Устройство для изготовления труб с поперечными ребрами из термопластичного полимера

СОЮЗ СОВЕТСНИХХФиющипцеРЕСПУБЛИК аю а 1) В 29 П 23/ С 53/3 БРЕТ ПИ ПА"П."НТМ ваие9 ил. г обра озго твраще за счет предпотока распл На Аиг,1 обре е и его я из дованию длизделийэкструзиречнымиЦельюшенне ка строиство, видже, горизончный раэрез;зличных стаАиг.7-9 - реб аэан е г.2 - тоние, частио же,на рдства; на у; на Аиое сече сверх тальн на фи днях брамизобр ства г. 3-6 - произв етс ения ива емв го ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 11(21) 4356042/05(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ.С ПОПЕРЕЧНБИИ РЕБРАМИ ИЗ ТЕРИОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА(57) Изобретение относится к оборудованию для изготовления трубчатыхизделий из термопластичных полимеровэкструзией, в частности труб с поперечнвщи ребрами. Целью. изобретенияявляется улучшение качества изготавливаемых труб за счет предотвращенииобратного потока расплава и его возгорания. Устройство содержит Формую".щую насадку и размещенныев два противолежащих ряда полуАормы. Последние смонтированы с возможностью обтносится к оборутовления трубчатых пластичных полимеровстности труб с поперазования ими на прямолинейном Аормующем участке замкнутой Аормы. На ,внутренней рабочей поверхности Аормы выполнены поперечные прорези Аормирования ребер и Аормовочнце выемки. Форма снабжена приводом перемещения в направлении, параллельном продольной оси трубы в зоне Аормующего уча" стка. Устройство снабжено литьевым сердечником, смонтированным с образованием рабочей поверхностью Аормы Формовочной полости. Сердечник имеет конический участок, расширяющийся в направлении перемещения йормы и образующий с Аормовочной выемкой расширительную камеру. После литьевого сердечника в направлении ере мещения смонтирована охлаждающая оправка, Внутренняя поверхность Формы выполнена с упорными ребрами, оканчивающимися упорными плоскостями. Расплав полимера иэ насадки поступает в расширительную камеру и поперечные упоры Аормирования ребер. При этом в одно и то же время Аормируется только одно ребро. В результате искпючаются обратный поток расплаго возгорание. 11 з.п. Ф-лы, 1648244ристая труба с различными копьцеобразными выступами, разрез.Устройство для изготовления труб с поперечными ребрами содержит ста 5 нину 1 на которой смонтированыУполуформы 2 и 2 , соединенные одна с другой соответственно цепями 3 и 3, Для этого на каждой полуАорме 2 и 2 на ее наружной передней в направлении 4 перемещения полуформ (Рабочем направлении) части прикреплена пластинка 5 с помощью обеспечивающего шарнирное соединение болта 6, Пластинка 5 н соответствующем месте следующей полуАормы закреплена аналогичным образом. Образованные таким образом цепи 3 и 3 в своих начальных (согласно рабочему направлению 4) частях проходят через поворот ные диски, выполняющие функцию впускных роликов , Отдельные полуАормы 2 и 2 при вращении цепей 3 и 3 в соответствии с направлением, указанным стрелками 8 и 8 , попадают на 25 формующий участок 9, на котором две полуАормы 2 и 2 объединяются в пасру форм, причем следующие одна за другой в рабочем направлении 4 пары формы плотно примыкают одна к другой, Для того, чтобы быстро приводить полуАормы 2 и 2 в положение, при котором они располагаются параллельно и примыкают одна к другой, предусмотрены замыкающие ролики 1 О, которые ускоренно совмещают задние в рабочем направлении.4 концы полуформ 2 и 2 . На Формующем участке 9 прилегающие одна к другой полуформы 2 и 2 прижимаются направляющими Роли О ками 11, которые расположены в направляющих планках 12. Впускные ролики 7 расположены иа станине 1 с воз- можностью их вращения вокруг оси 13.На переднем и рабочем направлении 45 4 конце станины 1 аналогичным образом расположены служащие в качестве поворотных дисков возвратные ролики 14, имеющие возможность вращения вокруг оси 15, предназначенные для поворота цепей 3 и 3и возврата их к впускным роликам 7. Как следует иэ Аиг.1, направляющие планки 12 с направляющими роликами 11 соответствуют по длине нескольким полуформам 2 и 2 и заканчиваются, не доходя до возвратных роликов 14, в результате1чего полуАормы 2 и 2 могут расходиться, располагаясь параллельно одна другой и поперечно по отношению к рабочему направлении 4 перед тем, какони отводятся возвратными роликами14. На верхней стороне полуАорм 2 и12 выполнены зубчатые венцы 16, причем оба зубчатых венца 16 попарно совмещенных полуАорм 2 и 2 совпадаютдруг с другом таким образом, что общая ведущая шестерня 17 может входитьв зацепление с зубчатыми венцами 16,в результате полуАормы 2 и 2 могутперемещаться через Аормующий участок9 в виде закрытой формы, Привод ведущей шестерни 17 осуществляется отдвигателя через приводную шестерню 18,которая неподвижно закреплена на валу 19, на котором также расположенаведущая шестерня 17. Вал 19 установлен на кронштейне подшипника 20, который через дистанционную призму 21опирается на станину 1 и жестко связан с последним болтами 22,С помощью устройства изготавливаются пластмассовые трубы 23 с имеющими вид замкнутых кольцеобраэныхшайб Ребрами 24, проходящих радиально и по асей наружной поверхноститрубы 23, Такие Ребристые трубы имеют особо высокую прочность при возникновении пиковых давлений. Предусмотрено наличие экструдера, изформующей насадки 25 которого экструдируется Расплав пластмассы 23 а, вжидком состоянии поступающий в образованную Аормующим участком 9 Аорму, в которой получается труба 23с ребрами 24. На Аормующем участке 9 расположенные попарно полуАормы 2 и 2 охлаждаются. Для этого в них предусмотреныканады 26 для охлаждающей жидкости.Выполненные в полуАормах 2 и 2 а дляобразования Аормоночной полости 27Аормовочные выемки 28 также дополнительно имеют специальную Аорму дляобразования внешней Аормы трубы 23 сребрами 24. Выемки 28 в самих крайних н радиальном направлении точкахимеют пазы или плицы 29 для выходавоздуха, которые примыкают к каналу30 удаления воздуха, Этот канал соединяется с устройством созданиячастичного вакуума (не показано),благодаря чему обеспечивается удалениевоздуха и полное заполнение Формовоч-ной полости 27 пластмассой, образу-,ющей трубу 23 с ребрами 24, 1648244 6Насадка 25 расположена и зоне,н которой полуАорми 2 и 2 еще це соединяются полностьв в одну Аорму, окруженной нагревателем 3 1, предназначенным для поддержания требуемого уровня температуры экструдируемой из экструдера и подаваемой через насадку 25 сжатой расгланленной пластической массы 23 а. Если н качестне пластмассы применяется полининилхлорид, то эта температура составляет 195-200 Г На небольшом расстоянии перед формующим . участком, атакже на небольшом расстоянии передзоной, н которой полуАормы 2 и 2плотно прилегают одна к другой, наружная поверхность насадки 25 расширяется, образуя цилиндрический выходной участок 32. Между расположенной внутри н радиальном направлениистороной 33 полуАормы 2 а и цилиндрическим выходным участком 32 предусмотрен предохранительный зазор 34,предотвращающий соприкосновение полуформы 2 а с цилиндрическим выходным участком 32 Аормующей насадки 25,Ширина предохранительного зазора приэтом составляет 0,3-0,8 мм,В выходном участке 32 Аормующейнасадки 25 выполнен непрерывный расширяющийся в наружном направленииканал 35 для расплава, который изнутри ограничен литьеным сердечником 36. На выходе канала 35 из цилиндрического выходного участка 32формующей насадки 25, а также околозазора 37 насадки предусмотренарасширительная камера 38, длина которой н направлении перемещения Аормы (рабочем направлении 4) равна расстоянию между двумя соседними прорезями ормиронания ребер 24 или превышает его не более чем в 1,5 раза,Литьевой сердечник 36 имеет примыкающий к зазору 37 насадки конический участок 39, к которому н рабочем направлении 4 примыкает второйконический участок 40. Первый конический участок 39 вместе со среднейпродольной осью 41 Аормувщей насадки 25 и, соответственно, изготавливаемой трубы 23 и Аормовочной полости27 составляет угол с величиной около5 , Второй конический участок 40 образует с осью 41 угол а величинойоколо 3 , Переход 42 литьевого серодечника 36 н зоне насадки на первомконическом участке 39 закруглен. Пер 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вый конический участок 39 и нторой конический участок 40 вместе образуют Аормующий уклон чЗ, к которому также примыкает цилиндрический участок 44 питьевого сердечника 36. На литьевом сердечнике 36, а именно на его цилиндрическом участке 44 расположен нцутрецций калибрувщий дорн 45, по торцовой поверхности которого в рабочем направлении 4 выполнена чаше- образная выемка 46, снабженная теплоизоляцией 47, Для крепления внутреннего калибрующего дорна 45 на литьевом сердечнике 36 используются пальцы 48 с резьбой. Калибрующий дорн 45 н зоне. примыкающей к цилиндрическому участку ч 4 литиевого сердечника 36, имеет расширяющийся н рабочем направлении 4 конический участок 49, к которому примыкает цилиндрический участок 50. Конический участок ч 9 об, о разует с осью 41 угол е 3-4Литьеной сердечник 36. а также закрепленный на цем внутренний калибрующий дорн ч 5 расположены на держателе 51 литьевого сердсчника 36 и удерживаются на нем посредством рымгайки 52 на резьбе 53 дсржателя 51 литьеного сердечника 36.Через держатель 51 литьеного сердечника Зб коццентрично по отношению к оси 41 проходит полый охлаждающий сердечник 54, на котором расположена охлаждающая оправка 55. На переходе от цилиндрического участка 50 калибрующего дорна 45 к охлаждающей оправке 55 имеется расширявщаяся в рабочем направлении 4 коническая насадка 56, которая образует с осью ч 1 угол Й величиной 3-4 . Остальная часть охлаждающей оправки 55 выполнена в виде цилиндра. Калибрувщий дорн 45 плоско примыкает к кольцеобразной торцовой стороне 57 литьеного сердечника Зб. Охлаждающая оправка 55 сопряжена торцовой поверхностью со смежной торцовой поверхностью 58 внутреннего калиорующего дорна 45,Таким образом, передача тепла осуществляется от питьевого сердечника 36 через калпбрующий дорн 45 к охлаждающей оправке 55, и поток тепла задерживается вогнутой тепло- изоляцией 47 н калибрувщем дорне 45, поскольку обеспечивающее передачу телла поперечное сечение в кольцевой цилиндрической части 59 дорна 45 относительно мало.50При варианте осуществления по фиг,8 и 9 переход от упорной плоскости 66 к грани 68 выполнен с остирой кромкой, Это обеспечивает хороший упорный БААект но при этом возникаЭ55 ет нежелательная концентрация напряжений в полуАорме 2 а, В варианте осуществления по Аиг.9 кольцевые выступы бЗн имеют меньшую в радиальном Формовочная выемка 28 полуАорм2 и 2 а имеет цилиндрические образующие внутреннюю рабочую поверхность33 соответствующей полуАормы 2 или2 а участки 60 Аормирования наружнойстенки трубы, между которыми на равных расстояниях расположены поперечные прорези 61 Аормирования ребер,Участки 60 Аормирования наружнойстенки трубы имеют упорные ребра 62,которые проходят по всему цилиндрическому периметру Аормоночного участка 60 и доходят до соответствующихкольцеобразных выступов 63 ка наружной стенке трубы.,Упорные ребра 62 на своей заднейв направлении перемещения Аормы (рабочем направлении 4) стороне оканчиваются расположенными перпендикулярно к оси 41 упорными плоскостями64, Другая ограничивающая их поверхность 65 является плоской по отношению к оси 41, расположенной с небольшим уклоном в направлении к следующей н рабочем направлении 4 упорной плоскости 64 следующего упорного ребра 62.На Аиг,7 и 8 показаны различныекольцевые выступы 63, 63 и 63О/которые соответствуют Аормовочнымупорным ребрам в полуАорме 2 а Нафиг,7 изображен кольцеобразный выступ 63 с имеющей уклон в радиальном направлении упорной плоскостьюбб , которой соответствует упорнаяплоскость, служащая ограничениемсмежной прорези Аормирования ребер,Упорная плоскость 66 проходит такжеперпендикулярно к средней продольной оси 41. Это касается также упорных плоскостей 66 при вариантах осукществления по Аиг.8 и 9, На Аиг,7видно, что переход к имеющей плоскийуклон грани 68 выполнен с закруг/лением 69. Благодаря этому закруглению в соответствующем упорном ребреполуйормы 2 а не возникает концентрации напряжений,1 О203045 направлении высоту и лежат на меньшем расстоянии друг от друга,Ребра 24 имеют радиальную нысоту Ь от основания упорной плоскости бб и грани 68, которая приблизительно равна величине 0,035 , где- внутренний диаметр трубы 23. Минимальная толщина в стенки трубы соответствует приблизительно 0,015 .Высота кольпеобразных выступов 63 составляет около 0,12 Ь - 0,16 Ь.Изготовление ребристой трубы осуществляется в три стадии.На первой стадии расплав пластмассы 23 а под давлением выдавливается через зазор 37 насадки в расширительную камеру 38 в начале Аормоночной полости 27, При этом (Аиг.З) заполняется находящаяся непосредственно перед расширительной камерой 38 в рабочем направлении 4 поперечная прорезь 61 Аормирования ребер. Находящийся в ней воздух выходит через отверстия 29 для выхода воздуха, которые настолько узки, что жидкий расплав в них не поступает. При перемещении дальше полуАормы 2 а прорезь 61 Аормирования ребер заполняется полностью (Аиг.4). После завершения этой стадии заполняется расширительная камера 38, поскольку при остающейся неизменной скорости процесса н рабочем направлении 4, т.е. при постоянной скорости перемещения полуАорм 2 а расплав пластмассы 23 а используется только для производства цилиндрических отрезков стенки трубы 23, Если следующая прорезь 61 Аормирования ребер проходит над расширительной камерой ЗЯ, то расплав 23 а попадает в прорезь 61 Аормирования ребер (Аиг.5), При перемещении полуформы 2 а дальше прорезь 61 Аормирования заполняется, вследствие чего остающаяся сзади по отношению к полуАорме 2 а и к этой поперечной прорези 61 расширительная камера 38 частично освобождается от расплава пластмассы. На участках 60 Аормирования наружной стенки трубы расплав переохлаждается, в результате чего в этой зоне он является уже не жидко-, а нязкотекучим. Упорные плоскости 64 упорных ребер 62 оказывают значительное воздействие на пластмассу. Отношение расстояния Г между соседними ребрами 24, т.е. соседними поперечными прорезями 61 Аормирования ребер, к акси 1648244 10альной длине 8 расширительной камеры38 находится в пределах от 1:1 до1:1,5, В этой зоне, а именно в нижнейее части, обеспечивается последовательное заполнение через упорные ребра отдельных прорезей 61 Аормирования ребер вследствие интенсивной подачи расплава пластмассы 23 а, В концепервой стадии уже сАормирована труба 23,Вторая стадия Аормирования трубы23 осуществляется внутренним калибрующим дорном 45, который имеет зеркально полированную поверхность .15для калибровки сохраняющей еще теплои пластические свойства трубы 23, врезультате обеспечивается получениечистой гладкой внутренней стенки 67,На второй стадии, выполняемой калибрующим дроном 45, осуществляется частичное охлаждение трубы 23, причемповерхностная зона трубы, например,на глубине О, 1 мм охлаждается на50-60 С. 25На третьей стадии изготовления трубы 23 используется охлаждающая оправка 55, с помощью которой осуществляется точная калибровка трубы 23,Конический участок 49 дорна 45 иконическая насадка 56 охлаждающейоправки 55 предназначены для того,чтобы обеспечить бесшовный переходтрубы 23 на соответствующий переходный участок.Таким образом, за единицу времени Аормируется только одно ребро24, т.е, в одно и то же время непроисходит заполнения несколькихпоперечных прорезей 61 Аормированияребер. Только после того, как последняя прорезь 61 заполнена расплавом,следующая прорезь 61 Аормированияребер проходит через расширительнуюкамеру 38. Благодаря этому исключается обратный поток расплава и еговозгорание, в результате чего получают трубы улучшенного качества. Формула изобретения50Устройство для изготовления труб с поперечными ребрами из термопластичного полимера, содержащее Аормующую насадку, размещенные в. два противолежащих ряда полуАормы, смон 55 тированные с возможностью образования ими на прямолинейном Аормующем участке замкнутой Аормы, имеющей внутреннюю рабочуо поверхность с поперечными прпреэями Аормирования ребер и формовочными выемками,образованными поочередно участком Аормирования наружной стенки трубы и прорезями Аормирования ребер, привод перемещения Аормы в направлении, параллельном продольной оси трубы в зоне Аормующего участка, литьевой сердечник, смонтированный с образованием с рабочей поверхностью Формы Аормовочной полости и имеющий конический расширяющийся в направлении перемещения Аормы к Аормовочной выемке участок, образующий с Аормовочной выемкой расширительную камеру, предо-, хранительный зазор, расположенный между Аормующей насадкой и Аормовочной выемкой перед расширительной камерой, и размещенную после литьевого сердечника в направлении перемещения Аормы охлаждавщуи оправку,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества изготавливаемых труб за счет предотвращения обратного потока расплава и его возгорания, внутренняя рабочая поверхность Аормы на участке Аормирования наружной стенки трубы выполнена с упорными ребрами, оканчивающимися в направлении перемещения Аормы упорными плоскостями.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что упорные плоскости расположены перпендикулярно продольной оси симметрии формовочной полости.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что высота расширительной камеры перед Аормующей насадкой не превышает удвоенного расстояния между охлаждающей оправкой и внутренней рабочей поверхностью Формы на участке Аормовочных выемок. 4. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что высота расширительной камеры перед Аормующей насадкой не превышает полуторакратного расстояния между охлаждающей оправкой и внутренней рабочей поверхностью Аормы на участке Формовочных выемок.5. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что длина расширительной камеры в направлении перемещения Аормы равна расстоянию между двумя соседними поперечными прореэя1 б 4824.( о Г РбЛ ми формирования ребер или превышаетего не более чем в 1,5 раза.,6, Устройство по п.1, о т л и. -ч а ю щ е е с я тем что оно снаб 15жено внутренним калибрующим дорном,расположенным между литьевым сердечником и охлаждающей оправкой.7. Устройство по п,6, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что охлаждающая оправка сопряжена с торцовой поверхностью внутреннего калибрующегодорна,8. Устройство по п.7, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что по торцовой поверхности внутреннего калибру-.ющего дорна со стороны охлаждающейоправки выполнена чашеобразная выемка.9, Устройство по п,8, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что чашеобразная выемка снабжена теплоизоляцией,10. Устройство по п,б, о т л ич а ю щ е, е с я тем, что внутреннийкалибрующий дорн сопряжен с торцомлитьевого сердечника. 11. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что упорные ребра в наружной в радиальном направлении зоне перехода от упорных плоскостей к плоскости имеющим уклон в направлении перемещения йормы кромкам выполнены с закруглением. 12. Устройство по п.1 , о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что упорные ребра в наружной в радиальном направлении зоне перехода от упорных плоскостей к плоским имеющим уклон в направлении перемещения йормы кромкам выполнены с острой кромкой,1648244 Составитель Э.Гольтяковедкая Техред А.Кравчук Редактор О.йр орректор Н,Реяск КНТ СССР твенног 113035 Производственно-издательский комбинат фйатент", г. Ужгород, ул. Гагарина Заказ 141 бВНИИПИ Госуд Тираж 391 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям прМосква, Ж, Раущская наб., д. 4/5еейт