Установка для изготовления длинномерных изделий из сшивающегося полиэтилена

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАе 1".НУУ(31) 7723596 (ЗЗ) ФранцияОпубликовано 30.07.82. Бюллетень28 Союз СоветскихСоциалистическихРесп блик пц 948285Дата опубликования описания 300782 Иностранцы Жерар Мари Денис, Бернар Мари Жентленжер и Клод Морис Ротармель(72) Авторы изобретения Иностранная фирма(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СШИВАЮЩЕГОСЯ ПОЛИЭТИЛЕНАИзобретение относится к установкам дляизготовления изделий иэ пластмассы и можетбыть использовано в химической промышлен-ности,Известна установка для формования изде.лий из полимерных материалов, содержащаябункер, шнековый экструдер с фильерой, бакс отверстием для прохода изделия и транспор.теры (1,Недостатком известной установки являетсято, что она не позволяет перерабатывать сшива.ющийся полиэтилен высокой плотности, таккак для обеспечения условий сшивки необходима достаточно высокая температура, что неизбежно приведет из-за сдвигов материала 1 бв шнековом экструдере к гетерогенности сформованного материала. Кроме того, использование транспортеров, образующих формы, способ.ствует снижению качества изделий из.эа наличияна них отпечатков. 20Наиболее близкой по технической сущностии достигаемому результату к предлагаемойявляется установка для изготовления длииномерных изделий иэ сшиваюшегося полиэтиленас плотностью 0,950 - 0,970 и молекулярным ве. сом 300000 - 500000, содержащая фильеру дляплавления и затвердевания смеси, средствасоздания давления в направлении продольнойоси фильеры, бункер загрузки сыпучей сшиваемой смеси 2,В последней установке в нагретой фильереформируется полиэтилен высокой плотностии образуется сетчатая его структура, в результате которой две соседние цепи полимерасоединяются между собой, образуя трехмернуюрешетку. Формирование иэделия осуществляет.ся уплотнением смеси и проталкиванием еепосредством давления поршня. Чтобы избежатьнежелательных деформаций внутри вещества, наповерхностях фильеры необходимо предусмотреть покрытие, препятствующее прилипанию.Недостатком установки является то, чтоона не позволяет обеспечить надежность про.цесса, поскольку в зоне образования сетчатойструктуры полиэтилена в фильере образуетсяотложение, которое отрицательно сказываетсяна качестве иэделия, Это отложение представляет собой частицы сетчатого полиэтилена,прилипшие к стенке, и возникает на основерадикалов, освобожденных во время реакции, 9482853которые являются в достаточной степени активными, чтобы активизировать поверхность материала, противодействующего нрилипанию. Использование смазочного вещества, впрыскиваемого в фильеру перед зоной образования , сетчатой структуры, также не позволяет обеслечить стабильный режим истекания текучей среды в фильере и не позволяет устранить отложения и зоне образования сетчатых струк. тур гчЦель изобретения - повышение качества,иэделий.Указанная цель достигается тем, что установка для изготовления длинномерных изделий из сшивающегося полиэтилена с плотнос.тью 0,950-0,970 молекулярным; весом300000 - 500000, содержащая фильеру дляплавления и затвердевания смеси, средствасоздания давления в направлении продольнойоси фильеры, бункер загрузки сыпучей сшиваемой смеси, снабжена размещенным послефильеры баком для расплава соли, разделенньгм на две камеры, первая из которыхимеет профнлирующий механизм, и смонтированным после бака устройством для вытяжки 25изделия со скоростью, превышающей скоростьизделия на входе в бак.Кроме того, профилирующий механизмвыполнен в виде групп роликов с профильнойрабочей поверхностью. ЗОНа фиг. 1 показана схема установки; нафиг, 2 - фильера для формования смеси приспекании с бункером загрузки сыпучей смешиваемой смеси; на фиг, 3 - бак для расплава соли с профилирующим механизмом иустройство для вытяжки,Установка для изготовления длинномерныхизделий из сцпгвающегося полиэтилена содержит формунций узел 1 для изготовления заготовки, поступавщеи со скоростью ч, в бак 2для расплава соли, тле образуется сетчатаяструктура, устройство 3 для вытяжки изделиясо скоростью чт, превышающей скорость чохлаждающий бак 4 и вытяжной аппарат 5,обеспечивающий скорость чт заготовки, инаматывающее устройство 6.Формующий узел 1 (фиг. 2) расположенвертикально с вертикальной осью х.х и содержит горизонтальное основание 7,которое установлено на двух стойках 8 и служит опорой для фильеры 9 для формования и спекания смеси, закреп 50ленной посредством резьбовыхконцов тяг 10и гаек 11 на основании 7, Фильера 9 имеетрасточное отверстие 12, коаксиальное центральному отверстию 13 основания 7, и полости 14для циркуляции нагревающего фильеру 9 мас.ла. В верхней части фильеры 9 расположенбункер 15 с каналами 16 для циркуляцииохлаждающей воды, В нижней части фнльеры 9 4расположена обогреваемая фильера 17, которая закреплена коаксиально фильере 9. Основание 7 служит также опорой двум силовым цилиндром 18 и 19, содержащим поршни 20 и 21, на вертикальных штоках 22 и 23 которых закреплена горизонтальная плита 24 с помощью болтов 25 и 26, перемещающаяся по тя. гам 10 и имеющая отверстие 27, которое проходит также в кольцеобраэном выступе, составляющем одно целое с плитой 24 и представляющем собой поршень 28, для охлаждения которого предназначена рубашка 29.Тяги 10 несут на верхнем конце над плитой 24 плату 30, на которую опирается силовой цилиндр 31, содержащий поршень 32, жестко соединенный с пуансоном-оправкой 33, входящей в отверстие 27 поршня 28, и на. правляющейся платой 30 и горизонтальной плитой 34, жестко соеднгенной с оправкой 33 и скользящей по тягам 10. Оправка 33 имеет нагревательный элемент 35 с циркуляцией масла или электрическим сопротивлением. Питание входного канала 36 установки осугцествлено от дозирующего резервуара . 37, соединенного с бункером 15 с помощью желоба 38, который предназначен для равномерного распределения сьптучего материала-порошка в промежутке между оправкой 33 и фильерой 9. Канал 16 охлаждения позволяет не допустить, чтобы полиэтилен вне зависимости от времени его нахождения в бункере 15 достиг температуры при которой он становится когерентным в результате начала плавления.Охлаждаемая зона является в действительности зоной предварительного формования, высота которой составляет приблизительно двойную величину диаметра оправки 33, в которой смесь должна оставаться в сыпучем виде, чтобы она могла принять форму трубьг под уплотняющем действием поршня 28 у входа в фильеру 9.За формуннцим узлом 1, за нижней опорной его плитой 39, имеющей отверстие 40 для прохода заготовки, смонтирован желобчатый ролик 41, свободно установленный на скобе 42, смонтированной с возможностью поворота в вертикальной плоскости вокруг оси 43, установленной на опоре 44. Желобок ролика 41 имеет глубину, по меньшей мере, равнуго радиусу заготовки-трубки. Наличие ролика 41 позволяет устранить толчки, возни. кающие в результате прерывистости в переме. шенин заготовки. За роликом 41 установлен ведущий ролик 45, выполненный с желобком и соединенный вариатором 46 с мотором 47. Ведущий ролик 45 предназначен для изменения направления перемещения заготовки перед подачей ее в бак 2 для расплава соли, имеющий камеру 48 вытяжки и камеру 49 образования48285 50 55 5 9 сетчатой структуры, разделенные диафрагмой 50 с отверстием 51 для прохода заготовки. В камере 48 установлен профилирующий механизм в виде группы роликов 52 с профильной рабочей поверхностью, соответствующей геомет. рии заготовки изделия. Все ролики жестко соединены с рычагом 53 управления, установленным на шарнирных креплениях 54, Камера 49 имеет ролики 55 поддержки. Число роликов 52 профилирующего механизма можно менять в зависимости от искомой степени вытяжки, Ролики 55 поддержки могут быть заменены на опоры, желоа, кольца и другие устройства. После бака 2 установлено устройство 3 для вытяжки после спекания иэделия, например ленточного типа, которое приводится в движение со скоростью ч т ч 4 группой двигатель 56 - вариатор 57. За устройством 3 для вытяжки установлен охлаждающий бак 4 и вытяжной аппарат 5, который может быть того же типа, что и устройство 3 для вытяжки и обеспечивает изделию скорость, равную или близкую ч. Вытяжной аппарат 5 предназна. чен для облегчения перемещения изделия, но не для изменения его сечения.Установка работает следующим образом.В начале цикла поршень 28 находится в верхнем положении, как и оправка 33. На поршень 32 силового цилиндра 31 не действу. ет никакое давление, за счет действия силовых цилиндров 18 и 19 опускают поршень 28, который проходит сквозь сыпучую смесь, находящуюся в бункере 15, где она поддерживается при комнатной температуре с помощью каналов 16 для охлаждения, Поршень 28, опус. каясь, уплотняет смесь во входном канале 36, Давление, необходимое для уплотнения, составляет около 1000 бар. Следовательно, смеси придается форма и одновременно она уплотняется. Затем смесь подается в фильеру 9. Пуансон 33 опускается при перемещении смеси, которая в фильере 9 подвергается действию повышенной температуры, создаваемой циркулирующим в полости 14 фильеры 9 маслом, и нагревательным элементом 35 оправки 33. Температура отрегулирована на такую величину, при которой происходит расплавление смеси, однако остается ниже температуры, при которой разложение агента образования сетчатой структуры становится значительным. Эта температура составит, например, от 150 до 180 С. Когда поршень 28 достигнет нижней точки своего хода, он удерживается в нижнем положении, оправка 33 поднимается с помощью поршня 32. Когда оправка 33 достигла верхнего положения, поршень 28 поднимается и начинается новый цикл. Следовательно, фильера 9 представляет собой зону фриттнрования, из которой смесь проталкивается благодаря опуска. ющимся движениям поршня 28 вдоль оправки 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 33 в фильеру 17, где температура поддержива. ется на том же уровне, что и ранее. Иэ фильеры 17 выходит заготовка. трубка 58, проталкиваемая поршнем 28 в прерывистом движении, причем периоды остановок соответствуют подъе му оправки 33. Затем заготовка 58 подается желобчатым роликом 41 и ведущим роликом 45, линейная скорость которого составляет р, в бак 2 для расплава соли. Диаметр заготовки 58 имеет значение 01 и поддерживается за смт давления газа внутри заготовки 58, чтобы иэ. бежать опадания ее.Трубка-заготовка 58 с диаметром д поступает со скоростью чв камеру 48 вытюкки. Воздействие устройства 3 для вьпяжки, линейная скорость ч, которого превышает скорость ч способствует вытягиванию трубки-заготовки 58 в продольном направлении, Ее диаметр уменьшается до диаметра д 2 на выходе из бака 2 для расплава соли. Ролики 52 поддержнвают трубку 58 в то время, как образования сетчатой структуры не произошло. Тем пература в камере 48 вытяжки выбирается таким образом, чтобы длительность неполной службы катализатора была бы еще значительной, зта температура близка температуре при. дания формы в формовочном узле 1, например порядка 160 - 190 С.На уровне отверстия 51 диафрагмы 50 трубка 58 имеет размерные характеристики, которые гомотетичны тем, что она имела у входа в камеру 48. Затем трубка 58 поступает в камеру 49, где температура достигает значений, превышающих 200 С, преимущественно 220 - 250 С. Разложение катализатора вызывает в таком случае образование сетчатой структуры вещества и явление вытягивания останавливается этим процессом образования сетчатой структуры. Размещение диафрагмы 50 в баке 2 выбирается в зависимости от искомого диаметра трубки 58 на выходе из камеры 49, причем диаметр определяется отношением скоростей ч,/ч,. Ролики 52 по геометрии должны соответствовать профилю, который необходимо получить в том случае, если этот профиль отличен от профиля трубки 58, выходящей из формующего узла 1. В случае получения гладкой трубы ролики 52 не являются калнбрующими. После выхода из бака2 и после прохождения устройства 3 для вытяжки трубка охлаждается в охлаждающем баке 4 с водой, затем она попадает в вытяжной аппарат 5 и наматывается на наматывающем устройстве 6.Отличительным свойством полученного изделия с сетчатой структурой из сшивающегося полиэтилена высокой плотности является его размерная стабильность и отсутствие эластич. ной памяти или усадки, кроме термическойДиаметр бз несколько меньше диаметра,да, это происходит нв из.за вытяжки, а простоиэ-за усадки при охлаждении по выходе изсоляной ванны бака 2.5 П р и м е р 2. С той же смесью проводятдругие испытания с параметрами ч.= 36,6 м/ч;ч " 132 м/ч 1 027,5 мм; д = 18,5 мм;температура отсека вытяжки т = 180 С; тем.пература отсека образования сетчатой структуры10 т = 230 С.Получена труба диаметром 16 мм в начале: и в конце экструзии длиной 2000 м. С этойтрубой проведены испытания на натяжение.Результаты испытаний приведены в табл. 2,15 Степень образования сетчатой структурысоставляет 87% в начале, как и в конце,а усадка при 120 С, измерения по нормейрт 54021, составляет 4%, .Усадка при 160 С,измеренная по той же норме, составляет 6%.Таблица 1 Образец Произв оность вь а- Внешний т- диаметр т. дг трубына выход Толщи.на тру.бы,Темптурасекачатой дитель-. Темпе. хода ра тура о отсека ко- Скорость рость чз второго вытяжн м/ч го аппара.та, м/ч Вне шнии диаметр з трубына мот., устройст. ве, мм вытяжн аппарата ы,вытяж. ки, С ч струк ту- из камеС ры 48,18 17,3 17 Х,б 16,5 15 1,03 60,35,4 140 2 354 140 9,1 180 220 3 35,4 180 9,1 175 230 1,02 5,4 210 9,блица браэ Удлинение приразрыве, % Напряжение при разрыве,кг/смНапряжение на порогетекучести, кг/см 390 чало 1 25 экструзии 213 360 209 ец 370 176 кструзии 69 усадкл, так как образование сетчатой структу.ры блокирует вьггянутые цепи относительнодруг другаП р и м е р 1. Полиэтилен высокойплотности с молекулярным весом от 300000до 500000, как например полиэтилен, продава.емый под маркой "МАНО-ЛЕН" 56 020,использован для изготовления трубы.Добавляют присадки, которые, помимостабилизаторов и красителей известного типа,содержат агент образования сетчатой структуры,которым является 2,5-диметил.2,5. (дитерциобутил-перокси-гексин) продаваемый под наз.ванием "ХПОПЕРОКС 130",Условия проведения технологических операций для различных диаметров, исходя из диаметра заготовки 61 - 27,5 мм, приведены в табл, 1. 4 14,50 0,90 41,6Фор ула изобретения 1. Ус:овка для изготовления длинномерных изделий иэ сшивающегося полиэтилена с плотностью 0,950 - 0,970 и молекулярным весом 300000 - 500000, содержащая фильеру для плавления и затвердевания смеси, средства создания давления в направлении продольной оси фильеры, бункер загрузки сыпучей сшивае. мой смеси, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества изделий, она снабжена раэл:щенным после фильеры баком для расплава соли, разделенным на две камеры, первая из которых имеет профилирующий механизм, и смонтированным после бакаустройством для вытяжки иэделия со скороетью, превышающей скорость изделия на входев бак.2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а .я с я тем, что профнлирующий механизмвыполнен в виде групп роликов с профильной рабочей поверхностью,Источники информации,О принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции У 2248139,кл. В 29 О 23/04, опублик, 1975.2. Патент СССР по заявке У 2464051/23-05.кл. В 29 Е 3/04, 1976 прототип),