Устройство для изготовления полых профильных изделий из термопластичных полимеров

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3(51) В 29 0 2 В 30 УДАРСТВЕННЫ ИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИ ых алю- убовско 13361 Р(71) Воронежский завод строительнминиевых конструкций им. Ф, Б. Якго(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗГНИЯ ПОЛЫХ ПРОФИЛЬНЫХ ИЗИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИсодержащее последовательно распные экструдер, профильную головкукоторой размещен дорн, выполненн 801024292 А налом для подачи воздуха внутрь заготовки, двухсекционный калибратор с охлаждающей рубашкой, охлаждающую ванну и тянущий механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изделия путем интенсификации калибровайия, дорн выполнен с овальным поперечным сечением, оси которого пропорциональны габаритным размерам поперечного сечения изделия, а вторая секция калибратора выполнена с калибрующими поверхностями, соответствующими поверхностям основных угловых элементов впадин сечения профильного изделия, причем расстояние между первой секцией калибратора и профильной головкой выбрано равным О, - О,5 максимального размера поперечного сечения рабочей полости первой секции калибратора.50 ЧИзобретение относится к переработке пластмасс, в частности к области получения из термопластичных материалов, например из полиэтилена, профильных изделий сложной конфигурации с острыми угловыми элементами выступов и впадин, которые широко используются для различных элементов конструкций во многих отраслях промышленности.Известно устройство для изготовления полых профильных изделий, содержащее последовательно расположенные экструдер с профильной головкой, выполненной с каналом для подачи воздуха внутрь заготовки, секционный калибратор с охлаждающей рубашкой, охлаждающую ванну и тянущий механизм 11. Недостаток данного устройства состоит в том, что оно позволяет получать только профильные изделия несложной геометрической формы - трубы круглого, квадратного, овального и прямоугольного сечения, полые профильные иэделия с выступающими элементами большой толщины, без высокой точности геометрии профиля и размеров,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для изготовления полых профильных изделий из термопластичных полимеров, содержащее последовательно расположенные экструдер, профильную головку, внутри которой размещен дорн, выполненный с каналом для подачи воздуха внутрь заготовки, двухсекционный калибратор с охлаждающей рубашкой, охлаждающую ванну и тянущий механизм 12),Недостаток известного устройства состоит в низком качестве изделий, поскольку при калибровании на первой стадии по всей поверхности в первую очередь остывают и фиксируются тонкие острые элементы выступов, а остальные поверхности имеют тонкую непрочную пленку, На второй стадии калибрования только по габаритным разме, рам основные угловые элементы ласточкина хвоста не ограничены, и под действием избыточного давления воздуха, подаваемого во внутреннюю полость, заготовки искажаются. Кроме того, расстояние между профильной головкойи калибратором равно 0,15 - 1,0 максимального размера поперечного сечения рабочей полости первой секции калибратора. При указанных пределах заготовка раздувается воздухом давлением до 0,3 атм, что недостаточно для формирования острых элементов, а при увеличении давления воздуха, подаваемого вовнутрь заготовки, раздув заготовки в пространстве между профильной головкой и калибратором увеличивается, а это увеличивает угол трения 5 10 15 20 г 5 30 э: . 40 45 расплавленной массы полиэтилена относительно заходной части первой секции калибратора, что приводит к затору массы и обрыву заготовки.Целью изобретения является повышение качества изделий путем интенсификации калибрования.Для достижения поставленной цели в устройстве для изготовления полых профильных изделий из термопластичных полимеров, содержащем последовательно расположенные экструдер, профильную головку, внутри которой размещен дорн, выполненный с каналом для подачи воздуха внутрь заготовки, двухсекционный калибратор с охлаждающей рубашкойохлаждающую ванну и тянущий механизм, дорн выполнен с овальным поперечным сечением, оси которого пропорциональны габаритным размерам поперечного сечения изделия, а вторая секция к алибратора выполнена с калибрующими поверхностями, соответствующнми поверхностям основных угловых элементов впадин сечения профильного изделия, причем расстояние между первой секцией калибратора и профильной головкой выбрано равным О,1 - 0,15 максимального размера поперечного сечения рабочей полости первой секции калибратора.На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1 (формирующая часть профильной головки экструдера); на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 2 (первая секция калибратора); на фиг. 4 - разрез В - В (вторая секция калибратора); на фиг. 5 - разрез Г - Г на фиг. 4 (сечение полного профильного изделия).Устройство содержит экструдер 1, профильную головку 2, внутри которой разме; щен дорн 3, выполненный с овальным поперечным сечением, оси которого пропорциональны габаритным размерам поперечного сечения изделия, Дорн 3 выполнен с каналом 4 для подачи воздуха внутрь заготовки,Калибратор выполнен в виде двух секций 5 и б, первая секция 5 которого снабжена водяной рубашкой 7, и с одной стороны размещена от профильной головки 2 экструдера 1 на расстоянии 0,1 - 0,15 максимального размера поперечного сечения рабочей полости, а с другой - вплотную примыкает к охлаждающей ванне 8, Вторая секция 6 калибратора размещена в охлаждающей ванне 8 и вплотную примыкает к стенке ванны 8. За охлаждающей ванной 8 размещены тянущий механизм 9 и намоточный узел 1 О.Первая секция 5 состоит из четырех плит: верхней 11, нижней 12 и двух боковых 13 и 14, образуя рабочую полость калибрования по всей поверхности сечения изделия. Каждая плита 11 - 14 имеет канал для подачи охлаждающей воды.Вторая секция 6 калибратора состоит из четырех сплошных плит: верхней 15, нижней 16, и двух боковых 17 и 18. Калибрующая рабочая поверхность повторяет поверхность образующих основные элементывпадин сечения изделия. ные элементы впадин сечения профильного изделия 19, и охлаждается до необходимой температуры, при которой оно способно сох ранять заданную форму на последующих стадиях, а затем поступает в охлаждающую ванну 8, где происходит окончательное охлаждениеие.Протягивание профильного изделия 19 через калибрующую и охлаждающую систему осуществляется с, помощью тянущего механизма 9.Сформованное и остывшее пррфильно 6 изделие 19 сматывается в бухту с помощью намоточного узла 10.Пример 1. Полое профильное изделие (фиг. 5) сложной конфигурации с острыми угловыми элементами выступов и впадин с габаритами поперечного сечения 15 мм Х Х 20 мм получают из полиэтилена низкого давления ПЭНД с плотностью 0,953 г/смз.Устройство имеет следующие характеристики: диаметр шнека 63 мм; длина шнека 50 55 Устройство работает следующим образом.Расплав термопласта из экструдера 1 через профильную головку 2, снабженную дорто ном 3 овального поперечного сечения с каналом 4, поступает в свободное пространство между профильной головкой и калибратором с одновременной подачей воздуха через канал 4 внутрь профильной заготовки, который раздувает ее до размеров, превышающих размер поперечного сечения калибрующей рабочей полости первой секции 5 калибратора. Раздутая заготовка с овальным отверстием поступает в первую секцию 5 калибратора с циркулирующей в рубашке 7 водой, В первой секции 5 калибратора раздутая профильная заготовка плотно прижимается к стенкам рабочей полости, и благодаря обжатию заготовки стенками полости и пневматическому прижиму заготовки к стен кам секции 5 калибратора, профильная заготовка приобретает форму полого профильного изделия 19, что обусловлено-охлаждением и фиксацией острых выступающих элементов профиля и частичным охлаждением остальных его элементов. 30Оформленное и частично охлажденное профильное изделие 19 поступает во вторую секцию 6 калйбратора, размещенную в охлаждающей ванне 8 с проточной охлаждающей водой.Во второй секции 6 калибратора профильное изделие 19 дополнительно калибруется по поверхностям, образующим основ 1250 мм; степень сжатия шнека 4,5; сече ис дорна формующей части профильной голо- ки - овальное с осями 9 и 12 мм; длина первой секции калибратора 300 мм; длина второй секции калибратора 300 мм; расстояние между профильной головкой и первой секцией калибратора соетавляло 2,5 мм; т.е, 0,125 максимального размера поперечного сечения рабочей полости первой секции калибратора (20 мм).Температу)а по зонам эструдера, начиная от загрузки, 150 в 155 в 160 вС; температура по зонам профильной головки 155 - 145 С; скорость вращения шнека 70 - 80 об/мин; давление воздуха внутри полой заготовки 0,5 атм.Расплав ПЭНД поступает из экструдер через профильную головку в свободное пространство между профильной головки". и калибратором. Одновременно подают ик- дух под давлением 0,1 - 0,5 атм. (постои н увеличивая его) через канал в дорне ьчг -,.ч, полой профильной заготовки.Заготовка, раздутая до размеров,р вышающих размер поперечного сече 1 пя к; либрующей рабочей полости первой секи.и калибратора, поступает в калибратор. В первой секции калибратора раздутая профильная заготовка обжималась стенками рабочей полости, благодаря чему пронсхо;пгг фиксация острых выступающих элементов и частичное охлаждение остальных его элементов.Оформленное и частично охлажденное профильное изделие, поступая во вторую секцию, калибруется по поверхностям, образующим основные элементы, впадин сечения профиля, и охлаждается до температуры, при которой оно сохраняет форму, а затем поступает в охлаждающую ванну, где окнгчательно охлаждается. Одновременно с указанными стадиями протягивают профильное изделие со скоростью 2,5 - 3 м/мин с помощью тянущего устройства. Готовое изделие сматывается в бухту с помощьк намо. точного узла.Размеры основных элементов сечения с острыми выступами и впадинами соответствуют 4 - 5 классу точности ГОСТ - 11710 - - 71).Пример 2. Полое профильное издслпс и. - лучают из полиэтилена ПЭНД аналогчн примеру 1.Давление воздуха 0,3 атм, размеры острых выступающих элементов полученног профиля соответствуют 7 - 10 классу точности (ГОСТ - 11710 - 71).Пример 3, Полое профильное изделие получают из полиэтилена ПЭНД аналогично примеру 1.Расстояние между профильной головкой и первой секцией калибратора составляет1024292 Составитель М. Фитисова Редактор Н. Пушненкова Техред И. Верес Корректор А. Ильин Заказ 4298/14 Тираж 647 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 44 мм, т.е. 0,20 максимального размера поперечного сечения калибрующей рабочей полости первой секции калибратора, При таком расстоянии и давлении 0,5 атм заготовка разрывается между профильной головкой экструдера и калибратором, что не позволяет получать заданный профиль. Данным способом можно получать равнопрочное полое профильное изделие с различными острыми угловыми элементами выступов и впадин с отношением габаритных размеров сечения изделия более единицы по 4 - 5 классу точности в зависимости от природы и молекулярных характеристик применяемых термопластов. В качестве термопластичных материалов могут использоваться полистиролы, полиолефины, поливинилхлорид АБС - пластики и, например, полиэтилен с различными показателями текучести расплава (ПТР).Использование изобретения позволит изготавливать полые профильные изделия с острыми угловыми элементами выступов и впадин, которые могут найти широкое применение в качестве уплотнительных, соединительных и других элементов конструкций во многих отраслях промышленности и, в частности, в строительстве при изготовлении утепленных алюминиевых конструкций (окон, витражей, дверей и т.д.) в качестве термовкладыша (мостика холода).