двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки

Формула изобретения

Двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки, содержащая корпус, выполненный разъемным из двух секций с системой охлаждения, образующие каналы профильного сечения с верхней и нижней секциями корпуса головки, сообщающихся с питающим каналом, отличающаяся тем, что в верхней секции выполнены профильные проточки в центре, поверхность которых образована в виде овальных кривых, а поверхность краев углублений имеет форму в виде синусоидальной кривой с затухающей амплитудой, а нижняя секция корпуса содержит впадины, в центральной части которых образованы выступы овальной формы, расположенные симметрично поверхностям кривых впадин верхней секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий из полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для производства строительно-монтажной профильной рейки.

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 [А.с. СССР №1717393, МКИ В29С 47/12, 1992, Бюл. №9].

Недостаток данного устройства - отсутствие системы охлаждения полуцилиндрических секций, что снижает качество профильно-погонажных изделий.

Так как в экструзионной головке имеется один формующий канал, из которого экструдируется один профиль, то естественно и низка производительность головки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной облицовочной рейки, содержащая корпус, выполненный разъемным с системой охлаждения.

Вкладыши образуют между собой два формующих канала профильного сечения. Внутренняя поверхность профильного вкладыша образована синусоидальной кривой. В местах вогнутости указанной поверхности продольно расположены стержни (патент Российской Федерации №2189314, МКИ В29С 47/12, 2002. Бюл. №26 - прототип).

Недостатком известной экструзионной головки является сложность конструкции и монтажа, так как головка состоит из двух секций и двух вкладышей, которые требуют необходимой точности при монтаже, т.е. соблюдение соосности относительно продольно расположенных стержней, что может привести к искажению поперечного сечения профильной формы и ухудшению качества экструдируемых изделий.

Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции экструзионной головки и повышение качества экструдируемых профильных реек.

Указанная задача решается за счет того, что двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки, содержащая корпус, выполненный разъемным из двух секций с системой охлаждения, образующие каналы профильного сечения с верхней и нижней секциями корпуса головки, сообщающихся с питающим каналом, отличающихся тем, что в верхней секции выполнены профильные проточки, в центре поверхность которых образована в виде овальных кривых, поверхность краев углублений имеют форму в виде синусоидальной кривой с затухающей амплитудой, а нижняя секция корпуса содержит впадины, в центральной части которых образованы выступы овальной формы, расположенные симметрично поверхностям кривых впадин верхней секции.

Технический результат, обеспечиваемый двухканальной экструзионной головкой для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки, выражается в упрощении конструкции и улучшении качества профильной рейки благодаря выбору оптимальной геометрии поперечного сечения формующих каналов.

Выбор оптимальной геометрии поперечного сечения формующих каналов - при согласованном расположении верхней и нижней секций корпуса, которые образуют формующие каналы профильного сечения, внешняя поверхность которых образована овальной кривой в центре и синусоидальной кривой с затухающей амплитудой на краях.

Радиусы овальной кривой поверхности впадины верхней секции и выступа нижней секции корпуса в каждом отдельном случае подбираются конструктивно в зависимости от ширины и толщины изготавливаемой рейки.

Форма поверхности краев углубления верхней секции имеет форму в виде синусоидальной кривой с изменяющейся амплитудой и периода, поверхность которых описывается уравнением синусоида

,

где y - ордината точек синусоиды, мм; x - абсцисса точек синусоиды, мм; А - затухающая амплитуда синусоиды, мм; T - изменяющийся период синусоиды, мм.

Подбирая значения амплитуд, периодов синусоидальной кривой, в зависимости от толщины изготавливаемой профильной рейки добиваются равномерного распределения скоростей во всех точках поперечного сечения экструдируемого изделия, уменьшая тем самым остаточные сдвиговые напряжения, исключая неравномерный выход экструдата и коробление изготавливаемого изделия. Этим обеспечиваются большая размерная точность и качество экструдируемой профильной рейки.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 - поперечный разрез двухканальной экструзионной головки для изготовления полимерной строительно-монтажной рейки; на фиг.2 - продольный разрез по А-А; на фиг.3 - фрагмент синусоидальной кривой с затухающей амплитудой поверхности краев углубления; на фиг.4 - поперечное сечение получаемой профильной рейки.

Двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной рейки в соответствии с фиг.1 содержит разъемный корпус, состоящий из двух секций верхней 1 и нижней 2, в котором расположены формующие каналы 3, образованные в секциях: при этом в верхней секции выполнены профильные проточки в центре, поверхность которых образована в виде овальных кривых 4, поверхность краев углублений имеет форму в виде синусоидальной кривой с затухающей амплитудой 5, а нижняя секция корпуса содержит впадины 6, в центральной части которых образованы выступы овальной формы 7, расположенные симметрично поверхности кривых впадин 4 верхней секции 1.

Формующие каналы 3 снабжены системой охлаждения, состоящей из охлаждающих каналов 7 и 8, каналов для перетока воды 10 и патрубков 11, через которые осуществляются подвод и отвод хладоагента.

Верхняя секция 1 и нижняя секция 2 корпуса соединяются между собой болтами 12. Формующие каналы 3 сообщаются с питающим каналом 13, на входе которого установлена фильтрующая решетка 14. Присоединение экструзионной головки к экструдеру осуществляется с помощью соединительного фланца 15.

Двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки работает следующим образом.

Расплав полимера, нагнетаемый шнеком экструдера, попадает в питающий канал 13, далее в формующие каналы 3, образованные верхней секцией 1 и нижней секцией 2. Формующие каналы 3 придают расплаву полимера форму профильной рейки в соответствии с фиг.4. При этом верхняя 1 и нижняя 2 секции изготовлены из стали 45 с высоким классом ( 10- 12) чистоты обработки поверхности, что позволяет при совмещении указанных деталей получать при сборке цельные, без малейших зазоров, формующие каналы 3, при продавливании через которые струи расплава полимера на поверхности профильной рейки не образуется следов от мест соединения деталей, и профильная рейка выходит из формующего канала 3 с глянцевой поверхностью с высоким классом чистоты.

В нижней секции 2 корпуса экструзионной головки предусмотрено охлаждение экструдируемой профильной рейки при помощи подачи и отвода хладоагента через патрубки 11 и охлаждающие каналы 8 и 9 с использованием каналов для перетока воды 10.

Предлагаемое изобретение наиболее полезно при производстве строительно-монтажной профильной рейки.

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

Экструзионная головка имела следующие размеры: ширина 350 мм, длина 320 мм, высота 170 мм, длина формующих каналов 270 мм.

Для данного профиля формующего канала ордината затухающей амплитудой составляла y=3÷1,5 мм. Т=10÷5 мм.

Получали профильную рейку из полипропилена марки 01003ТУ211-020-0020-3521-96 шириной 85 мм, высотой 20 мм, толщиной по центру 10 мм.

Оптимальный режим экструзии при температуре в пределах 468-478 К и создаваемом давлении экструзии в пределах 4,0÷4,5 МПа.

Предлагаемая двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной строительно-монтажной профильной рейки позволяет улучшить качество строительно-монтажных профильных реек.