Способ охлаждения полимерной трубчатой заготовки и установка для осуществления способа

О П-И-"С-"А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскна Соцмалнстнческмк Республик(51) М, Км. В 29 О 7/02 В 29 Р 7/20 Государственный комитет СССР но ледам изобретений и открытийОнубликовано 1 504,8 О. Бюллетень,% 14 Дата опубликования описания 150480(72) Автор . изобретения Иностранец Филип Хью КаррикоИностранная ФирмаДженерал Электрик Компаниф ( США)(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБАИзобретение относится к областипроизводства трубчатых изделий изполимерных материалов экструзией,в частности к способам охлаждениятрубчатых полимерных заготовок иоборудованию для осуществления способа.Известен способ охлаждения полимерной трубчатой заготовки, выходящей из экструзионной головки на охлаждаемый дорн, с последующим охлаждением в водяной ванне (1,Указанный способ позволяет получать гладкую внутреннюю поверхностьтрубы, однако при эхом не контролируется ее внешний диаметр, а производительность лимитируется скоростьюохл ажде ни я.Известен также способ охлажденияполимерной трубчатой заготовки, выходящей из экструзионной головкина охлаждаемый дорн, путем последовательной подачи газообразного агента и воды внутрь трубчатой заготовки (2 .Данный способ позволяет интенсифицировать процесс охлаждения и повысить производительность.Способ осуществляют на установке,содержащей кольцевую экструзионную головку, соосный ей охлаждаемый калибрующий дорн и каналы для последовательной подачи газа и жидкости.Недостатками способа являются неравномерность охлаждения трубчатыхзаготовок и невысокое качество из -готавливаемых изделий.Цель изобретения - повысить равномерность охлаждения и качество 1 О формуемых заготовок.Предлагается новый способ охлаждения полимерной трубчатой заготовки, выходящей из экструзионной головки на охлаждаемый дорн, осуществление которого обуславливаетсяприменением устройства определеннойновой конструкции.Способ согласно изобретению отличается от известного способа охлаждения полимерной трубчатой заготовки, выходящей из экструзионнойголовки на охлаждаемый дорн, путемпоследовательной подачи газообраз -ного агента и воды внутрь трубчатойзаготовки, тем, что подачу газообразного агента и воды осуществляютв зазор между экструзионной головкой и охлаждаемым дорном, разделеннымна две последовательно расположенныеполости, в первую из которых в качестве газообразного агента подают пар,конценсируо)(ийсг( при со(рикосноне -нии с ВОдо 1, годанае. (ОЙ во нто; юполость.Та(011 СПОСОб Е О)КС)С б; ( ), ОСу. (а:тВлен установкой но). эй кс ноОук 1 и .содержащей коль (евую зкструзис)н у:,)головку, ссосный ей охла)к).(ает)(ли бруюий ДОрн и каналы,г 5 я Гсэ)е,г("("нательной подачи газа. и ) 1)хост.:; г )3 ) Отличие установки) позналнл;.,ее ОСущЕСтнИТЬ ПРЕДг)аГаЕ(Ь 1 СЛЕСоб ( состоит в том, что уста; - ,он;а саб - )кена контактирующим с нну. Ренне.; и( - верхностью э аготон ки е ье(енн(.; ПЛаотИНЧатЫМ УПЛОТТЕЕНИЕ.Г)ЗС 1.).;С(-. женным между 3:струзОнной -От(- л.с) и охлаждаелым калибр.:),и:л,)(ор.) . Разующим с нимя е зсготов 10: (ало .(Н), соот Вс тст Вен но сооб 1 ан.е с 5(. и а лами для подачи газа н )(1;(зсть, 1 ри эт Ом у 1 лОт н(н и е 1(зж(гт бы ) ны" Полнено н ниде усеченного конуса, обращенного большей сторое 01; к катИбрующему дорну, причем больший его диаметр превышает диаметр дорна, а мен ьший диаметр - мен ьшс,циаметр а фор- муемой заготовки.На фиг. 1 показана установка общий вид; на фиг. 2 - каг(ибрус)щий Охлаждаемей дорн, пог(ерчньЙ 5)а 13 эез; н а фи г. 3 - узел уплотнения.Устанонка содержит зкструдер 1 с кольцевой головкой 2, соосный ей охлаждаемый калибрующий дорн 3, кольцевое г:ластинчатое уплотнение 4, расположенное между зкструзионнэй головкой 2 и калибрующим дорном 3, Уплотнение 4 содержит изолирующее и центрирующее кольцо 5, которое располагается между головкой 2 и дорном 3 и действует в качестве центрирующего кольца для дорна 3, голонки 2 .Уплотнения 4, Кольцо 5 изолир,.(ет также нагрев дорна .) от головки 2, Уплот - н ение 4 представляет собой жесткую пластину или шайбу, которая прикреп - ляется книжней стороне дорна 3 гос - редстном центрирующего цилиндра б совместно с центрирующим кольцом 5, Против нижней поверхности пластины углотнения 4 размещается соответствующая неметаллическая .пластина типа. стеклянной слоистой шайбы 7 так что конденсация на нижней поверхности уплотнения 4 сводится к минимум(у. Уплотнение 4 образует с голонкойцорном и заготовкой полости А и Б, соо- ветственно сообщающиеся с каналами 8 и Э для подачи газа и жидкости. Трубопроводы 10 служат для подачи охлаждающей жидкости внутрь дорна 3 Уплотнение может быть выполнено,как показано на фиг,3, с дополнительной пластиной 11, расположенной на некотором расстоянии от пластины 4 для образОв ".ия обратного канала Б для циркуляции жидкости, которая поступает по трубопроводу 12 и отводится 6 Орубо) р 0)10 )ту 1 , ( 5(1.а ( кон гкгу:1,)(ст(1 е)Ня 1:ознояет применять его.(. елзпере,)1 аюгей среды, Давление нодьн по.;Ос и . должнс г(оддержинатьсяминимальным чтобы предотнг)а. Итьраздунание заготовки от дорна споследующей потерей з,кективного иранноме.)Ного охла)сдееЕЯ. Под действи -ем движени я з аготовки гонерх пластины 4 и з тесном контакте с ней можетпроисходить движение тонкого слояводы вверх благодаря капиллярномчдействию, однако при этом должно бытьнекоторое дополнительное действиеи аг 11 е . ани я СЛОЙ воды 1 ли слОЙ жидкос(и между заготовкой и дорном оченьтон:(ий( толщина е"о обычно составляет .гн 1 е 16, 0 мил (О, 254 мм(, следовательно, внутри него Очень .аленькоедав.;ение. стремящееся Вызвать отрывзаготовки 01 дорн 1 или От пластины 4.По этой при ине высота дорна не ограничивается, Для з)фективного охлаждени я тегЛО От полипропиленОВОЙ Эа.го -тов-и 14 передается через слой жид 0 сти иео)е". - с)р - Вк к,к )(оследнии также О, )а;:,дается посредством охлаждающей )(дкости( циркулирующей через негО ".О трубо 1 РОВОТам 10,"пособ предпочгителен для полипропиленонсй он денса) ореОй плени, ПолипрО.Иленовая пленка( испОльзу(ма я нкачестве кон пенса . орного дизле ктри ка,должна гродставлять собой очень чистый сортполипропилена с минимальнымОл:(честном дефекон, минимальнымличестно)л пустот и минимальной неОав:-Омерностею то)1 щинь,Во нре.л работы предлагаемой установки возможно перемещение воздухаеаходягося в полости Б между пласти:1:)и уплотнения и головкой, мимопла. Тины уплотнения, и смегиваниего с охлаж-ающей нодой, Эо просачин ан ие ВызыВает Об:л ьные дефе кты наповзрхнос).и полипропиленовой пленки,потому что ггрерынается охлаждение тех:асгей пленки, которые сопри касаютсяс увлеаемымвоздухом, Эти 1 ефектыза; отовки приводят к увеличивающимся дефектам н готовой рукавной полипропи-. леновой пленке 15 (показанной на Фиг.1) полученной после нагрена и раэдува трубчатой заготовки 14. Б качестне атмосферы в полости Б должна быть атмосфера паров жидкостиимпольэу емой для охл аждени я. Если, например,. охлаждающей жидкостью для дорна является вода, ТО полость Б для вытеснения воздуха должна заполняться нодяным паром или предпочтительно туманом. (ц Давление атмосферы пара в полости Б примерно эквивалентно давлению охлаждающей жидкости, протекающей в полости А. Когда под действием трубной заготовки 14 вызывается просачивание5атмосферы мимо пластины уплотнения в полость Б, атмосфера, если она пре дст авл яет со бой пар, приходит непосредственно в соприкосновение с Охлаждающей водой в полости А, где 2 сразу конденсируетсяСовсем исключается или сводится к минимуму Образование гузырькон случайно увлекаемого воздуха, проходящих вдоль дор - н а,. и у стр ан яет ся нер ав номер но ст ь 15 охл аждени я.Охлаждение трубчатой заготовки 14 на коротком отре э ке вдоль о си между пластиной уплотнения и дорном весьма критично. Размер полости А вдоль оси должен регулироваться в узких пределах. Температура расплавленного полипропилена составляет примерно 450 ОФ, и кипение воды является серьез в . ной проблемой для эффективттого водя- но.о охлаждения. Хорошие результаты об.спечены зазором примерно 10-50 мил (0,254-1,27 мм) при диаметре пластины уплотнения примерно 40 дюймов (101,б см).Предгсчтительной формой пластины 4 в соответствии с изобретением является усеченный конус, обращенный большей стороной к калибрующему дорну, причем больший его диаметр Г превышает диаметр дорна, а меньший диаметр В - меньше диаметра формуемой заготовки.При пластинах с закругленными кромками охлаждающая жидкость, протекающая через полость А, вследствие закругления приходит н соприкосновение с трубчатой заготовкой 14 на большем расстоянии вдоль оси,часть жидкости между закруглением пластины и заготовкой 14 находится н канавке и не участвует н циркуляции, образуя точки перегрева и неравно - мерное охлаждение на этой кольцевой поверхности трубчатой заготовки.Подходящим материалом для пластин являются полиимиды, насыщенные угле родом и тефлоном, Поскольку нижняя сторона пластины уплотнения сравнительно холодная, пар конденсируется, образуя капел(;1, падающие на головку и движущиеся.в полости Б., чтобы ЯФормула и зо бретени я ения полимернойвыходящей иэ хи, на охлаждаемый ва.ельной подачи а 1: воды внутрьотли чаюс целью повыся;а 1;дени я, по- агента и воды 1,. Способ схлажд трубчатой за го. Огк 1 экструзионнсй голов дорн, и гем последо га;:.ообразиого агент тру бчат ой з а Тато В (и щи й с я те.;, что шения равномерОс.и дачу ГазообразтОгоВ КОНЕЧНОМ ИТСГЕ ВСЙТИ В СОПРИКОС -нснение с полипрспиленоной заготовкой т. Оставляя отметки на конечнойпленке, Поэтоту под пластиной уплотнения 4 размещается изоляционная1 ластина 7 из материала типа слоистого стекла.Размер дак.етр;т пластины уплотнеНня ОТНОСИТЕЛЬНО дттаМЕТ,а КаЛИбруЮщего дорна таОке играет зажную роль.Дпа НЕТО Птта(. ттв 1 унтЛОТ НЕНИ я Прнудонлетворгггельнсм исполнении примерно на 10 и.:дл (От 254 мм) больше диаметИЛНСТИНЫ УПтОТНЕНИЯ,диаметр=т которых примерно на 1-2 мила(2, 54 10 - 508 10 мм) больше диаметра дорна,. дают худшие результаты.Пластины уплот не ни я, ди аметры которыхпримерно на 20 мл (50, 8 10 мм) больВЕ т ТахжЕ ДаТ 1 ЕУ ДОВЛЕТНОРИТЕЛЬНЫЕрезулътать:. Отти а 11 з причин этОГОнеудовле. Веритеного действия сос -т О 1,т В том, что з амедляет ся перенс степла, что прпвот;т к кипению ипоявлению пя."ен на глен хе.При прохождении вдоль дорна заготовка значительно сжимаетсяпримерНО на 23 во вр мя ее охлаждения,1 акое ох.ттаж",енте оет происходитьна калибрующих дорнах с длиной примерно 12 - 20 дюймов (примерно 30, 550, 8 см) . Б любом случае целесообразно обеспечить некоторую конусность по,т.гтине Дорна, Конуснссть, равная примерно 2 милам на 1 ДЮЙМ(2 10мм на 10 мм) длинь, дала хорош(е результаты,Благодаря 1 аличию кольцевого пластинчатого уплс- нения, расположенногомежду экструэионнсй головкой и охлаждаемым калибрующим дорном и обрзующе Гс с нитги и 3 а ГОтОВ КОЙ пОлОстисоответстьеьно сообщающиеся с кана: а тн ДЛЯ 1:ОДаЧИ Гаэ а И жИДКОСтИ,Осуществляю- охла кдение посредствомОЧЕНЬ ТОНКОГО СЛС 51 ВОдттт ТОЛЩИНОЙпримерно в 1 .Ил (2, 54 ) 0мм) .Первоначальное Охлаждение трубчатойзаготовки, когда сна выходит из головки,. Происходит очень точно и равномерно гри направлении охлаждающейжидкости к определенной и регулируемой части поверхности трубчатой заготовки, что приводит к получениюиздели., н:астности поли:.ропиленоВой пленки, гысокогс качестВа.осуществляют в зазор между экструзиочной головкой и охлаждаемым дорнам,разделенным на две последовательнорасположенные полости, в первую изкоторых в качестве газообразногоагента подают пар, конденсирующийсяпри соприкосновении с водой, подаваемой во вторую полость,2. Установка для осуществленияспособа по п.1, содержащая кольцевуюэкструзионную головку, соосный ейохлаждаемый калибрующий дорн и каналыдля последовательной подачи газа ижидкости, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения качестваформуемых заготовок, установка снабжена контактирующим с внутренней поверхностью заготовки кольцевым пластинчатым уплотнением, расположеннгммежду экструзионной головкой и охлажд немым калибрующим дорном и образующимс ними и заготовкой полости, соответственно сообщающиеся с каналамидля подачи газа и жидкости,3, Установка по и. 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что уплотнениевыполнено в виде усеченного конуса,обращенного большей стороной к калибрующему дорну, причем больший егодиаметр превьыает диаметр дорна, а1 Оменьший диаметр - меньше диаметраформуемой заготовки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Грифф А. Технология экструзиипластмасс. И., Иир, 1965,15 с, 48-50, фиг,3.7 В.2. Авторское свидетельство СССР9 286841, кл. Э 29 Р 23/04, 1969