FI76281B - Foerfaringssaett och anordning foer invaendig kylning vid extrudering av roerformade foeremaol. - Google Patents

Description

76281

Menetelmä ja laite euulakepurietettujen putkimaisten esineiden sisäpuoliseksi jäähdyttämiseksi

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen euulakepurist ettujen putkimaisten esineiden, esim. muoviputkien sisäpuoliseksi jäähdyttämiseksi, jolloin nestemäistä typpeä johdetaan sen syöttöä säätävän järjestelmän avulla putkimaisen esineen sisään ainakin yhden suuttimen kautta sekä höyrystetään.

Valmistettaessa esimerkiksi muoviputkia saadaan koneen euulakepur istussuulakkeesta putki, joka on hyvin pehmeä ja lämmin. Putki jäähdytetään ulkopuolelta. Lähinnä suulaketta käytetään vesijäähdytteistä sylinteriä, joka muodostaa putken ulkohal-kaisijan ka 1ibrointilai11een. Sylinterin jälkeen on olemassa vesikylpy ja lisäjäähdytyslaitteisto, joiden läpi putki saa kulkea. Muodostetun putken sisään johdetaan paineilmaa, joka antaa ylipaineen putkeen, niin että tämä puristetaan halkaisijan määräävää ulkosylinteriä vasten. Ylipaineen säilyttämiseksi putkessa, niin että tämä ei painu kokoon, on välimatkan päähän suulakkeesta sovitettu liukutulppa muodostettuun putkeen.

Paineilman käyttö putkessa aiheuttaa kuitenkin sen epäkohdan, että putken sisäpinta helposti hapettuu. Joe ilma sisältää vesipisaroita, nämä voivat putken sisäseinän kohdatessaan muodostaa muoviin sellaisia merkkejä, jotka vähitellen voivat muodostaa murtumakohtia. Lisäksi muoviputki suuremmilla suu-lakepuristusnopeuksilla kuumenee niin paljon, että putken sisäpinta, joka siis on kosketuksessa paineilmaan, hapettuu voimakkaasti, niin että valmiin putken kestävyys laskee sallittujen arvojen alapuolelle. Paksuseinäisiä putkia valmistettaessa putken sisäsivun aineessa syntyy lisäksi voimakkai 2 76281 ta tangentiaalisia vetorasituksia, jotka pienentävät kestävyyttä. Tämä johtuu siitä, että putken ulkohalkaisija määrätään kalibrointisylinterillä samalla, kun putkea jäähdytetään voimakkaasti ulkopuolelta putken sisäpinnan ollessa yhä hyvin lämmin. Sisäpinnan vähitellen jäähtyessä ja kutistuessa syntyy siis putken sisäsivulla vetorasituksia, jotka pienentävät putken kykyä kestää sisäpuolista ylipainetta. Putkesta tulee tämän takia herkkä niille murtokohdi1le, joita voi syntyä putken pintaan naarmuina ja muina vikoina. Aiemmin on sen tähden ollut vaikeaa ja joskus mahdotonta valmistaa tiettyjä putkityyppejä, joissa on määrätty aineen paksuuden ja ulko-halkaisijan välinen suhde, esim. joissa suhde on 15/100.

Esimerkiksi hakemus julkaisusta DE-2 456 386 tunnetaan edellä selostettua tyyppiä oleva laite, jossa typpi tuodaan yksinkertaisen suuttimen kautta putken sisään. Erikoisesti suuren halkaisijan ja seinämäpaksuuden omaavien putkien valmistuksessa, jolloin tarvitaan huomattavia määriä typpeä, ei kyetä varmistamaan sitä, että typpi saapuu putkeen vain kaasun muodossa. Syöttöjohto nimittäin jäähtyy jatkuvasti käytön aikana ja tällöin kulkeutuu myös suuttimen kautta typpipiearoita, jotka aiheuttavat murtokohtia putken pinnassa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja menetelmän toteutukseen käytettävä laite, joissa hapettumisen ja murtokohtien aiheuttamat ongelmat on poistettu ja joissa suulakepuristusnopeutta ei tarvitse rajoittaa kuten aiemmin. Tämän saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1, ja keksinnön mukaisen laitteen tunnusmerkit selviävät vastaavasti vaatimuksesta 2.

li 3 76281

Keksintöä selitetään lähemmin oheisiin piirustuksiin liittyen, joissa sovellutusesimerkkinä esitetään muoviputkien suulakepuristusta, jolloin kuvio 1 esittää periaatteessa muoviputkien valmistuslaitetta, kuvio 2 esittää suulakepuristetun putken sisäpuoliseen jäähdytykseen käytettävää laitetta ja kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen laitteen toista suoritusmuotoa .

Kuviossa 1 esitetään muoviputken valmistusperiaate. Putki 1 suulakepuristetaan koneen suulakkeesta 2. Tähän on sijoitettu putken sisäpuoliseen jäähdytykseen käytettävä laite 3. Laitetta ja putkea ympäröi ulompi vesijäähdytteinen sylinteri 4. Sen jälkeen seuraavat jäähdytyskylpy 5 ja toinen jäähdytyslaite 7, joka käsittää joukon vedensumuttimia 6. Putkea vedetään eteenpäin vetolaitteen avulla, joka on varustettu kahdella vetohihnalla 8 ja 9 ja joka syöttää toivotulla nopeudella. Vetonopeus määrää nimittäin putken 1 aineen paksuuden. Vetonopeuden lisäys antaa putken ohuemman seinän paksuuden. Putken ulkohalkaisijän määrää kalibroidun ulko-sylinterin 4 sisähalkaisija. Muodostuneessa putkessa vallitsee ylipaine, joka osaksi estää putkea painumasta kokoon, osaksi puristaa putken ulkosylinteriä 4 kohti. Ylipaineen säilyttämiseksi muodostuneessa putkessa on liukutulppa 17 sovitettu suhteellisen suuren välimatkan päähän suulakkeesta. Tulppa pidetään paikallaan putkessa köyden 18 tai sentapaisen avulla, joka on kiinnitetty putkea 1 sisäpuolisesta jäähdyttävään laitteeseen.

Sisäpuoliseen jäähdytykseen käytettävä laite esitetään eräässä suoritusmuodossa kuviossa 2. Se käsittää sylinterin 13, jonka aineella on hyvä lämmönjohtokyky. Sylinteri on toisesta päästään varustettu päädyllä ja toisesta päästään kiin- 4 76281 nitetty lämpökilpeen 14, jonka aineella on huono lämmönjoh-tokyky. Kilpi on kiinnitetty tietyn välimatkan päähän suulakkeesta välikekappaleiden ja kiinnityslaitteiden 16 avulla. Tällä tavoin sylinteri 13 on siis tehokkaasti eristetty lämpimästä suulakkeesta 2. Sylinterin 13 suulakkeesta katsottuna taaempaan osaan on sovitettu suutinelin 12.

Tämä on syöttöjohdolla 10 yhdistetty nestemäisen typen esittämättä jätettyyn lähteeseen. Jotta estettäisiin nestemäisen typen lämpiäminen sen kulkiessa suulakkeen 2 läpi, on johto varustettu eristyksillä 11. Suutinelimeen 12 on sovitettu joukko reikiä siten, että nestemäinen typpi puhalletaan ulos tangentiaalisesti.

Syöttöjohdon hyvän eristyksen ansiosta typpi suihkutetaan siis nestefaasissa ulos sylinteristä suutinelimestä 12. Sylinteriä 13 ympäröi lämmin suulakepuristettu putki 1. Putken 1 lämpö siirtyy nyt säteilyn johtumisen ja konvek-tion avulla sylinteriin 13, jolloin nestemäinen typpi kaasuuntuu. Kaasuuntunut typpi menee nyt sylinterin 13 aukkojen 15 läpi, jotka on sovitettu sylinterin vaippapintaan lähelle lämpökilpea 14 kiinnityslaitteiden 32 väliin. Kylmä typpikaasuvirta kulkee aukoista 15 sylinterin 13 uloimman ja putken 1 sisäpinnan välistä ja täyttää sen jälkeen putken sylinteristä 13 liukutulppaan 17 asti. Tällä tavoin typen jäähdyttäviä ominaisuuksia muoviputken suhteen käytetään mahdollisimman suuressa määrin hyväksi. Lisäksi ilma-jäännökset voidaan viedä pois suulakepuristuksen alusta putken kuumalta vyöhykkeeltä putken kylmempiin osiin.

On kuitenkin osoittautunut, että liian voimakas muoviputken jäähdytys saadaan aikaan sisäpuolella välittömästi suulakkeen ulkopuolella olevassa vyöhykkeessä, ts. vyöhykkeessä, jossa putken seinä muuttuu puristussuulakkeen raon leveydestä valmiiseen paksuuteen. Jotta muoviaine voisi joustavasti muovautua oikeaan seinän paksuuteen käytetään sen tähden johtolevyä 25, joka on valmistettu huonon lämmönjoh-tokyvyn omaavasta aineesta, niin että kylmä typpikaasu 76281 ohittaa kriittisen muovausvyöhykkeen sitä jäähdyttämättä.

Typpi pidetään muoviputkessa n. 0,5 baarin ylipaineessa.

Kuten jo mainittiin, tämä estää pehmeän muoviputken kokoon-painumisen, minkä lisäksi putki saadaan puristumaan ulos kohti ulompaa kalibroitua sylinteriä 4. Koska typpeä syötetään jatkuvasti, on sitä myös poistettava. Tämän mahdollistamiseksi on liukutulppaan 17 sovitettu ylipaineventtiili 26, joka on esim. jousikuormitteinen. Tämä venttiili avautuu määrätyn paineen vallitessa putkessa ja päästää jatkuvasti ulos tarpeellisen määrän typpikaasua, niin että paine pysyy vakiona.

Edellä kuvattu sylinteri toimii siis osaksi höyrystimenä, jossa sisään johdettu nestemäinen typpi höyrystyy, ja osaksi kaasujohtona, joka johtaa kaasua sylinterin ja muodostetun putken välillä.

Kuviossa 3 esitetään sylinterin toinen toteutusmuoto. Tässäkin käytetään lämpökilpeä 14, joka on kiinnityselimillä 16 sovitettu suulakkeeseen 2. Sylinteriin 19 on tässä toteutuksessa sovitettu samankeskisesti putki 20. Sylinteri on varustettu päädyillä, jotka eivät kuitenkaan peitä putkea 20. Kauimpana suulakkeesta sijaitseva pääty 24 on varustettu tiivisteillä muodostettua putkea vasten. Sylinterin tähän osaan on vaippapintaan muodostettu reikiä 23, joiden läpi höyrystynyt typpi virtaa. Nestemäinen typpi johdetaan sisään suulakkeeseen johdon 10 kautta ja haarajohtojen 22 kautta suutinelimiin 21, jotka on sovitettu sylinterin seinän ja putken seinän väliseen tilaan. Nestemäinen typpi suihkutetaan ulos suutinelimien kautta tangentiaalisesti ja viedään sen höyrystyessä sylinterin 19 läpi aukkojen 23 luo. Höyrystynyt typpi johdetaan sylinterin 19 ja muodostetun putken 1 väliseen tilaan suulaketta kohti, ja se virtaa vähitellen kcskesesti sovitettuun putkeen 20, minkä jäl-keen se kulkee päädyn 24 kautta ulos putkeen 1. Tämän sovi-telman avulla saadaan typpikaasuvirta vastakkaiseen suuntaan 6 76281 putkea 1 vastaan. Putken jäähdytys tapahtuu tällä tavoin vähemmän voimakkaasti kuin on asianlaita kuvion 2 mukaisessa jäähdytyslaitteessa.

Nestemäisen typen syötössä on erittäin tärkeää, ettei höyrystimen lämpötila laske typen höyrystyslämpötilaan. Tässä höyrystyslämpötilassa voidaan höyrystimen pohjaan saada ylimäärä nestemäistä typpeä. Tämä nestemäisen typen ylimäärä voi päästä ulos höyrystimen avoimen osan läpi ja pudota alas muoviputkeen. Tästä on seurauksena muoviputken sisäpinnan voimakas deformaatio. Nestemäisen typen syöttöä säädetään sen tähden siten, että lämpötila höyrystimessä sen avoimen pään lähellä on aina korkeampi kuin typen höy-rystyslämpötila putkessa vallitsevassa paineessa. Näin varmistetaan, että koko nestemäinen typpi höyrystyy, jolloin putkessa saadaan maksimaalinen jäähdytys, eikä samalla ole olemassa vaaraa, että typpipisarat pääsevät kosketukseen putken sisäseinän kanssa.

Säätöjärjestelmä käsittää kuvion 1 mukaisesti lämpötilan-säätimen 28, joka saa signaalinsa lämpötila-anturilta 27.

Tämä on sijoitettu höyrystimeen sen alaosaan ja lähelle höyrystimen avointa päätä. Säädin 28 ohjaa vuorostaan käyttö-moottoria 29, joka vaikuttaa säätöventtiiliin 30. Tällä venttiilillä säädetään nestemäisen typen määrää johdossa 10 säiliöstä 31 höyrystimeen 3. Höyrystimen haluttu lämpötila asetetaan lämpötilansäätimeen asteikolla. Riippuen tästä asetetusta lämpötila-arvosta - asetusarvosta - ja höyrystimen todellisesta arvosta - oloarvosta - lämpötilansäädin 28 antaa signaalin käyttömoottorille 29, joka vuorostaan vaikuttaa säätöventtiiliin 30, joka niin ollen suurentaa tai pienentää nestemäistä typpivirtausta johdossa, kunnes asetusarvon ja oloarvon välille saadaan tasapaino.

Edellä kuvatulla tavalla ja tavan toteutukseen käytettävällä laitteella on saatu aikaan se, että putken sisäpinnan hapettuminen vältetään typen inerttien ominaisuuksien takia

II

7 76281 ja että hapetuksen aiheuttamat murtokohdat sisäpinnalla poistetaan sekä että sisä- ja ulkopinnan erilaisen jäähdytyksen aiheuttamat tangentiaaliset vetojännitykset pienenevät. Uusi tapa ja uusi laite ovat mahdollistaneet putken syöttönopeuden suurentamisen ja niin ollen myös tuotanto-tehon suurentamisen. Joidenkin mittojen kohdalla suurennus on ollut jopa viisi kertaa verrattuna aiempiin laitteisiin, minkä lisäksi putket ovat saaneet paremman laadun.

Tässä muoviputkien suulakepuristukseen kuvattu tapa ja laite eivät rajoitu tähän tuotteeseen, vaan niitä voidaan tietysti soveltaa kaikentyyppisiin suulakepuristettuihin putkimaisiin esineisiin, joissa tehokas sisäpuolinen jäähdytys on tarpeen, jotta osaksi saataisiin mahdollisimman hyvä tuotteen laatu ja osaksi mahdollisimman suuri tuotan-tonopeus. Edelleen se höyrystin ja kaasujohto, joita on edellä kuvattu nestemäisen typen höyrystystä varten ja höy-rystetyn typen johtamista varten, eivät myöskään rajoitu esitettyihin toteutusmuotoihin, vaan muunnokset tietyissä suhteissa ovat tietysti mahdolliset keksinnön ajatuksen puitteissa.

Claims (7)

76281 8

1. Menetelmä euulakepuristettujen putkimaisten esineiden, esim. muoviputkien sisäpuoliseksi jäähdyttämiseksi, jolloin nestemäistä typpeä johdetaan sen syöttöä säätävän järjestelmän avulla putkimaisen esineen sisään ainakin yhden suuttimen kautta sekä höyrystetään, tunnettu siitä, että varmistetaan että kaikki putkimaisen esineen kanssa kosketukseen tuleva typpi on kaasumuodossa, siten, että suuttimesta (suuttimista) tuleva typpi suihkutetaan putkimaisen esineen sisään sovitettuun, aukoilla varustettuun höyryetyelaitteeeeen, että tunnustellaan typen lämpötilaa ennen kuin se aukkojen kautta poistuu höyrystys laitteesta, ja että säädetään syötetyn typen määrää tunnustellun lämpötilan funktiona, jolloin tunnusteltu lämpötila aina pidetään korkeampana kuin typen kiehumia lämpötila esineessä vallitsevassa paineessa.

2. Laite euulakepuristettujen putkimaisten esineiden, esim. muoviputkien sisäpuoliseksi jäähdyttämiseksi, jolloin nestemäistä typpeä johdetaan sen syöttöä säätävän järjestelmän avulla putkimaisen esineen sisään ainakin yhden suuttimen kautta sekä höyrystetään, tunnettu siitä, että suuttimet <12, 21) päätyvät hyvän lämmönjohtokyvyn omaavan, höyrystys-kammion muodostavan, eylinterimäisen elimen <13, 19) suljet tuun päähän, joka elin on sovitettu putkimaisen esineen <1) sisään pursotussuuttimen <2) viereen, että höyrystetyn typen pääsyä varten on järjestetty aukkoja <15, 23) höyrystyskammion <13, 19) vastakkaiseen päähän niin, että typpi virtaa höyrystyskammion <13, 19) ulkopinnan ja putkimaisen esineen (1) sisäpinnan välissä höyrystyekammiota (13, 19) pitkin, ja että lämpötilaa tunnusteleva elin (27), johon liittyy nestemäisen typen syöttöä säätävä säätöjärjestelmä (28, 29, 30), on sovitettu höyrystyskammion <13, 19) alaosaan mainittujen aukkojen <15, 23) lähelle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että pursotussuuttimen ja sylinterimäisen elimen väliin on II 9 76281 sovitettu esim. levyn (14) muodostama lämpökilpi, jolla on huono lämmönjohtokyky.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että sy1interimäisen elimen (13) höyrystystilan avoin pääty ''.n sovitettu lämpökilven (14) kohdalle ja aukot (15) typpi-kaaoun läpikulkua varten on sovitettu vaippapintaan tämän päädyn laholle ja että suutinelimet (12) on sovitettu sylin-tcrielimen vastakkaiseen, kokonaan peitettyyn päätyyn.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu s-itä, että lämpökilven (14) kohdalle on samankeskisestι sylinteri maisen elimen (13) ympärille sovitettu syl inter imämen oh-jauslevy (25), jolla on sellainen ulottuvuus aksiaalisessa suunnassa, että se ympäröi aukot (15) typen läpikulkua varten.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että sy1interimäiseen elimeen on samankoskisestι sovitettu molemmista päistään avoin putkimainen elin (20), että cylinto rielimen lähinnä suutinta sijaitseva pääty on sovitettu tie tyn välimatkan päähän lämpöki1vesta (14), jolloin suutineli met (21) on sovitettu tämän päädyn lähelle höyrystyst. i laan sy 1 inter leiimen ja samankeskisen putken väliin, ja että sylinto-r ie 1 imen vastakkainen pää on sovitettu t i i v i s t ä väs t i muodostettua putkea vasten, jolloin tämän päädyn lähellä aukot (23> typen läpikulkua varten on sovitettu sy11nterie 1 imen vaippa-pintaan .

7. Patenttivaatimusten 3 ja 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutinelimet (12, 21) on sovitettu siten, että saadaan nestemäisen typen tangentiaalinen ulospuhallus. 10 76281