экструзионная головка для изготовления полимерных рифленых листов

Формула изобретения

Экструзионная головка для изготовления полимерных рифленых листов, содержащая корпус с системой охлаждения и с расположенными в нем двумя профильными вкладышами, образующими между собой формующую щель, сообщающуюся с питающим каналом, отличающаяся тем, что корпус выполнен разъемным, при этом формующая щель имеет равное поперечное сечение по всей ширине в виде синусоидальной кривой, причем на краях предусмотрены выступы и углубления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий из полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для производства рифленых листов.

Известна конструкция экструзионной головки для изготовления профильно-погонажных изделий, содержащая корпус, профилирующую планку, обойму, в которой запрессованы полуцилиндрические секции, имеющие различные фасонные проточки и совмещенные с помощью пазов и выступов, которые образуют формующую втулку с профильным каналом, сообщающимся с питающим каналом головки [Авторское свидетельство СССР 1717393 МКИ В 29 С 47/12, 1992. Бюл. 9].

Недостаток данного устройства - отсутствие системы охлаждения полуцилиндрических секций, что снижает качество изделия и приводит к искажению геометрической формы поперечного сечения профильно-погонажного изделия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является щелевая головка для шприцевания ленты из высоковязкой резиновой смеси, содержащая корпус с системой охлаждения и расположенными в нем двумя профильными вкладышами, образующими формующую щель с внутренними поверхностями, выполненными с углублениями, параллельными продольной оси головки, и проточным каналом, имеющим коническую часть, а в зоне перехода от конической части проточного канала к формующей щели углубления выполнены с увеличением площадей их поперечного сечения от нулевого до максимального значения в направлении выхода из головки [Авторское свидетельство СССР 1224161 МКИ В 29 С 47/14, 47/86//В29 30:00, 1986. Бюл. 14].

Недостатком известной щелевой головки является затрудненность процессов ее сборки, разборки и очистки вкладышей, которые выполнены в виде дуговых вогнутых профилей, от нагаров резиновой смеси, особенно в местах застойных зон, так как корпус головки изготавливается цельным. Это приводит к ухудшению качества экструдируемого изделия.

Неравномерность поперечного сечения формующей щели, образованной двумя профильными вкладышами, образующими между собой формующую щель, сообщающуюся с проточным каналом, при этом в дуговых поверхностях вкладышей увеличивается их глубина от середины формующей щели к ее краям - все это приводит к увеличению гидравлического сопротивления щели, что снижает производительность процесса экструзии.

Изобретение направлено на решение задачи повышения производительности и качества экструдируемых полимерных рифленых листов.

Указанная задача решается за счет того, что экструзионная головка для изготовления полимерных рифленых листов содержит корпус с системой охлаждения и с расположенными в нем двумя профильными вкладышами, образующими между собой формующую щель, сообщающуюся с проточным каналом, причем корпус выполнен разъемным, при этом формующая щель имеет равное поперечное сечение по всей ширине в виде синусоидальной кривой, причем на краях предусмотрены выступы и углубления.

Технический результат, обеспечиваемый экструзионной головкой для изготовления полимерных рифленых листов, выражается в повышении производительности и улучшении качества и технологии изготовления.

Благодаря точной центровке при сборке профильных вкладышей и за счет фиксации выступов и углублений на их краях при монтаже исключается смещение вкладышей, а образующаяся формующая щель имеет равное поперечное сечение по всей ее ширине, что уменьшает гидравлическое сопротивление потока, в результате чего повышается скорость истечения полимера, а также при согласованном расположении профильных вкладышей, внутренняя поверхность которых выполнена синусоидальными кривыми, образуя формующую щель равного поперечного сечения, при этом обеспечивается большая размерная точность и качество экструдируемого рифленого листа.

Выбор оптимальной геометрии поперечного сечения профильных пазов осуществляется изменением амплитуды, периода синусоидальной кривой и толщиной экструдируемого рифленого листа.

Высокая чистота обработки составных частей формующей щели обеспечивает их точную подгонку, а отсутствие застойных зон за счет синусоидального профиля внутренних поверхностей вкладышей и конического рассекателя потока повышает качество и точность размеров рифленого листа.

На фиг.1 дан поперечный разрез экструзионной головки; на фиг.2 - продольное сечение головки по А-А; на фиг.3 - синусоидальные кривые, образующие внутреннюю поверхность вкладышей.

Экструзионная головка для изготовления полимерных рифленых листов содержит корпус 1, состоящий из двух секций прямоугольного сечения: верхней секции 2 и нижней секции 3. В секциях предусмотрены продольные углубления и в результате монтажа профильных вкладышей - верхнего 4 и нижнего 5 - образуются проточные каналы 6 для системы охлаждения.

Между профильными вкладышами, внутренние поверхности которых выполнены в виде синусоидальной кривой, образуется формующая щель 7, которая имеет равное сечение по всей ее ширине.

Такое совмещение вкладышей, на краях которых расположены выступы 8 и углубления 9, позволяет с их помощью фиксировать точное соединение при сборке с помощью болтов 10, исключает их смещение, что уменьшает гидравлическое сопротивление потока, в результате чего повышается скорость истечения полимера, обеспечивается равномерное распределение расплава полимера в формующей щели, большая размерная точность и качество экструдируемого рифленого листа.

Для системы охлаждения предусмотрены проточные каналы 6 в верхней 2 и нижней 3 секциях, а также штуцеры 11 для подвода хладагента (канал перетока между проточными каналами 6 на фигурах не показан). Секции кроме соединительных болтов 9 крепятся прямоугольным фланцем 12, а головка монтируется к соединительной плите 13 с помощью болтов 14, в плите смонтирован конический рассекатель 15 с центром при вершине в середине формующей щели, который предусмотрен для равномерного распределения расплава по всей ширине щели. Присоединение головки к экструдеру осуществляется с помощью откидного фланца 16, в котором расположен питающий канал 17.

Экструзионная головка для изготовления полимерных рифленых листов работает следующим образом. Расплав полимера, нагнетаемый шнеком экструдера, попадает в питающий канал 17, далее, обтекая конический рассекатель 15 и равномерно распределяясь, поступает в формующую щель 7. Формующая щель 7 придает расплаву полимера форму рифленого листа при помощи профильных вкладышей 4 и 5, внутренняя поверхность которых образована в виде синусоидальной кривой. При этом профильные вкладыши 4 и 5 изготовлены из стали 45 с высоким классом (10-12) чистоты поверхности, что позволяет при совмещении указанных деталей получать при сборке цельную, без малейших зазоров формующую щель 7, при экструзии расплава полимера через нее выходит рифленый лист с глянцевой поверхностью с высоким классом ее чистоты.

В экструзионной головке предусмотрено охлаждение наружной поверхности экструдируемого рифленого листа при помощи подачи и отвода хладагента через патрубки 11 в охлаждающих каналах 6.

Предлагаемое изобретение наиболее полезно при производстве полимерной рифленой рейки.

Экспериментальные исследования проводились на опытной установке с экструдером АТЛ - 45, имеющим шнек диаметром 45 мм и длиной 1125 мм.

Экструзионная головка имела следующие размеры: ширина корпуса 450 мм, длина 300 мм, высота 210 мм. Зазор формующей щели составлял 4 мм.

Получали рифленые листы из полипропилена шириной 400 мм и толщиной 4 мм.

Форма внутренней поверхности профильных вкладышей в соответствии с фиг.3 описывалась уравнением синусоиды



где Y - ордината точек синусоиды, мм;

Х - абсцисса точек синусоиды, мм;

А - амплитуда синусоиды, мм;

Т - период синусоиды, мм.

Для данной конструкции экструзионной головки Y = 15 мм, Х = 50 мм.

Получали рифленые листы из полипропилена марки 01003 ТУ 2211-020-0020-3521-96. Оптимальный режим экструзии при температуре в пределах 468 - 478 К и создаваемом давлении экструзии в пределах 4,0-4,5 МПа.