Устройство для охлаждения экструдируемых полимерных изделий

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭКСТРУДИРУЕМЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙИзоб полимер ности к экструд погонажнетение отно ых изделий устройствам ируемых трубых изделий ится к переработк кструзией, в частдля охлаждениякабелей и других в колеблющемся по- жидкости. жидкости, так как соответствуют 60 ала вибропровода, одшипниковые опо аких оборотах вал аждаю токе долговечн ого, с ростом диа ается диаметр за личеств ажд приводит к значит гетических затрат аф Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к иэобретению является устройство для охлаждения экструдируемых полимерных иэделий, содержащее установленную на опорной раме замкнутую камеру с торцовыми фланцами, выполненные из эластичного оматериала, с центральным отверстием для прохода охлаждаемого изделия перегородки, установленные на входе и выходе из замкнутой камеры, расположенИзвестно устройство для охлаждения экструдируемых полимерных иэделий, содержащее установленную на опорной раме замкнутую камеру с торцовыми фланцами, выполненные иэ эластичного материала с центральным отверстием для прохода охлаждаемого изделия перегородки,. ус- тановленные на входе и выходе иэ замкнутой камеры, расположенные на камере штуцера для входа и выхода охлаждающей жидкости, и вибропривод 1Недостатком такого устройства является то, что оно не позволяет охлаждать изделия с наружным диаметром более 100 мм, поскольку вибропровод не создает значительную, порядка 100-ЗООГц и болеечастоту. колебаний охлаждающей указанные частоты 00-18000 об/мин Опорная, система и ры вибропривода при а работают очень тковременно. Кроме метра трубы увеличимкнутой камеры и аюшей жидкости, что льному росту энери мощности .вибропри428 3 975ные на камере штуцера для входа и выхода охлаждающей жидкости, и вибропривод 21,Недостаток известного устройствасостоит в том, .что оно не позволяетвести интенсивный процесс охлаждениятруб диаметром свыше 100 мм, таккак для создания незатухающего вращающегося вихря вокруг изделия, диаметром свыше 100 мм, требуется создатьамплитуду колебания не менее 6-10 мм,а частоту колебаний довести до 50 Гци более, что вибропривод не позволяетосуществить. Кроме того, устройствопозволяет создавать интенсивное круговое движение потока охлаждающей жидкости вокруг продольной оси охлаждаемого изделия лищь при значительных(до 10) ускорениях колебания корпусаохлаждающего устройства, что создаетзначительные динамические нагрузки наопорную раму и вибропривод охлаждающего устройства с колеблющимся потоком охлаждающей жикасти. 10 15 20 30 35 40 45 жидкостью через щтуцера 17. Через уп-,55 лотнительные перегородки 12 протягиЦель изобретения - повышение эффективности процесса охлаждения термопластичных труб большого диаметра эа счет снижения динамических нагрузок на опорную раму устройства.Поставленная цель достигается тем., что в устройстве для охлаждения экстру дируемых полимерных изделий, содержащем установленную на опорной раме замкнутую камеру с торцовыми фланцами, ,выполненными из эластичного материала с центральным отверстием для прохода охлаждаемого изделия перегородки, установленные на входе и выходе из замкнутой камеры, расположенные на камере штуцера для входа и выхода охлаждающей жидкости, и вибпривод, в днекамеры выполнены отверстия, закрытыегибкими элементами, а вибропривод выполнен в виде установленных на валукулачков, число которых выбрано равнымчислу отверстий в дне камеры, причемкулачки размещены равномерно по округ- ности вала со смещением относительно друг друга, а каждый кулачок выполненв виде ролика, установленного в обойме,смонтированной на стержне, закрепленном на валу, и установлен с возможностью обкатки роликами гибких элементов. На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства для охлаждения экструдируемых полимерных иэделий, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1. фУстройство содержит замкнутую камеру 1 с верхней крышкой 2, установленную на опорной раме 3, На нижнем основании опорной рамы 3 установлен на двух подшипниковых опорах 4 вал 5 с закрепленными на нем кулачками, каждыйиз которых выполнен в виде ролика 6,установленного на обойме 7, смонтированной на стержне 8, закрепленном навалу 5, Обойма 7 закреплена на стержне 8 с помощью резьбового соединения,что позволяет регулировать длину кулачка, Кулачки размещены равномерно поокружности вала 5 со смещением относительно друг друга. Вал 5 соединен сэлектродвигателем 9 посредством упругоймуфты 10. На торцовых стенках замкнутой камеры 1 расположены фланцы11 и выполненные из эластичного материала с центральным отверстием дляпрохода охлажцаемого изделия перегородки 12, служащие для герметизациивнутреннего объема камеры 1. В дне камеры 1 выполнены отверстия 13, закрытые гибкими элементами 14 иэ резины. В замкнутой камере 1 расположены на различных по высоте уровнях три коленообразных сливных патрубка 15, которые служат для поддержаниясоответствующего уровня охлаждающейжидкости,Для предотвращения всплытия охлаждаемого иэделия (трубы из полимера) вкамере 1 охлаждающего устройства установлены ограничители, представляющие собой укрепленные на боковой стенке камеры 1 в опорах скольжения (непоказаны), выполненных из фторопласта,валики 16, с возможностью их вращенияпри протягивании изделия через охлаждающее устройство.На крышке 2 расположено смотровоеокно (не показано) и два штуцера 17для подвода охлаждающей жидкости,Работа устройства осуществляетсяследующим образом. От электродвигателя 9 через упругую муфту 10 вращательное движение передается на вал 5. Вал 5, вращаясь, поочередно контактирует кулачками (роликами 6) с гибкими элементами 14, закрепленными в отверстиях 13 дна камеры 1. Камера 1 заполнена охлаждающей ваке тянущим устройством (не показано) охлаждаемое изделие - трубу 18,которая помещена в ограничительные ва28 4И =350 Вт позволял развивать числооборотов вала в диапазоне 300- 6000 об/мин. Так как кулачки размещены равномерно по окружности вала со смешением относительно друг друга, то в течение одного оборота вала возникает три ударных волны. В указанном диапазоне вращения вала число ударных волн и соответствующее им число колебаний составляло соответственно 15-300 Гц. В качестве охлаждаемого иэделия в камеру помешали трубу иэ ПЭНД диаметром 110 мм и толщиной стенки 5 мм. С ростом числа оборотов вала от 300 об/мин и выше наблюдалось через смотровое окно на крыше камеры увеличение ш 1 тенсивности перемешивал .я охлаждающей жидкости по всему объему камеры на оборотах, равйых И =1200- 1500 об/мин, Интенсивность перемешивания охлаждающей жидкости определялась при помощи наблюдения через смотровое окно за циркуляцией гранул ПЭНД, помещенных в охлаждающую жидкость. Гранулы ПЭНД служили индикаторами для качественного визуального определения степени интенсивности перемешивания охлаждающей жидкости в устройстве вокруг и вдоль охлаждаемой трубы. Уровень охлаждающей воды был установлен в камере таким образом, что превышал на величину 40-60 мм верхнюю часть изделия и не доходил до верхней крышки корпуса на величину 2-3 амплитуд волны, т.е. 20-60 мм, Этот зазор необходим для осуществления свободного движения и перемешивания охлаждающей жидкости, в которой создают ударные волны. щей жидкости негерметические синусоидальные колебания, а при обкатке куволны, что в конечном итоге ведет к тому, что растет удельная мощность, подводимая к рабочему объему охлаждающей жидкости. Это позволяет воздействовать на поток охлаждающей жидкости нагрузки на.вибропривод и опорную ра 5 9754лики 16, чтобы предотвратить ее всплытие и обеспечить омывание всей поверхности.Во время обкатывания кулачками (роликами 6) гибких элементов 14 в охлаждающей жидкости возникает ударнаяволна. Частота возникновении ударнойволны соответствует произведению частоти вращения вала 5 на число кулачков,помещенных на нем, а высота волны раЬ- йна амплитуде (В ) колебаний гибкогоъ элемента 14. Резьбовое соединение между обоймой 7 и стержнем 8 позволяетрегулировать длину кулачка. и следоЭ Мвательно, величину амплитуды колебаниягибкого элемента 14 и, таким образом,амплитуду или высоту ударной волны от .2 до 30 мм, Каждый кулачок можетбыть установлен либо с одинаковой длявсех кулачков длиной. и соответственноамплитудой ударной волны, либо с возрастающей по ходу движения охлаждамого изделия 18 длиной кулачка и амплитудой ударной волны, либо с убывающейпо ходу движения иэделия 18 длиной куИлачков и амплитудой ударной волны. Последнев обстоятельство позволяет осуществить различные по своей интенсивностиохлаждения иэделия по длине охлаждающего устройства,Создание в охлаждающей жидкостиударных волн с большой частотой их возникновения и амплитудой, а также соз. дание градиента скорости и ускоренияударных волн в направлении движения.изделия, способствует интенсивному перемешиванию нагретых и холодных слоевохлаждающей жидкости, созданию ееравномерной температуры, интенсивномуотводу тепла от наружной поверхностиполимерных изделий, уменьшению внутВ устройстве излучатель колебанийренних напряжений и улучшению качества (гибкий элемент дна камеры охлаждаюполучаемых изделий из термопластов. щего устройства) создает в охлаждаюП р и м е р . Проверка работы устройства для охлаждения была проведенана образце устройства длиной 1200 мм, лачком (роликом) гибкого резиновогоПо длине дна камеры охлаждающего уст- элемента в охлаждающей жидкости соэройства с промежутком в 300 мм были дается спектр колебаний в виде ударнойрасположены три прямоугольных отверстия, ширина которых составляла 50 мм.На валу были установлены три кулачка(ролика), диаметр которых составлял30 мм.Амплитуда колебания гибких реэино-достаточно малым расходом энергии.эых элементов, помещенных в прямоуголь При этом отсутствуют затраты энергииные отверстия дна камеры, была пере- на колебание камеры охлаждающегоменной и составляла 10, 18 и 30 мм. устройства, что снижает динамическиему и снижает удельные затраты мощности.При необходимости увеличения частоты колебаний иа валу можно установить требуемое количество кулачков (больше % трех) и гибких элементов в дне камеры.Использование изобретения позволит обеспечить охлаждение экструдируемых 11 О изделий в колеблющемся потоке охлаждающей жидкости для экструдируемых из делий любых типоразмеров, но преимущественно труб с диаметром свыше 100 мм.формула изобретенияУстройство для охлаждения экструдируемых полимерных изделий, содержащее установленную на опорной раме замкну тую камеру с торцовыми фланцами, выполненные из эластичного материала с центральным отверстием для прохода охлаждаемого изделия перегородки, установленные на входе и выходе из замкнутой21 камеры, расположенные на камере шту 28 8цера для входа и выхода охлаждающейжидкости, и вибропривод, о т л и ч а -ю ш е е с я тем, что, с целью повы-.шения эффективности процесса охлаждениятермопластичных труб большого диаметраза счет снижения динамических нагрузокна опорную раму устройства, в дне камеры выполнены отверстия, закрытые гибкими элементами, а вибропривод выполнен в виде установленных на валу кулачков, число которых выбрано равным числу отверстий в дне камеры, причем кулачки размещены равномерно по окружности вала со смешением относительнодруг друга, а каждый кулачок выполненв виде ролика, установленного в обойме,смонтированной на стержне, закрепленном на валу, и установлен с возможностью обкатки роликами гибких элементов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР446432, кл,.В 29 г 3/08, 3.972.2. Авторское свидетельство СССР53.3871, кл. В 29 Д 23/04, 1973/25 Тщзаж 679ВНИИПИ Государственногоно делам изобретений113035, Москва, Ж-Э 5, Ра Подписноеомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/