответственно, изготавливаемой трубы 23 и формовочной полости

27 составляет угол с величиной около

5 . .Второй конический участок 40 образует с осью 41 угол а величиной около 3, Переход 42 литьевого серо дечника 36 н зоне насадки на первом коническом участке 39 закруглен. Пер10

55 вый конический у .аст< к 39 и нторой конический участок 40 ямеi те образуют формуюгiltti уклон чЗ, к которому также примыкает цилиндрический учасТ0К 44 питьевого сердечника 36. На литьевом сердечнике 36, а именно на его цилиндрическом участке 4 расположен внутренний калибрующий дорн 45, по торцовой поверхности которого в рабочем направлении 4 ныпо.zttetta:aoteобразная выемка 46, снабженная Tptt лоизоляцией 47. Для крепления внутреннего калибрующего дорна 45 на литьевом сердечнике 36 используются пальцы 48 с резьбой. Калибрующий дорн

45 н зоне. примыкающей к цилиндрическому участку 44 литьеного сердечника 36, имеет расширяющийся н рабочем направлении 4 конический участок 49, к которому примыкает цилиндрический участок 50. Конический участок ч9 об, о разует с осью 41 угол е 3-4

Литьеной сердечник 36. а также закрепленный на нем внутренний калибрующий .дорн 45 расположены на держателе 51 литьевого сердсчника 36 и удерживаются на нем посредством рымгайки 5? на резьбе 53 дсржателя 51 литьеного сердечника 36.

Через держатель 51 литьеного сердечника 36 концентрично по отношению к оси 41 проходит полый охлаждающий сердечник 54. на котором расположена охлаждающая оправка 55. На переходе от цилиндрического участка 50 калибрующего дорна 45 к охлаждающей оправке 55 имеется расширяющаяся в рабочем направлении 4 коническая насадка 56, которая образует с осью 4 1 угол f величиной 3-4 . Остальная часть охлаждающей оправки 55 выполнена в виде цилиндра. Калибрующий дорн 45 плоско примыкает к кольцеобразной торцовой стороне 57 литьеного сердечника 36. Охлаждающая оправка 55 сопряжена торцовой поверхностью со смежной торцовой поверхностью 58 внутреннего калиорующего дорна 45.

Таким образом, передача тепла осуществляется от питьевого сердечника 36 через калпбрующий дорн 45 к охлаждающей оправке 55, и поток тепла задерживается вогнутой теплоизоляцией 47 н калибрующем дорне 45, поскольку обеспечивающее передачу телла поперечное сечение в кольцевой цилиндрической части 59 дорна 45 относительно мало.

1648244

При варианте осуществления по фиг.8 и 9 переход от упорной плоскости 66 к грани 68 выполнен с ост l rf рой кромкой. Это,обеспечивает хороший упорный эффект но при этом возникаЭ

55 ет нежелательная концентрация напряжений в полуформе 2а, 8 варианте осуществления по фиг.9 кольцевые выступы 63" имеют меньшую в радиальном формовочная выемка 28 полуформ

2 и 2а имеет цилиндрические образующие внутреннюю рабочую поверхность

33 соответствующей полуформы 2 или

2а участки 60 формирования наружной стенки трубы, между которыми на равных расстояниях расположены поперечные прорези 61 формирования ребер, Участки 60 формирования наружной стенки трубы имеют упорные ребра 62, которые проходят по всему цилиндрическому периметру формовочного участка 60 и доходят до соответствующих кольцеобразных выступов 63 ка наружной стенке трубы., Упорные ребра 62 на своей задней в направлении перемещения формы (рабочем направлении 4) стороне оканчиваются pBcGoJIQKpHHbMH перпендикулярно к оси 41 упоркыьМ плоскостями

64. Другая ограничивающая их поверхность 65 является плоской по отношению к оси 41, расположенной с небольшим уклоном в направлении к следующей н рабочем направлении 4 упорной плоскости 64 следующего упорного ребра 62.

На фиг.7 и 8 показаны различные кольцевые выступы 63, 63 и 63

И/ которые соответствуют формовочным упорным ребрам в полуформе 2а. На фиг. 7 изображен кольцеобразный выступ 63 с имеющей уклон в радиапьном направлении упорной плоскостью

66, которой соответствует упорная плоскость, служащая ограничением смежной прорези формирования ребер, I

Упорная плоскость 66 проходит также перпендикулярно к средней продольной оси 41. Это касается также упорных плоскостей 66 при вариантах осук ществления по фиг.8 и 9, На фиг.7 видно, что переход к имеющей плоский уклон грани 68 выполнен с закруг/ лением 69. Благодаря этому закруглению B соответствующем упорном ребре полуформы 2а не возникает концентрации напряжений.

45 направлении высоту и лежат на меньшем расстоянии друг от друга.

Ребра 24 имеют радиальную нысоту

Ь от основания упорной плоскости 66 и грани 68, которая приблизительно равна величине 0,035 i, где i — внутренний диаметр трубы 23. Минимальная толщина в стенки трубы соответствует приблизительно 0,015 i.éûñîта кольпеобразных выступов 63 составляет около 0,12 Ь вЂ” 0,16 Ь.

Изготовление ребристой трубы осуществляется в три стадии.

На первой стадии расплав пластмассы 23а под давлением выдавливается через зазор 37 насадки в расширительную камеру 38 в начале формовочной полости 27. При этом (фиг.3) заполняется находящаяся непосредственно перед расширительной камерой 38 в рабочем направлении 4 поперечная прорезь 61 формирования ребер. Находящийся в ней воздух выходит через отверстия 29 для выхода воздуха, которые настолько узки, что жидкий расплав в них не поступает. При перемещении дальше полуформы 2а прорезь 61 формирования ребер заполняется полностью (фиг.4}. После завершения этой стадии заполняется расширительная камера 38, поскольку при остающейся неизменной скорости процесса н рабочем направлении 4, т.е. при постоянной скорости перемещения полуформ ?а расплав пластмассы 23а используется только для производства цилиндрических отрезков стенки трубы 23. Если следующая прорезь 61 формирования ребер проходит над расширительной камерой ЗЯ, то расплав 23а попадает в прорезь 61 формирования ребер (фиг.5). При перемещении полуформы

2а дальше прорезь 61 формирования заполняется, вследствие чего остающаяся сзади по отношению к полуформе 2а и к этой поперечной прорези 61 расширительная камера 38 частично освобождается от расплава пластмассы. На участках 60 формирования наружной стенки трубы расплав переохлаждается, в результате чего в этой зоне он янляется уже не жидко-, а нязкотекучим. Упорные плоскости 64 упорных ребер 62 оказывают значительное воздействие на пластмассу. Отношение расстояния f. между соседними ребрами

24, т.е. соседними поперечными прорезями 61 формирования ребер, к акси1648244

10 альной длине 8 расширительной камеры

38 находится в пределах от 1:1 до

1:1,5. В этой зоне, а именно в нижней ее части, обеспечивается последовательное заполнение через упорные ребра отдельных прорезей 61 Аормирования ребер вследствие интенсивной подачи расплава пластмассы 23а. В конце первой стадии уже сАормирована труба 23.

Вторая стадия Аормирования трубы

23 осуществляется внутренним калибрующим дорном 45, который имеет зеркально полированную поверхность .15 для калибровки сохраняющей еще тепло и пластические свойства трубы 23, в результате обеспечивается получение чистой гладкой внутренней стенки 67.

На второй стадии, выполняемой калибрующим дроном 45, осуществляется частичное охлаждение трубы 23, причем поверхностная зона трубы, например, на глубине О, 1 мм охлаждается на

50-60 С. 25

На третьей стадии изготовления трубы 23 используется охлаждающая оправка 55, с помощью которой осуществляется точная калибровка трубы 23.

Конический участок 49 дорна 45 и коническая насадка 56 охлаждающей оправки 55 предназначены для того, чтобы обеспечить бесшовный переход трубы ?3 на соответствующий переходный участок.

Таким образом, за единицу времени формируется только одно ребро

24, т.е, в одно и то же время не происходит заполнения нескольких поперечных прорезей 61 формирования 40 ребер. Только после того, как последняя прорезь 61 заполнена расплавом, следующая прорезь 61 формирования ребер проходит через расширительную камеру 38. Благодаря этому исключа- 4 ется обратный поток расплава и его возгорание, в результате чего получают трубы улучшенного качества.

Формула изобретения

Устройство для изготовления труб с поперечньяи ребрами из термопластичного полимера, содержащее формующую насадку, размещенные в. два противолежащих ряда полуформы, смон55 тированные с возможностью образования ими на прямолинейном формующем участке замкнутой Аормы, имеющей внутреннюю рабочую поверхность с поперечными прорезями Аормирования ребер и Аормовоч ними выемками, образованными поочередно участком Аорми рования наружной стенки трубы и прорезями Аормирования ребер, привод перемещения формы в направлении, параллельном продольной оси трубы в зоне формующего участка, литьевой сердечник, смонтированный с образованием с рабочей поверхностью формы Аормовочной полости и имеющий конический расширяющийся в направлении перемещения Аормы к Аормовочной выемке участок, образующий с Аормовочной выемкой расширительную камеру, предо-, хранительный зазор, расположенный между Аормующей насадкой и Аормовочной выемкой перед расширительной камерой, и размещенную после литьевого сердечника в направлении перемещения Аормы охлаждавщуи оправку,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества изготавливаемых труб за счет предотвращения обратного потока расплава и его возгорания, внутренняя рабочая поверхность Аормы на участке Аормирования наружной стенки трубы выполнена с упорными ребрами, оканчивающимися в направлении перемещения Аормы упорными плоскостями.

?. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что упорные плоскости расположены перпендикулярно продольной оси симметрии формовочной полости.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что высота расширительной камеры перед формующей насадкой не превышает удвоенного расстояния между охлаждающей оправкой и внутренней рабочей поверхностью формы на участке формовочных выемок.

4. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что высота расширительной камеры перед формующей насадкой не превышает полуторакратного расстояния между охлаждающей оправкой и внутренней рабочей поверхностью формы на участке формовочных выемок.

5. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что длина расширительной камеры в направлении перемещения формы равна расстоянию между двумя соседними поперечными прореэя1б48244

8 2 3

1У

11 ми формирования ребер или превышает его не более чем в 1,5 раза.

6. Устройство по п.1, о т л и.— ч а ю щ е е с я тем что оно снаб1

5 жено внутренним калибрующим дорном, расположенным между литьевым сердечником и охлаждающей оправкой.

7. Устройство по п.6, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что охлаждающая оправка сопряжена с торцовой поверхностью внутреннего калибрующего дорна.

8. Устройство по п.7, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что по торцовой поверхности внутреннего калибру-. ющего дорна со стороны охлаждающей оправки выполнена чашеобразная выемка.

9. Устройство по п.8, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что чашеобразная выемка снабжена теплоизоляцией.

10. Устройство по п.6, и т л и ч а ю щ е, е с я тем, что внутренний калибрующий дорн сопряжен с торцом литьевого сердечника.

11. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что упорные ребра в наружной в радиальном направлении зоне перехода от упорных плоскостей к плоскости имеющим уклон в направлении перемещения формы кромкам выполнены с закруглением.

12. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что упорные ребра в наружной в радиальном направлении зоне перехода от упорных плоскостей к плоским имеющим уклон в направлении перемещения формы кромкам выполнены с острой кромкой. (1648244

2 2б 2а 33 29 43 45 27 24 59 47

35 32 51 36 53 52 49 50 I 8 58 56

29 2а 24

34 33 61 64 62 38 65 ЗО 27

Зб 44 49 45 50

2За 3

37 35 42

ФЪ з.d

65 64 34 43 63 27 57 45 29 2а

1б48244

1 62 60 29 63 36 27 2а 30 45

61 65 62 29 2а 36 30 27 45

1648244

Составитель Э.Гольтякова

Редактор О.йрковецкая Техред А.Кравчук Корректор Н Ренская

Заказ 141б Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101