Способ подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к переработке термопластичных полимерных материалов , к способу подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов и к устройству для осуществления способа. Цель изобретения - повышение эффективности процесса и снижение энергетических затрат. Для этого в способе, согласно которому осуществляют экструдирование листа термопластичного материала непосредственно в комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой, охлаждают верхний и нижний поверхностные слои экструдируемого листа (ЭЛ) при прохождении его через охлаждающие валки с одновременным поддержанием внутренней части листового материала в расплавленном состоянии между поверхностными слоями, подают частично охлажденный ЭЛ на транспортер (Т) и транспортируют ЭЛ на вход устройства (У) для формования листовых термопластов . ЭЛ удерживают на Т, пока поверхностный слои ЭЛ, соприкасающейся с Т, повторно не нагреется расплавленной внутренней частью ЭЛ до температуры , необходимой для формования листовых термопластов (ЛТ), но ниже температуры, при которой ЭЛ прилипает к Т. Повторный нагрев поверхностного слоя ЭЛ регулируют, регулируя длину Т, с которым соприкасается поверх - ностный слой. Кроме того, для обеспечения регулирования повторного нагрева поверхностного слоя регулируют температуру поверхности Т, соприкасающейся с ЭЛ. , осуществления способа в У, содержащем комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой для приема ЭЛ, ленточный Т для приемл охлажденного ЭЛ и транспортирования его в У для формования ЛТ, Т выполнен с регулируемой длиной ленты, соприкасающейся с ЭЛ, для регулировании температуры поверхности ЭЛ таким образом, что ЭЛ поступает в У для формования ЛТ при температуре, необходимой для формования ЛТ, но ниже температуры прилипания ЭЛ к Т. Кроме того, Т выполнен с возможностью повоS (Л о ел ел to со J рота для перемещения выходного конца в направлении входа в У для формования ЛТ и в обратном направлении. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 13 ил. с/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1655297

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 461304 7/05 (86) РСТ/AU 38! <)0<) 72 от 1 /. 11 .8 / (2Z) 16. 11.88 (31) Р 1!)888 (32) 17. !)3.87 (33) AU (46) 07.!)6.91. Бюл. Р 21 (71) Хайтек Лимитед (AU) (72) Энтони Эрл Флекное-Браун (AU) (53) 678.!) 7()88,8) (56) Патент CILIA )) 41<)5386, кл. В 29 С 29/, ))1, 1978. (54) СПОСОБ ПОДАЧИ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО

ЛИСТА ИЗ ЭКСТРУ, 1ЕРА В УСТРОЙСТВО, !)1)1

ФОРМОВАНИЯ ЛИСТОВЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ И

УСТРОЙСТВО 1ЛЯ ЕГО ОСУ)11ЕСТВ)1ЕНИЯ (57) Изобретение относится к переработке термопластичных полимерных материалов, к способу подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для Аормования листовых термопластов и к устройству для осуществления способа. Цель изобретения повышение эААективности процесса и снижение энергетических затрат. Для этого в способе, согласно которому осуществляют экструдирование листа термопластичного материала непосредственно в комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой, охлаждают верхний и нижний поверхностные слои экструдируемого листа (ЭЛ) при прохождении его через охлаждающие валки с одновременным поддержанием внутренней части листового материала в расплавленном состоянии между поИзобретение относится к переработке термопластичных полимерных матери(gI)g В;!9 С 51/ ),!, 51/ )8, 51!42, 31/Ui) 2 нерхностными слоям., подают частично охлажденный Э.)! на транспортер (Т) и транспортируют Э)! на вход устройстна (У) для Аормонания листовых термопластов. ЭЛ удерживают на Т, пока поверхностный слой Х1, соприкасаюр!ийся с Т, повторно не нагреется расплавленной внутренней частью ). 1 до тем— пературы, необходимой для AopMoBRHHH пистоных термопластон (ЛТ), но ниже температуры, при которой .).)! прилипает к Т. IIQBTopHtlA нагрев понерхностного слоя ЭЛ регулируют, регупируя длину Т, с которым соприкасается поверхностный слой. Кроме того, для обеспечения регулирования Повторного нагреЯ на поверхностного слоя регулируют температуру поверхноcòè Т, соприкасающейся с 37., !пя осуществпе ния способа н У, содс ржащем комплект охлаж- С дающих валков с регулируемой температурой для приема Э:1, ленточный Т для приема охлажденного ЭЛ и транспортирования его в У для Лормонания ЛТ, т

С5 выполнен с регулируемой длиной ленты, соприкасающейся с .ЭЛ, для регулировании температуры поверхности ЭЛ та- Ю ким образом, что ЭЛ поступает в У для Ю формонания ЛТ при температуре, необ- Ж ходимой для Аормования ЛТ, но ниже е температуры прилипания ЭЛ к Т . Кроме того, Т выполнен r возможностью поно1 рота для перемещения выходного конца. н направлении входа в У для Аормонания ЛТ и в обратном направлении. фЬ

2 с. и 8 з.п. злы, 13 ил. (г4 алов, а именно к способу и устройству подачи экструдируемого термопластичного материала в виде листа из экструдера в устройство,чля формования этого горячего термопластичного листового материала для получения полых иэделий, например пищевых контейнеров.

Цель изобретения — повышение эфАективности процесса и снижение энергетических затрат.

На Лиг. 1 показано устройство для подачи термопластичного листа из зкструдера в устройство для Аормования листовых термопластов непрерывного действия, общий вид; на Аиг. ? пример выполнения устройства, при котором транспортер для поддержания экструдируемого листа установлен с возможностью поворота вокруг подвижной точки вращения, расположенной в плоскости листового полотна; на

Аиг. 3 — вариант положения валков; на фиг. 4 — 7 — различные положения устройства в моменты, когда непрерывно подаваемый жидкий расплавленный лист иэ экструдера подвергают температурному кондиционированию, поддерживают и транспортируют в Аормовочное устройство периодического действия; на Аиг. 8 — диаграмма распределения температур внутри листового расплава

30 при его прохождении через различные стадии процесса кондиционирования и подачи; на фиг. 9 — 11 — примеры выполнения устройства с транспортером, предназначенным для. Аормовочной маши— ны, снабженной горизонтально движущей-3 ся Аормовочной оснасткой; на Аиг. 12 пример выполнения устройства с транспортером, предназначенным для накапливания материала на ленте до тех пор, пока формовочная оснастка открьгга и

40 готова для следующей загрузки; на фиг. 13 — пример выполнения устройства с накоплением материала в провисающей петле ленты транспортера кото%

45 рая образуется в результате остановки приводного ролика и обеспечения воз1 можности подвижному натяжному (накопительному) ролику передать избьггочную длину ленты транспортера на верх транспортера через приводной барабан.

Устройство для подачи термопластичного листа из экструдера содержит приводные охлаждающие валки 1 — 3, установленные относительно друг друга с образованием зазора а для прохождения термопластичного листа, установленный с возможностью вращения и перемещения охлаждающей натяжной вапок, ленточный транспортер, включающий бесконечную ленту 5, огибающую барабаны 6 и 1, причем барабан 6, расположенный в начальной части транспортера, выполнен с возможностью регулирования его температуры, при этом транспортер установлен с возможностью поворота вокруг точки Я, расположенной в плоскости экструдируемого листа, когда он соприкасается с поверхностью транспортера. Охлаждающий валок 3 установлен с возможностью регулирования его положения относительно транспортера.

Кроме того, транспортер может бьггь снабжен дополнительными подвижными натяжными (накопительными) роликами 9 и 10 и приводным натяжным роликом 11.

Устройство также снабжено установленными с возможностью вращения валиками 12 для поддержания охлажденного листа термопластичного материала, причем валики 12 могут бьггь выполнены приводными.

Устройства для Аормования листовых термопластов могут также включать Аормующую оснастку 13 и 14, полуформы 15 и 1б, а также матрицу 11 и пуансоны 18.

Лист 19 или полотно из жидкого расплава непрерывно экструдируют из головки (фиг. 1) непосредственно в зазор а между постоянно вращающимися охлаждающими валками 1 и ?. Толщина жидкого расплава главным образом зависит от зазора, установленного между краями выходной щели головки экструдера, но также зависит от скорости вращения валков 1 и 2 по отношению к линейной скорости, с которой экструдируется расплав, и от зазора а между ними. Обычно является предпочтительным устанавливать скорость вращения валков 1 и,? Такой, чтобы зазор а был незначительно переполнен расплавом. 3а счет этого обеспечивается выход из зазора а между валками листа постоянной толщины независимо от небольших колебаний в скорости подачи материала из экструдера.

При заданных толщине листа и скорости экструдирования существует, таким образом, одна оптимальная ско-, рость, с которой должны вращаться валки 1 и 2. Регулировать температуру листа необходимо, следовательно, осуществлять либо путем изменения температуры валка, либо путем изменения

165529/ протяженности контакта листа с валками. Было обнаружено, что одно изменение температуры валка не может обеслечить достаточную степень регулирования температуры листа, в особенности, 5 для более тонких листов. Требования по Контролю за листом, который необходимо подавать при определенной температуре для последующего его формования, являются более важными по сравнению с требованиями, которые обычно учитывают при экструдировании распла— ва с использованием набора охлаждающих валков для производства листа.

Поэтому в конструкции устройства используется регулируемый охлаждающий валок 3, который может быть поднят или повернут относительно валка 2, регулируя тем самым угол охвата во- 20 круг обоих охлаждающих валков 2 и 3.

Основное назначение охлаждающего валка 2 состоит в том, чтобы способствовать снижению средней температуры листа до получения его температуры, 25 необходимой для формования листового термопласта. Контакт листа с валком 2 должен прежде всего гарантировать достаточное время для того, чтобы позволить остаточному теплу внутри листа 30 снова нагреть верхнюю поверхность и размягчить любой материал, который может застыть при его прохождении по валкам.

Кристаллические полимеры, подобные полипропилену, непосредственно при

35 охлаждении не образуют кристаллическое твердое вещество, и они сразу не теряют всю свою кристаллическую структуру при нагреве выше их температуры 40 плавления кристаллов, т.е. предложенный способ обеспечивает охлаждение нижнего слоя листа до температуры, при которой лист является слишком жестким или вязким для того, чтобы 45 смачивать материал ленты 5 ленточного транспортера и, таким образом, прилипать к нему.

Регулирование угла охвата совместно с температурой валков 2 и 3 также 50 обеспечивает воэможность регулирования температурного профиля по толщине листа пластичного материала. Пластичные материалы имеют теплопроводность приблизительно в 800 раз мень55 ше по сравнению с теплопроводностью металлов. Температура внутренней части сердцевины пластмассового листа, соприкасающегося с валком, поэтому значительно вышее, чем температура поверхностного слоя, поэтому в случае получения листов толщиной свыше

3 мм требуется значительное время для выравнивания разницьI температур по толщине листа при прекращении соприкосновения его с валком для отвода тепла от внутренней части листа к его наружной поверхности.

Таким образом, валок 3 используют для охлаждения и отверждения нижней поверхности листа за счет существенного уменьшения поверхностной температуры с одновременным снижением средней температуры внутри листа в значительно меньшей степени. Лист 19 в целом при этом остается в состоянии, позволяющем формование.

Лист 19 проходит с валка 3 через привод, направляющий или вращающийся валок 4 на приводную ленту 5 ленточного транспортера. Скорость вращения валка 4 обычно синхронизирована с валком 3 и она должна соответствовать скорости движения ленты 5 транспортера. Листу 19 можно придать некоторое растягивание благодаря последовательному более быстрому вращению валков 3 и 4 по сравнению с валком 2.

Предотвратить прилипание горячего листа к лейте возможно, если протяженность контакта листа с лентой ограничить временем, меньшим времени, которое считается достаточньи для нагрева листа, чтобы тепло от горячей расплавленной внутренней части листа перешло к более холодной, более твердой, нижней поверхности листа для подогрева этой нижней поверхности в достаточной для увлажнения материала ленть и прилипания к ней степени, т.е. лист должен оставаться на транспортере до тех пор, пока поверхностный слой экструдируемого листа, который соприкасается с поверхностью транспортера, повторно «е нагреется расплавленной внутренней частью (сердцевиной) до температуры, необходимой для формования листовых термопластов, но ниже той температуры, при которой экструдируемый лист будет прилипать к ленте транспортера.

Кроме того, повторный нагрев поверхностного слоя листа 19 можно регулировать путем регулирования температуры поверхности ленты 5 транспортера. Среднюю температуру материала ленты 5 транспортера можно регулиро1655297 вать с помощью барабана 6, который выполнен с регулируемой температурой для того, чтобы дополнительно замедлить или ускорить скорость нагрева нижнего понерхностного слоя листа 19.

Повторный нагрев более холодного

15 нижнего поверхностного слоя должен происходить перед теи, как материал поступает в Аормочное устройство, 10 для того, чтобы привести к равномерному свободному от напряжений Аормованию, Материал ленты транспортера может быть любым, например стеклоткань, покрытая политетраАторэтиленом, и ткань, покрытая полиуретановым эластомером, Эластичную ленту транспортера следует изготавливать из относительно тонкого материала, предпочти- 20 тельно толщиной менее 0,5 мм, так, чтобы тепловая емкость ленты была невысокой. Материал ленты может иметь форму непрерывного листа, ряда лент, открытого тканого листа или перфорированного листа. Лента должна соприкасаться с горячим листом равномерно, чтобы поддерживать в листе однородную температуру.

Устройство для непрерывного hop- 30 мования листового термопласта содержит противолежащие движущиеся на бесконечных транспортерах комплекты матриц 17 и пуансонов 18, которые вместе прижимаются к горячему листу 19 на некотором расстоянии от того места, где лист сходит с выходной части транспортера у барабана 7.

Матрицу 17 размещают на верхнем транспортере формовочного устройства, 40 так что любая отметка на листе от соприкосновения с лентой транспортера, которая сохраняется после формовочной операции, будет обращена внутрь изделия — контейнера 20, который 45 обычно заполнен содержимым.

Линейную скорость противоположных комплектов форм устанавливают синхронно по отношению к скорости движения ленты транспортера, и она, как пра- 50 вило, незначительно превышает скорость ленты транспортера.

Массу готовых контейнеров 2l), получаемых в hopMe, можно регулировать путем небольших регулировок скорости формы относительно остальной части устройства.

Предлагаемый способ можно исполь- 1 эовать для широкого разнообразия раэличных типов и толщин листов термопласта (фиг. 8). На Аиг. 8А показа. но распределение температуры по толщине листа от верхней поверхности до нижней сразу после выхода его из экструэионной головки (фиг. 1, точка 21) °

Как можно видеть из фиг. 8А, температура представлена одинаковой по сечению листа при значении 230Р С, что соответствует н этом случае температуре экструдирования. Состояние листа согласно фиг. 8В соответствует точке

22 на фиг. 1. Здесь видно, что нерхняя поверхность листа охладилась до температуры поверхности валка 2 90 С, хотя нижняя поверхность листа представлена охлажденной до температуры

220 С, На фиг. ОС иллюстрируется состояние листа в точке 23 (фиг.1) °

Здесь верхняя поверхность листа подогрета за счет теплового потока от внутренней части сердцевины листа, которая теперь находится при более низкой температуре (200 С), по сравнению с температурой экструдирования (230 С). В этому случае температура нижней поверхности листа соответствует температуре поверхности валка 3

90 С. На Аиг. 80 иллюстрируется приблизительно состояние листа в точке

24 (фиг. 1). Здесь температура верхней поверхности полдерживается на уровне, соответстнующем температуре плавления кристаллов — приблизительно 155 С за счет охлаждающего эффеко та валка 4. Температура нижней поверхности также повышена до приблизительно 140 С за счет теплового потока от о внутренней части листа.

Предоставляя материалу листа самому подогреваться, пока он опирается на ленту 5 транспортера, материал листа снова принимает точную среднюю температуру формования, но лист попрежнему Аормуют с температурным профилем, подобным изображенному на фиг. 8Е. При приблизительно этих температурах поверхности материал листа снова является достаточно жидким для того, чтобы смачивать ленту и прилипать к ней, поэтому важно регулировать расстояние (и, следовательно, время при постоянной скорости ленты), на котором лента соприкасается с листом. При этом вращающий валок 4 занимает положение, изображенное пунк- тирной линией на Аиг. 1. Если вращающийся валок не используется, то не1655291

10 обходимо отрегулировать положение валка 3 относительно барабана 6 транспортера таким образом, чтобы лист свисал с валка 3 и соприкасался с лентой 5 транспортера на том расстоянии от барабана с выходной стороны транс— портера, которое обеспечивает его нагрев ниже температуры прилипания, но до температуры формования.

Диаметры используемых валков 1 — 4 можно широко изменять, но они должны зависеть от линейной скорости обрабатываемых листов. Она, в свою очередь, зависит от ширины и толщины обрабатываемого экструдируемого листа, а также от производительности экструдера„ его размеров и охпаждающей способности формовочного устройства.

При предлагаемом способе регулиро- 20 вание процесса можно осуществлять в условиях широкого диапазона толщины листов при заданной скорости обработки (1 — 8 мм).

Валок 3, изображенный в положении, 25 предназначенном для толщины экструдируемого листа 19 5 мм, может быть

I передвинут в положение 3 для листа толщиной 2,5 мм. Протяженность контакта листа с валками 2 и 3 теперь 30 является несколько меньшей, чеи вдвое.

Кроме того, лист толщиной 2,5 им в основном экструдируется с линейной скоростью, вдвое превышающей линейную скорость для листа толщиной 5 мм, по35 скольку экструзионный процесс обеспечивает подачу материала при приблизительно постоянном массовом расходе.

Следовательно, повышенная скорость, с которой расплав выходит из головки 40 экструдера, в сочетании с уменьшенной протяженностью контакта его с валком приводит к тому, что продолжительность контакта с валком 2 листа толщиной 2,5 мм приблизительно в 4 раза 45 меньше по сравнению с,продолжительностью контакта с валком листа толщиной 5 мм. Это уменьшение времени контакта с валком приводит к аналогичным температурным профилям по сечению листа в положении 22 (Лиг.1 .ю 50 и 8В) и в положении 23 (фиг.1 и 8С).

Важно после этого уменьшить длину соприкосновения листа толщиной 2,5 мч с транспортером, чтобы достигнуть аналогичного пропорционального уменьшения времени контакта с лентой 5 транспортера, как было сделано с временем контакта с валком 2 . Валок 4 передвигают в положение 4 . Для материала

/ тоньше 2,5 мм регулируемый валок 3 пеоедвигают еще дальше вниз вокруг валка 2 по направлению к валку 1.

В этом случае барабан 6 транспортера должен быть также опущен в соответствии с нижним положением валка 3. При помощи таких средств и таких приемов регулирования можно охладить и обеспечить работу при широком диапазоне материалов и толщин.

Теплопроводность для неустойчивого состояния для полубесконечной твердой массы (т ° е. пренебрегая теплопотерями в атмосферу) определяется из ураннения

Т =Т -Т, erf -- — +Т (Sò)

8) е к чр7 к где Т вЂ” температура в средней точ— ке листа во время t, С; о

Т - температура экструдированЕ о ного листа, С;

Т < — температура набора валков, С;

S г — толщина листа, и;

04 = k!Pс — теплоемкость (k удел ь ная т епл опр ов одн о ст ь, Вт м ОС; (3 — плотность, кг!м ; с — удельная теплоемкость, кДж/кг ОС, равн;. и

1х1 ) м с для полилропи7 2 лена, но зависит от температуры);

erf — функция ошибок.

Из этого уравнения можно определить приблизительные отрезки времени контакта с валком 3 и длины транспортера, необходимые для изготовления листов из различш.гх материалов. Такие свойства, как плотность, удельная теплопроводность и удельная теплоемкость для болыцинства пластиков изменяются с изменением температуры.

Пример 1. Для листа толщиной

5 мм вокруг валка диаметром 500 мм с углом охвата 18() при скорости листа 5 и/мин ожидаемая температура средней точки экструдированного листа Т() после контакта с валком 3 составляет приблизительно ? ) ) С, тем,,о пература э кструдирован ного листа Т =о

=230 С, температура поверхности валка Т =9 ) С и равна температуре по о верхности листового материала в месте контакта с этим валком, толщина листа 8, =5 им=О, ) ) 5 и. =1х1<)", время контакта с валком Т=9,5 с.

1655797

Валок диаметром 50() мм, скорость валка 5 мlмин, угол охвата свыше ф . Бт 1) 005 . S

180 С, ----=-- — — — — =1,28, erf ,(!!! «!!!,5х!!!-! 440t)g

=0,93, Т(1 =(230-90) 0,93+9()=22() 2оС

Пример 2. Для листа толщиной

2 5 мм вокруг валка диаметром 500 мм, У 1 о угол охвата 100 при скорости листа

10 м/мин температура Т() средней 10 точки экструдированного листа (ожидаемое значение после контакта с валком 3) составляет приблизительно о

220 С; температура экструдированного о листа Т =23() С; температура поверхности валка Tg=90 С; толщина листа

Б, =2,5 мм=О,()025 м; 0 =1х10; время

0 5хЯх60 контакта с валком t= i — — — -=2 62 с

10х3,6

8 0,0025 (8т) 20 — Э Ф

=0,916, T(= (230-9 )) 0,916+90=218) 2 С.

Таким образом, для половины толщи- 25 ны листа время соприкосновения с валком быпо снижено приблизительно в 34 раза с целью достижения внутреннего температурного проАиля листа, близкого к изображенному на Аиг. 8В. 30

Устройство по Аиг. 2 работает следующим образом.

Лист 19 непрерывно сходит с транспортера и поступает в вертикальном положении между набоРом закрепленным противолежащих полуформ 15 и 16, которые не перемещаются в направлении подачи листа. ПолуАорма 15 изображена открытой с отформованным изделием 20 в частично извлеченном его положе- 4р нии. Часть 25 листа представляет собой лист, затвердевший после предварительного контакта с полуформами.

После короткого периода времени полуАорма 15 движется в полностью от- 45

I крытое положение 15, а край транспортера с барабаном 7 перемещается в нижнее положение 7 . Точка 26 на листе теперь перемещается в положение (!

26, полуформы 15 и 16 перемещаются навстречу и, смыкаясь, оформляют из экструдиремого листа следующие изделия.

Воздействие регулируемого охлаждения валков 1 — 4 и поддерживающая роль ленты 5 транспортера не изменились по сравнению с фиг. 1, но транспортер установлен с возможностью поворота относительно точки 8 вращения, которая расположена в плоскости листа 19 приблизительно там, где он первоначально соприкасается с поверхностью ленты 5 после того, как она сходит.с вращающегося валка 4. Таким путем поворотное действие транспортера не нарушает в значительной степени экструдируемый лист, кроме изгиба его на тот же угол, на который поворачивается транспортер .

При непрерывном движении ленты 5 вместе с листом, который на нее опирается, это изгибающее воздействие по существу не происходит в одном локализованном слое листа, и как было обнаружено, существенно не изменяет длину пути листа или каким-либо образом деформирует лист, и поэтому не изменяет его толщину температурный профиль, скорость подачи или Аормовочные свойства.

Перемещение транспортера может быть синхронизировано с загрузкой нового материала между периодически действующими полуАормами 15 и 16 для Аормования листового термопласта, которые в этом варианте не передвигаются в направлении движения листа.

Непрерывную подачу экструдируемого листа, таким образом, накапливают между циклами Аормующей оснастки путем ( подъема конца транспортера 7 в положение 7 с той же скоростью, с которой экструдируемый лист поступает на ленту транспортера.

Предлагаемый способ можно просто приспособить для использования экструдируемых листов, для этого различают температуры иэ разных материалов, различной толщины и скорости движения подаваемого экструдируемого ! листа в устройство для формования листового термопласта периодического действия. Иа фиг. 3 изображено устройство, аналогичное устройству на фиг.2, но на нем иллюстрируется аль-. тернативное положение валков 3 и 4

I которые расположены так, чтобы обеспечить меньшую продолжительность контакта и, следовательно, меньшее время охлаждения горячего листа. Точка 8 поворота также смещена дальше вдоль транспортера, оставаясь в то же время в плоскости листа. Таким образом, уменьшена длина соприкосновения экструдируемого листа с движущимся транспортером, но поворотное действие транспортера, необходимое для

1655)97

14 подачи листа иэ положения 26 в положение 6, сохранено.

Это расположение обычно используют для обработки экструдируемого листа полипропилена толщиной 2-3 мм, в то

5 время как положение валка 3, изображенное на фиг. 2, используют для более толстого экструдируемого полипролиленового листа толщиной 4 — 5 мм.

Необходимо обеспечить воэможность регулирования углового положения валка 3 до любого положения от вертикальной соосности с валком 2, в своем самом верхнем положении до 135 вниз

0 в том положении, в котором поверхность

1 валка 3 близка к соприкосновению с поверхностью валка 1.

Аналогично точка, в которой лист сходит с валка 3 и поступает на лен- gp ту 5 транспортера, которая также определяет местонахождение точки 8 поворота, должна быть регулируемой на расстоянии, соответствующем приблизи тельно 2/3 длины транспортера, кото- 25 рая определяется как расстояние между осями барабанов 6 и 7 транспортера.

Валки 3 и 4 во всех регулируемых положениях и точка 8 поворота транспортера могут быть соединены с помощью 30 известного механизма, который сохраняет геометрическую взаимосвязь между ними

Иэ фиг. 3 ясно то, что возможно регулировать положение точки 8 поворота без ограничения углового пово35 рота транспортера до той степени, при которой расстояние по вертикали, на которое перемещается выходная сторона транспортера, уменьшается обратно 40 пропорционально.

Сокращение расстояния контакта листа 19 с поверхностью транспортера при подаче более тонкого экструдируемого листа возможно также путем 45 перемещения барабана 7 ближе к барабану 6 лри сохранении неизменным расстояния мелду валком 4 и барабаном 6 транспортера, т.е. эа счет уменьшения длины транспортера. Г 50

Более подробно использование предложенного способа при периодическом процессе формования листового термопласта поясняется на работе устройства, представленного на фиг. 4-7.

Лист 19 устройством для подачи

55 термопластичного листа подается с транспортера в устройство для периодического формования, при этом полуТ форма 15 находится в крайнем положе = нии (фиг. 4) .

Лист 19, находящийся в твердом состоянии, располагается напротив формующей полости полуформы 15. Холодный лист, подаваемый из предыдущего формовочного цикла, который выступает нюке лолуформы 15, пропускают между двумя комплектами из противолежащих лар приводных прижимных валиков 12 или другого тягового средства, расположенного так, чтобы захватывать наружные кромки листа, но обеспечить лрй этом свободное любое направление дальнейшего двюкения.иэделия Ю .

Валики 12 в этот момент находятся в нелодвюкном состоянии (фиг.4), и поэтому они удерживают полный вес застывшего листа, подаваемого к верхней части полуформы 15. В этот же момент транспортер поворачивают вокруг точки 8 поворота, так что барабан 7 транспортера перемещается вертикально вверх с той же скоростью, с которой экструдируемый лист 19 подается с конца транспортера. Следовательно, эта часть горячего формуемого листа, свисающая вертикально между застывшей частью листа н барабаном 7 транспортера, не вытягивается и не сжимается.

Кроме того, расположение охлаждающих валков и транспортера выполнено так, что у листа, сходящего с транспортера, более холодный относительно более жесткий нижний слой его на транспортере не имеет возможности снова нагреться до той же степени, как он нагревался на транспортере устройства, представленного на фиг. 1. Лоэтому этот более жесткий слой все же повторно нагревается на вертикально лодве шенной части горячего листа, расположенной между барабаном 7 трачспортера и твердой частью листа, которая начинается в точке горизонтального совмещения с верхней частью полуформы 15.

Действительно, этот более жесткий слой повторно нагревается соразмерно больше после того, как он покидает место схода с транспортера, до тех пор, пока он не достигнет точки сопряжения с холодной частью листа.

За счет этого более жесткого слоя обеспечивается снижение естественной тенденции свисающей части листа провисать вертикально в большей степени в той зоне экструдируемого листа, которая расположена ближе всего

1655297

16 к точке схода листа с транспортера.

Эта тенденция, которая обусловлена весом части листа, свисающей ниже этой эоны, теперь практически урав—

5 новешивается, и поэтому свисающий .лист остается относительно равномерной толщины . Любое накопившееся общее провисание может быть устранено благодаря незначительному увеличению вертикальной скорости подъема барабана 7 транспортера по сравнению со скоростью, с которой экструдируемый лист сходит с конца транспортера.

Затем транспортер (фиг. 5) повора- 15 чивают вниз вокруг точки 8 поворота при относительно большой скорости по сравнению со скоростью подачи листа.

Скорость, при которой барабан 7 транспортера опускается при этом поворотном действии, совпадает со скоростью теперь вращающихся прижимных валиков

12, так что участок листа, опускаемый теперь между полуформами 15 и 16, не вытягивается и не сжимается. Пара при-25 жимных валиков 12 может также быть сдвинута в сторону к транспортеру, как показано на фиг. 5, с тем, чтобы компенсировать любой боковой компонент движения барабана / транспортера при 3р повороте транспортера °

Готовое изделие 20, таким образом, также опущено, так как его окружает, но необязательно соединен с ним, твердый участок листа.

Следует также отметить, что угло— вая скорость барабана 7 транспортера поддерживается постоянной в ходе этой и последующих операций.

На фиг. 6 транспортер изобРажен 4р снова поворачивающимся сверху вниз со скоростью, аналогичной скорости, с которой экструдируемый лист сходит с барабана 7 транспортера. Полуформы 15 и 16 находятся в сомкнутом состоя- 45 нии и происходит формование изделия 2D.

При обычном формовании листового термопласта полуформы находятся в сомкнутом состоянии в течение большей

BBCTH IIOJIHOH IIPOJI,OJDKHTBJIbHOCTH цикла, 5О как правило более 707 от продолжительности цикла.

На фиг. 7 транспортер изображен все еще поворачивающимся снизу вверх в свое самое верхнее положение, и формы почти открыты. После открытия форм цикл будет завершен. Затем цикл будет повторяться, начиная снова, как изображено на Лиг. 4 .

Еще одно видоизменение устройства для осуществления способа изображено на фиг. 9, где длину транспортера можно увеличивать с целью опирания экструдируемого листа в промежутке между двумя перемещаемыми противоле— жащими парами полуформ 15 и 16.

На фиг. 9 экструдируемый лист ох— лаждают с помощью регулируемых валков (не показаны) с использованием того же метода, который иллюстрируется на фиг. 1-4, и направляют его на движущуюся ленту 5 транспортера через необязательно вращающийся валок 4 . Экструдируемый лист толщиной 1,5 мм подается на транспортер с постоянной скоростью 6 м/мин. Ленточный транспортер содержит приводной барабан 6, вращающийся с постоянной скоростью, с регулируемой температурой, перемещаемый в горизонтальном направлении барабан 7 и перемещаемый в вертикальном направлении натяжной ролик 9. На фиг. 9 нижняя оснастка 14 показана в своем полностью открытом, крайнем нижнем положении, в то время как верхняя оснастка 13 опущена на горячий экструдируемый лист до соприкосновения с ним. В этом случае предполагается удерживать лист на поверхности верхней оснастки 13 путем приложения вакуума. В процессе опускания верхней оснастки на экструдируемый лист и наложения вакуума верхняя оснастка и барабан 7 транспортера должны перемещаться в направлении движения материала со скоростью 6 м/мин и должны быть соосны между собой.

На фиг. 10 верхняя 13 и нижняя 14 оснастки показаны прижатыми одна к другой, движущимися в одном направлении со скоростью 6 м/мин и в направлении движения материала. Барабан 7 транспортера извлечен из промежутка между формами перед смыканием оснастки, причем сзади остается прижатый с помощью вакуума участок экструдируемого листа, соединенный с верхней

/ формой. Дпя того, чтобы извлечь ленту транспортера без повреждения экструдируемого листа способом кондиционирования экструдируемого листа устраняют прилипание между лентой 5 транспортера и листом.

Для того, чтобы при сокращенном теперь расстоянии между барабанами 6 и 7 сохранить натяжение ленты 5 транс17

1655297 !

8 портера, подвижный ролик 9 бып опущен одновременно с движением барабана 7 в направлении барабана 6. После относительно быстрого движения в этом направлении барабан 7 затем сразу начи5 нает свое движение вперед со скоростью 6 м/мин для того, чтобы сохранить относительную скорость ленты приблизительно равной нулю непосредственно над собой. Барабан 7 после этого движется вперед сразу перед прижатыми формами оснастки, поддерживая весь горячий экструдируемый лист за исключением той части, которая уже зажата между формами, пока происходит формование иэделия и его охлаждение.

На фиг. 11 показано положение устройства для формования в момент из20 влечения изделий.

Еще сан пример осуществления способа подачи экструдируемого листа (фиг. 12) заключается в том, что экструдируемый лист сначала подвергают 25 кондиционированию с помощью группы регулируемых охлаждающих валков и подают с постоянной скоростью на движущуюся ленту транспортера с помощью вращающегося валка 4. Приводной бара- 30 бан 6 с регулируемой температурой приводят во вращение с той же скоростью, что и валок 4, но барабан 7 приводится во вращение с переменной скоростью для того, чтобы удержать материал неподвижным в то время, пока полуформы

15 и 16 прижаты одна к другой (не показано) в процессе формования изделия 20. Полуформы 15 и 16 не совершают никакого движения в направлении 40 подачи материала. Когда формовочный цикл завершен и полуформы 15 и 16 отведены в крайнее положение, барабан 7 приводят во вращение с относительно большей скоростью по сравнению с бара45 баном 6 для подачи нового горячего материала между полуформами для следующего формовочного цикла. Постоянно подаваемый материал размещают на время формовочного цикла, пока барабан 7 является неподвижным, за счет

50 удлинения верхней части ленты транспортера посредством подвижного роли— ка 10, который поднимается снизу вверх с изменяющейся скоростью, эа счет которой обеспечивает натяжение поверхности верхней части ленты транспортера, так что верхняя поверхность непрерывно движущейся ленты 5 удлиняется с той же скоростью, с которой матерн.— ал поступает на нее.

Ведомые прижимные валики 12 предусмотрены для поддержания веса застывшего материала и готового изделия.

Циклические удлинение и сокращение длины на верхней рабочей поверхности ленты 5 обеспечивают с помощью подвижного ролика 9.

При изготовлении устройства по фиг.13 длиналенты 5 транспортера на верхней поверхности увеличивается для накопления постоянно подаваемого материала между цикличной работой полуформ .15 и 16. В этом случае ролик 11 приводят во вращение с переменной скоростью дпя того, чтобы переместить ленту 5 транспортера и листовой материал, опирающийся на нее, над барабаном 7, когда полуформы 15 и 16 находятся в полностью открытом положении. Необходимая полная длина верхней поверхности ленты 5 транспортера в этом случае достигается за счет того, что лента получает возможность провиснуть вместе с листом 19 в течение того периода времени, когда приводной ролик 11 поддерживается неподвижным.

В остальном устройства по фиг.12 и 13 работают идентично.

Преимущество вариантов устройства по фиг. 12 и 13 состоит в том что экструдируемый материал полностью опирается (за исключением относительно короткого периода подачи следуюн1ей части расплава между открытыми формами), что может уменынить тенденцию вертикально висящего неподцерживаемого экструдируемого материала подвергаться вытягиванию в результате вертикального прогиба, по сравнению со способом, осуществляемым с помощью устройства по фиг. 4-7.

Недостаток способов, которые осуществляются с помощью устройств по фиг. 9-13, состоит в том, что требуется продолжительный контакт материала с лентой транспортера и, если необходимо избегать прилипания экструдируемого материала к ленте транспортера, то необходимо большее охлаждение нижнего поверхностного слоя экструдируемого материала. Часть экструдируемого листового материала, которая удерживается неподвижной над выходньи барабаном 7 транспортера в устройствах по фиг. 12 и 13, под неодина1655) 97

20 !

9 ковыми тепловыми воздействиями, так как из-за наличия барабана 7 на материале могут появиться узкие полосы в экструдируемом материале в местах

5 расположения барабана 7, которые имеют различные формовочные свойства по сравнению с остальной частью листа.

Эти полосы не могут использоваться в качестве части какого-либо конечно- 10 го изделия, но они могут зажиматься в формах вне области готового иэделия.

Это может привести к снижению используемого экструдируемого листа и увеличению матричных отходов, что увеличивает расход материала при формовании.

Формула изобретения

1. Способ подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов, при котором осуществляют экструдирование листа термопластичного материала не- 25 посредственно в комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой, охлаждают верхний и нижний поверхностные слои экструдируемого листа в результате прохождения через охпаж- gp дающие валки с одновременньпи поддержанием внутренней части листового материала в расплавленном состоянии между поверхностными слоями, подают частично охлажденный экструдируемый лист на транспортер и транспортируют экструдируемый лист на вход устройства для формования листовых термопластов, отличающийся тем, что, с целью повьппения эффектив- 40 ности процесса и снижения энергетичесКНх затрат, экструдируемый лист удерживают на транспортере до тех пор, пока поверхностный слой экструдируемого листа, который соприкасается 45 с транспортером, повторно не нагревается расплавленной внутренней частью экструдируемого листа до темпера-. туры, необходимой для формования листовых термопластов, но ниже той температуры, при которой экструдируе-. мый лист будет прилипать к транспортеру.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что повторный нагрев поверхностного слоя экструдируемого листа регулируют путем регулирования длины транспортера, с которым соприкасается поверхностный слой.

3, Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что для обеспечения регулирования повторного нагрева поверхностного слоя регулируют температуру поверхности транспортера, соприкасающейся с листом.

4. Устройство для подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов, содержащее комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой для приема экструдируемого листа расплавленного термопластичного материала из экструдера, ленточный транспортер для приема охлажденного экструдируемого листа с охлаждающих валков и транспортирования на вход устройства для формования листовых термопластов, при этом охлаждающие валки и ленточный транспортер для f приема охлажденного экструдируемого листа установлены с возможностью регулирования их относительного положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что транспортер выполнен с регулируемой длиной ленты, соприкасающейся с экструдируемым листом, для регулирования температуры поверхности экструдируемого листа таким образом, что экструдируемый лист поступает в устройство для формования листовых термопластов при температуре, необходимой для формования листовых термопластов, но ниже температуры прилипания экструдируемого листа к транспортеру, 5. Устройство по п. 4, о т л и— ч а ю щ е .е с я тем, что транспортер выполнен с возможностью поворота для перемещения выходного конца в направлении входа в устройство для формования листовых термопластов и в обрат- ном направлении.

6. Устройство по п. 5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что транспортер выполнен с воэможностью поворота вокруг точки, расположенной в плоскости экструдируемого листа, когда он соприкасается с транспортером.

7. Устройство по п.6, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что положение точки поворота транспортера является регулируемым.

8. Устройство по п. 4, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что транспортер выполнен с возможностью регулирования длины ленты, соприкасающейся с экструдируемьик листом, для сохранения участ22

1655297

Фиг. 2 ка непрерывно экструдируемого листа и периодической подачи сохраненного

1 участка в устройство для формования листовых термопластов.

9. Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что транспортер расположен относительно входа в устройство для формования листовых термопластов с возможностью подачи экструдируемого листа горизонтально в устройство для формовання листовых термопластов, формы чствойства для формования листовых термопластов установлены с воэможностью перемещения для обеспечения воэможности ввода и вывода транспортера.

10. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что транспортер расположен относительно входа в устройство для формования листовых термопластов с возможностью подачи экструдируемого листа вертикально в устройство для формования листовых термопластов.

1655297

12

1655297

Br

Фи

1655291

1655,? 91

РигЛг

Составитель И. Фролова

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор 0.1)рковецкая

Заказ 1960 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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