Многоканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительной профильной рамной планки
Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий из полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для производства строительной профильной рамной планки. Технический результат, обеспечивающийся экструзионной головкой, выражается в повышении производительности и качества экструдируемой строительной рамной профильной планки и улучшения технологии изготовления. При этом высвобождается дорогостоящая древесина, используемая для производства аналогичных изделий, с заменой ее на полимерный материал, превосходящий ее по основным технико-экономическим показателям. Многоканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительной профильной рамной планки содержит корпус, выполненный разъемным из двух секций с системой охлаждения, образующих формующие каналы профильного сечения с верхней и нижней секциями корпуса головки, при этом формующие каналы сообщаются с питающим каналом. В верхней секции выполнены углубления в виде прямоугольных проточек в центре. Боковые стороны формующих каналов образованы синусоидальными кривыми под углом наклона 45° к основанию. В нижней секции предусмотрены прямоугольные выемки, которые совместно с верхней секцией образуют формующие каналы в виде рамных профилей. 4 ил.
Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий из полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для производства строительной рамной профильной планки.
Известна конструкция экструзионной головки для изготовления профильно-погонажных изделий, содержащая корпус, профилирующую планку, обойму, в которой запрессованы полуцилиндрические секции, имеющие различные фасонные проточки и совмещенные с помощью пазов и выступов, которые образуют формующую втулку с профильным каналом, сообщающимся с питающим каналом головки [А.с. СССР № 1717393, МКИ В29С 47/12, 1992, Бюл. № 9].
Недостаток данного устройства - отсутствие системы охлаждения полуцилиндрических секций, что снижает качество профильно-погонажных изделий.
Так как в экструзионной головке имеется один формующий канал, из которого экструдируется один профиль, то соответственно и низка производительность головки.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является многоручьевая экструзионная головка для изготовления полимерного мебельного полозка, содержащая корпус, в котором расположен разъемный дорн состоящий из двух секций между которыми расположен вкладыш, в котором расположены четыре канала для системы охлаждения. В результате соединения двух секций дорна и вкладыша образованы четыре формующих канала, сообщающихся с питающим каналом (патент Российской Федерации № 2180287, МКИ В29С 47/12, 47/30, 2002, Бюл. № 7, прототип).
Недостатком известной экструзионной головки является сложность постэкструзионного приема экструдата на подложки, так как при этом необходимо экструдируемые изделия направлять на две подложки, что требует дополнительного контроля качества от искажения и коробления экструдата. Переналадка на изделия другого профиля невозможна. Сложность технологии изготовления и обработки до заданного класса чистоты поверхности выемок формующих каналов.
Изобретение направлено на решение задачи повышения качества и производительности экструдируемых строительных рамных планок.
Указанная задача решается за счет того, что многоканальная экструзионная головка для изготовления строительной рамной планки, содержащая корпус, выполненный разъемным из двух секций с системой охлаждения, образующие формующие каналы профильного сечения с верхней и нижней секциями корпуса головки, сообщающихся с питающим каналом, при этом в верхней секции выполнены углубления в виде прямоугольных проточек в центре, а боковые стороны образованы синусоидальными кривыми под углом наклона 45° к основанию, а в нижней секции предусмотрены прямоугольные выемки, которые совместно с верхней секцией образуют формующие каналы в виде рамных профилей.
Технический результат, обеспечиваемый многоканальной экструзионной головкой для изготовления полимерной строительной рамной планки, выражается в улучшении качества и повышении производительности при изготовлении рамной профильной планки благодаря выбору оптимальной геометрии поперечного сечения формующих каналов.
Выбор оптимальной геометрии поперечного сечения формующих каналов при согласованном расположении верхней и нижней секций, корпуса головки, при этом в верхней секции выполнены углубления в виде проточек, боковые стороны которых образованы синусоидальными кривыми под углом наклона 45° к основанию, осуществляется изменением амплитуды, периода синусоидальной кривой и угла наклона, который конструктивно подобран в пределах 45° к основанию планки.
Форма боковых поверхностей углубления описывалась уравнением
где y - ордината точек синусоиды, мм; x - абсцисса точек синусоиды, мм; А - амплитуда синусоиды, мм; Т - период синусоиды, мм.
Подбирая значения амплитуды, периода синусоидальной кривой, а также прямоугольных углублений в верхней и нижней секциях головки и высоту формующих каналов, добиваются равномерного распределения скоростей во всех точках поперечного сечения экструдируемого изделия, уменьшая тем самым остаточные сдвиговые напряжения, исключая неравномерный выход экструдата и коробление изготавливаемого изделия. Этим обеспечивается большая размерная точность и качество экструдируемой строительной рамной профильной планки.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 - поперечный разрез многоручьевой экструзионной головки для изготовления полимерной строительной рамной планки; на фиг.2 - продольный разрез экструзионной головки по А-А; на фиг.3 - фрагмент синусоидальной кривой боковой стороны канала; на фиг.4 - поперечное сечение получаемой рамной планки.
Многоканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительной рамной планки в соответствии с фиг.1 содержит разъемный корпус, состоящий из двух секций: верхней 1 и нижней 2, в котором расположены формующие каналы 3, образованные в секциях, при этом в верхней секции выполнены углубления в центре в виде прямоугольных проточек 4, а боковые стороны каналов образованы синусоидальными кривыми 5 под углом наклона 45° к основаниям, в которых в нижней секции предусмотрены прямоугольные проточки 6. Верхняя секция 1 и нижняя секция 2 корпуса соединяются между собой болтами 7 и крепятся к соединительному фланцу 8 с помощью болтов 9. Секции 1 и 2 корпуса снабжены системой охлаждения, состоящей из продольных каналов 10 для протока воды и патрубков 11 для осуществления подвода и отвода хладоагента. Формующие каналы 3 сообщаются с питающим каналом 12. Присоединение экструзионной головки к экструдеру осуществляется с помощью соединительного фланца 8.
Многоручьевая экструзионная головка для изготовления полимерной строительной рамной планки работает следующим образом.
Расплавов полимера, нагнетаемый шнеком экструдера, попадает в питающий канал 12, далее в формующие каналы 3.
Формующие каналы 3 придают расплаву полимера форму строительной рамной планки в соответствии с фиг.4.
Наружная поверхность строительной рамной профильной планки формируется внутренними поверхностями образованных каналов верхней и нижней секциями головки. С целью достижения более высокой размерной точности и качества изготавливаемых изделий секции 1 и 2 корпуса изготовлены из стали 45 с высоким классом (▿10-▿12) чистоты поверхности, что позволяет при совмещении указанных деталей получать при сборке цельные без малейших зазоров формующие каналы 3, при продавливании через которые струи расплава полимера на поверхности строительной рамной планки не образуется следов от мест соединения деталей, и строительная рамная планка выходит из формующего канала 3 с глянцевой поверхностью с высоким классом чистоты.
В секциях 1 и 2 корпуса предусмотрена система охлаждения экструдируемой строительной рамной планки при помощи подачи хладоагента через патрубок 11 в продольные охлаждающие каналы 10.
Предлагаемое изобретение полезно при производстве строительной рамной профильной планки.
Экспериментальные исследования проводились на опытной установке с экструдером АТЛ-45, имеющий шнек диаметром 45 мм и длиной 1125 мм.
Экструзионная головка имела следующие размеры: ширина корпуса 290 мм, длина 300 мм, высота 150 мм.
Для данного профиля формующего канала ymax=3 мм, Т=21 мм, А=2,8 мм.
Получали строительную рамную планку из полипропилена марки 01003ТУ2211-020-0020-3521-96 шириной по основанию 40 мм, высотой 15 мм, шириной по верху выступа 12 мм, длина боковой наклонной синусоидальной стороны 21 мм.
Оптимальный режим экструзии при температуре в пределах 468-478 К и создаваемом давлении экструзии в пределах 4,0-4,5 МПа.
Предлагаемая двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки позволяет улучшить качество строительно-монтажных профильных реек.
Многоканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительной рамной профильной планки, содержащая корпус, выполненный разъемным из двух секций с системой охлаждения, образующих формующие каналы профильного сечения с верхней и нижней секциями корпуса головки, отличающаяся тем, что боковые стороны формующих каналов образованы синусоидальными кривыми под углом наклона 45° к основанию.
