установка для ротационного формования полых изделий из пластмасс

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС, преимущественно из поливинилхлоридных пластизолей, содержащая технологический ротор с формодержателями, камеру охлаждения, камеру нагрева и систему нагрева, всасывающий патрубок которой подсоединен к выходному отверстию последней холодной зоны камеры нагрева, и нагнетательный патрубок к первой горячей зоне через входное отверстие, отличающаяся тем, что система нагрева снабжена излучающим тепло нагревателем сопротивления, размещенным в первой зоне камеры нагрева на четырех ее стенках, при этом среда в зонах после первой зоны камеры нагрева имеет температуру, определяемую в соответствии с соотношением

T_i = T₁ e^-x,

где T₁ - температура воздуха в первой зоне камеры нагрева;

T_i - температура воздуха в последующих зонах камеры нагрева;

i - порядковый номер зон камеры нагрева;

x - показатель степени, который находится в пределах от 0,2 до 0,4.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим ротационное формование полых изделий из пластмасс, преимущественно из ПВХ пластизолей, и может быть использовано в промышленности по переработке пластических масс, в частности для производства игрушек из поливинилхлоридных (ПВХ) пластизолей.

Известна установка для ротационного формования полых изделий, содержащая технологический ротор с тремя формодержателями, камеру охлаждения, однозонную камеру нагрева и систему нагрева, всасывающий патрубок которой подсоединен к крыше камеры, а нагнетательный, проходящий через тепловые электрические нагреватели, к нижней части камеры [1]

Нагрев форм с массой осуществляется за счет конвективного теплообмена при помощи нагретого воздуха, что требует длительного нагрева форм. Время нагрева (8-10 мин) и значительное энергопотребление (60-90 кВт) обусловлены использованием неэффективного способа нагрева форм конвективного теплобмена.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является установка для ротационного формования полых изделий из пластмасс, содержащая технологический ротор с формодержателями. Машина содержит камеру охлаждения, камеру нагрева и систему нагрева, всасывающий патрубок которой подсоединен к выходному отверстию последней холодной зоны нагрева, а нагнетательный патрубок первой горячей зоне через выходное отверстие [2] Следовательно, формование изделий производится за счет конвективного обогрева форм горячим воздухом. По сравнению с устройством [1] прототип уменьшает время нагрева форм и количество потребляемой энергии на технологической операции формования, так как используется двухзонная система нагрева.

Однако существенного понижения энергопотребления известное устройство не обеспечивает, поскольку используется конвективный способ теплообмена форм с горячим воздухом и существуют значительные потери тепла, так как источник его размещен в подводящем патрубке.

Цель изобретения снижение энергозатрат при формовании полых изделий в многозонной камере нагрева.

Поставленная цель достигается тем, что установка для ротационного формования полых изделий из пластмасс, преимущественно из поливинилхлоридных пластизолей, содержит технологический ротор с формодержателями, камеру охлаждения, камеру нагрева с зонами нагрева и систему нагрева, всасывающий патрубок которой подсоединен к выходному отверстию последней, холодной зоне камеры нагрева, а нагнетательный патрубок к первой горячей зоне через входное отверстие.

Система нагрева снабжена излучающим тепло нагревателем сопротивления, размещенным в первое зоне камеры нагрева на четырех ее стенках. Среда в зонах после первой зоны камеры нагрева имеет температуру, определяемую по соотношению: T_i T₁ l^-x, где Т₁ температура воздуха в зоне I камеры нагрева;

Т_i температура воздуха в последующих зонах камеры нагрева;

i порядковый номер зоны камеры нагрева;

Х показатель степени, который находится в интервале 0,2-0,4.

На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг.2 размещение нагревателей в первой горячей зоне камеры нагрева.

Установка для ротационного формования полых изделий из ПВХ пластизолей состоит из технологического ротора 1 с девятью формодержателями 2 и блоками 6 форм, камеры охлаждения 3, трехзонной камеры нагрева 4 с системой нагрева 5, 7, 8, 9. На четырех стенках первой зоны камеры нагрева смонтированы излучающие теплонагреватели 5 сопротивления, имеющие температуру порядка 800^оС и образующие тепловую зону вокруг блоков 6 форм. К третьей холодной зоне нагрева подсоединен отсасывающий воздух при помощи вентилятора 7 патрубок 8. Нагнетательный патрубок 9 подсоединен к первой горячей зоне нагрева через окно 10, расположенное ниже нагревателей сопротивления. Для измерения и контролирования температуры в зонах камеры нагрева предусмотрены термопары 11.

Установка для ротационного формования полых изделий из ПВХ пластизолей работает следующим образом.

При включении камеры нагрева 4 нагреватели 5 нагреваются до температуры около 800^оС, излучая тепловой поток вокруг блока 6 форм. Холодный воздух откачивается из третьей зоны камеры и нагнетается вентилятором 7 в первую зону, обеспечивая циркуляцию воздуха по I, II и III зонам нагрева. Через определенное время температура воздуха по зонам нагрева при определенном соотношении потоков теплового излучения и воздуха, циркулирующего между холодной III и горячей I зонами нагрева, стабилизируется. Экспериментально установлено, что верхний предел температуры воздуха в зоне I нагрева должен быть порядка 300^оС, а нижней около 160^оС (зона I нагрева). Верхний предел температуры среды обусловлен необходимостью относительно быстрого прогрева стенок форм (пассивная масса), а также условием обеспечения начала процесса формования, без пригара, пристеночного слоя пластизоля.

Выбор нижнего значения температуры воздуха порядка 160^оС обусловлен необходимостью завершения процесса пластификации пластизоля, то есть окончанием процесса формования изделия. Обеспечить подобное распределение температур по зонам нагрева удается за счет определенного соотношения теплового и воздушных потоков известными способами.

Установлено, что распределение температур по зонам II и III нагрева идет по экспоненте l, т.е. отвечает естественному процессу понижения температуры среды без подвода тепла и наличия теплопотерь. Данное распределение температур по зонам нагрева может быть отражено соотношением Т_i T₁ l^-х,

где Т₁ температура воздуха в зоне I камеры нагрева, Т_i температура воздуха в последующих зонах нагрева, i порядковый номер камеры нагрева, Х показатель степени, который находится в интервале 0,2-0,4.

Отличительным признаком установки является также применение излучающего тепло нагревателя сопротивления, размещенного в I зоне камеры нагрева на четырех ее стенках. Это позволяет осуществлять нагрев блока форм как за счет теплобмена со средой (конвективный теплобмен), так и путем излучения. Это позволяет сократить время выдержки форм по зонам нагрева и тем самым снизить энергопотребление.

Таким образом, предлагаемая установка существенно отличается от прототипа: источником нагрева форм, размещенным особым образом непосредственно в горячей зоне I камеры нагрева, а не вне ее, распределением температуры среды по зонам камеры нагрева по определенному соотношению, нагревом форм в зоне I камеры нагрева путем конвективного теплообмена горячим потоком воздуха, так и потоком тепла от источника излучения, что позволит уменьшить энергозатраты и сократить теплопотери.