Устройство для получения полимерных изделий

 

CoIo3 Соаетскнк

Социалистических

Рес у (as> 662130.- »» E»

$p»

{61) Дополнительное к аат. саид-ву (5Ф}М. Кл.

В 01 Ю 1/00

В 29 Р 1/Об (22) Заявлено 070872(21) 1818615/23-05 с присоединением заяаки Й© .Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1505.79- Бюллетень К918

Дата опуоликовайин описания 2005,79 (53} УДК 678.05 (088.8) (72} Авторы изобретения

Н. A. Михалев, Ю. И. Гладышев и Б. П. Штаркман (71} Заявитель

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для проиэводства и переработки полимерных материалов и касается производства литых полимерных изделий непосредственно из мономеров.

Известно устройство для получения полимерных изделий непосредственно из мономеров, включающее емкость для исходной смеси и полимеризатор, соединенный через входной клапан с дозатором, а через литнико- : вый канал,и сопло — с формовочным устройством. Недостатком известного устройства является наличие койтакта полимеризуемой смеси с движущимися частями устройства, что может привести к, заклиниванию и утечке мономера. 1ель изобретения — повышение надежности работы устройства. указанная цель достигается тем, что полимеризатор выполнен в виде плоской камеры с упругими стенками и помещен в полость обогреваемого корпуса, соединенную с источником гидравлического давления. Таким обРазом, давленые на полимеризуемую смесь передается от источника через буфернуто жидкость и упругие стенки

2 полимеризатора беэ ее контакта с движущимися частями.

Кроме того, литниковый канал соединен с внутренней полостью полимеризатора посредством продольной щели илн ряда отверстий s стенке полимеризатора, площадь сечения которыхвыполнена уменьшающейся в направлении к .соплу. Устройство может быть выполнено с несколькими полимери- заторами, установленными в поворотном корпусе.

На фиг. 1 показано устройство в общем виде; на фиг. 2 — разрез по

A-A фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по

Б-Б фиг. 2 на фиг. 4 - полимеризатор с литником в разрезет на фиг. 5 и б — разрез по В-В,вариантЫ (выпол» нения.

Устройство для получения полимерных изделий содержит основание 1, Форму 2 с механизмом эапирания 3, гидроцилиндры 4 и 5, дозатор 6, емкость 7 для исходной смеси и корпус 8, в который помещен полимеризатор 9, представляющий собой камеру плоской формы с упругими стенками, имеющую входной клапан 10, литниковый канал 11, дроссель 12 и сопло

66213 впрыска,13 с принудительно или самооткрывающимся клапаном 14.

По другому варианту литниковый канал 11 расположен вдоль полимеризатора 9 и сообщается с внутренней его полостью посредством щели 15 (фиг. 5) или ряда отверстий 16 (фиг. 6) . 5

Площадь каждого из отверстий 16 уменьшается, а расстояние между ними увеличивается в .направлении от входного клапана к соплу 13.

Сечение литникового канала может 10 быть выполнено любой формы, например прямоугольной, трапецеидальной или круглой, постоянного сечения по длине или уменьшающегося в направлении к соплу. 15

Корпус 8 снабжен электрообогревбм

17, обеспечивающим термостатирование корпуса, поверхность которого покрыта теплоизоляцией 18. Корпус 8 может быть выполнен поворотным (механизм поворота на чертеже не показан) и в нем может быть размещено несколько соединенных параллельно полимериэаторов 9.

Полости ротора заполнены жидкостью, на которую передается постоянно низкое давление от масляного насоса, и при необходимости в нужный" момент — высокое давление от мультипликатора (масляный насос и мультипликатор на чертеже не показаны).

Жидкость одновременно выполняет функции передатчика тепла.

Гидроцилиндр 4 служит для подвода формы 2 к корпусу 8, а гидроцилиндр:

5 - для подвода дозатора 6 к корпусу. 35

Емкость 7 имеет термостатирующую систему и перемешивающее устройство (на чертеже не показаны).

Количество полимеризаторов B корпусе определяется из расчета времени, 4О необходимого для полимеризации перерабатываемого материала. Количество положений щагово-вращающегося ротора

1 соответствует количеству йолймеризаторов 4

Дозатор и форма расположены по отношению к полимеризаторам в корпусе таким образом, что если, например, в каком-то положении ротора впускной клапан первого полимеризатора находится против доэатора в позиции эайолнения, то сопло последнего полимеризатора расположено против формы .Ь позиции впрыска.

Устройство работает следующим образом. Дозатор 6 подводится к входному клапану 10 полимеризатора

9 гидроцилиндром 5. Подготовленный материал из емкости 7 подается дозатором б под давлением в разогретый до заданной температуры полимериза- 60 тор, стенки которого по мере заполнения мономером упруго деформируются.

Давление, создаваемое дозатором, больше гидростатического давления .жидкости в щелообраэной полости коро 4 пуса 8, которое поддерживается масляным насосом и равно или больше давления упругого пара мономера при заданной температуре. Благодаря этому предотвращается вскипание мономера и образование газовых пузырьков во время заполнения горячего полимеризатора и в процессе полимаризации мономера.

После заполнения полимеризатора 9 дозатор б отводится гидроци-, линдром 5 в первоначальном положение, а корпус 8 устанавливается в следующее:положение механизмом поворота. Цикл заполнения следующего полимеризатора повторяется.

Перерабатываемый материал находится в полимеризаторе в виде тонкого слоя, что обеспечивает быстрый и равномерный разогрев материала до температуры инициирования и хороший отвод тепла экзотермической реакции полимериэации. За счет деформации упругих стенок полимеризатора под действием гидростатйческого давления жидкости, находящейся в полости ротора, компенсируется усадка объема материала в процессе его полимеризации. За время перемещения полимеризатора от позиции заполнения до позиции впрыска мономер полимеризуется до заданной степени конверсии. В тот момент, когда полимеризатор останавливается в позиции впрыска, в щелеобразной полости корпуса, в которой находится этот полимеризатор, создается высокое дачление ок мультипликатора. B это же время форма 2 закрывается механизмом запирания 3 и подводится гидроцилиндром 4 к соплу 13 полймеризатора и клапан 14 сопла открывается.

Высокое давдение от мультипликатора через упругие стенки полимеризатора передается на расплав, который под давлением этого давления перемещается в направлении к соплу и . впрыскивается в форму 2.

Сопротивление течению расплава в разных сечениях по длине полимеризатора различное, йаименьшее значение оно имеет в местах, более близких к соплу впрыска, а давление расплава во внутренней полости полимеризатора постоянное, поэтому объемная скорость перемещения материала в различных сечениях полимериэатора также может быть различна. Вследствие этого стенки полимеризатора под действием гидростатического давления жидкости, находящейся в полости ротора, могут деформироваться не одинаково, т.. е. в местах, более близких к выходу (к соплу), стенки полимеризатора сблизятся намного быстрее и тем самым может быть затруднено истечение материала из полимериэатора.

6621

Для более полного вытеснения мате= риала иэ полимериэатора служит регулируемый дроссель 12 (фиг. 3).

Сопротивление дросселя устанавливается в зависимости от вязкости перерабатываемого материала.

По мере выдавливания материала иэ 5 полимериэатора расстояние между его стенками уменьшается и для расплава с относительно высокой вязкостью создается значительное сопротивление течению во внутренней. полости р полимеризатора. Вследствие этого в конце впрыска скорость течения может значительно уменьшиться..

При полимеризации магериала, расплав которого имеет относительно высокую вязкость, применяется вариант с литниковым каналом, расположенным вдоль полимеризатора. В этом варианте общее сопротивление течению материала в полимеризаторе меньше, так как в этом случае материал перемещается не вдоль полимеризатора — в направлении от входного клапана к дросселю между постоянно сближающимися упругими стенками, а в основном по мере сближения стенок по направлению к литниковому каналу, сопротивление которого не меняется.

Для выравнивания скорости истечения материала с высокой вязкостью во время впрыска можно применять вари- ЗО ант полимеризатора с литниковым каналом, сужающимся в направлении сопла и с отверстиями, посредством которых внутренняя полость полимериэатора

Сообщается с литниковым каналом.

После наполнения формы расплавом полимера клапан сопла 13 закрывается, высокое давление от мультипликатора в полости ротора снимается, форма 2 отводится гидроцилиндром 4 в первоначальное положение, полимер охлаждается, форма раскрывается и готовое изделие извлекается. Корпус поворачивается механизмом поворота, устанавливая полимеризатор в позицию

3О 6 заполнения, и цикл изготовления иэделия повторяется.

В то время, как этот полимеризатор заполняется мономером, иэ следующего за ним полимеризатора происходит впрыск расплава полимера в форму.

Цикл получения изделия равен времени одного полного оборота ротора, за это время изготавливается столькб изделий, сколько полимериэаторов в роторе.

Формуда изобретения

1. Устройство для получения поли мерных изделий непосредствейно из мономеров, включающее емкость для исходной смеси и полймеризатбр, соединенный через входной клапан с дозатором, а через литниковйй канал и сопло- с формовочным устройством, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьыения надежности работы устройства, полимеризатор выполнен в виде плоской камеры с упругими стенками и помещен в полость обогреваемого корпуса, соединенную с источником гидравлического давления.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, чтб литниковый канал соединен с.внутренней поло- стью полимеризатора посредством продольной щели в стенке полимеризатора.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ .е е с я тем, что литниковый канал соединен с внутренней полостью полимеризатора посредством ряда отверстий в стенке полимеризатора, площадь сечения которых выполнена уменьшающейся в направлении к соплу.

4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно выполнено с несколькими полимеризаторами, установленными в поворотном корпусе.

ie 12

Фиг. 3

Риг.4

В-В

Фиг.5

4иг.д

HHHIlH Эакаэ 2551 6 ТиРаж 876 По писное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проекная, 4