Устройство для изготовления из пластмассы ребристых труб с гладкой внутренней поверхностью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ЯО 57 О 646 47/20, 1. 23:1 О, 53/ В 2 4. 10 Щ ИЗОБРтЬНи ПАТЕНТУ 224/23-0 87 павками по внутренней поверхности для формования ребер на трубе, Рабои объем полости между торцом экструдера, поверхностью дорна и поверхностью, огибаюей сердечник, равен суммарному объему канавок пресс-Ьоры, расположенных у дорна в каждый момент времени. Дорн, сердечник и шпиндель образуют стержень устройства. Длина дорна кратна величине расстояния между канавками, уменьшенной на оцну шкпину канавки. Поверхность дорна м.б. параболической. По внутренней поверхности пресс-форм ы,б, выполнень уравновеивающе давления канавки с шириной, меньшей ширины формующихфдадФ ребра канавок. ОтноЦение глубинь уравновешиваюших канавок к их ширине вьбрано 1 О:1, а ширина от 0,3 до 3 мм. Уравновешивающие давление ка- С навки размещены по обе стороны каждой канавки, формующей ребра, При производстве труб материал заполняет формующее пространство и канавки пресс-форм без завихрений, ударных нагрузок плавным потоком, что повышает качество труб. 9 з.п. ф - лы, б ип готов руо сОно ится к из бристых т л рхностьюическойб, использованышленности. Гель роизобретенияб. Для этогокструдер и санием с ним шение каче ства т ройство содержит " рованный с оораз уст- онти убч к первыи вариант; на отоком пластмассот а изготовлеластмассы осится лий из ьзовано Изобретение от нью трубчатая изци может бьть испокой промьшленност 1 ель изобрете чества труб, На фиг.и то же атериал на фиг ими дав ройство фиг,во.горианшиваю то же а; на фиг,5 6 - то же,ление канавк(фиг,) для труб содерж орыы 1 и 2, имиче с но и, ия - п шеи ие м.з готовле т металли ст ройс ия во для прообщий вид;ыи разрез; ис тых редств ческие пресспрессования,х труб, продоль а реб рис фи ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Патент :Г К 2012421,кл, В 29 Р 23/8, опублик. 1981Патент явеции .д 381001,кл. В 29 Р 23/04, опублик, 1975 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНЛАСТ 11 ЛССУ РЕБРИСТ:Х ТРУБ С ГЛАНУТРЕННЕЙ ПОВН РХНОСТЬИ57) Изобретение откосению из пластмассы реладкой внутренней пове того канала стегжень. Экструд стержень скружаьт пресс-формы становленные с возмож 1 57 054 , ностью движения вокруг двух бесконеч ных путей с замкнутой траекторией и соединения друг с другом в пределах участка направляющих рельсов 3 цля обра.зования цилиндрической пресс-формы. Зкструдер 4, соединенный " профилирующей головкой 5 средства б подачи материала, проходит в упомянутуюпресс-фор.у, Готовая труба выходит сдрутого конца пресс-формы образуемойметаллическими пресс-Формами 1 и 2.Головка 5 соединена со срецствсм 6,переходником 7,киндель 8 фиг,2 распсложек нацентральнсй оси устройства полностьюв пределах экструдера 4 и содержитчасть, имеюшую постоянный диаметр,т,е. конически расширяюп;,уюся частьВа, Дорн 9 расположен после расширяющейся части шпинделя Я полностью запределами экструдера 4, причем сер -дечник 10, имеющий постоянный диаметр, расположен после дорна 9. ,Сердечник 10 снабжен охлаждающими средствами для повьппения жесткости тсубь .111 пиндель 8, дорн 9 и сердечник 10,образуют стержень устройства,Экструдер 4 и часть шпинделя 8 аобразуют между ними трубчатый,;акал--фкольцесбразное кольцевое соп.с 11.через которое пластмассовый материал,который должен прессоваться подает"яв формующее пространство 12 определяемое стержнем металлическими прессФормами 1 и 2 и дорном 9, Для то 1 о,чтобы получать трубу, имеющую ребрис -тую внешнюю поверхность, внутренняяповерхкость металлических пресс-Форми 2 имеет совокупность разнесенныхдруг от,цруга на некоторое расстояниеканавок 13, в которые принудительноподается пластмассовый материал дляформования трубы,Предлагаемое устройство обеспечивает исключительно плавный потокпластмассового материала благодаряопределенному пропорционировакиюобьемсв двух частей 14 и 15 Фсрмующего пространства 12 сткоситегънодруг друга (Фиг,2),Полость 14, объем.которой казьпзается ра.бочим объемом, является кольцеобразной и имеет треугольное гоперечное сечение. Эта полость 1 4 определяется между .плоскостью 1 б припевжащей к торцовой поверхности экстру"дера 4 перпендикулярно к цент алькойлинии дорна 9, поверхностью 1дорна и поверхностью 18, содержащей огибающую поверхность сердечника 10. Лространство 15, Объем которого называетсч объемом наполнения, составляется объединенным объемом канавок 13,расположенных между экструдером 4 исердечником 1 О, т,е, рядом или в пределах участка дорна 9, в каждый отдельно взятый момент, Объемы полостей 14 и 15 являются идентичными,причем самое большое отключение составляет примерно 253,Длина дорна 9 (Фиг,2 в три разабольше, чем расстояние между канавками 13, Пелесообразно, чтобы длинадорна 9 соответствовала кратной величине упомянутого расстояния. При длине дорна 9, соответствуюшей кратнойвеличине расстояния между канавками13, умекьшенной на одну ширину канавки 13, изменсние давления являетсяминимальньп 1, Образуюшая поверхности17 дорна 9 находится под углом примерно 20 по откошенио к центральной осистержня фю,2 1. Этот угол может варь -ирсваться от 2 дс 30 , причем наиболее преимущественным углом являетсяугол примерно 1 5 . Точная величинаугла определяется требуемым рабочимобъемом. Поверхность 17 дорна не является чисто цилиндрическои, а искривляется до некоторой степени поцуге так. чтобы угол между образующейи центральной осью стержня был самьпбольшим у начала дорна 9 и самым мальпч у его конца, т.е, является параболической,Дорн 9 образуется цилиндрической частью 9 а 1,фиг.3), расположенной у шпинделя Я и соединекной с конически расширяющейся частью 9 Ь, которая соединяется с цилиндрическим сердечником 10. Рабочий объем этогс устройст-.ва сос".авляется аналогично показанному ка фиг,2, т,е,. эта полость опредегяется между плоскостями 16 и псверх" ностью 17, которая в этом случае также расположена кад цилиндрической частью 9 а дорна 9. Объем наполнения ЭТОГО УСТРсйСТВа СОСТВВЛЯЕТСЯ Канав ками 13, расположенными внутри участ - ка поверхности 17. Эти канавки 13 располагаются нг определекксм уровне,Объем наполнения канавок 13 должензьпс:и:"яться пластмасссвьм материаломтак., ;тобы общий объем всех канавокмог быть больше, чем объем полости 14на центральной линии устройства, содержит цилиндрическую часть и конически расширяющуюся часть, котораяснабжена охлаждающейся частью, имеющейпостоянньй диаметр и содержащей полости не показаны ) для охлаждающего агента. Экструдер 4 и стержень 8образуют между ними кольцеобразноесопло 9, через которое пластмассовыйматериал подается в формующую полость 11, определяемую металлическими пресс-формами 1 и 2, стержнем иэкструдером 4. Для того, чтобь 1 получать трубу, имеющую ребристую внешнюю поверхность, внутренняя поверхность металлических пресс-форми 2.снабжена взаимно разнесенными кольпеобразными канавками 3, в которыепринудительно подается пластмассовыйматериал для образования ребер.Внутренняя поверхность металличес.ких пресс-Форми 2 снабжена уравновешивающими давление дополнительнымиканавками 19, которые имеют такиеразмеры, чтобь 1 они оставались полнос -тью или частично пустыми при обычномдавлении матери. ла с учетом его динамической вязкости,Уравновешивающие давление канавки19 фиг.5 и б являются очень узкими0,3 - 3 мм, предпочтительно 1 мм, ирасполагаются по обеим сторонам реберных канавок 3 параллельно последним.Уравновешивающие давЛение канавки19 являются очень глубокими по ширине, соотношение их глубины и ширинысоставляет (3:) - (15;1), предпочтительно 10:1, Если ширина канавки составляет, например, 1 мм, она имеетглубину 1 О мм. Уравновешивающие дав -ление канавки 19 обычно согласуются" с реберными канавками 13, имеющимиширину 4 мм и глубину 14 мм. Однакоэти размеры уравновешивающих давление канавок9 и соотношения междуканавками 19 и 3 зависят от материала, используемого для трубы, особенно от его динамической вязкости.Слой 20 пластмассового материала,1ближе расположенный к шпинделю 8 идорну 9 и показанный линиями поперечной штриховки (Фиг,4), проходит в виде ламинарного потока в пространствомежду сердечником 1 О и металлическимипресс-формами 1 и 2, где он образуетстенку трубы. Слой пластика 21, расположенный ближе к экструдеру 4 и по 51 О5 30 35 Формующем пространстве 12, так что здесь не имеется никаких больших вк.почений воздуха или слабых швов между различными слоями материала в пределах участка сердечника 1 О.Поток материала может регулироваться в осевом и радиальном направлениях варьированием отношения между температурами металлических пресс - Форми 2 и стержня, Например, если канавки 13 металлических пресс-форм 1 и 2 не наполняются полностью, температура стержня может понижаться, а температура металлических пресс-Форм 1 и 2 может повышаться так, чтобы осевой поток материала тормозился, а радиальный поток ускорялся. В результате этого канавки 13 наполняются луч 45 50 55 ше. казанный параллельными линиями, подается в канавки 13 металлических прессформи 2, причем прессуется полностью в соответствии с внутренней поверхностью металлических пресс-форми 2.В процессе производства труб посредством предлагаемого устройства находящийся под давлением пластмассовый материал подается через .канал-соцло 1 в формующую полость 12,Объем материала, подаваемого через кольцеобразный канал в единицу времени регулирует так, чтобы он бып по меньпей мере равным сумме объема стенки трубы, которая формуется, и объема наполнения тех канавок 13 прессуюших средств, которь 1 е проходят мимокольцеобразного канала в течение упомянутой единицы времени, и равным объединенному объему тех канавок средств прессования, которые проходят мимо этого кольцеобразного канала и стенки трубы, которая формуется в те. - чение упомянутой единицы времени.Скорость подачи материала в сопло 11 поддерживается равной скорости движения металлических пресс-форм 1 и 2,Скорость подачи материала может отклоняться от скорости движения средств прессования на 257, Часть 20 материала образует стенку трубы, часть 21 подается в канавки 13 и наполняет их, при этом металлические пресс-формы 1 и 2 смещаются в направлении стрелки, показанной на Фиг,2 и 3. Поскольку рабочий объем 14 и объем 15 наполнения являются идентичными, поток материала очень плавньп и ровный вПосредством предлагаемого изобретения легко производить трубы, в .пебря которых делаются из пластмассовь 1 х ма-.териалов различных свойств, которьемогут, например, отличаться в п 11 ете,или могут делаться из материала с мо -дифицированной ударной вязкостьк, между тем как стенка. трубы - из обьпсноВеннОГО и:1 астмассовОГО м,. 1 ераль. Вэтом случае пластмассовьпй материалподается из кольпеобразн 1 го канала 11в качестве пвух концентрпгческих слоев, которые соответствуют слоям 20и 21 на фиг,4, Эти слои О 1 аюс 1 .-.врез отдельпь 1 с экструдеры (не показа-.ны 1,Л процессе прОизводс".:. труб пссредством предлагаемого - стройс ".Вса( фиг,.5 и б) находяп 1 ийся под давлени. ЬЭем пластмассовый материа 11 нодае псчерез сопло в формуюшее 1 ростра 1 с вс12. Часть этого матерна 1 а Образ"етстенку трубы, между тем как остальнойматериал подается в реберные канавки 2513 металлических прессФорм 1 и 2чтобы наполнить их одновременно когда металлические пресс-формы 1 и 2смещаются в направлении стрелки, ловказанной на фиг,5, Объем формую.пего 313пространства резко меняется когда канавка 13 достигает формуюшего проСтРаНСтъа. ПО ЭтОй ПРИЧИНЕ И, Воэмож но, вследствие колебаний попа ги мате риала и скорости движения мета.1.11:1 ес. ких пресс-форм 1 и 2 давление мате - РИаЛа тЕКУПЕГО ЧЕРЕЗ ФОРМУЮШСЕ ПРО-.странство 12, в бсль 1 по 1 стЕпени меня" ется. Однако, благодаря уравновепиваюшим давление канавки 1 9 максимумы (пики) давления не являются такаи высокими, как в изьестных устройствах, так как материал мсжет выступать в уравновешиваю 1 пих давление канавках 19 причем последние действуют как предохранительные клапа.н.1.Степень наполнения этих уравновепп 1- вающих давление канавок 19 зависит от высоты максимумов (пиков) данле ния, При нормальных условиях об разуется только низкий высту,1 мате 1 иола внутри уравновешиваюп 1 их давленье ка.навок 1 9 (фиг.б). Таким образом, уравновешивак пгиедавление канавки 19 могут распслаггь -ся кроме непосредственной близостиот реберных канавок 13, .напр 1;1 ер всередине между поспеднк 1 и, уравновс. 11 ваю 1 Пие даьление канавки 19 пеобязаТЕЛЬНО дОЛжНЫ ПрОХОднтЬ ПараЛЛЕЛЬНО реберным канавкам а могут иметь и другое направление, Проводившиеся ис- пь 1 тания показывакт, что пластиковый материал, 1 екуший внутри экструдера 4 ближе всего к п 1 п 1 нделю 8, проходит вдоль поверхности дорна 9 без какой- либо турбулентности к участку сердечника 10, где он образует бездефекткую стенку трубы. Слой пластмассового материала, теку 1 пи 1 внутри экструдера 4 ближе к стенке, полностью проц.,скается в канавки 13 металлических пресс-.форм 1 и 2. Таким образом, получается очень плавный поток, в котором це. имеется никаких завихрений и которьй, следовательно, позволяет по.1 гучать трубы высокого качества, 3 предлагаемом устройстве не получается никак 1 х уПарных при:1 ожений 1 авлений благодаря то.,у, что длине рабочего Объема придается размер, при котором, когда одна ка 11 авка 13 металлической .росс-формы 1 и 2 закрывается, другая канавка 13 одновременно открывается .с.01 лом так что Объем формующей по. 1 ости 12 поддерживае-.ся постоянньм .Практические испытания показывают чтс. Лоток пластмассового материала цсход 1.Тся в состоянии наибольп 1 ей степе.;и плавности когда длина дорна 9 рав 1 яется кратной величине расстояния 1 ежду канавками 13, в частности учет еренной вел 1 чине того расстояния. .11 елательно, чтобы угол между образук- ш;.й конически уппгряюшей части дорна 91 снтраль ной Осью стержня состаВлял 2 - 30 , предпочтительно 15 Вследствие плавности этого потокаугол между Образующей конически расширяющейся час тии центральнойосью меняется так 1 см образом, что Он имеет Ого наибо,11.п 1 ую ве:1 ичину в начале час и дорна 9 а его наимень 1 пую величин : конце этой части, П:верхность этой части дорна 9 может з силу этого быть па раболп 1 е ск О 11,За.полн.ппщ 1 пйся объем канавок 13. рс.с 1 ав;1 яс и только часть объединен О.О Объема этих канавок которая оп" ре 1 еляе Обра Ование пиков давление гнутри материала, Это осу 1 пествляется с 11 абженнем внтренней поверхности ме.-ап:лически, пресс-форм и 2 не только Р 1 ав.;ами 13, ОбразУюп 1 имл запол,:ясший я Объем но и значительно бо7,6 6лее узкими, уравновешиваюшими давле -ние канавками 19, которые имеют такистразмеры, что они остаются полностьюипи частично пустыми при обычномдавлении материала в этом устройствев результате его динамической вязкостиПосредством этих уравновешивающих давление канавок 19 не получается никаких максимумов (пиков) основного цавления в пределах формующей полос - ти, так как материал начинает поступать в уравновешивающие давление ка - навки 1 9, когда это давление превьппа - ет нормальную величину,Благодаря уравновешивающим давле- . ние канавкам 1 9 предлагаемое устрой -ство можно использовать для производства ребристых труб обычным способом так, чтобы канавки 13 металлических пресс-форми 2 заполнялись полностью, посредством чего уравновешивающие давление канавки 19 предупреждают образование максимумов давления, Кроме того, предлагаемое устройство может использоваться для производст - ва труб, имеющи: ребра, неодинаковь:е по высоте, в силу чего уравковешиваю - щие давление канавки 1 9 могут бь:ть такими, чтобы они помогали поддерживать степень наполнения реберных канавок 13 при постоянном значении.Для того, чтобы находящийся под цавлением материал мог сначала наполнять реберные канавки 1 и только уравновешивающие давление канавки 19, если избыточно повьппается давление, отношение глубины уравновешивающих давление канавок 19 к их ширине должно быть по меныпей мере удвоенным относительно соответствующей пропорнии реберных канавок 13.Это соотношение между глубиной и шириной уравновешивающих давление канавок может находиться в диапазоне между 3:1 и 15;1, предпочтительно около 1 О:1, Практически испытания показывают, что ширина уравновешивающих давление канавок составляет О, - 3 мм, предпочтительно 1 мм.Однако приведенные соотношения и - размеры могут меняться согласно динамической вязкости используемого исходного материала и стандартному давлению данного устройства.Для того, чтобы выступы, получающиеся в местах, где располагаются уравновепивающие давление канавки 19, меньп 1 е препятствовали использованию этих труб, уравновеп 1 ивающие давление-. канавки 19 располагаются в кепосред" ственной близости от реберных канавок 13 и параллельны цм, Выступы, расположенные рядом с ребрами, не препятствуют, например, расположению уплоткителького кольца вокруг трубы между реб рами,Для наличия достаточного количества уравновешивающих давление канавок 19 на формуюшей поверхности металлических пресс-форм 1 и 2 уравновешивающая давление канавка 19 формируется с обеих сторон каждой реберной канавки 13.Таким образом данное техническое решение предотврашает образование турбентности . потока материала, задиров на трубах, что повышает их качество. 5 О 5 20 Формула изобретения 30 35 4 О 45 50 55 Устройство для изг; товления из пластмассы ребристых труб с гладкой внутренней поверхностью, содержащее экструдер, стержень, расположенный по центральной оси экструдера и .выполненный в виде шпинделя, размещенного внутри экструдера, конического дорна, вьступаюшего из экструдера и соединенного с сердечкиком постоянного диаметра, образующим продолжение дорна, причем стержень смонтирован с образованием трубчатого канала с экструдером, сообщенным с узлом подачи пластического материала, средства прессования, окружающие экструдер и стержень, расположенкь 1 е по одной линии по ходу процесса и выполненные в виде металлических пресс в фо с канавками по внутренней поверхности цля формования ребер трубы, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения качества труб, рабочий объем кольцеобразной полости, ограниченной плоскостью, поперечной центральной оси стержня и проходящей через торповую поверхность экструдера, поверхностью дорна и поверхностью, огибающей поверхность сердечника, выбран соответсгвующим суммарному объему наполнения тех канавок пресС- форм средства прессования, которые расположены у дорна в каждьп отдельно взятый момент времени, причем длина дорна выбрана кратной величине рас 11 15 70 бстояния между канавками пресс-орм,уменьшенной на одну ширину канавки,2, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что разницауказанных объемов составляет самоебольшее 257.,. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что образующая конической части дорна размещенаопод углом 2 - 30 , предпочтительно15 относительно центральной частистержня,4, Устройство по пп. 1-3, о т15 л и ч а ю щ е е с я тем, что величина угла между образующей конической части дорна и центральной осью стержня выбрана большей у начала дорна с ,уменьшением к его концу для образования параболической поверхности дорна,5, Устройство по пп. 1 -4; о т -: л и ч а ю щ е е с я тем что по внутренней поверхности пресс-форм средств прессования выполнены уравновешивающее давление канавки с шириной, меньшей ширины канавок, формующих ребра, для обеспечения полного ипи частичного незаполнения при обычном давлении 2материала вследствие динамической еговязкости,б. Устройство по п,5, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что отношениеглубины уравновешивающих давление канавок к их ширине выбрано по меньшеймере удвоенным по отношению к соответствующему отношению канавок, Ьормующих ребра,7, Устройство по пп. 5 и б, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что отношение глубины уравновешивающих давлениеканавок к их ширине выбрано в пределах 3:.1 - .15:1, предпочтительно 10:1,8, Устройство по пп. 5-7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что ширинауравновешивающих давление канавок.выбрана в пределах 0,3-3 мм, предпочтительно 1 мм.9, Устройство по пп. 5 -8, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что уравновешивающие давление канавки размещень 1у канавок, формующих ребра, и параллельно им,10, Устройство по пп.5-9, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что уравновешивающие давление канавки размешеныпо обе стороны каждой канавки, Формующей ребра.2 О 19 оставитех е едактор Л.Гратилло Т р д Л,Се Корректор С, 1 евкун одписно Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 чакаэ461 Тираж 542 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Иосква, 157064619 13 8 Л, Коль иовар дуг о в д о изобретениям и открытиям при ГКНТ СС35, Раушская наб., д, 4/5