Вибрационная головка червячного пресса для полимерных композиций

 

Использование: переработка полимерных композиций в химической и резиноперерабаты вающей промышленности. Изготовление на экструзионном оборудовании электрических кабелей, нанесение на металлический сердечник полимерной изоляции . Сущность изобретения: в корпусе вибрационной головки установлен с образованием кольцевого зазора вибровоздействия дорн. Он соединен с генератором круговых колебаний. Неподвижно относительно корпуса смонтирован наконечник дорна. Концентрично дорну размещена в кольцевом зазоре вибровоздействия втулка . Она установлена с возможностью осевого перемещения посредством регулировочных элементов. Перемещением втулки регулируют длину участка вибровоздействия . Дорн в области вибровоздействия в сечении имеет форму правильного многоугольника или гипотрохоиды со скругленными вершинами. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с 6д о M о

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840274/05 (22) 15.06.90 (46) 30.05.92, Бюл. ¹ 20 (71) Специальное конструкторское бюро полимерного машиностроения Киевского научно-производственного объединения

"Большевик" (72) В,В.Столбов, B.M,Ðóäåíêî, А,Г,Григорьян, B,Ä.Áèäåíêo, С.А.Рощупкин, И.О,Микуленок и А.А.Пилипчак (53) 678.057.374,6 (088.8) (56) Любартович С,А., Столбов В,В, Применение вибрационного воздействия при изготовлении и переработке полимерных материалов. — Электрическая промышленность: Научн.-техн, реферат. сб. М, 1982, №

12, с, 17 — 21.

Басов Н.И.,Любартович С.А, Виброформование полимеров. Л.: Химия, 1979, с. 57—

59, р. 32. (54) ВИБРАЦИОННАЯ ГОЛОВКА ЧЕРВЯЧНОГО ПРЕССА ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ KQMПОЗИЦИЙ

Изобретение относится к полимерному и резиноперерабатывающему машиностроению, в частности, к экструзионному оборудованию, и может быть использовано в линиях по производству электрических кабелей для нанесения на металлический сердечник (жилу) резиновой или полимерной изоляции.

Известна вибрационная экструзионная головка, содержащая полый корпус, установленный в нем с образованием кольцевого зазора вибровоздействия дорн и гене-. ратор осевых колебаний дорна.

ÄÄ5UÄÄ 1736726 А1 (я)5 В 29 С 47/20, 47/02//В 29 L 23:00 (57) Использование: переработка полимерных композиций в химической и резиноперерабатывающей промышленности, Изготовление на экструзионном оборудовании электрических кабелей, нанесение на металлический сердечник полимерной изоляции. Сущность изобретения: в корпусе вибрационной головки установлен с образованием кольцевого зазора вибровоздействия дорн, Он соединен с генератором круговых колебаний. Неподвижно относительно корпуса смонтирован наконечник, дорна. Концентрично дорну размещена в кольцевом зазоре вибровоздействия втулка. Она установлена с возможностью осевого перемещения посредством регулировочных элементов. Перемещением втулки регулируют длину участка вибровоздействия. Дорн в области вибровоздействия в сечении имеет форму правильного многоугольника или гипотрохоиды со скругленными вершинами, 2 з,п. ф-лы, 1 табл„

5 ил.

Данная головка относительно проста, однако она обладает рядом недостатков.

Основной из них — получение волнообразной поверхности (либо поперечных полос) на готовом изделии из-за неравномерного расхода композиции, обеспечиваемого продольно вибрирующим дорном. Кроме того, отсутствует возможность регулировать длину участка вибровоздействия дорна на материал, что ограничивает использование головки при переработке различных композиций, 173б726

30 к,/

Наиболее близким к предлагаемому является вибрационная головка червячного пресса, содержащая полый корпус, установленный в нем с образованием кольцевого зазора вибровоздействия дорн и генератор круговых колебаний дорна

Данная головка обеспечивает лучшее по сравнению с аналогом сцепление изоляции с металлическим сердечником формируемого кабеля, Однако она не обеспечивает высококачественную поверхность изделия, так как на его поверхности образуется "елочный" узор, получаемый вследствие непрерывного движения кабеля и круговых колебаний наконечника дорна. Кроме того, цилиндрическая форма дорна на участке вибровоздействия обеспечивает эффективное воздействие лишь на внутренние слои композиции.

Целью изобретения является повышение производительности и качества продукции за счет увеличения эффективности вибровоздействия на полимерную композицию.

Поставленная цель достигается тем, что вибрационная головка червячного пресса для полимерных композиций, содержащая полый корпус, установленный в нем с образованием кольцевого зазора вибровоздействия дорн и генератор круговых колебаний дорна, снабжена неподвижно смонтированным относительно корпуса наконечником дорна и средством для регулировки длины участка вибровоздействия, выполненным в виде размещенной концентрично дорну втулки, смонтированной в кольцевом зазоре вибровоздействия с возможностью осевого перемещения посредством регулировочных элементов.

Предпочтительно сечение дорна в области вибровоздействия имеет форму правильного многоугольника или гипотрохоиды со скругленными вершинами.

На фиг. 1 изображена головка, продольный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг.

1, сечение в виде многоугольника; на фиг. 3 — то же, сечение в виде гипотрохиоды; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг, 1; на фиг. 5— втулка, аксонометрия;

Вибрационная экструзионная головка червячного пресса 1 содержит полый корпус

2, установленный в нем с образованием кольцевого зазора 3 вибровоздействия дорн 4 с наконечником 5 и генератор б круговых колебаний дорна 4, содержащий приводной рычаг, соединенный со шлицевой втулкой 7, установленной в корпусе 2 и взаимодействующей с хвостовиком дорна 4.

Наконечник 5 дорна 4 установлен в корпусе

1 неподвижно посредством кольца 8 с окнами 9. Дорн 4, его наконечник 5 и шлицевая втулка 7 выполнены полыми. Червячный пресс 1 сообщен с кольцевым зазором 3 вибровоздействия посредством распределительных каналов 10 втулки 11, смонтированной в указанном зазоре с возможностью осевого перемещения при помощи регулировочных элементов 12, которые вместе с втулкой 11 представляют собой средство для регулирования длины участка вибровоздействия. Для подвода тепла к головке (или отвода тепла от нее) в корпусе 2 выполнены каналы для циркуляции теплоносителя (не показаны). Сечение дорна 4 в пределах. кольцевого зазора 3 вибровоздействия выполнено в виде правильного многоугольника (фиг. 2) либо гипотрохоиды со скругленными вершинами (фиг. 3), Использование дорна 4, имеющего сечение в виде правильного многсугольника, целесообразно при переработке высоковязких композиций, а в виде гипотрохоиды — при переработке композиций, имеющих невысокую вязкость.

Головка работает следующим образом.

В зависимости от свойств композиции и режима переработки определяют длину кольцевого зазора 3 вибровоздействия по зависимости где Q — производительность червячного пресса м/с р — эффективная вязкость композиции, Па с;

Л вЂ” средняя величина кольцевого зазора вибровоздействия,м; р- амплитуда круговых колебаний дорна, рад;

f — частота круговых колебаний дорна, Гц; а — коэффициент тем пературоп роводности композиции, M /с;

Rg — средний радиус дорна в пределах кольцевого зазора вибровоздействия,м;

K> = 0,0004 — коэффициент, (Н/м) c;

К2 = 0,0007 — коэффициент, (Н/м) с.

При помощи регулировочных элементов

12 (и соответственно осевого перемещения втулки 11) обеспечивают рассчитанную длину кольцевого зазора вибровоздействия, Резиновая смесь (полимерная композиция), подвергшаяся обработке в экструдере

1, подается через отверстие корпуса головки к втулке 11. Достигнув втулки 11, смесь заполняет распределительные каналы 10 и поступает в кольцевой зазор 3 между дорном 4 и наружной стенкой полости корпуса

2. Достигнув наконечника 5 дорна 4, смесь

1736726 через окна 9 попадает в калибрующийаазор

14, на выходе из которого обволакивает металлический сердечник (не показан), непре-. рывно подаваемый через центральное. отверстие дорна. После выхода смеси из головки (в начальный период работы. линии). включают генератор колебаний 6 дорна.4.

На длине 1 дорна (в области вибровоздействия) колебания от него передаются обрабатываемой смеси, вследствие чего она дополнительно прогревается и перемешивается, что позволяет повысить производи.— тельность головки и качество накладываемой на сердечник-изоляции. Снижение вязкости смеси за счет вибрации повышает ее текучесть, что позволяет повысить производительность линии в целом, Перемещением втулки 11 в осевом направлении можно регулировать длину участка дорна в области вибровоздействия, что позволяет использовать головку для различных смесей при различной производительности экструдера, т.е. расширяет технологические возможности головки.

Выполнение наконечника 5 дорна 4 неподвижным относительно корпуса 2 головки обеспечивает равнотолщинность накладываемой изоляции за счет наличия участка стабилизации течения расплава композиции, образуемого неподвижными поверхностями наконечника 5 дорна 4 и стенкой полости корпуса 1, Выполнение сечения дорна 4 в области вибровоздействия в форме правильного многоугольника или гипотрохоиды со скругленными вершинами гарантирует передачу вибрации от дорна 4 к композиции по всей высоте кольцевого зазора 3 вибровоздействия, а также обеспечивает дополнительный прогрев композиции, например резиновой, до температуры, близкой к температуре вулканизации, что позволяет повысить производительность линии и существенно снизить расход энергии, например, греющего пара в вулканизационной камере линии, Пример. Экспериментальные исследования процесса наложения на металлическую жилу электрической изоляции из резины с наполнителем в виде мела(до 20 мас,ч.); Сравнительное экструдирование известной головкой и предлагаемой проводят на червячной машине МХЧ-125.

Характеристики оезиновой смеси; плотность р= 1400 кгlм, температуропроводность а. = 1,4 10 м /с, температура подвулканизации Т = 140 С, средний радиус дорна в области вибровоздействия Вц =

0,053 м, средняя величина рабочего зазора

5 головки в области вибровоздействия Л=

0,012 м, Частота круговых колебаний дорна

f = 10 Гц, угловая амплутуда колебаний дорна rp = 0,523 рад.

Результаты опытов представлены в таб10 лице.

Диапазон длин участка вибровоздействия головки составляет 0,11 — 0,19 м.

Температура резиновой смеси на выходе из головки по известному способу превы15 шает температуру вулканизации. Это приводит к преждевременной подвулканизации резины в головке (еще до наложения ее на металлическую жилу) и к браку готовой продукции, 20 Таким образом, предлагаемая вибрационная головка червячного пресса улучшает качество получаемых изделий и обеспечивает высокую производительность линии в целом.

Формула изобретения

1. Вибрационная головка червячного пресса для полимерных композиций, содер30 жащая полый корпус, установленный в нем с образованием кольцевого зазора вибровоздействия дорн и генератор круговых колебаний дорна, от л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительно35 сти и качества продукции за счет увеличения эффективности вибровоздействия на полимерную композицию, головка снабжена неподвижно смонтированным относительно корпуса-наконечником дорна и средст40 вом для регулирования длины участка вибровоздействия, выполненным в виде размещенной концентрично дорну втулки, смонтированной в кольцевом зазоре вибровоздействия с воэможностью осевого пере45 мещения посредством регулировочных элементов, 2. Головка по и. 1, отличающаяся тем, что сечение дорна в области вибровоздействия имеет форму правильного много50 угольника, 3, Головка по п.1, отл ича ю ща я ся тем, что сечение дорна в области вибровоздействия имеет форму гипотрохоиды со скругленными вершинами, 55

1736726

1736726

Фиг.

Составитель Н.Рухлядева

Редактор Т.Лазоренко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Заказ 1856 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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