Экструзионная головка

 

Использование: переработка полимеров и производство рукавных пленокдруб из термопластов с улучшенными физико-механическими свойствами. Сущность изобретения: экструзионная головка содержит корпус и дорн. Они установлены с образованием между ними кольцевого канала с выходным отверстием для расплава. На поверхности дорна выполнены спиральные распределительные каналы с образованием между ними гребней. Гребни наклонены в направлении выходного отверстия кольцевого канала на угол от 15 до 45°. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

СО

О 3 о

Ф

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4951549/05 (22) 22,05.91 (46) 15.03.93, Бюл. ¹ 10 (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластмасс, резины и искусственной кожи (72) С.Б.Котов, В .И;Мозырский и В.А,Сенатос (56).Тадмор Э. Теоретические основы переработки полимеров, M.: Химия, 1984, с, 488.

Авторское свидетельство СССР

¹642200,,кл,,Ь 29 С 47/20, 1977, Изобретение относится к области переработки полимерных материалов и может быть использовано в оборудовании для производства рукавных пленок и труб из термопластов.

Цель изобретения — снижение разнотолщинности и улучшение физико-механических свойств изделия за счет уменьшения эон замедленного течения, На фиг.1 показаны линии тока, наблюдаемые при течении расплава в плоской модели, представляющей собой ряд последовательно расположенных каверн уменьшающейся глубины с прямыми гребнями (фиг.1а) гребнями, наклоненными в направлении течения потока (фиг.1б) и в направлении противоположном направлению течения {фиг.1в); на фиг.2 — общий вид головки, на фиг.3 — продольный размез головки.

Использование плоской модели основано на доказанном экспериментально предположении, что реальную картину течения расплава на распределительном участке rD<я)з В 29 С 47/20// В 29 L 23: 00 (54) ЭКСТРУЗИОННАЯ ГОЛОВКА (57) Использование: переработка полимеров и производство рукавных пленок, труб из термопластов с улучшенными физико-механическими свойствами, Сущность изобретения: зкструзионная головка содержит корпус и дорн. Они установлены с образованием между ними кольцевого канала с выходным отверстием для расплава. На поверхности дорна выполнены спиральные распределительные каналы с образованием . между ними гребней. Гребни наклонены в направлении выходного отверстия кольцевого канала на угол от 15 до 45 . 3 ил. ловки можно представить как результат наложения двух независимых течений: поперечного в спиральных каналах и в направлении экструзии под действием гидростатического давления через ряд каверн с уменьшающейся глубиной (фиг.1а).

Введение красителя в поток полимера. пересекающий ряд каверн, позволило выделить три зоны: зона А транзитного потока, зона Б — циркуляционного течения и зона

"застоя" В. Экспериментальные наблюдения зон А и Б хорошо подтверждаются расчетами, Зона В, в расчетах определяемая как эона вторичного циркуляционного течения, визуально наблюдалась как зона "застоя" из-за высокой вязкости расплава полимера и низких значений чисел Рейнольдса. При уменьшении глубины каверны, как показано на фиг.1а, исчезает сначала зона

В,а затем и зона Б.

В реальной кольцевой головке в зоне А находятся частицы полимера, участвующие в течении в кольцевом канале в направлении экструзии, а в зонах Б и  — в попереч1801764 ном направлении в спиральном канале, Наличие зоны В недопустимо при переработке нетермостабильных полимерных материалов;

Таким образом, наличие спиральных каналов достаточной глубины (рис.1а), позволяющих получить равнотолщинную по периметру головки пленки со слоистой структурой без "сварных швов" ho всей толщине изделия приводит к значительному увеличению времени пребывания в головке частиц полимера. попавших в зону В, которые двигаясь с минимальной скоростью в поперечном направлении истекают в кольцевой канал на максимальном удалении от входа в спиральный канал, Экспериментальное исследование течения расплава через ряд каверн, гребни которых наклонены в направлении противоположном течению(фиг.1б) и.в направлении течения расплава Э (фиг,1в) показали. что величины зоны Б циркуляции расплава в каверне и эоны "В" "застоя" зависят от наклона гребней каверны. При наклоне в направлении, противоположном течению расплава, боковые стенки каверны оттесняют зону циркуляции Б, при этом увеличивается величина зоны "застоя". В. Наклон гребней на угол от 15 до 45О в направлении течения обеспечивает уменьшения зоны

"застоя" В за счет роста эоны циркуляции Б.

Использование углов наклона гребней менее 15 не дает ощутимого положительного эффекта по сравнению с конструкциями без наклона, а использование углов наклона гребней более 45О приводит к значительному увеличению длины участка взаимодействия потоков в спирали и транзитного потока в кольцевом канале и вымыванию последним первого иэ пространства спирали.

Таким образом, в реальных головках наклон гребней спиральных каналов на угол от

15 до 45 в направлении выходного отверстия приведет к уменьшению зон замедленного течения и интенсивному смешению расплава, протекающего в спиральных каналах и за счет усреднения времен.пребывания частиц расплава в головке. К снижению раэнотолщинности получаемого изделия и улучшению его физико-механических свойств.

На фиг.2 изображена предлагаемая кольцевая экструзионная головка со спиральными распределительными каналами для производства труб и пленок из термопластов, 45

Формула изобретения

Экструзионная головка. содержащая корпус и дорн, установленные с образованием между ними кольцевого канала с выходным отверстием для расплава. спиральные распределительные каналы, выполненные на поверхности дорна с образованием между ними гребней, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения разнотолщинности и улучшение физико-механических свойств изделия эа счет уменьшения эон замедленного течения, гребни наклонены в направлении выходного отвер стия кольцевого канала на угол 15- 45".

Экструзионная головка содержит корпус 1 и расположенный в нем дорн 2. В дорне 2 выполнены центральный вхддной канал 3 и система радиальных каналов 4, сообщающих центральный входной канал 3 со спиральными распределительными каналами 5 с уменьшающимся поперечным сечением выполненными на поверхности дорна

2. Наружная поверхность дорна 2 и внутрен10 няя поверхность корпуса 1 образуют кольцевой канал 6 с выходным отверстием 7 для расплава. Гребни спиральных распределительных каналов 5 наклонены в направлении выходного отверстия 7 кольцевого

15 канала 6 на угол от 15 до 45О.

Экструзионная головка работает следующим образом.

Полимерный материал иэ центрального входного канала 3 по радиальным каналам

20 4 ноступает в спиральные распределительные каналы 5. В спиральных распределительных каналах 5 материал течет в направлении, поперечном направлению экструзии. Благодаря уменьшающемуся се25 чению спирально распределительных каналов 5 полимерный материал иэ. них поступает в кольцевой канал 6 и из него — в выходное отверстие 7. Положительный эффект от использования описанной конструк30 ции достигается за счет наклона гребней спирали в направлении выходного отверстия 7 при котором т.к. благодаря взаимодействию потоков в кольцевом канале 6 и в спиральном канале 5, весь объем полимерно35 ro материала, находящийся в спиральном канале, участвует в циркуляционном течении.

Таким образом обеспечивается интенсивное смешение расплава, усреднение времени пребывания частиц расплава в головке, и в

40 конечном итоге, снижение раэнотолщинности и улучшение физико-механических свойств готового изделия.

1801764

1

Составитель Л.Кольцова

Техред М,Моргентал Корректор fl.Ïèëèïåíêî

Редактор

Заказ 819 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