CS237336B2 - Způsob výroby dutých, rozměrově stálých profilů, zejména trubek pro dopravu pohonných hmot - Google Patents

Abstract

Způsob výroby dutých, rozměrově stálých profilů z popřípadě změkčených alifatických polyamidů s alespoň pěti atomy uhlíku na jednu karbonylamidoskupinu nebo z ekvivalentních množství základních stavebních jednotek tj. alifatických dikarboxylových kyselin a alifatických diaminů s celkem alespoň 12 atomy uhlíku vytlačováním, který se vyznačuje tím, že se nejprve vyrobí dutý profil o průměru větším, než je požadovaná velikost průměru, tento profil se ochladí a ochlazený dutý profil se vede druhým kalibrovacím zařízením o menším kalibru, než je požadovaný průměr dutého profilu bez přívodu tepla z vnějšího zdroje.

Description

Vynález se týká způsobu výroby dutých, rozměrově stálých profilů, zejména trubek pro dopravu pohonných hmot, z popřípadě změkčených alifatických polyamidů.

Dutých profilů, zejména trubek z polyamidů, se používá, jak známo, jako dopravního potrubí pro pohonné hmoty pro spalovací motory. Obzvláště výhodné pro tento účel jsou alifatické polyamidy, obsahující popřípadě změkčovadla. Jsou to polyamidy ze základní stavební jednotky laktam nebo ω-aminokarboxylová kyselina s alespoň 5 atomy uhlíku na 1 karbonylamidoskupinu, jako jsou polyamid 6, polyamid 8, polyamid 11 nebo polyamid 12, nebo polyamidy z ekvivalentních množství alifatických dikarhoxylových kyselin a alifatických diaminů s celkem alespoň 12 atomy uhlíku, jako jsou polyamid 66, polyamid 68, polyamid 69, polyamid 610 nebo polyamid 612.

Ukázalo se, že u takovýchto potrubí na pohonné hmoty z uvedených polyamidů dochází působením pohonných hmot pro spalovací motory, zejména takových pohonných hmot, které obsahují alkoholy nebo sestávají z alkoholů, k délkovému protažení. Toto délkové protažení může dosahovat řádově několika procent. Důsledkem tohoto délkového protažení je girlandovité prověšení potrubí mezi jednotlivými upevňovacími místy, což je riskantní z hlediska bezpečnosti.

Úkolem vynálezu je poskytnout způsob, který umožňuje vyrábět duté profily, které nemají uvedené nedostatky, tedy zejména potrubí pro dopravu pohonných hmot, která jsou rozměrově stálá proti působení pohonných hmot nebo pohonných hmot obsahujících alkohol nebo pohonných hmot z alkoholů pro spalovací motory, u kterých tedy nedochází k dodatečnému délkovému protažení.

Podle vynálezu se tento úkol řeší způsobem výroby dutých, rozměrově stálých profilů, zejména trubek pro dopravu pohonných hmot z popřípadě změkčených alifatických polyamidů s alespoň 5 atomy uhlíku na 1 karbonylamidoskupinu nebo z ekvivalentních množství základních stavebních jednotek tj. alifatických dikarboxylových kyselin a alifatických diaminů s celkem alespoň 12 atomy uhlíku vytlačováním, kterýžto způsob se vyznačuje tím, že se nejprve vyrobí dutý profil o průměru větším, než je požadovaná velikost průměru, tento profil se ochladí a ochlazený dutý profil se vede druhým kalibrovacím zařízením o menším kalibru, než je požadovaný průměr dutého profilu bez přívodu tepla z vnějšího zdroje.

Alifatickými polyamidy používanými při způsobu podle vynálezu se rozumějí polyamidy ze základní stavební jednotky laktam nebo ω-aminokarboxylová kyselina s alespoň 5 atomy uhlíku na 1 karbonylamidoskupinu, jako jsou například polyamid 6 (polykaprolaktam), polyamid 8 (polysuberolaktam), polyamid 11 (polyamid undekankyselinyj a zejména polyamid 12 (polylaurinlaktam), dále polyamidy z ekvivalentních množství alifatických dikarboxylových kyselin a alifatických diaminů s celkem alespoň 12 atomy uhlíku, jako jsou například seliny adipové], polyamid 68 (z hexamepolyamid 66 (z hexamethylendiaminu a kythylendiaminu a kyseliny korkové), polyamid 69 (z hexamethylendiaminu a kyseliny azelainové), polyamid 610 (z hexamethylendiaminu a kyseliny sebakové) nebo polyamid 612 (z hexamethylendiaminu a dekandikarboxylové kyseliny).

Tyto polyamidy obsahují, je-li třeba, obvyklé pomocné látky, jako jsou stabilizátory a/nebo prostředky proti stárnutí. Mohou obsahovat i jiné přísady, jako jsou barevné pigmenty. Popřípadě mohou tyto polyamidy obsahovat i změkčovadla. Vhodnými změkčovadly jsou v tomto případě například deriváty aromatických amidů sulfonových kyselin nebo kyseliny 4-hydroxybenzoové, zejména amid kyseliny N-butylbenzensulfonové nebo oktylester kyseliny 4-hydroxybenzoové. V tomto případě mohou být obsaženy v hmotnostním množství až 20 %, zejména od 2 do 10 %, vztaženo na celkové hmotnostní množství tvarované hmoty. Jinak řečeno, taková změkčená polyamidová hmota sestává z až 80 % hmotnosti z polyamidu a z až 20 % hmotnosti ze změkčovadla a nadto z obvyklých pomocných příměsí. Kopolyamidy, pokud jsou vhodné pro zamýšlený účel použití, nejsou vyloučeny.

Dutý profil (trubka) se vyrábí jako obvykle pomocí vytlačovaciho stroje s vytlačovací hlavou na trubky, s kalibračním zařízením, s nádržkou na chladicí vodu a z odtahovacím zařízením. Tavenina polyamidu, vycházející z prstencové trysky vytlačovaeí hlavy s teplotou 180’ až 280 °C podle taviči teploty polyamidu, se tvaruje v kalibračním zařízení, přičemž se upraví průměr větší než je požadovaný. Pak se dutý profil (trubka) ochladí vodou v nádržce s chladicí vodou.

Podle dosavadního stavu techniky je též známo vytlačovat dutý profil, plastický za tepla, nejprve s průměrem rovnajícím se 1,3 násobku požadovaného průměru a tuto za tepla plastickou hadici vést do kalibračního zařízení nacházejícího se ve vodní lázni. V tomto kalibračním zařízení se průměr za tepla plastické hadice upraví na požadovanou menší velikost a současně se hadice ochladí. Přitom má kalibrační zařízení o něco větší průměr než je požadovaný průměr trubky (Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2. vydání, svazek 17, strana 99). Takovéto duté profily nejsou rozměrově stálé vůči pohonným hmotám, při styku s nimi dochází u nich k nežádoucímu délkovému protažení.

Podle vynálezu se ochlazený dutý profil (trubka), mající průměr větší než je poža237336 dováná velikost, zavádí pomocí odtahovacího zařízení do druhého kalibračního zařízení, kde se jeho průměr upraví na požadovanou velikost. Toto probíhá bez přívodu tepla z vnějšku, adiabaticky.

Druhou kalibrací je výhodně kalibrace za použití kotouče, který na rozdíl od citovaného stavu techniky má o něco menší průměr, než je požadovaný průměr trubky.

Nutná větší velikost průměru dutého profilu (trubky) před druhou kalibrací se řídí podmínkami při zpracování, složením polyamidové tvarovací hmoty a v určité míře i médiem, pro něž je potrubí určeno, a může být příslušně upravena. Větší velikost oproti požadovanému průměru může činit 5 až 20 °/o, zejména 10 až 15 %.

Teplota chladicí vody a délka chladicí lázně nejsou rozhodujícími parametry, teplota by jen měla být udržována přibližně konstantní. Při průchodu studeného dutého profilu (trubky) druhým kalibračním zařízením se profil (trubka) poněkud zahřeje. Tím dochází k jisté pružné zpětné úpravě průměru profilu (trubky) po kalibračním postupu. Poté je možno trubku vést ještě jednou chladicí vodní lázní za účelem ochlazení.

Vnitřní průměr druhého kalibračního zařízení musí proto být menší než požadovaný průměr dutého profilu (trubky). Obecně je tento vnitřní průměr o 2 až 15 °/o, s výhodou o 5 až 10 °/o menší než požadovaný průměr.

Příklady

Za použití vytlačovacího stroje s jedním šnekem a vytlačovací hlavou pro trubky se ze stabilizovaného polyamidu 12 vyrobí jedna trubka postupem podle vynálezu (příklad 1,1} a jedna trubka postupem podle dosavadního stavu techniky (porovnávací příklad 1,2).

V obou těchto případech má vytlačovací stroj vnitřní průměr válce 45 mm, poměr délky válce k jeho vnitřnímu průměru 25 a je vybaven třízónovým šnekem s poměrem hloubky závitu 3 : 1. Tryska vytlačovací hlavy má vnější průměr 16 mm a vnitřní průměr 12 mm. Veškerá topná místa vytlačovacího stroje jsou nastavena na teplotu 240 °C. Počet otáček šnekového dopravníku činí 50 ot./min.

V příkladu 1,1 (podle vynálezu) se tavenina vystupující z trysky vytlačovací hlavy vede do kalibrovací trubky vakuového kalibrovacího zařízení s vnitřním průměrem

9,5 mm. Podtlak ve vakuovém kalibrovacím zařízení činí 36,6 kPa. Tím vznikne trubka s vnějším průměrem 9,0 mm o tloušťce stěny 1 mm. Tato trubka se ochladí ve vodní chladicí lázni o délce 4 m. Pak se tato ochlazená trubka vede druhým kalibrovacím zařízením s vnitřním průměrem 7,5 mm. Přitom se dosáhne za adiabatického zahřátí požadovaného průměru trubky 8 mm při tloušťce stěny 1 mm. Poté se trubka odtáhne pásovým odtahovacím zařízením a rozřeže na zvolené délky.

Podle porovnávacího příkladu 1,2 se tavenina vystupující z trysky vytlačovací hlavy vede do kalibrovací trubky vakuového kalibrovacího zařízení s vnitřním průměrem

8,5 mm. Tím se získá při podtlaku 25 kPa bez druhého kalibrování trubka s požadovanými rozměry 8 mm vnější průměr a 1 milimetr tloušťka stěny. Tato trubka se ochladí ve vodní lázni o délce 4 m, odtáhne pásovým odtahovacím zařízením a rozřeže na zvolené délky.

Obdobně se postupuje v příkladech 2,1 až

8.1 a v porovnávacích příkladech 2,2 až 8,2. Přitom se použije stabilizovaného polyamidu 11 (příklady 2,1 a 2,2), stabilizovaného polyamidu 12 obsahujícího změkčovadlo v množství 8 % (příklady 3,1 a 3,2), polyamidu 612 (příklady 4,1 a 4,2), polyamidu 68 (příklady 5,1 a 5,2), polyamidu 6 (příklady

6.1 a 6,2), stabilizovaného polyamidu 12 (při jiném větším průměru před druhou kalibrací) (příklady 7,1 a 7,2) a stabilizovaného polyamidu 12 obsahujícího změkčovadlo v množství 14% (příklady 8,1 a 8,2).

V dále uvedené tabulce I jsou uvedeny výsledky dosažené při postupech popsaných ve zmíněných příkladech. D znamená průměr kalibrovací trubky při první kalibraci, d znamená průměr kalibrovacího kotouče při druhé kalibraci.

Takto vyrobené trubky se rozřežou na délky 2000 mm a naplní pohonnými hmotami těchto označení:

M 15 VK, M 100 VK, Super VK, Normál VK.

(Symbol VK znamená pohonnou hmotu zaváděnou do motoru prostřednictvím zplynovače, symboly M 15 a M 100 znamenají pohonnou hmotu s obsahem 15 % popřípadě 100 % methanolu, Super VK a Normál VK jsou obvyklé komerční pohonné hmoty podle německé průmyslové normy DIN 51 600. Těchto pohonných hmot je však možno použít též pro motory se vstřikováním paliva.

Pohonné hmoty, jimiž jsou trubky naplněny, se periodicky obnovují, aby se dosáhlo zkušebních podmínek srovnatelných s praxí.

Stanoví se změna délky úseků trubek v závislosti na době působení pohonné hmoty. Výsledky jsou znázorněny na přiložených diagramech č. 1 až 14, v nichž je na ose X vynesen počet dní, po které pohonné hmoty působí, na ose Y jsou vynesena % změny délky trubky za příslušný počet dní. Diagramy č. 1 až 3 se týkají použití pohonné hmoty M 15 VK, diagramy č. 4 až 6 se týkají použití pohonné hmoty M 100 VK, diagramy č. 7 až 9 se týkají použití pohonné hmoty Super VK, diagramy č. 10 až 12 se týkají použití pohonné hmoty M 15 VK a diagramy č. 13 a 14 se týkají použití pohonné hmoty Normál VK,

		Tabulka I
příklad č.	D mm	d mm	průměr trubky (mm) po první po druhé kalibraci

1,1	9,5	7,5	9,0	8,0
1,2	8,5		8,0	—
2,1	9,3	7,5	9,0	8,0
2,2	8,5	—	8,0	—
3,1	8,8	7,6	8,5	8,0
3,2	8,5		8,0	—
4,1	9,5	7,5	9,0	8,0
4,2	8,5		8,0	—
5,1	9,0	7,5	8,5	8,0
5,2	8,5	—	8,0	—
6,1	9,5	7,5	9,0	8,0
6,2	8,5		8,0	—
7,1	9,3	7,5	8,8	8,0
7,2	8,5		8,0	—
8,1	7,0	5,6	6,7	6,0
8,2	6,4	—	6,0	—

PREDMET

Claims (1)

1. Způsob výroby dutých, rozměrově stálých profilů, zejména trubek pro dopravu pohonných hmot z popřípadě změkčených alifatických polyamidů s alespoň pěti atomy uhlíku na jednu karbonylamidoskupinu nebo z ekvivalentních množství základních stavebních jednotek tj. alifatických dikarboxylových kyselin a alifatických diaminů

   VYNALEZU s celkem alespoň 12 atomy uhlíku vytlačováním, vyznačující se tím, že se nejprve vyrobí dutý profil o průměru větším, než je požadovaná velikost průměru, tento profil se ochladí a ochlazený dutý profil se vede druhým kalibrovacím zařízením o menším kalibru, než je požadovaný průměr dutého profilu bez přívodu tepla z vnějšího zdroje.