EA022385B1 - Способ и устройство для нагревания полимерных продуктов - Google Patents

Способ и устройство для нагревания полимерных продуктов Download PDF

Info

Publication number
EA022385B1
EA022385B1 EA201190009A EA201190009A EA022385B1 EA 022385 B1 EA022385 B1 EA 022385B1 EA 201190009 A EA201190009 A EA 201190009A EA 201190009 A EA201190009 A EA 201190009A EA 022385 B1 EA022385 B1 EA 022385B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
polymer product
infrared emitters
heating
infrared
heating zone
Prior art date
Application number
EA201190009A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201190009A1 (ru
Inventor
Яри Мюлляри
Original Assignee
Упонор Инновейшн Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Упонор Инновейшн Аб filed Critical Упонор Инновейшн Аб
Publication of EA201190009A1 publication Critical patent/EA201190009A1/ru
Publication of EA022385B1 publication Critical patent/EA022385B1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/023Half-products, e.g. films, plates
    • B29B13/024Hollow bodies, e.g. tubes or profiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/885External treatment, e.g. by using air rings for cooling tubular films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/91Heating, e.g. for cross linking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/91Heating, e.g. for cross linking
    • B29C48/9105Heating, e.g. for cross linking of hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/02Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D23/00Producing tubular articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/247Heating methods
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033Heating devices using lamps
    • H05B3/0038Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0057Heating devices using lamps for industrial applications for plastic handling and treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0822Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911Cooling
    • B29C48/9115Cooling of hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911Cooling
    • B29C48/9115Cooling of hollow articles
    • B29C48/912Cooling of hollow articles of tubular films
    • B29C48/913Cooling of hollow articles of tubular films externally
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

Способ и устройство для нагревания полимерного продукта вытянутой формы. Согласно указанному способу на полимерный продукт направляют инфракрасное излучение по меньшей мере от двух инфракрасных излучателей. Согласно настоящему изобретению излучатели расположены с возможностью перемещения вокруг продольной оси полимерного продукта по круговой дуге, при этом каждый излучатель во время нагревания полимерного продукта совершает параллельное движение. Зона нагревания включает, например, цилиндрическую опорную конструкцию, к которой прикреплены инфракрасные излучатели, посредством чего во время работы устройства излучатели поддерживаются опорным цилиндром с возможностью вращения вокруг центральной оси указанного цилиндра. Согласно настоящему изобретению полимерный продукт можно равномерно нагревать, а устройство легко комбинировать в качестве одного из компонентов непрерывного процесса производства труб.

Description

Настоящее изобретение относится к способу нагревания полимерных продуктов согласно вводной части п. 1.
Согласно указанному способу на вытянутый полимерный продукт направляют инфракрасное излучение, по меньшей мере, от двух инфракрасных излучателей.
Настоящее изобретение также относится к устройству согласно вводной части п.15.
Для нагревания, например, полимерных продуктов, в частности труб, применяют инфракрасные нагреватели, благодаря чему в материале происходит образование поперечных связей например, по радикальному механизму. В качестве типичных примеров можно привести трубы, изготовленные из ПЭС (полиэтилена с поперечными связями, РЕ-Х), применяемые, например, в качестве труб для питьевой воды и отопительных труб. В настоящее время в продаже имеются ИК-нагреватели, в которые обычно встроены инфракрасные излучатели. В публикациях ЕР 0921921, ΌΕ 102006057781 описаны или, по меньшей мере, упомянуты некоторые известные ИК-нагреватели, подходящие для труб из ПЭС. С другой стороны, в ίΡ 2006056056 описано устройство для производства трубы из термопластического полиуретана.
Существуют значительные проблемы, связанные с решениями, известными из уровня техники, наиболее важная из которых - неравномерное нагревание, в связи с чем в материале остаются пероксидные остатки, и не удается добиться однородного сшивания полимерных цепей. Указанная техническая проблема была особо отмечена при производстве полиолефиновых труб, таких как трубы из ПЭС.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных решений и обеспечение нового решения для нагревания полимерных продуктов, в частности полиолефиновых продуктов, с использованием инфракрасного излучения.
В основе настоящего изобретения лежит идея расположения инфракрасного излучателя с возможностью перемещения вокруг продольной оси полимерного продукта вдоль круговой дуге, благодаря чему каждый излучатель во время нагревания полимерного продукта совершает непрерывное однонаправленное движение.
Для осуществления указанного способа организуют зону нагревания, причем указанная зона нагревания включает опорную конструкцию, выполненную с возможностью вращения. Для осуществления нагревания применяют инфракрасные излучатели, расположенные на внутренней стороне опорной конструкции, так что опорная конструкция поддерживает излучатели с возможностью вращения, обычно вокруг центральной оси указанной конструкции, для равномерного нагревания полимерного продукта.
Точнее способ согласно настоящему изобретению характеризуется признаками, раскрытыми в отличительной части п. 1.
С другой стороны, устройство согласно настоящему изобретению характеризуется признаками, раскрытыми в отличительной части п.15.
Настоящее изобретение предоставляет значительные преимущества. Так, непрерывное круговое движение улучшает распределение тепла внутри полимерного материала. В результате происходит однородное образование поперечных связей, а также одновременно ускоряется процесс.
Благодаря применению множества ИК-излучателей и благодаря обеспечению достаточной скорости вращения гарантируется равномерное нагревание продукта. В частности, указанное явление достигается, если каждый излучатель совершает движение по меньшей мере с одним оборотом за время нахождения полимерного продукта в зоне нагревания, но более низкая скорость кругового движения также возможна при очень большом числе излучателей.
Благодаря равномерному непрерывному движению вдоль окружности в качестве излучателей в указанном устройстве можно применять обычные ИК-лампы с чувствительными к ударам и вибрациям нитями накала.
ИК-нагреватель, изготовленный согласно настоящему изобретению, будет иметь компактный размер, и устройство согласно настоящему изобретению легко можно приспособить к существующим процессам экструзии труб. Ниже приведены подробные описания применений, посредством которых можно сделать нагреватель вполне герметичным и энергоэкономичным.
Согласно одному из вариантов реализации форма опорной конструкции, по меньшей мере, является, по существу, цилиндрической, такой как цилиндрическая опорная стойка или барабан. Инфракрасные излучатели, например, могут быть точечными или вытянутыми, предпочтительно применяют вытянутые излучатели, длина которых, по меньшей мере, приблизительно такая же, как длина опорного цилиндра, и центральные оси которых по меньшей мере, в общем, параллельны центральной оси цилиндра. Таким образом обеспечивают осуществление особо равномерного нагревания. Опорная конструкция также может иметь различную форму, т.е., форма конструкции может отклоняться от цилиндрической. В указанном случае также предпочтительно принять меры для размещения инфракрасных излучателей по меньшей мере приблизительно на одинаковом расстоянии от внешней поверхности трубы, входящей в нагреватель, во время кругового движения.
Устройство также может быть выполнено с возможностью изменения расстояния ИК-излучателей от центральной оси опорной конструкции, для обеспечения наиболее эффективного нагревания труб, имеющих, например, различные диаметры или различную толщину. С другой стороны можно также в
- 1 022385 большинстве случаев электронным путем регулировать мощность ИК-излучателей, что также обеспечивает возможность регулирования мощности нагревания.
Согласно предпочтительному варианту реализации, электропитание инфракрасных излучателей, как и их охлаждение, можно осуществлять при помощи установки токосъемного контактного кольца, как описано ниже в настоящей заявке.
Другие преимущества и детали настоящего изобретения будут ясны из следующего подробного описания.
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе варианта реализации нагревателя согласно настоящему изобретению вместе с основанием нагревателя;
фиг. 2 представляет собой вид в перспективе открытого нагревателя с фиг. 1;
фиг. 3 представляет собой вид в перспективе расположения токосъемного контактного кольца, относящегося к автоматике и электропитанию нагревателя;
фиг. 4 представляет собой вид в перспективе механизма крепления кварцевого стекла нагревателя; фиг. 5А и 5В представляют собой изображения поперечного сечения опорного приспособления, предотвращающего провисание трубы и завершающего растяжение трубы в комбинированном процессе экструзии и сшивания.
Как было изложено выше, полимерные продукты, такие как полимерные трубы, нагревают во вращающемся инфракрасном нагревателе, например, с целью образования поперечных связей в полимерном материале. Согласно одному из вариантов реализации, трубу вводят, например, непосредственно из зоны экструзии в зону нагревания, в которой на трубу направляют инфракрасное излучение по меньшей мере от двух, наиболее предпочтительно от 3 до 20 удлиненных излучателей, причем указанные излучатели расположены на внутренней поверхности опорной конструкции таким образом, что их продольные оси по меньшей мере, по существу, расположены параллельно центральной оси опорной конструкции. Полимерную трубу направляют через зону нагревания непрерывным движением, посредством которого указанную трубу, в частности, вводят в зону нагревания параллельно центральной оси опорной конструкции. Инфракрасные излучателя, прикрепленные к опорной конструкции, приводят в движение вокруг продольной оси полимерного продукта, таким образом, что направленное на полимерный продукт инфракрасное излучение в процессе нагревания настолько равномерно, насколько это возможно. Предпочтительно указанное применение осуществляют посредством вращения опорной конструкции излучателей вокруг центральной оси опорной конструкции.
Каждый инфракрасный излучатель совершает по меньшей мере 1, наиболее предпочтительно от 2 до 100, в частности приблизительно от 3 до 50 оборотов вокруг нагреваемого продукта за время нахождения продукта в зоне нагревания.
На каждый килограмм (кг) массы полимерного материала направляют примерно от 10 до 1000 кДж, в частности примерно от 100 до 500 кДж энергии. В результате температура трубы повышается приблизительно на 30-150°С, в частности приблизительно на 50-100°С.
Поскольку температура трубы в зоне нагревания повышается даже до 200°С или более, предпочтительно проводить нагревание в инертной атмосфере. С указанной целью в зону нагревания во время нагревания подают защитный газ, такой как азот. Более предпочтительно, чтобы защитный газ не содержал кислорода. В числе прочего, предназначением защитного газа является удаление из полимерного продукта летучих компонентов.
Настоящее изобретение особенно подходит для производства полиолефиновых труб, особенно полиэтиленовых труб (трубы ПЭС/ПЭС-а). Посредством настоящего изобретения обеспечивается равномерное нагревание и количество оставшегося пероксида ниже, чем в известных способах производства полиолефиновых труб. Следовательно, полимерные цепи равномерно сшиты и полученный продукт также имеет однородное качество. По указанной причине в продукте не остается слабых мест, что особенно важно для труб, подвергающихся внутреннему (такому как давление жидкости) давлению и/или внешнему давлению (такому как подпочвенное давление).
Вообще говоря, в настоящем устройстве обычно имеется от 3 до 20 инфракрасных излучателей, которые наиболее предпочтительно равномерно расположены на внутренней поверхности опорной конструкции. Следует отметить, что настоящее устройство чаще всего применяют в непрерывном процессе, т.е., подаваемые в указанное устройство изделия во много раз длиннее, чем зона нагревания, или даже бесконечны, благодаря чему каждая часть продукта находится в нагревателе определенное время, в зависимости от скорости подачи и от длины зоны нагревании. Опорная конструкция выполнена с возможностью вращения, совершая по меньшей мере 2, наиболее предпочтительно от 3 до 100, в частности приблизительно от 4 до 50 оборотов за указанное время нахождения. На практике это означает, что скорость вращения барабана обычно составляет приблизительно от 1 до 100 оборотов в минуту, в частности, примерно от 2 до 50 оборотов в минуту, наиболее предпочтительно, приблизительно от 5 до 30 оборотов в минуту.
Обычно между инфракрасными излучателями и поверхностью корпуса располагают отражающую поверхность. Отражатели обеспечивают возможность лучшего использования рассеянного излучения инфракрасных излучателей и следовательно способствуют направлению излучения главным образом на
- 2 022385 нагреваемый объект.
Нагревательная зона дополнительно содержит оболочку, изготовленную из термостойкого и проницаемого для излучения материала, такого как кварцевое стекло, обычно в форме цилиндра, через которую можно подавать нагреваемый объект. Посредством указанной оболочки возможно создавать инертную атмосферу вокруг полимерного продукта, обеспечивая достаточную преграду для газа на концах указанной оболочки. Подходящие затворы можно расположить в областях вхождения фильер трубы и калибровочных устройств, обычно находящихся на концах.
Приложенные рисунки иллюстрируют дизайн аппаратного решения согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 1 более подробно показано устройство согласно одному из вариантов реализации. В указанном примере опорный цилиндр 22 действует в качестве опорной конструкции, причем указанный цилиндр образует зону нагревания устройства. В случае, показанном на фиг. 1, опорный цилиндр 22 расположен над основанием 10, поддерживаемым двумя опорами 14, 16. Опоры 14, 16 наиболее предпочтительно расположены на концах опорного цилиндра 22. Нагреваемая труба 28 расположена с возможностью введения в опорный цилиндр 22 по направлению от первой опоры 14 через окружность 18 вводного отверстия и выведения из опорного цилиндра 22 в направлении второй опоры 16. Между опорным цилиндром 22 и опорами 14, 16 расположены направляющие, обеспечивающие возможность вращения опорного цилиндра 22 на опорах 14, 16 в то время, когда труба 28 находится внутри опорного цилиндра 22.
Как показано в примерах на фиг. 1 и 2, вращение опорного цилиндра 22 можно осуществлять благодаря тому, что оба конца опорного цилиндра 22 снабжены поворотными кольцами 15, 17, расположенными с возможностью поддержания их несущими колесами 32, 34, предусмотренными на опорах 14, 16. Предпочтительно по меньшей мере одно несущее колесо действует как фрикционное колесо, передающее вращательный момент и функционально соединенное с источником питания (не показан), обеспечивая возможность опорного цилиндра 22 вращаться, опираясь на несущие колеса 32, 34, с желаемой скоростью. Поворотные кольца 15, 17 наиболее предпочтительно соединены с опорным цилиндром 22 посредством тонких кронштейнов 36, так чтобы сделать передачу тепла от опорного цилиндра 22 к поворотным кольцам настолько малой, насколько это возможно. Это также значительно увеличивает срок службы несущих конструкций несущих колес 32, 34. Наиболее предпочтительной является ситуация, когда по меньшей мере два несущих колеса 32, 34 расположены ниже горизонтальной центральной линии опорного цилиндра 22 на каждой из опор 14, 16. Кроме того, для обеспечения стабильного вращения опорного цилиндра 22 наиболее предпочтительным является расположение по меньшей мере одного несущего колеса 32', 34' выше горизонтальной центральной линии опорного цилиндра 22 на каждой из опор 14, 16.
Наиболее подходящая скорость вращения опорного цилиндра составляет от 5 до 30 оборотов в минуту, в зависимости от свойств нагреваемого изделия, выбранной температуры и скорости подачи полимерного продукта.
Как показано на фиг. 2, по существу, вытянутые инфракрасные излучатели 40 расположены внутри опорного цилиндра 22 параллельно центральной оси указанного цилиндра. Наиболее предпочтительно число излучателей 40 составляет по меньшей мере 2, но оно может составлять 10 или 20. Для обеспечения настолько равномерного нагревания, насколько это возможно, излучатели 40 расположены симметрично, или относительно центральной оси опорного цилиндра 22, или иначе через равные интервалы по окружности цилиндра. Излучатели 40 закреплены на внутренней поверхности опорного цилиндра посредством их собственных креплений, которые наиболее предпочтительно удерживают излучатели на расстоянии от внутренней поверхности опорного цилиндра 22. Электрические соединения излучателей могут быть выполнены посредством обычного для указанной цели способа. Для облегчения замены ламп соединения наиболее предпочтительно выполнены посредством штепсельной вилки. Позади излучателей 40 на внутренней поверхности опорного цилиндра 22 предпочтительно расположена отражающая поверхность, такая как полированный алюминиевый отражатель, задачей которой является уменьшение рассеянного излучения и нагревания опорного цилиндра 22.
Свободное расстояние опорного цилиндра 22, т.е., расстояние между опорами 14 и 16, предпочтительно выполнено, по существу, той же длины, что и длина излучателей 40, для того чтобы не делать устройство чрезмерно длинным и таким образом не слишком увеличивать расстояние между кронштейнами, необходимыми для трубы 28. Это уменьшает риск провисания трубы 28 во время нагревания.
Мощность излучателей предпочтительно составляет от 200 до 2000 Вт, как например 1200 Вт на излучатель, и испускаемое ими излучение может представлять собой коротковолновое, средневолновое или длинноволновое ИК-излучение, или любую комбинацию указанных видов излучения, в зависимости, например, от желаемой глубины нагревания.
Действительный центр нагревателя находится внутри опорного цилиндра 22, через который можно подавать трубу 28. В примерах, показанных на фигурах, центр нагревателя ограничен внутри опорного цилиндра 22 посредством (кварцевого) стеклянного цилиндра 30. Стеклянный цилиндр 30 расположен в фиксированном положении по отношению к опорам 14, 16, т.е., он не вращается вместе с опорным ци- 3 022385 линдром 22, или же его можно также выполнить с возможностью вращения.
Зона охлаждения расположена в опоре 14 на выходной стороне трубы 28. Предусмотрено, что охлаждающий газ, обычно воздух, проходит между кварцевым стеклом 30 и опорным цилиндром 22, благодаря чему он охлаждает ИК-излучатели 40. Охлаждающий воздух получают посредством охлаждающего вентилятора (не показан), расположенного на основании/раме 10 устройства. В типичном варианте реализации, показанном на фигуре, имеются токосъемные кольца 24 и щеткодержатели 46 для токосъемных колец, через которые можно подавать электричество, например, на ИК-излучатели устройства, и между которыми расположен выход для охлаждающего воздуха. Одновременно охлаждающий воздух предотвращает загрязнение токосъемных колец и охлаждает их. Предпочтительно охлаждающий воздух направляют через канал, образованный опорой/защитным кожухом 16/16', т.е. чаще всего он направлен вверх от нижней части трубы. Охлаждающий воздух можно фильтровать перед приведением его в контакт с ИК-излучателями 40. Для указанной цели устройство можно снабдить карманным фильтрующим элементом (не показан).
Согласно одному из вариантов реализации опорная конструкция 22 и возможно также кожух токосъемного кольца изготовлены с возможностью открывания для осуществления возможности или для содействия замене стеклянного цилиндра 30 и/или инфракрасных излучателей 40. Соответственно опорная конструкция 22 включает первую часть, т.е. открываемую крышку, деталь 22', в которую закрепляется часть инфракрасных излучателей 40. Остальные излучатели закрепляется в другую часть опорной конструкции 22, т.е., нижнюю часть, показанную на фигуре. Также соответствующим образом можно разделить поворотные кольца 15, 17 или опоры 14, 16 опорной конструкции 22, наиболее подходяще, на две части, как показано на фиг. 2. Это также обеспечивает возможность легкой замены кварцевого стекла 30. Наиболее подходяще кварцевое стекло 30 можно удалить без помощи инструментов, таким образом, что его крепление поднимают из паза в опоре 14, 16 или подобных средств установки немного вверх, и затем удаляют его, вытаскивая из-за полимерного продукта. Предпочтительно оба конца нагревателя снабжены аналогичными креплениями стекла.
Согласно одному из вариантов реализации токосъемные кольца 24 прикреплены к поворотному кольцу 17 только одной стороной, как например при помощи креплений 38, расположенных в нижней части поворотного кольца, которая в свою очередь обеспечивает возможность открывания опорного цилиндра.
Согласно одному из вариантов реализации устройства, наиболее предпочтительно держатель/держатели 18 и/или кварцевого стекла включает/включают газовый канал для ввода инертного газа в промежуточное пространство межу полимерным продуктом и стеклянным цилиндром.
Как показано в качестве примера на фиг. 4, каждый держатель стекла 18, 42 может включать по меньшей мере одно уплотнительное/герметизирующее кольцо 50, изготовленное из термостойкого материала, причем уплотнительное или герметизирующее кольцо зажимается при помощи выступа в предназначенное для этого пространство. Такое расположение обеспечивает надежное прикрепление стекла 30 к держателю, чтобы не разбить стекло при ударах во время работы или обслуживания.
Нагреватель можно герметизировать для создания инертной атмосферы при помощи стеклянной/металлической трубы, идущей к экструдеру и с другой стороны к охладительному резервуару, аналогично кварцу внутри нагревателя. Элементы нагревателя, имеющие разные внутренние размеры, можно соединить друг с другом посредством прокладок соответствующего размера, например, путем использования держателей для стекла с отверстиями подходящих размеров.
Согласно одному из вариантов реализации, в частности для производства труб, устройство содержит по меньшей мере одно опорное приспособление, установленное внутри зоны нагревания, такое как стержень, который предпочтительно изготовлен из инертного материала, поглощающего только минимальные количества ИК-излучения или совсем не поглощающего ИК, т.е. не нагревающегося нежелательно в зоне нагревания. Указанные материалы включают, например, различные виды керамики. Опорное приспособление предотвращает провисание трубы и может при необходимости применяться для двухосевого растяжения трубы для улучшения, среди прочего, прочностных свойств трубы.
Фиг. 5А иллюстрирует принцип действия опорного приспособления. Опорное приспособление включает стержень 58, поперечное сечение которого по существу соответствует желаемой внутренней форме трубы 55. Один конец стержня 58 соединен с экструдером 56, а другой конец свободно расположен внутри трубы 55, предпочтительно по меньшей мере частично сшитой, благодаря чему ее прочность увеличена в достаточной степени для предотвращения провисания трубы в нагревателе 52. Предпочтительно ИК-нагревание при помощи источников ИК 54 продолжают также после окончания стержня 58, как показано на фигуре.
На фиг. 5В показан стержень 58', обеспечивающий возможность двухосевого растяжения трубы 55'. На первом конце нагревателя 52, на котором уже начинается сшивание, поперечная площадь стержня 58' увеличивается в направлении перемещения трубы 55', посредством чего сила, действующая на трубу 55', вызывает расширение трубы. Диаметр стержня 58' становится максимальным, т.е. труба 55' получает свою конечную форму уже перед окончанием сшивания. Это важно для предотвращения возвращения формы продукта к исходной при повторном его нагревании (например, при использовании в горячей во- 4 022385 де). Соответственно окончательная сшивка должна иметь место только после того, как продукт примет окончательные размеры, т.е. номинальные размеры. Следует отметить что даже несмотря на то, что толщина стенок трубы 55' уменьшается в процессе растяжения, указанное решение обеспечивает такие же хорошие или даже лучшие прочностные свойства по сравнению с нерастянутыми продуктами. Химические и физические основы растяжения более подробно описаны в патенте США 6053214, в котором описан другой способ обеспечения растяжения.
Настоящее изобретение также относится к устройству, включающему ряд элементов устройства, описанных выше, соединенных последовательно. Согласно одному из вариантов реализации, устройство выполнено в виде модуля с возможностью присоединения до или после соответствующего модуля для увеличения времени нахождения полимерного продукта в устройстве. Модули можно соединять между собой или непосредственно или посредством расположенных между модулями переходников. Переходники могут также включать опорные конструкции, поддерживающие и/или направляющие полимерный продукт между модулями.
Устройство или узел, образованный рядом модулей устройств, можно присоединить непосредственно по ходу технологического процесса после блока для экструзии расплавленного полимерного продукта, таким образом, чтобы образование поперечных связей в продукте происходило сразу после экструзии из расплава. Дополнительно можно присоединить отдельный охлаждающий элемент после устройства или сборки устройств, такой как охлаждающий резервуар, в котором температура продукта понижается до комнатной температуры или до температуры, близкой к комнатной. Устройство предпочтительно устанавливают так, чтобы полимерный продукт можно было подавать по существу горизонтально.

Claims (22)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ нагревания полимерного продукта вытянутой формы, в котором на полимерный продукт (28) направляют инфракрасное излучение по меньшей мере от двух инфракрасных излучателей (40), расположенных в зоне нагревания, причем инфракрасные излучатели (40) выполнены с возможностью перемещения вокруг продольной оси полимерного продукта (28) по круговой дуге, совершая непрерывное движение с обеспечением их параллельности указанной продольной оси во время нагревания полимерного продукта (28), характеризующийся тем, что напряжение на инфракрасные излучатели (40) подают через одно или несколько токосъемных колец (24), выполненных с возможностью вращения вместе с инфракрасными излучателями во время вращения инфракрасных излучателей (40) и расположенных с возможностью прохождения между ними охлаждающего газа, поданного посредством охлаждающих средств на инфракрасные излучатели (40).
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимерный продукт (28) вводят в зону нагревания, где его подвергают воздействию инфракрасного излучения по меньшей мере от двух вытянутых инфракрасных излучателей (40), расположенных на внутренней стороне опорной конструкции (22) таким образом, что их продольные оси расположены, по меньшей мере, по существу параллельно центральной оси опорной конструкции (22), полимерный продукт (28) вводят в зону нагревания параллельно центральной оси опорной конструкции (22), инфракрасные излучатели (40) приводят в движение вокруг продольной оси полимерного продукта таким образом, что на полимерный продукт (28) во время нагревания воздействует инфракрасное излучение настолько равномерно, насколько это возможно, и опорную конструкцию (22) инфракрасных излучателей (40) вращают вокруг ее центральной оси для нагревания полимерного продукта (28).
  3. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что во время нагревания в зону нагревания подают инертный газ.
  4. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полимерный продукт (28) во время нагревания перемещают через зону нагревания посредством непрерывного прямолинейного движения.
  5. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полимерный продукт (28) представляет собой полиолефиновую трубу, в частности полиэтиленовую трубу, которую нагревают для поперечного сшивания полиолефинового материала и которая поступает непосредственно из экструзионной фильеры приспособления (56) для экструзии полимерной трубы.
  6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что предусмотрено опорное приспособление (58, 58'), расширяющее внутреннюю часть полимерной трубы (28, 55) от элемента для экструзии расплава до зоны нагревания, выполненное с возможностью предотвращения провисания трубы (28, 55) во время нагревания.
  7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения опорного приспособления (58') увеличивается в направлении движения трубы (28, 55) для обеспечения двухосевого растяжения трубы (28, 55) во время нагревания.
  8. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что температура полимер- 5 022385 ного продукта (28) повышается приблизительно на 30-150°С, в частности приблизительно на 50-100°С.
  9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на килограмм массы полимерного материала направляют приблизительно 10-1000 кДж, в частности 100-500 кДж энергии.
  10. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый инфракрасный излучатель (40) при движении совершает вокруг нагреваемого продукта по меньшей мере один оборот, наиболее предпочтительно 2-100 оборотов, в частности 3-50 оборотов за время нахождения продукта (28) в зоне нагревания.
  11. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что число токосъемных колец (24) составляет по меньшей мере два, и они расположены на расстоянии одно от другого, благодаря чему между ними во время нагревания направлен поток газа для охлаждения инфракрасных излучателей (40).
  12. 12. Устройство для нагревания полимерного продукта (28) инфракрасным излучением, причем указанное устройство включает зону нагревания, снабженную по меньшей мере двумя инфракрасными излучателями (40), посредством которых можно нагревать полимерный продукт (28), введенный в зону нагревания, причем зона нагревания включает опорную конструкцию (22), к которой прикреплены инфракрасные излучатели (40), инфракрасные излучатели (40) расположены на внутренней поверхности опорной конструкции (22), и инфракрасные излучатели (40) поддерживаются опорной конструкцией (22) с возможностью вращения вокруг центральной оси указанной конструкции посредством непрерывного движения с обеспечением их параллельности указанной продольной оси во время нагревания полимерного продукта (28) для равномерного нагревания полимерного продукта, характеризующееся тем, что указанное устройство включает одно или несколько токосъемных колец (24), выполненных с возможностью вращения вместе с опорной конструкцией (22), устройства, посредством которых на инфракрасные излучатели (40) во время вращения подают напряжение через токосъемные кольца (24), и охлаждающие средства, выполненные с возможностью подачи охлаждающего газа к инфракрасным излучателям (40), причем токосъемные кольца (24) расположены с возможностью прохождения между ними охлаждающего газа, подаваемого к инфракрасным излучателям (40).
  13. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что инфракрасные излучатели (40) равномерно расположены на внутренней поверхности опорной конструкции (22), имеют вытянутую форму и их оси в общем параллельны центральной оси опорной конструкции (22).
  14. 14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что между инфракрасными излучателями (40) и внутренней поверхностью опорной конструкции (22) расположена отражающая поверхность.
  15. 15. Устройство по любому из пп.12-14, отличающееся тем, что число инфракрасных излучателей (40) составляет 2-20.
  16. 16. Устройство по любому из пп.12-15, отличающееся тем, что опорная конструкция (22) имеет цилиндрическую форму и поддерживается с возможностью вращения несущими колесами (32, 34) посредством поворотных колец (15, 17), расположенных на внешней поверхности опорной конструкции (22), причем указанные кольца (15, 17) опираются на несущие колеса (32, 34).
  17. 17. Устройство по любому из пп.12-16, отличающееся тем, что опорная конструкция (22) выполнена с возможностью вращения по меньшей мере 1, наиболее предпочтительно 2-100, в частности 3-50 оборотов вокруг нагреваемого продукта (28) в то время, пока продукт (28) находится в зоне нагревания.
  18. 18. Устройство по любому из пп.12-17, отличающееся тем, что зона нагревания дополнительно включает цилиндр (30), изготовленный из термостойкого и пропускающего излучение материала, такого как кварцевое стекло или боросиликатное стекло, через который транспортируют нагреваемый полимерный продукт (28) и снаружи которого расположены указанные инфракрасные излучатели (40).
  19. 19. Устройство по любому из пп.12-18, отличающееся тем, что указанное устройство включает отверстие, предусмотренное в опорной конструкции (22) для подачи инертного газа в зону нагревания.
  20. 20. Устройство по любому из пп.12-19, отличающееся тем, что число токосъемных колец (24) составляет по меньшей мере два, и они расположены на расстоянии одно от другого, благодаря чему между ними во время работы можно направлять поток газа в нагреватель для охлаждения ИК-излучателей.
  21. 21. Применение устройства по любому из пп.12-20, соединенного по ходу технологического процесса с устройством (56) экструзии из расплава полимерной трубы (28, 55) для поперечного сшивания полимерных цепей в трубах, производимых устройством экструзии из расплава.
  22. 22. Применение по п.21, отличающееся тем, что указанное устройство (56) экструзии из расплава полимерных труб (28, 55) представляет собой устройство экструзии из расплава полиолефиновых труб, в частности полиэтиленовых труб, причем указанное устройство присоединено к источнику подачи полиолефина.
EA201190009A 2008-11-11 2009-11-11 Способ и устройство для нагревания полимерных продуктов EA022385B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086067A FI121657B (fi) 2008-11-11 2008-11-11 Menetelmä ja laitteisto polymeerituotteiden kuumentamiseksi
PCT/FI2009/050907 WO2010055206A1 (en) 2008-11-11 2009-11-11 Method and device for heating polymer products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201190009A1 EA201190009A1 (ru) 2012-02-28
EA022385B1 true EA022385B1 (ru) 2015-12-30

Family

ID=40097315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201190009A EA022385B1 (ru) 2008-11-11 2009-11-11 Способ и устройство для нагревания полимерных продуктов

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2355966B1 (ru)
EA (1) EA022385B1 (ru)
FI (1) FI121657B (ru)
WO (1) WO2010055206A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108819057A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 广东联塑科技实业有限公司 一种钢丝网骨架塑料复合管材恒温加热设备及其应用方法
CN114514102B (zh) * 2019-08-14 2023-10-31 康宁股份有限公司 通过周向辐照使湿挤出物硬化的系统和方法
CN112519181A (zh) * 2020-10-30 2021-03-19 浙江松华新材股份有限公司 一种塑料棒材热压挤出装置
CN112917864A (zh) * 2021-01-25 2021-06-08 宜宾天亿新材料科技有限公司 一种用于pvc-o管件的连续性预热烘干装置
EP4353439A1 (en) * 2022-10-05 2024-04-17 Patrizio Petrelli Electric heater for industrial processing machines
CN116476288B (zh) * 2023-06-21 2023-11-03 小熊猫线缆有限公司 一种阻燃电缆加工用辐照交联装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7208597U (de) * 1972-03-07 1972-06-08 Braas & Co Gmbh Vorrichtung zum Erhitzen von Kunststoffrohren
DE4402295C1 (de) * 1994-01-24 1995-10-12 Intus Inst Fuer Technologie Un Vorrichtung zur Profilierung von gerundeten Behältnissen und rohrförmigen Werkstücken
US6106761A (en) * 1995-09-20 2000-08-22 Wirsbo Bruks Ab Method for heating and/or cross-linking of polymers and apparatus therefor
US20020162832A1 (en) * 2000-06-28 2002-11-07 Christian Boehnke Device for heating a meltable material
JP2006056056A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Nitta Ind Corp 熱可塑性ポリウレタンチューブの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9610557A (pt) 1995-09-20 1999-12-21 Uponor Bv Produtos poliméricos orientados
DE102006057781B4 (de) 2006-12-06 2013-10-17 Battenfeld-Cincinnati Austria Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen von Kunststoffrohren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7208597U (de) * 1972-03-07 1972-06-08 Braas & Co Gmbh Vorrichtung zum Erhitzen von Kunststoffrohren
DE4402295C1 (de) * 1994-01-24 1995-10-12 Intus Inst Fuer Technologie Un Vorrichtung zur Profilierung von gerundeten Behältnissen und rohrförmigen Werkstücken
US6106761A (en) * 1995-09-20 2000-08-22 Wirsbo Bruks Ab Method for heating and/or cross-linking of polymers and apparatus therefor
US20020162832A1 (en) * 2000-06-28 2002-11-07 Christian Boehnke Device for heating a meltable material
JP2006056056A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Nitta Ind Corp 熱可塑性ポリウレタンチューブの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2355966B1 (en) 2016-05-04
WO2010055206A1 (en) 2010-05-20
FI121657B (fi) 2011-02-28
EA201190009A1 (ru) 2012-02-28
FI20086067A0 (fi) 2008-11-11
FI20086067A (fi) 2010-05-12
EP2355966A1 (en) 2011-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA022385B1 (ru) Способ и устройство для нагревания полимерных продуктов
EP2566295B1 (en) Coating film drying furnace
CN1061373A (zh) 一种改进的热塑性塑料管的成型方法及设备
MXPA02008015A (es) Montaje de calentador para preformas plasticas moldeables por soplado.
US7441915B2 (en) Water cooled horticultural growing light
HU221997B1 (hu) Berendezés ömlesztett anyagok hőkezelésére
KR101969044B1 (ko) 히터 유닛 및 열처리 장치
CN102534473A (zh) 加热装置及应用该加热装置的基片处理设备
TW200307637A (en) Conveying device
WO2013130138A1 (en) Method and system for performing an infrared treatment
GB2095611A (en) Heating thermoplastic preforms
CN102757171A (zh) 退火炉
EP3165860A1 (en) Device and method for product drying
JP5944281B2 (ja) 熱処理装置
US20060186573A1 (en) System for fabricating sleeved ultra violet lamps
JP3733482B2 (ja) 紫外線照射装置
CN103921431A (zh) 用于对塑料型胚进行加热的设备和方法
US3299468A (en) Material treating process and apparatus
KR970065408A (ko) 캐리어 본체(Cerrier body)를 가열하는 방법 및 그 장치
KR101502425B1 (ko) 수직형 튜브 로킹 용융로
KR200256601Y1 (ko) 저.고주파 유도가열을 이용한 원적외선 건조장치
CN113529165A (zh) 一种超薄衬底外延生长装置及制备方法
JPH0327498B2 (ru)
CN221172922U (zh) 一种加热均匀的回转炉
WO1990008591A1 (en) A curing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU