HU176574B - Eljárás zsugorcsövek folyamatos előállítására - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás zsugorcsövek folyamatos előállítására.

Ismeretes, hogy az iparban egyre szélesebb körben alkalmaznak zsugorcsöveket, amelyek hőhatására a munkadarabra, pl. a szigetelendő elektromos vezetékkötésre rázsugorodnak. Előállításuk úgy történik, hogy valamely térháló? kötéseket tartalmazó műanyagcsöveket az olvadáspont feletti hőmérsékleten fekágítanak, majd feltágított állapotban lehűtenek. Hideg állapotban a cső megőrzi feltágított méretét, majd ismételt melegítés hatására visszanyeri eredeti, tágítás előtti alakját. A térhálós kötések létrehozhatók nagyenergiájú sugárzás és/vagy kémiai térhálósító szerek hozzáadása útján.

A térhálós csövek feltágítására többféle eljárás ismeretes. A műszaki gyakorlatban különösen előnyösnek bizonyult az az eljárás, amelyben a cső belső és külső része között szükséges nyomáskülönbséget vákuummal biztosítják. A vákuumos tágítással ugyanis a tágítási folyamat a gyakorlatban végtelen csőnek egy meghatározott szakaszára korlátozható, és a melegítés és tágítás művelete helyileg biztonsággal elválasztható. Egyes esetekben egyidejűleg a tágítandó cső belsejében csekély túlnyomást is alkalmaznak, ami különösen a melegítő fürdőben könnyíti meg a cső kezelését. Ilyen vákuumkamrás tágítási eljárást és erre szolgáló berendezést ismertet például a 3 370112 sz. USA-beli szabadalmi leírás, amely hengeres falú vákuum tágító és hűtő kalibert használ. Az e szabadalmi leírásban ismertetett eljárás hátránya, hogy részben a vákuum, részben pedig a kristályos olvadáspont feletti hőmérsékleten gumirugalmas anyagban a hűtés hatására bekövetkező tágulás, a műanyag csövet a hűtött kaliber hengeres falához szorítja. Ezáltal nagymértékű súrlódás lép fel, ami már viszonylag kis elhúzási sebesség mellett is jelentősen megnyújtja a zsugorcsövet axiális irányban. Így azután a zsugorítás alkalmával a cső nemcsak radiálisán, hanem axiálisan is zsugorodik, ami megnehezíti a pontos méretre vágást, az automata gépeken való felhasználást pedig gyakorlatilag lehetetlenné teszi. Különösen nagy nehézséget okoz ezzel az eljárással és egyéb ismert eljárásokkal a műszaki gyakorlatban nagyon fontos merev, vastagfalú csövek tágítása.

A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölésével az axiálisan méretállandó zsugorcsőgyártás megoldása.

A találmány alapja az a felismerés, hogy ez a cél elérhető, ha az előzetesen kristályos olvadáspontja fölé melegített térhálós zsugorcső folyamatos feltágítására szolgáló vákuumkamrát úgy képezzük ki, hogy a kamra két részből, egy első, táguló forgástest alakú, célszerűen kúpos részből, és egy harmadik, lényegében hengeres vagy a cső haladási irányában enyhén szűkülő kúposságú részből álljon oly módon, hogy a kamra első kúpos részépek és második hengeres részének egymástól független folyadéktemperj,lása legyen és az első, kúpos rész tempeyálását —5 és +90 °C között szabályozható hőmérsékletű folyadékkal, a második rész hűtését pedig közönséges hűtővízzel végezzük.

Bár e fenti jelenség okát, valamint a tágítókamrában lejátszódó folyamatokat nem ismerjük minden részletükben, a tágítás folyamatának alábbi, vázlatos leírása közelebb vihet a megértéshez.

A melegítőfürdőből vagy légfűtés esetén a melegítő kamrából a tágító vákuumkamrába belépő cső teljes tömegében kristályos olvadáspontja felett van. Ebben az állapotban kicsi a cső rugalmassági modolusza (mintegy 10⁵ Pa nagyságrendű [lásd: Dobó, J., Forgács, P., Somogyi, A., Röder, M., Izotóptechnika, 19 (1976) 31—34. old.] és így a vákuum könnyen feltágítja. Az axiális irányba haladó csőanyag érintkezésbe jut a kúp hűtött falával. Enriék következtében felületi rétege megdermed és kristályos olvadáspontja alá hűl. Minthogy ebben az állapotban az anyag lehűlt „bőrének” rugalmassági modulusa mintegy 2 nagyságrenddel nagyobb, inint a meleg anyagé (lásd: P. Forgács, J. Dobó, I. of. Radiation Physics & Chenistry 1978. s. a.) a vákuum nem képes a csövet tovább tágítani, és az, tengelyirányban haladva, elválik á kúp falától, ami által megszűnik a további hűtés. Miután a csőfal anyagának belseje még az oive4£spoi}t fejetti b^ér^Lp·ten van, ez a belső rész hővezetés útján ismét megolvasztja a felületi, kristályos „bőrt”. Így a vákuum hatására a cső ismét feltágul, amíg a hűtött kúpos falat el nem éri, ott ismét megdermed, elválik tőle stb. Helyesen vitt tágítási üzemben a cső mérete a kúpos részbe belépéskor a kezdeti, tágítatlan, a kúpos rész elhagyásakor pedig a végső, tágított méretnek felel meg; a hengeres részbe lépve pedig jelentős részében már a kristályos olvadáspontja alatt van, úgyhogy tágulásra már nem képes, sőt a további hűlés során a termikus kontrakciónak megfelelően radiálisán valamelyest zsugorodik.

A találmány szerinti eljárásban a cső, amíg a kristályos olvadáspont felett van, csupán néhány ponton, rövid idáig érintkezik a vákütánkaihra kúpos részének falával; hiszen továbbhaladva azonnal elválik tőé. így nem tud a kantra falának szorulni. A súrlódás ennék következtében minimális, és a cső a tágítás folyamán axiálisán alig vagy egyáltalán nem nyúlik.

A vákuumkamra első, kúpos részének és második hengeres részének a fentiek értelmében eltérő a szerepe a csőtágítás folyamatában. Maga a tulajdonképpeni tágítás és a csőnek legalábbis jelentős vastagságban a kristályos olvadáspont alá történő hűtése a kamra első, kúpos részében játszódik le, míg a hengeres, második részben a cső teljés tömegében á kristályos olvadáspont alá, felületi rétegében pedig a hűt6folyadéklcé«.t szolgáló ipari hűtővíz hőmérsékletét megközelítő hőmérsékletre hűl le, A kamra két részének eltérő szerepe indokolja a találmányunk szerinti független teiftperálásukat, amiht aztazalábbiak4 bán tüzetesebben kifejtjük. Az is kiviláglik az alábbiakból, hogy a temperálásnak, illetve hűtésq^k döntő szerepe van a termék minősége és a termelés sebessége szempontjából.

Abban az esetben, ha a hűtési folyamat túl lassan játszódik le, a cső még gunjüriAfJábftris állapotban kerül a vákuumkamra hengeres szakaszába, a tágítás utolsó fázisa abban megy végbe, így a cső p kamra falához s^pfpl és a spylódó erő következtében axiáliSan megnyúlik, fia viszont a hűtés túl gyorsan megy v«^é, S eső megdermed, mielőtt a vákuumkamra kúpos szakaszát végigfutotta volna, így nem tágul fel a kívánt méretre. E két hibát a csőfűtés, illetve a hűtőfolyadék hőmérsékletének megfelelő megválasztásával, továbbá a betáplálás! és elhúzási sebesség változtatásával közös tetnperálású, első részében kúpos, másodikban hengeres tágító kamrában is sikerül néhja kiküszöbölni, hossza20 dalmas beállítással, nagy mennyiségű selejtes terméket okozva. Van azonban egy harmadik jelenség, melynek kiküszöbölése csak a kúpes és a hengeres rész független temperálás&vall oldható meg. Egyes esetiben· ugyanis a vákuumfeam25 rá hüt/Stt, kúpos részével érintkezve a cső felületi része annyira lehűl, hogy a eső belső meleg része nem képes a felületet elég gyorsan visszamelegíteni, illetve megolvasztani, aminek következtében egy rövid, pl. néhány milliméter hosz30 szúságú csőszakasz tágítása leáll. Ez a csőszakasz, slflWZ 3 tagíta&gp méreten megreked, akadályozza á kamrába belépő újabb csőszakasz kezdeti tágulását. így az kis hosszon nem érintkezik a vákuumkamra kúpos részének belépő ol35 dali kis átmérőjű részével, hanem hűtés nélkül halad tovább, és a kúpnak egy már nagyabb átmérőjű részén hirtelen, ugrásszerűen tágul, vékonyfalú „labdát’’ képezve.

A „labdát” követő csőszakasz már akadályta40 lanul felfekszik a kúp kis átmérőjű, kezdeti részére, ott megdermed, és a fentiekhez hason-’ lóán lehűl, vagyis az egész folyamat élőiből kezdődik. A termék így oszcilláló üzemben egy esőre felfűzött labdasorhoz (laza gyöngysorhoz) hason45 ló selejt lesz Különösen gyakran fordul elő gz a jelenség a műszaki gyakorlatban igen featps, nagy falvastagságú, merev csövek tágítása, esetén.

A tágítás elvének, illetve a vákutsaakawa két része eltérő szerepének itt kifejtett felismerésén alapul a vákuumkamnának a találmány szerinti műszaki megoldása.

r

Az ismertetett hátrányok ugyanis teljes mén55 tőiben kjküszöbölhetőfc, ha a hfhgeaeiő anyagból kés^üli vákpumkamra első kúppá és második, lényegében, hengeres ntaaésfe egymástól fagh getién h WÉgd.titetvetemparáiáaeal kápezaüfc feb ami áttaí megakadályozzuk a kúpon résiben a tét hideg/ tehát túl nagy rúgghaassági moidtdwsú, csŐfeltüet kialakulásét, rpásrésíi ettől függök* lenül biztosítható a hengeresrésKhe» a. eső hatékony végső /tehüiéee. O^yanabkor .a hengeres réea hűtésétől függetíeafil betartható, hogy a tópoe rész végigíntksáho® szitaségés idő alátt a csőanyag annyira lehűljön, hogy a tágítás a hengeres rész elérése előtt befejeződjék.

Fentiek alapján a találmány tökéletesített eljárás axiálisan mérettartó zsugorcsövek folyamatos előállítására, ahol valamely térháló, félig kristályos műanyag csövet kristályosán olvadáspontja fölé melegítünk, majd vákuumkamrában feltágítunk. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a vákuumkamrát két részből, egy első, táguló forgótest alakú, célszerűen kúpos részből és egy második, lényegében hengeres vagy a cső haladási irányában enyhén szűkülő kúposságú részből alakítjuk ki oly módon, hogy a kamra első, kúpos részét és második, hengeres részét egymástól függetlenül temperáljuk és az első kúpos rész temperálását —5 és +90 ’C között szabályozható hőmérsékletű folyadékkal, a második rész hűtését pedig közönséges ipari hűtővízzel végezzük.

Az 1, ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés egy előnyös kiviteli alakjának vázlata.

A tágítóberendezésben a 11 jelű hengerpár táplálja be a „d” átmérőjű fűtött csövet az 1, 2 és 3 jelű szerszámba, melyből a 12 jelű hengerpár húzza ki a „D” átmérőjű tágított csövet. A cső az 1 jelű teflon tömítésen át halad a 2 jelű temperáló kúpba; ezt az 5 jelű csatlakozópáron átáramló, célszerűen ultratermosztáttal temperált folyadékkal a kívánt hőmérsékleten tartjuk. A célszerűen fémből készült szerszám 8 jelű belső tere, amely a temperáló folyadékkal van töltve, biztosítja a szükséges hőkapacitást és hőkiegyenlítést. A tágulás a kúpos szakaszban játszódik le. A 3 jelű hengeres falú szerszámrész hűtését a 4 jelű csonkokon át a hűtőfolyadék — célszerűen ipari hűtővíz — áramoltatásával végezzük. A 6 jelű csatlakozás a vákuumszivattyú részére szolgál, a 10 jelű furatokon át a csőtágítás létrehozására szükséges vákuumhatás továbbítása céljából.

A találmány szerinti eljárás fő előnyei a következők:

a) lehetővé teszi a cső tágulása közben az optimális hűtési program megválasztását, ugyanakkor fenntartva a kristályos, megszilárdult anyag maximális hűtési sebességét;

b) csökkenti az üzemindításkor fellépő és a kiinduló csőanyag minőségi szórásából eredő selejtet ;

e) lehetővé teszi olyan csőtípusok, mindenekelőtt nagy falvastagságú, merev termékek biztonságos tágítását, amelyek más eljárással nem tágíthatók folyamatosan axiális mérettartással;

d) maximális kihozatali sebességet tesz lehetővé optimális tulajdonságok mellett.

A találmány szerinti eljárást részletesebben az alábbi kiviteli példákkal világítjuk meg:

1. példa

DFD 6005 (Union Carbide Belgium, Antwerpen) kissűrűségű, 0,2 folyási indexű kereskedelmi polietilénből 12 mm külső átmérőjű, 3 mm falvastagságú csövet extrudálunk, majd a csövet 2 MeV energiájú, 400 Watt teljesítményű elektrongyorsítóval 17 Mrad összdózissal besugározzuk. A csövet 140 °C-os glicerin fürdőn való átvezetés után az 1. ábra szerinti berendezés15 ben 50 vízoszlop mm belső túlnyomással és 30 Hgmm abszolút nyomásnak megfelelő vákuummal 24 mm külső átmérőre feltágítjuk. A tágítás során a vákuumszerszám kúpos részét 80 °C-ra temperált vízzel, a hengeres részt pedig 16 °C-os csapvízzel hűtjük. A tágítás sebessége 110 cm/ perc. A cső szabad visszazsugorításkor 12,1 mmre zsugorodik, miközben zsugorodása átlagosan 2%.

2. példa

Alkathene VJG 501 (Imperial Chemical Industries, London) gyártmányú, 2 folyási indexű etilén-vinilacetát kopolimerből 25 mm külső és 16 mm belső átmérőjű csövet extrudálunk. Egyebekben az 1. példa szerint járunk el, azonban a tágítás során a vákuumszerszám kúpos részét 40 °C-ra temperált vízzel hűtjük. A feltágított átmérő 42 mm, a tágítás sebessége 260 cm/perc, a szabadon visszazsugorított cső külső átmérője

25,2 mm, az átlagos axiális nyúlás 3%.

Claims (1)

1. 40 Szabadalmi igénypont

   1. Eljárás axiálisan méretállandó zsugorcsövek folyamatos előállítására, ahol valamely térhálós, félig kristályos műanyag csövet kristályos olva45 dáspontja fölé melegítünk, majd vákuumkamrában feltágítunk, azzal jellemezve, hogy a vákuumkamrát két részből, egy első, táguló forgástest alakú, célszerűen kúpos részből és egy második, lényegében hengeres vagy a cső haladá50 sí irányában enyhén szűkülő kúposságú részből alakítjuk ki oly módon, hogy a kamra első, kúpos és második, hengeres részét egymástól függetlenül temperáljuk és az első, kúpos rész temperálását —5 és +90 °C között szabályozható

   55 hőmérsékletű folyadékkal, a második rész hűtését pedig közönséges ipari hűtővízzel végezzük.