Формующая угловая головка для изготовления изделий из пластмасс

,БО 14 А Р 23/04; ЕНИЯ,;. ВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСНО елью и качест- идрав- учшения тельныйкой выполнен полу выпуклой нове элемент формы с правлен ериче ность наричем олусфеинто ия с и в сторону ш ном направлен род еск па и на нены м элементе выппрямоугольно вающейся в нап отверстия глу ограничен двумвы влениной,выпу увеличи ходного которых дугами. рофиллыми Сй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Уфимский нефтяной институт(56) 1 Авторское свидетельство СССУ 927529, кл. В 29 0 23/04, 1980(54)(57) ФОРИУ 101 ЦАЯ УГЛОВАЯ ГОЛОВКАДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС по авт. св. В 927529, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, свышения проиэводительности ива иэделий путем уменьшениялического сопротивления и улгомогениэации расплава, смесИзобретение относится к конструкциям угловых формующих головок для изготовления изделий из пласт масс, может быть использовано в химической промышленности и полимерном машиностроении.По основному авт. св. В 921529 известна формующая угловая головка для изготовления иэделий иэ пластмасс, содержащая корпус с каналом для подачи расплава от экструдера, причем шнек снабжен жестко закрепленным на 20 40 мером, что вызывает прекращение подачи смазочного материала к трущимся поверхностям.Создаваемая при этом тонкая полимерная пленка в зазоре между опорной шейкой вала-шнека и внутренней поверхностью подшипника недостаточна для смазки из-за очень тонкого слоя, в результате чего в зазоре образуются пригары полимеров, склонных к термодеструкции (например, полипропилен и ПВХ), тем самым поего выходном конце смесительным элементом выполненным с винтообразными рифами по его поверхности, а угол наклона оси шнека к оси экструдера выбран в пределах 30-ч 5В известной формующей угловой головке расплав полимера, нагнетаемый экструдером, проходит через фильтр-решетку в канал, далее материал подхватывается вращающимся дополнительным шнеком, продавливается через отверстие втулки в зону вращающегося цилиндрического смесительного элемента с винтообразными рифами и попадает в кольцевую щель, образованную внешней поверхностью дорна и внутренней поверхностью калибруюшей втулки. Варьируя скорость вращения смесительного элемента и дополнительного шнека, а также величину зазора, можно легко добиться оптимального технологического режима переработки полимера с любыми физико 3 с химическими свойствами 1 ,Существенным недостатком известной конструкции является то, что при высоких давлениях экструзии смазки становится недостаточно для опорной части дополнительного шнека (на выходе) из-за давления полимера, проникающего в зазор, который создает большое сопротивление для прохода смаэывающего материала к шейке45 вала-шнека, а с другой стороны смазочный канал может забиваться поливышается сопротивление вращению дополнительного шнека и неустойчивостьего в работе, что несколько снижает производительность и надежность работы узла, ухудшает гомогенизацию расплава и качество изделий.(роме того, между торцевой поверхностью вращающегося смесительного элемента и неподвижнои торцевой поверхностью подшипника скольжения имеется зазор, где образуетсязастойная зона расплава полимера,а следовательно отсутствие плавногоперехода в смесительную зону создает дополнительное трение в зазоре между указанными поверхностями, что также несколько снижает пропускную способность формующей головки.Целью изобретения является повышение производительности и качества изделий путем уменьшения гидравлического сопротивления и улучшениягомогенизации расплава.Указанная цель достигается тем,что в формующей угловой головке дляизготовления изделий из пластмасссмесительный элемент выполнен полусферической формы с выпуклой поверхностью, направленной в сторону шнека, причем в продольном направлениина полусферическом элементе выполнены винтовые пазы прямоугольного сечения с увеличивающейся в направ,лении выходного отверстия глубиной, профиль которых ограничен двумя выпуклыми дугами.Валичие смесительного элемента, выполненного полусферической формы с выпуклой поверхностью и с винтовыми пазами представляет собой дополнительный шнек, который увеличивает давление расплава перед формующей втулкой и, тем самым, повышаетпропускную способность головки на50-702, обеспечивает дополнительнуюгомогенизацию и уменьшает гидравлическое сопротивление, а также ликвидирует застойные зоны за счет плавного перехода торцевой поверхности, выполненной в виде полусферы по ходу движения расплава,На фиг. 1 изображена формующая угловая голо.вка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. Э - разрез Б-Б на фиг. 1; нафиг. ч - смесительный элемент с винтовыми пазами в увеличенном масштабе.формующая угловая головка содержит корпус 1 где расположен двух1109314 25 3заходный шнек 2, который установлен на подшипниках качения 3 и сколь -жения 4. Подшипник 4 размещен внутривтулки 5, которая закреплена в корпусе 1 вместе с уплотнительным кольцом 6 с помощью бол 1 ов 7, а подшипник 3 качения смонтирован в корпусе 1, ролики 8 которого имеют отверстия 9 (фиг. 2) .На выходном конце шнекажесткозакреплен на резьбе смесительныйэлемент 10 полусферической формы свыпуклой поверхностью, направленнойв сторону шнека 2. В продольном направлении на полусферическом элементе 10 выполнены винтовые пазы 11прямоугольного сечения с увеличивающейся в направлении выходногоотверстия 12 глубиной, профиль которых ограничен двумя выпуклымидугами 13 и 14 (фиг. 4). Во избежание отворачивания смесительногополусферического элемента 10 предусмотрено поджатие его контргайкой 15,Для смазки подшипника 4 скольжения установлена масленка 16. Дляподжатия подшипника 3 качения установлена калибрующая втулка 17, закрепленная Фланцем 18 с уплотняющимкольцом 19 с помощью болтов 20. Вкалибрующей втулке 17 расположеннеподвижно дорн 21 и регулировочныеболты 22. В дорне 21 выполнен канал23 для охлаждения, сообщенный с патрубком 24,35На выходе в форыующую головкуустановлен фильтр в решет 25, который закреплен втулкой 26.Корпус 1 головки соединен с экструдером (не показан) с помощьюплиты 27. Ось шнека 2 расположенапод углом 30-45 О к оси экструдера,для подачи расплава от которогопредназначен канал 28.Формующая угловая головка рабовтает следующим образом.Расплав полимера, нагнетаемыйэкструдером, проходит через Фильтррешетку 25 в канал 28, далее материал подхватывается вращающимся шнеком 2, продавливается через отверстия 9 роликов 8 и между ними в зонувращающегося полусферического смесительного элемента 10 с винтовымипазами 11 и далее попадает в выходное отверстие 12, образованное внешней поверхностью дорна 2 1 и внутренней поверхностью калибрующей втулки 17. 4При замене дорна 2 1 и втулки 17на меньший или больший диаметрыможно получить полые изделия различных геометрических размеров.Шнек 2 и смесительный полусферический элемент 10 совместно приводятся во вращение электродвигателемчерез вариатор (не показаны),В зазоре, образованном между поверхностью калибрующей втулки 17 иповерхностью вращающегося элемента10, возникает сложный сдвиг, который снижает эффективную вязкость иуменьшает гидравлическое сопротивление, что позволяет существенно увеличить объемную скорость выходаэкструдата, В зоне сложного сдвигапроисходит усиленная гомогенизация,что положительно сказывается на качестве изделий.Варьируя скорость вращения смесительного элемента 10 и шнека 2, атакже величину зазора, можно легкодобиваться оптимального технологического режима переработки полимера с любыми Физико-химическими свой,ствами.Прямоугольное сечение винтовыхпазов 11 способствует еще большемуувеличению давления. расплава при егопрохождении через смесительный полусферический элемент 10.Экспериментальные исследованияпроводились на опытной установке,состоящей из экструдера с червякомдиаметром 40 мм и длиной 640 мм,Формующей головки со шнеком 2 диаметром 75 мм длиной нарезки 60 мми полусферическим смесительным элементом радиусом 35 мм, Глубина винтовых прямоугольных пазов постепенно увеличивается по ходу движенияполимера от оси шнека по периферийной поверхности полусферы до 7 мм,ширина канавки составляет 11 мм.При вращении дополнительногошнека (75 об/мин) с постоянным давлением, создаваемым основным шнеком(2,0 МПа), при получении труб изПВХ наружным диаметром 50 мм, толщиной 2,5 мм при температуре экструзии 170 С, производительность головки увеличивалась на 657 по сравнению с известной головкой. Производительность определяют по объемному расходу. Производительностьпо ПВХ в известной головке составила 313,0 г/мин, а в головке предложенной конструкции 516,0 г/мин, 1109314Производительность по полиэтилену ПЭВД при температуре 150 С при тех же остальных параметрах соответственно возросла с 137,7 г/мин до 233,8 г/мин, что составляет 697Использование изобретения позволит обеспечить прирост производительности на 50-707. по сравнению с известной головкой, повысить надежность и качество полимерных иэделий путем эффективной гомогенизации и ликвидации застойных зон ипригаров полимера и повысить меха ническую прочность.Экономический эффект от внедрения предлагаемой формующей головкина одном промышленном экструцересоставит около 53,0 тыс, руб. в год.аказ 5988/12 1130 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 640 НИИПИ Государств по делам изобре 5, Москва, Ж, Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5