NO142805B - Ekstruderingsanordning for ekstrudering av profilstykker av kryssbundet plastmaterial - Google Patents

Abstract

Ekstruderingsanordning for ekstrudering av profilstykker av kryssbundet plastmaterial.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for ekstrudering av profilstykker og særlig rør av kryssbundet plastmaterial.

En sådan ekstruderingsanordning er f.eks. kjent fra fransk patentskrift nr. 1.538.9 88, og er av den type som omfatter et legeme med en innløpsåpning samt en passasje med innsnevret tverrsnitt forbundet med denne åpning. Passasjen står også i forbindelse med en utløpsåpning gjennom en formingskanal med utformning tilsvarende nevnte profilstykker og som avgrenses av sammenstilt ekstruderingsmunnstykke og kjernestykke.

Denne ekstruderingsanordning er innrettet for ved sin innløps-åpning å forbindes med en tilførselsenhet som tilfører en blanding av plastmaterial og kryssbindingsmiddel, f.eks. den enhet av denne art som er beskrevet i nevnte patentskrift og

er av høytrykktype samt utført for porsjonsvis innsprøyting av innbyrdes adskilte materialmengder.

I den utførelse som er angitt i nevnte patentskrift, er imidler-tid innløpsåpningen rettet langs lengdeaksen for sammenstillingen av ekstruderingsmunnstykke og kjernestykke, mens passasjen med innsnevret tverrsnitt utgjøres av skråstilte kanaler som for-løper divergerende ut fra nevnte aksiale åpning og kommuniserer med kanalen gjennom nevnte sammenstilling.

I det område hvor kanalene divergerer ut fra den aksiale åpning, foreligger det således et konisk område, hvis utførelse er meget kritisk, og uansett hvilken praktisk oppnåelig bearbeidings-nøyaktighet som tillempes, kan dette område aldri bli eksakt sentrert. Dette forhold vil nødvendigvis føre til en ujevn fordeling av materialet i kanalene og følgelig til ujevn kvalitet for de profilstykker som frembringes, særlig med hensyn til materialhomogeniteten over profilstykkets tverrsnitt, tverrsnittets materialtykkelse og endelig profilstykkets dimensjonsjevnhet i lengderetningen.

Det er et formål for foreliggende oppfinnelse å overvinne disse ulemper samt å frembringe en ekstruderingsanordning av ovenfor angitt type for dette formål.

Oppfinnelsen gjelder således ekstruderingsanordning for ekstrudering av profilstykker av kryssbundet plastmaterial, idet anordningen omfatter et legeme hvori det er utformet en inn-løpsåpning, som gjennom et ringformet hulrom står i forbindelse med passasjeorganer med innsnevret tverrsnitt og med utstrekning parallelt med hulrommets akse , mens nevnte passasjeorganer i sin tur er forbundet med en utløpsåpning gjennom en formingskanal med utformning tilsvarende nevnte profilstykker og dannet av en sammenstilling av et ytre ekstruderingsmunnstykke og et indre kjernestykke koaksialt med nevnte ringformede hulrom.

For et noe annet ekstruderingsformål er en sådan anordning prinsippielt kjent fra US patentskrift nr. 3 504 401 og norsk patentskrift nr. 134.829, og på denne bakgrunn av kjent teknikk har ekstruderingsanordningen som særtrekk at nevnte passasjeorganer med innsnevret tverrsnitt utgjøres av et antall innbyrdes avgrensede passasjer med konstant tverrsnitt og rettlinjet forløp over hele sin lengdeutstrekning.

I en sådan konstruksjon vil det ikke forligge noen bearbeid-ningsvanskeligheter idet materialets føringspassasjer er anordnet fullstendig symmetrisk i forhold til lengdeaksen, således at det ikke vil oppstå noen ujevn materialtilførsel og det kan fremstilles profilstykker med helt konstante dimensjoner både i tverr-retningen og lengderetningen.

I henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen står nevnte passasjeorganer med innsnevret tverrsnitt i forbindelse med den føringskanal som dannes av ekstruderingsmunnstykket og kjernestykket, gjennom et ringformet kammer hvis tverrsnitt både overskrider tverrsnittet av passasjeorganene og av førings-kanalen. Denne kanal gjør tjeneste som en buffer for den materialstrøm som avgis til sammenstillingen av ekstruderingsmunnstykket og kjernestykket, således at denne strøm blir meget jevn og uavhengig av materialets mengdestrøm ved de porsjons-vise materialinnsprøytninger på innløpssiden.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsens ekstruderingsanordning vil fremgå av følgende beskrivelse under henvisning til den vedføyde tegning, hvis eneste figur viser et aksialsnitt gjennom oppfinnelsens anordning.

Den viste anordning omfatter en blokk 1, hvori det er utformet en sylinderisk gjennomgående utboring 2 med en akse X-X. I utboringen er det anordnet et sylinderstykke 3 i tett passning og forlenget ved sin ene ende med et utstikkende parti 4 utstyrt med en flens 5, som er festet til blokken 1 ved hjelp av skruer 6. Ved sin annen ende og på utsiden av blokken 1, går sylinderstykket 3 over i et kjernestykke 7 hvis ytterflate i rekkefølge utgjøres av et stumpkonisk parti 8 og et langstrakt sylinderisk parti 9.

Langs en akse Y-Y som står vinkelrett på aksen X-X er blokken

1 utstyrt med et sylinderisk hulrom 10, hvori det er anordnet en krave 11 som er forlenget på utsiden av blokken 1 med et parti forsynt med en flens 12 som er festet til blokken 1 ved hjelp av skruer 13. Denne krave 11 danner et aksialt sylinderisk trykk-kammer 14, som nær flensen 12 er lukket av et stempel 15 og står i forbindelse med en innløpsåpning 16, som er rettet vinkelrett på begge akser X-X og Y-Y. Stemplet 15 er sammen-koblet med en drivinnretning 15a som overfører en resiproserende bevegelse til stangen i høy takt, f.eks. 200-300 slag pr. min.

En passasje 17 som er utformet i blokken 1, forbinder hulrommet 10, og spesielt kammeret 14, med sylinderboringen 2. I området omkring denne passasje 17 er sylinderstykket 3 utstyrt med et ringformet hulrom 18, som er sentrert om aksen X-X. Fra hul-romraet 18 går det ut passasjer i form av spor 19 som er utformet i stykket 3 og forløper parallelt med aksen X-X samt munner ut i den stumpkoniske flate 8 på kjernestykket 7.

Kjernestykket 7 er langs hele sin utstrekning omgitt av et ekstruderingmunnstykke 20 som sammen med kjernestykket danner en ringformet føringskanal, hvis radialdimensjon er konstant langs hele sin utstrekning. Denne føringskanal omfatter et første avsnitt eller dekompresjonskammer 21, som dannes av den stumpkoniske flate 8 på kjernestykket og en motstående stumpkonisk flate 22 på munnstykket, hvoretter dette kammer fort-setter i en rent rørformet formningskanal 23 som dannes av det sylinderiske parti 9 av kjernestykket og en motstående sylinderisk flate 24 innvendig i munnstykket. Ved blokken 1

er munnstykket forsynt med en flens 25 som holdes i anlegg mot blokken 1 ved hjelp av en ringformet holdeskive 26 med L-formet tverrsnitt og som er festet til blokken 1 ved hjelp av skruer 27. Det foreligger en liten radial klaring mellom flensen 25 og den motstående flate på holdeskiven 26, således at nøy-aktiv sentrering av munnstykket muliggjøres ved hjelp av et sett reguleringsskruer 28, som er innskrudd i holdeskiven 26

og spenner mot flensen 25.

Dimensjonene av de forskjellige deler av anordningen er slik at det oppnås bestemte innbyrdes forhold mellom tverrsnittet av innløpsåpningen 17, det ringformede tverrsnitt av hulrommet 18, det samlede tverrsnitt av sporene 19, det midlere tverrsnitt av kammeret 21, samt tverrsnittet av den ringformede førings-kanal 23. I henhold til oppfinnelsen er således tverrsnittet av henholdsvis sporene 19, ringkammeret 21 og føringskanalen 23

i forhold til innløpsåpningen 17 henholdsvis ca. 2/3, ca. 2 og ca. 2/5. Tverrsnittforholdet mellom hulrommet 18 og åpningen 17 er fortrinnsvis ca. 2,9.

Utboringer 29 strekker seg inn i blokken 1 parallelt med aksen X-X og jevnt fordelt rundt utboringen 2. Disse utboringer 29 er videre utformet for å kunne motta sylinderiske varmeelementer 30. Videre er sylinderstykket 3 og kjernestykket 7 som ut-

gjør en forlengelse av sylinderstykket, utstyrt med en indre aksialt gjennomgående passasje 31 for anbringelse av et sylinderisk varmeelement 32 innvendig i kjernestykkets sylinderiske parti. En krave 33 med varmemotstander omgir det sylindriske parti 24 av munnstykket.

Ved fremstilling av kryssbundede polyetylenrør virker ekstru-eringsanordningen på følgende måte.

Materialinnsprøytningen foregår kontinuerlig gjennom åpningen

16 som står i forbindelse med trykk-kammeret 14. En blanding av polyetylen og kryssbindingsmiddel utsettes i dette kammer for et meget høyt trykk, som kan oppgå til flere tusen bar,

under påvirkning av stangen 15, som settes i resiproserende bevegelse i høy takt. Det frembragte trykk sikrer god fordeling av kryssvindingsmidlet i polyetylenmassen. Materialet trenger så inn i det ringformede hulrom 18 og passerer gjennom de aksiale spor 19, hvor det fremføres i laminær strømning. Materialet når deretter frem til kammeret 21 og passerer til

slutt gjennom den sylinderiske formingskanal 23 mellom munnstykket og kjernestykket for å avgis i form av et rør T.

Sporene 19 er lett å bearbeide til nøyaktige dimensjoner og

den sammenstilling som omfatter hulrommet 18, sporene 19,

kammeret 21 og den ringformede formingskanal 23 er nøyaktig symmetrisk i forhold til aksen X-X, således at det oppnås et rør T som er homogent og jevnt.

Det trykk som frembringes i kammeret 14 øker temperaturen av

det innsprøytede material i betraktelig grad og bevirker derved en gunstig diffusjon av kryssbindingsmidlet i polyetylenmaterialet. Det innsnevrete tverrsnitt av sporene frembringer et kraftig mottrykk i hulrommet 18 og kammeret 14, hvilket også fremmer nevnte diffusjon.

Varmeelementene 30 har til eneste hensikt å bibeholde den tem-peratur som er oppnådd i kammeret 14 og sporene 19, og må ikke ha for lang utstrekning, for derved å sikre at dannelsens kryssbindinger på grunn av temperaturøkningen ikke begynner før ved utløpet av disse spor, nemlig når materialet trenger inn i dekompresjonskammeret 21.

Disse spor tjener til ytterligere homogenisering av materialet og omforming av dette til en gel, således at det med andre ord dannes en pasta av materialet.

Dekompresjonskammeret 21 har et tverrsnitt som er betraktelig større (i et forhold på omkring 5:1) enn tverrsnittet av formingskanalen 23 mellom munnstykket og kjernestykket. Det frembringes i dette kammer et bufferfenomen, således at det material som trenger inn i kanalen 23 tilføres helt jevnt og uavhengig av de pulseringer som overføres til materialet i kompresjonskammeret. Materialet forblir i kammeret 21 i en viss tid, hvilket fører til en god sammenføring av de elementær-mengder av materialet som trenger ut fra sporene 19.

Kryssbindings-reaksjonen som starter i dekompresjonskammeret

21, forsterkes og utvikles til maksimal intensitet i den rør-formede formingskanal 23 som omgir varmeelementet 32, og er hovedsakelig avsluttet når materialet støtes ut av formingskanalen.

Det bør bemerkes at ingen av de passasjer som materialet vandrer gjennom, har noe "dødrom" og dette utelukker enhver stagnasjon av material i anordningen.

Kryssbindings-reaksjonen forløper jevnt uten noen hindring,

og det oppnås et produkt som er meget homogent og ikke har indre lommer av sintringspulver.

Claims (4)

1. Ekstruderingsanordning for ekstrudering av profilstykker av kryssbundet plastmaterial, idet anordningen omfatter et legeme (1) hvori det er utformet en innløpsåpning (17), som gjennom et ringformet hulrom (18) står i forbindelse med passasjeorganer (19) med innsnevret tverrsnitt og med utstrekning parallelt med hulrommets akse (x-x), mens nevnte passasjeorganer i sin tur er forbundet med en utløpsåpning gjennom en formingskanal med utforming tilsvarende nevnte profilstykker og dannet av en sammenstilling av et ytre ekstruderingsmunnstykke (20) og et indre kjernestykke (7) koaksialt med nevnte ringformede hulrom, karakterisert ved at nevnte passasjeorganer med innsnevret tverrsnitt utgjøres av en antall innbyrdes avgrensede passasjer (19) med konstant tverrsnitt og rettlinjet forløp over hele sin lengdeutstrekning.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at passasjeorganene (19) står i forbindelse med formingskanalen (23) gjennom et ringformet kammer (21) med et tverrsnitt som er større enn såvel tverrsnittet av <p>assasjeorganene (19) som tverrsnittet av nevnte formingskanal (23).

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de innbyrdes avgrensede passasjer (19) utgjøres av hvert sitt rettlinjede spor i et sentralstykke (3) i koaksial forbindelse med kjernestykket (7).

4. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at tversnittet av henholdsvis passasjeorganene (19), det ringformede kammer (21) og formingskanalen (23) i forhold til innløpsåpningen (17) er henholdsvis ca. 2/3, ca. 2 og ca. 2/5.