Устройство для непрерывного формования изделий из порошкообразных полимеров

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 0 4 В 29 С 43/22 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н А ВТОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промьпппенности и Государственный проектный и научно-исследовательский институт "1 ипроникель"(56) Авторское свидетельство СССР, У 682380, кл. В 29 С 43/22, 1977.Авторское свидетельство СССР В 1047715, кл. В 29 С 43/22, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКООБРАЗНЫХ ПОЛИМЕРОВ(57) Изобретение относится к машиностроению. Оно может быть использовано при изготовлении длинномерных изделий из порошков термопластов. Цель изобретения - увеличение производительности устройства и расширение технологических возможностей за счет.80142341 получения длинномерных иэделий из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Дпя чего порошок полиэтилена с помощью дозатора засыпают в загрузочный бункер, посредством инструмента продольной подпрессовки проталкивают в продольный канал корпуса. Канал наогрет до 180-220 С. При движении инструмента продольной подпрессовки вправо порошок уплотняется, образуя элементарный слой и в конце хода инструмента под давлением 10-15 МПа вдавливается в полость переменного сечения, образованную гребенками, Площадь поперечного сечения их выбра- на в пределах от 40 до 502 площади поперечного сечения канала в месте их установки. Следующая порция слояперемещает предыдущую до тех пор,пока этот слой не перейдет в высоко эластичное состояние, Затем материал достигает сужающейся части гребенок, передеформируется, принимает форму изделия. Перед прессованием в направлении, перпендикулярном оси продольного канала, в узле фрикционного замыкания его охлаждают, Затем нижня часть этого узла отходит от изделия, оно передвигается на шаг. 2 табл 4 ил.Изобретение относится к машино" строению, в частности к целлюлознобумажному, и может быть использовано при изгото пении изде ий из поро яов 5 термопластов (например, сверхвысоко- молекулярного полиэтилена),Цель изобретения - увеличение производительности устройства и расширения его технологических возможностей за счет получения длинномерных изделий из сверхвысокомопекулярного полиэтилена.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, на фиг. 2 - разрез А-А 15 на фиг. 1 на фиг. 3 в , разрез Б-Б на Фиг, 1; на фиг, 4 - разрез В-В на фиг.1.ФУстройство содержйт корпус 1 с загрузочным бункером 2.В корпусе 1(со ,осно ему) выполнен продольный канал 3. На торцовой поверхности 4 корпуса 1 ;выполнено выходное отверстие 5. Устройство также содержит инструмент б продольной подпрессовки, инструмент 25 поперечного прессования и узел фрикциокного замыкания, выполненный в вие закрепленных на корпусе 1 (со стороны его выходного отверстия 5),с образованием клинового зазораверхней 30 8 и нижней 9 частей. Инструмент поперечного прессования выполнен в виде установленных в продольном канале 3 с образованием полости 10 переменного поперечного сечения гребенок 11, 35 сужающихся в направлении к выходному отверстию 5 корпуса 1, снабженному размещенными по периметру полости 10, нагревателями 12. Загрузочный бункер 2 снабжен установленным в нем доза- щ ором 13. Площадь поперечного сечения ребенок 1,1 выбрана в пределах от 40 до 507 площади поперечного сечения канала 3 в месте их установки. Нижняя часть 9 узла фрикционного замь 1 ка.-45 ния закреплена на торцовой поверхности 4 корпуса 1. Поверхность 4 сопряжена с нижней частью 9 по замкнутой кривой Г для охвата изделия. Нижняя часть 9 закреплена с возможностью ее качания от:носительно верхней части 8. Инструмент б продольной подпрессовки выполнен в виде плунжера, Гребенки 11 в плане имеют обтекаемую форму. В узле фрикционного замыкания55 выполнены каналы 14 для протока воды, Нижняя часть 9 узла фрикционного замыкания закреплена на торцовой поверх. ности 4 посредством шарнира 15 Устройство работает следующим образом.В загрузочный бункер 2 с дозатором 13 засыпают порошок сверхвысокомолекулярного полиэтилена, Инструмент б продольной подпрессовки (плунжер) находится в крайнем левом положении, а задвижка (не показана) открыта. Порошок поступает в продольный канал 3, нагретый до 180-220 С. При движении инструмента 6 вправо порошок уплотняется, в результате чего образуется элементарный "лой тощиной 3 мм, который в конце хода инструмента б под давлением 10 - 15 МПа вдавливается в полость 13 переменного поперечного сечения. Пэи вдавливании слоя скорость прохождения материала увеличивается, т,е, происходит перераспределение его объема, в результате которого поверхность соприкосновения полимера с нагретым металлом увеличивается, в результате чего улучшаются условия теплообмена, так как с уменьшением толщины слоя сокращается время его нагрева и перехода в высоко- эластичное состояние. Следующая порция вдавливаемого слоя перемещает предыдущую до тех пор, пока этот слой не перейдет в высокоэластичное сос - тояние, В процессе перемещения слоев между зубьями (они выполнены сужающимися) гребенок 11 они соединяются между собой в единое целое, Кроме того, наличие гребенок 11 в полости 10 продольного канала 3 сокращает время прогрева полиэтилена в устройстве перед его запуском. Осаживание производят в зоне сужения зубьев гребенок 11 в момент передвижения заготовки изделия 16 когда нижняя часть 9 узла фрикционного замыкания находится в горизонтальном положении, а давление в нем равно нулю. Движущийся материал при достижении участка зубьев гребенок 11 с сужающейся частью теряет скорость и, передеформируясь, принимает форму изделия 16 так как в этой части полости 10 площадь ее поперечного сечения больше площади попереч;:ого сечения заготовки изделия 16, а рансе полученная часть изделия 16 создает 1 пор в клиновом зазореузла фрикционного замыкания, Сопряжение нижней части 9 с торцовой поверхностью 4 корпуса 1 по замкну.ой кривой Г совместно с воздушной прослойкой сокращает ону распростране 3 14234ния тепла из продольного канала 3 вузел фрикционного замыкания на 2025 мм а следовательно, сокращаетсяи зона адгезии горячего металла с по"5лимером. Последнее приводит к уменьшению усилия проталкивания. Затемнижняя часть 9 отходит от изделия 16,а последняя передвигается на шаг вузел фрикционного замыкания. Здесь 10на участке длиной 20-25 мм в периодосаживания и остановки поверхностьизделия 16 охлаждают до 30-40 С, Таккак внутри иэделия 16 материал ещене успевает охладиться, то при прессовании под давлением происходит устранение внутренних дефектов,При каждом качении устанавливаетсяновая величина клинового зазора 7,зависящего от объема спрессованногоранее материала, что делает невозможным эаклинивание изделия 16 в устройстве, Кроме того, когда нижняя часть9 узла фрикционного замыкания опущена, то материал, находящийся в нем, 25не нужно прогревать перед запускомустройства, что сокращает подготовительное время,П р и м е р 1, Изготовление длинномерного изделия с поперечным сече- ЗОнием .60 х 20 мм производилось на устройстве, схема которого показана нафиг, 1, в следующем порядке,Порцию порошка, достаточную дляпрес"ования элементарного слоя толщиной 2 мм, подавали в продольный канал3, когда инструмент 6 продольной подпрессовки (плунжер) находился в крайнем левом положении.При движении плунжера иэ левого 40йоложения в правое прессовали элементарный слой под давлением 12,5 ИПапри 200 С.При крайнем правом положении плунжера слой вдавливали в полость 10, в 4которой площадь сечения гребенок 11составляла 457. площади поперечногосечения продольного канала 3.В конце каждого движения плунжеравправо вдавленный слой периодическиперемещался вдоль гребенок 11 на расстояние около 4 мм, причем при движении слоя происходило его соединениес другими слоями, так как площадь бокового нагрева материала увеличиласьв два раза, а время перехода материала в высокоэластичное состояние сократилось по сравнению с вариантом безполости 10 в три раза,10При выходе материала на сужающуюсячасть гребенок 11 заготовка изделия16 начинает осаживаться, так как ранее изготовленная часть изделия 16является упором, При этом скоростьпрохождения материала снижалась доскорости, которая быпа перед входомв полость 10.При входе материала на узел фрикционного замыкания поверхность изделия 16 резко охлаждается до 30-40 Си на поверхности образуется корочкатвердого материала толщиной 1-1,5 мм.При дальнейшем перемещении изделие16 подвергалось прессованию под давлением 2,5 ИПа в направлении, перпендикулярном направлению его перемещения, и одновременно охлаждалось.П р и м е р 2. Условия изготовления изделия 16 те же, что и в примере 1, за исключением того, что изме 1нялась площадь поперечного сечениягребенок 11, Длина полости 10 оставалась постоянной. Измерялось времяперехода материала в высокоэластичное состояние и производительностьустроиства,Результаты измерений представлены в табл.П р и.м е р 3. Условия изготовления изделия 16 те же, что и в примере 1,Измерялась температура с помощьютермопар в двух точках: на конце полости 10 и на узле фрикционного замыкания, на расстоянии 20 мм торца,Расстояние между термопарами 25 мм.В опытах измерялась толщиной замкнутой кривой Г между продольным каналом 3 и узлом фрикционного замыкания, а также измерялась потребляемаяустройством мощность. Изготовленноеизделие 16 разрезалось. На разрезахопреде.ялась толщина корки и наличиевнутренних дефектов.Результаты опытов приведены втабл, 2,Скорость охлажденияперепад температуры 160-170время охлаждения (0,4+0,4)200-210 С/мин, где 0,4 - время остановки, мин (определено путем замера времени остановки);0,4 - время осаживания при производительности устройства, равной 3 м/ч (определено на основе замеров14234 10 45 50 60 Площадь гребенок, % 30 Гремя перехода в высокоэластичное состояние, мин 20 10 6,5 6,2 6,3 Производительность, м/ч 1 15 2,9 3 2,8 0,8Устройству не хватает мощности для того, чтобы продавить полиэтилен через полость 10Таблица 2 Дефекты , СравнительТемпература, С Толщина эам кнутой кри вой Г ммПерепадтемператур надлине25 ммС Толщина корки,ная мощность узла фрикцио нног озамыкания полости 10 пере- менного и поперечногосечения 200 100 100 0,3-0, 5 Раковины 160 0,8-1,0170 5 Отсутствуют Отсутствуют 200 200 5длины изготовляемого иэделия 16 и времени) .Использование предлагаемого устройства повышает производительность5 изготовления длинномерных изделий за счет улучшения условий теплообмена в переменном сечении корпуса, что позволяет изготавливать изделия с большой площадью поперечного сечения, 10 расширяя тем самым технологические возможности получения крупногабаритных длинномернык иэделий. Формула изобретения 16Устройство для непрерывного фор,мования иэделий из порошкообразных полимеров, содержащее корпус с загрузочным бункером, соосно выполненным в нем продольным каналом, выходным 20 отверстием на его торцовой поверхности, инструмент продольной подпрессовки, инструмент поперечного прессования и узел фрикционного замыкания, выполненный в виде закрепленных на кор пусе со стороны его выходного отверстия с образованием клинового зазора верхней и нижней частей, причем верхняя часть неподвижно закреплена наторцовой поверхности корпуса, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения прсиэводительностиустройства и расширения его технологических возможностей эа счет получения длинномерныхиэделий из .-верхвысокомолекулярного полиэтилена, инструмент поперечного прессования выполнен в виде установленных в продольном канале с образованием полости переменного поперечного сечения гребенок сужающихся в направлении к выходному отверстию корпуса, которыйснабжен размещенными по периметру полости нагревателямя причем загрузочный бункер снабжен установленным внем доэатором, площадь поперечногосечения гребенок выбрана в пределахот 40 до 50% площади поперечного сечения канала в месте их установки,нижняя часть узла фрикционного замыкания закреплена на торцовой, сопряженной с ним по замкнутой кривой дляохвата изделия, поверхности корпусас возможностью ее качания относительно верхней част.1,Таблица 1/5 роизводствеяно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,фа осами 3 жг.8 Тираж 559 ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москва, Подписноетвенного комитета ССбретений и открытий35, Раушская наб., д