Экструзионная головка

(19)сследовательскийтут по разработкедля переработкисственной кожи И;Мазы ский А,СенаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Украинский научнои конструкторский инстмашин и оборудованияпластмасс, резины и иск(56).Тадмор Э, Теоретические основы переработки полимеров, М,: Химия, 1984, с, 488Авторское свидетельство СССРМ 642200, кл, Ь 29 С 47/20, 1977,Изобретение относится к области переработки полимерных материалов и можетбыть использовано в оборудовании для производства рукавных пленок и труб из термопластов.Цель изобретения - снижение разнотолщинности и улучшение физико-механических свойств изделия за счет уменьшенияэон замедленного течения,На фиг.1 показаны линии тока, наблю-.даемые при течении расплава в плоской модели, представляющей собой ряд.последовательно расположенных кавернуменьшающейся глубины с прямыми гребнями(фиг.1 а) гребнями, наклоненными в направлении течения потока (фиг.1 б) и внаправлении противоположном направлению течения (фиг.1 в); на фиг,2 - общий видголовки, на фиг.3 - продольный размез головки,Использование плоской модели основано на доказанном экспериментально предположении, что реальную картину течениярасплава на распределительном участке го-(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.1 а),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 глубинь 1 каверны, как показано на фиг.1 а, 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 - в попереч 1801764ном направлении в спиральном канале, Наличие зоны В недопустимо при переработке нетермостабильных полимерных материалов;Таким образом, наличие спиральных каналов достаточной глубины (рис.1 а), позволяющих получить равнотолщинную по периметру головки пленки со слоистой структурой без "сварных швов" по 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.1 б) и.в направлении течения расплава Э (фиг,1 в) 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 45 О 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 45 О 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 термоплэстов, 45 50 55 формул а из о 6 рете ни я 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. Вдорне 2 выполнены центральный вхдднойканал 3 и система радиальных каналов 4,5 сообщающих центральный входной канал 3со спиральными распределительными каналами 5 с уменьшающимся поперечным сечением выполненными на поверхности дорна2. Наружная поверхность дорна 2 и внутрен 10 няя поверхность корпуса 1 образуют кольцевой канал 6 с выходным отверстием 7 длярасплава. Гребни спиральных распределительных каналов 5 наклонены в направлении выходного отверстия 7 кольцевого15 канала 6 на угол от 15 до 45 О.Экструзионная головка работает следующим образом.Полимерный материал иэ центральноговходного канала 3 по радиальным каналам20 4 поступает в спиральные распределительные каналы 5, В спиральных распределительных каналах 5 материал течет внаправлении, поперечном направлениюэкструзии. Благодаря уменьшающемуся се 25 чению спирально распределительных каналов 5 полимерный материал иэ. нихпоступает в кольцевой канал 6 и из него - ввыходное отверстие 7, Положительный эффект от использования описанной конструк 30 ции достигается за счет наклона гребнейспирали в направлении выходного отверстия 7 при котором т,к. благодаря взаимодействию потоков в кольцевом канале 6 и вспиральном канале 5, весь объем полимерно 35 го материала, находящийся в спиральном канале, участвует в циркуляционном течении.Таким образом обеспечивается интенсивноесмешение расплава, усреднение временипребывания частиц расплава в головке, и в40 конечном итоге, снижение раэнотолщинности и улучшение физико-механическихсвойств готового изделия,1801764 Составитель Л.КольцоваТехред М,Моргентал тор Л.Пилипенк еда Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин каз 819 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5