Многоручьевая экструзионная головка для полимерных материалов Советский патент 1990 года по МПК B29C47/30 B29L23/00 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, в частности, к оборудованию для производства шнуров, прутков и стержней из пластмасс.

Цель изобретения - повышение производительности головки и качества полимерных изделий за счет обеспечения равномерного распределения потока полимера,ликвидации неравномерности выхода экструдата и уменьшения гидравли-. ческого сопротивления на периферийном участке.

На фиг.1 показана многоручьевая экструзионная головка, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - многоканальный мундштук с выступом: на фиг.4 - обтекатель с гиперболическим профилем.

Многоручьевая экструзионная головка содержит корпус 1, многоканальный мундштук 2 с выступом 3 и каналами 4. Выступ 3 выполнен в виде однополюсного гиперболоида вращения. Многоканальный мундштук

ел о ел

о

Os

ел

2 размещен в корпусе 1 и закреплен посредством соединительной втулки 5,

Экструзио ная головка снабжена обтекателем 6 потока, выполненным в виде направляющей втулки с гиперболическим проф1лл8м 7, для обеспечения плавного входа в зону 8 перед входом в каналы 4 многоканального мундштука 2. Между обтекателем 6 Етотока и корпусом 1 расположено уплотнительное кольцо 9.

В экструзионной головке выполнены отверстия 10 под термопары для контроля температурь;. Манометр 11 с разделительной диафрагмой предназначен для замера давлен я в экструзионной головке,

Корпус 1 соединен с ма1ериальным цилиндром 12 зкструдера со шнеком 13. В подводящем канале 14, материальным цилиндром 12 и корпусом 1 разр.ещена фильтрующая решетка 15. Выступ 3 многоканального мундштука 2 обращен в сторону подводящего канала 14. Обтекатель 6 установлен в корпусе 1 на выхо,це подводящего канала 14.

Зкструзионная головка работает следующим образом.

Расплав полимера, нагнетаемый шнеком 13 экструдера, продавливается через фильтрующую решетку 15 и, проходя в под- зодящмй какал 14, поступает в зону 8 перед входом в каналы 4 многоканального мундштука 2. При этом направляется обтекателем 6, тем самым ликвидируя застойные зоны перед входом в каналы 4. Обтекатель 6 обес- йпечивает равномерное распределение и подпор, для достижения равномерности выхода экструдатов из многоканального мундштука 2, его конструкцией предусмотрено в центральной зоне увеличение.длины канала 5, а на периферийном участке ее уменьшение согласно профилю выступа 3 и выполненного а виде однополюсного гиперболоида вращения.

Tax как скорость истечемия в центре Bwuje, чем в периферии.-то за счет изменения гадравлического сопротивления в каналах 4 ликвидируется, неравномерность выхода экструдатов по их длине. Таким образом за счет простого системного мзмене- Н11Й длины каналов 4, и соответственно их сопротивления, а указанных зонах обеспечивается выравнивание линейных скоростей .экструдатов, зыдазливаемых экструдером через асе отверстия многоканального мундштука 2.

Изобретение наиболеэ полезно в производстве шнуроз, Прутков, и стержней из пластмасс, так как практически легко обес- печмть автоматизацию общего вытяжного

устройства и одновременную отрезку зкс- трудатов одинаковой длины.

Экспериментальные исследования проводились на опытной установке, включающей экструдер со шнеком диаметром 40 мм (при L/d 16), и зкструзионную головку с многоканальным мундштуком 2, профиль выступа 3 которого выполнен в виде однополюсного гиперболоида вращения с на0 ружным диаметром 72 мм и диаметром центрального выступа 8 мм, с 13 формующими каналами диаметром 4 мм. Отношение l/d в центральном канале составляло 17 в среднем ряду 14, и в крайнем ряду отвер5 стий 10,5. Относительная длина и профиль выступа 3 подбирались опытным путем, т.е. чтобы в пределах рабочего давления экструзии 5-7 МПа, обеспечивать выравнивание линейных скоростей экструдатов, выдавли0 вавшихся, зкструдером через все каналы 4 многоканального мундштука 2. Многоканальный мундштук 2 был изготовлен из стали 45.

Обтекатель 6 выполнен из стали 45 в

5 виде направляющей втулки с гиперболическим профилем 7, с наружным 78 мм и внутренним 50 мм диаметрами, с кольцевой канавкой шириной 4 мм, и глубиной 3 мм для уплотнительного кольца 9. Высота обтекате0 ля 6 - 16 мм. Указанные размеры обтекателя 6 подбирались конструктивно, опытным путем, с учетом геометрических размеров корпуса 1 экструзионной головки, соединительной втулки 5 и многоканального мундштука

5 2, а также из условия обеспечения равномерного распределения подпора перед вхо- дом в каналы 4. Объектом исследования служил пластикат поливинилхлоридный для изоляции и защитных оболочек прово0 дов и кабелей (ГОСТа 59-60-72). Экструзия проводилась при температуре 423 Е,-при- давлениях 5,0 и 6,0 МПа. В опытах получали шнуры из всех каналов 4 с одинаковой линейной скоростью,

5 Таким образом, за счет выступа 3, выполненного в виде однополюсного гиперболоида вращения, увеличилась длина каналов 4 центральной зоны и соответственно их сопротивление, что позволило

0 обеспечить выравнивание линейных скоростей зкструдатов, выдавливавшихся шнеком 13 экструдера через все каналы многоканального мундштука 2,

Использование многоручьевой экстру5 зионной головки позволяет увеличить производительность экструзии в десятки раз (это зависит от количества отверстий в многоканальном мундштуке 2); улучшить качество полимерных изделий за счет равномерного распределения потока расплава и

за счет ликвидации застойных зон обтекателем 6; достичь равномерность выхода экс- трудата во всех формующих каналов; обеспечить автоматизацию общего вытяжного устройства и одновременную отрезку экструдатов одинаковой длины.

Формула изобретения Многоручьевая экструзионная головка для полимерных материалов, содержащая корпус с подводящим каналом, многоканальный мундштук с выступом, размещенный в корпусе и обращенный выступом в сторону подводящего канала, отличаю ////7Z7/////

T

Г

J 5 7 /4

Фаг. 1 A-A

щаяся тем, что, с целью повышения производительности головки и качества полимерных изделий за счет обеспечения равномерного распределения потока

полимера, ликвидации неравномерности выхода экструдата и уменьшения гидравлического сопротивления на периферийном участке, экструзионная головка снабжена обтекателем, выполненным в виде напрааляющей втулки с гиперболическим рабочим профилем и установленным в корпусе на выходе подводящего канала, а выступ многоканального мундштука выполнен в виде однополюсного гиперболоида вращения.

//

:HU

СО

V

/J

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов, в частности к оборудованию для производства шнуров, прутков и стержней из пластмасс. Цель изобретения - повышение производительности головки и качества полимерных изделий за счет обеспечения равномерного распределения потока полимера, ликвидации неравномерности выхода экструдата и уменьшения гидравлического сопротивления на периферийном участке. Для этого многоручьевая электрузионная головка содержит корпус, обтекатель, многоканальный мундштук с выступом и каналами. Выступ выполнен в виде однополюсного гиперболоида вращения. Обтекатель выполнен в виде направляющей втулки с гиперболическим профилем. Многоканальный мундштук размещен в корпусе и обращен выступом в сторону подводящего канала. Обтекатель установлен в корпусе на выходе подводящего канала. При работе головки расплав полимера поступает в зону перед входом в каналы многоканального мундштука и направляется обтекателем. Обтекатель обеспечивает равномерное распределение и подпор расплава. Профиль выступа обеспечивает изменение гидравлического сопротивления в каналах мундштука. При этом ликвидируется неравномерность выхода экструдатов по их длине. 4 ил.

Фиг. 2

Фи.