NO844952L - Fremgangsmaate til fremstilling av ekstruderte roer og apparat til utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av ekstruderte rør, hvor plastifisert masse, såsom plastmasse, fremmates til et ekstruderingsmunnstykke omfattende en sirkulært utformet spalte. Oppfinnelsen angår også en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen .

Ved kjente fremgangsmåter transporteres massen gjennom et ekstruderingsmunnstykke i det vesentlige bare parallelt med det ekstruderte rørets lengderetning, hvorved det skjer en orientering av massens molekyler i nevnte lengderetning. Ved denne således oppnådde orientering oppnås en viss for-sterkning, en viss armeringseffekt, i nevnte lengderetning, men ikke f.eks. i omkretsretningen på røret.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning, der orientering skjer i flere retninger, hvorved armering oppnås i flere retninger. Derved kan, for bestemte styrkeegenskaper nødvendig veggtykkelse og dermed plast-mengde eller motsvarende minskes.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for fremstilling av ekstruderte rør, der plastifisert masse, såsom plastmasse, fremmates til et ekstruderingsmunnstykke omfattende en sirkulært utformet spalte.

Fremgangsmåten erkarakterisert vedat massen transporteres aksielt i nevnte spalte mens masse bringes til å forskyves, såsom roteres, i spaltens omkretsretning, slik at massen i

det minste delvis bibringes en fra den aksielle retningen avvikende orientering, hvorved en ikke aksiell orientering kommer til å foreligge i det ekstruderte røret og virke holdfasthetsøkende.

Oppfinnelsen angår også en anordning for fremstilling av ekstruderte rør, omfattende anordninger for fremmating av plastifisert masse, såsom plastmasse, til et av anordningen omfattende ekstruderingsmunnstykke, hvilket omfatter en sirkulært utformet spalte, gjennom hvilken masse er beregnet til å passere i aksiell retning.

Anordningen erkarakterisertsærlig av at det finnes anordninger for forskyvning, såsom rotasjon, av masse vesentlig i spaltens omkretsretning, slik at massen i det minste delvis bibringes en fra den aksielle retningen avvikende orientering, hvorved ikke aksiell orientering kommer til å foreligge i det ekstruderte røret og virke holdfasthetsøkende.

Nedenfor beskrives oppfinnelsen nærmere i tilslutning til

et utførelseseksempel samt vedlagte tegninger, der

fig. 1 skjematisk viser et sentralt snitt parallelt med ekstruderingsmunnstykkets lengderetning på en første ut-førelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et rørformet legeme som er forsynt med en sliss beregnet for å anordnes roterbart i ekstruderingsmunnstykkets sirkulære spalte,

fig. 3 viser legemet ifølge fig. 2 sett fra høyre i fig. 2,

fig. 4 viser skjematisk et ekstrudert rør ifølge oppfinnelsen inntil munnstykkets, ifølge fig. 1, ytre ende,

fig. 5 viser skjematisk en del av en andre utførelsesform av ekstruderingsmunnstykket på en anordning ifølge oppfinnelsen sett fra munnstykkets ytre ende,

fig. 6 viser et vertikalt, sentralt snitt gjennom en (fel av munnstykket ifølge fig. 5,

fig. 7 viser skjematisk en del av en tredje utførelsesform for munnstykket på en anordning ifølge oppfinnelsen sett på

samme måte som i fig. 5,

fig. 8 viser et vertikalt, sentralt snitt gjennom en del av munnstykket ifølge fig. 7, samt

fig. 9 viser et perspektivisk riss over en del av et rør fremstilt ved hjelp av anordningen ifølge fig. 5 og 6.

1 fig. 1 betegner 1 en matekanal for forsyning av plastifisert plastmasse, såsom såkalt HD-polyeten eller PVC, til ekstruderingsmunnstykket. Også en annen masse, såsom gummi, kan ekstruderes. Munnstykket omfatter en sirkulært utformet spalte 2 gjennom hvilken masse er beregnet til å passere i aksiell retning og der et av massen formet rør 3, fig. 4, er beregnet til å løpe ut gjennom spalten 2 ved munnstykkets ytre ende 4. Ved munnstykkets ytre ende 4 finnes et formerom 2' som ved utførelsesformen ifølge fig. 1 utgjør en del av spalten 2. Spalten 2 begrenses av en ytre begrensningsvegg 5, som hensiktsmessig utgjøres av mantelflaten 5 på en boring i en blokk 6 eller tilsvarende, og en indre begrensningsvegg 7 som fortrinnsvis utgjøres av mantelflaten 7

på et konsentrisk i nevnte utboring anordnet aksel 8 eller tilsvarende som løper inn i utboringen, der denne tilslutter seg til matekanalen 1, dvs. ved innmatingsrommet 1' for masse til spalten 2.

Ifølge en første utførelsesform for en anordning ifølge oppfinnelsen er det et rørformet legeme 9, et rør 9, anordnet roterbart og konsentrisk i spalten 2, hvilket legeme 9 er beregnet til forskyvning, rotasjon av massen i spaltens 2 omkretsretning over hele spaltens 2 tverrsnitt og således også inntil den indre 7 og den ytre 5 begrensningsveggen på spal.ten 2. Ifølge denne utf ørelsesf ormen styres røret 9 i spalten 2 ved hjelp av akselen 8 og utboringen. Ved dets frie ende 10, som stikker ut i blokken 6, er røret 9 forsynt med et tannhjul 11 eller motsvarende, beregnet for

å samvirke med et ytterligere tannhjul 12 eller motsvarende, som er forbundet med en ikke vist drivanordning. Ifølge oppfinnelsen omfatter røret 9 i det minste en langsgående sliss 13, fig. 1-4, som løper fra innmatingsrommet 1' og frem til formerommet 2' ved munnstykkets ytre ende 4, der slissens 13 til rommet 2' tilsluttende ende 13'' således ut-gjør et roterbart utløp 13'<1>for masse.

Ved den i fig. 5 og 6 viste andre utførelsesform for en anordning ifølge oppfinnelsen er det to rør 14,15, rørformede legemer 14,15, et indre 14 og et ytre 15, som tilslutter seg til nevnte indre 7 resp. nevnte ytre 5 begrensningsvegg, samt i fortrinnsvis motsatte retninger roterbart anordnede, slik som angitt ved hjelp av pilene i fig. 5, og mellom seg danner et rom 16 for vesentlig aksiell transport av masse. Hvert rør 14,15 omfatter i det minste en langsgående sliss 17,18, som løper fortrinnsvis fra innmatingsrommet 1' og frem til formerommet 2', der det således finnes utløp 17'', 18''. Heltrukket i fig. 6 vises en utførelsesform der rommet 16 og slissen 17 er beregnet til å mates med masse fra rommet 1' via slissen 18. Det er også naturligvis tenkelig at slissen 14 og dermed også rommet 16, også mates med masse via utsparinger 19 i det ytre røret 15, der utsparingene 19 står i kontakt med rommet 1<1>og slissen 17, slik som vist med prikket linje i fig. 6.

Ved den i fig. 7 og 8 viste, tredje utførelsesform for en anordning ifølge oppfinnelsen, er det likeledes to rør 20,21, et indre rør 20 og et ytre rør 21, som tilslutter seg til nevnte indre 7 resp. nevnte ytre 5 begrensningsvegg, samt anordnet roterbart fortrinnsvis i motsatte retninger. Ved denne utførelsesformen tilslutter imidlertid rørene 20 og 21 seg til hverandre, hvorved noe rom 16 mellom rørene i det vesentlige ikke foreligger. Også ved denne utførelsesformen omfatter hvert rør 20,21 i det minste en sliss 22,23 som forløper på vesentlig tilsvarende måte som slissene 17,18 og omfatter utløp 22' 1 og 23''. Hensiktsmessig ved denne ut-førelsesformen er at slissen 22 i det indre røret 20 for-synes med masse fra rommet 1,1;' via utsparinger 24 i det ytre røret 21, som skjematisk vist i fig. 8.

Ved det i fig. 9 viste rørpartiet er de i omkretsretn.ingen forløpende lag eller partier, som dannes ved fremstilling ifølge fig. 5 og 6, inntegnet skjematisk. Det ytre laget 1.8' er oppnådd ved hjelp av slissen 18 i røret 15, og løper i en spiral medsols stigning. Mellomlaget 16' er oppnådd ved hjelp av rommet 16 mellom rørene 14,15, og løper med vesentlig aksiell orientering. Det indre laget T7' er oppnådd ved hjelp av slissen 17 i røret 14 og løper i en spiral med motsols stigning. Ved fremstillingen ifølge fig. 7 og 8 kommer laget 16' til å mangle, da det ikke finnes noe rom 16

mellom rørene. Rommets 16 tykkelse kan naturligvis varieres ifølge ønske fra tykt til meget tynt eller ikke eksisterende.

Ved de angitte utførelsesformene er det forutsatt kontinuerlig roterende, rørformede legemer, rør. Imidlertid kan det be-nyttes en oscillerende, i spaltens 2 omkretsretning frem- og tilbakegående rotasjonsbevegelse. Derved kommer massen til,

på åpenbar måte, å legges ut i på hverandre følgende spiral-avsnitt med omvekslende stigningsretning.

Utførelsesformer kan også tenkes der begrensningsveggene 5,7

i spalten 2 er roterbart anordnet, fortrinnsvis i motsatte retninger, hvorved forskyvning av massen i spaltens 2 omkretsretning oppnås i det minste inntil nevnte begrensningsvegger under aksiell transport av massen. Begrensningsveggene kan roteres i formingsrommet 2' som vesentlig be-grenser spalten 2 og/eller veggene. Det er også tenkelig at bare den ene veggen roteres.

Det kan også tenkes utførelsesformer der den vesentlige spalten 2 mangler og der masse transporteres i idet minste en lukket kanal, anordnet i roterbart legeme, frem til således i formerommets 2' omkretsretning roterbart anordnet utløp ved formingsrommet 2'. Spalten 2 utgjøres således bare av formingsrommet 2'.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen samt funksjonen på anordningen ifølge oppfinnelsen bør i det vesentlig fremgå av ovenstående.

Ved forskyvning, såsom rotasjon av masse i spaltens 2,2' omkretsretning, oppnås orientering med avvikelse fra den aksielle retningen, hvorved ikke aksiell orientering kommer til å foreligge i det ekstruderte røret.

Ved den i fig. 1-4 viste utførelsesformen innmates således masse fra kanalen 1 via rommet 1' til slissen 13 i røret 9, hvorved massen transporteres i slissens 13 lengderetning, dvs. aksielt i spalten 2, samtidig som massen i slissen roteres i spaltens 2 omkretsretning. Derved kommer det fra slissens inntil munnstykkets ytre ende 4 foreliggende ende til å legges ut en streng 3' av masse vesentlig i en spiral-konfigurasjon, fig. 4. Hvert nytt strengomløp sammensmelter med det sist utlagte. Molekylene i strengenes, rørveggens, sentrale parti 13', fig. 4, regnet i radiell retning på røret 3, kommer da til å orienteres i foretrukket retning, nemlig i det vesentlige i den retning i hvilken nevnte spiral løper, dvs. strengens 3' lengderetning. I strengens, rørveggens, indre og ytre partier 7' og 5', regnet i radiell retning på røret, dvs. de partier som ligger nærmest og i kontakt med spaltens 2 begrensningsvegger 5,7, kommer molekylene som følge av rotasjonen og friksjonen mot nevnte begrensningsvegger til å bli orientert i en foretrukket retning, som skiller seg fra den foretrukne retning i det sentrale partiet 13' og hvilken retning beror på bl.a. frem-matingshastigheten i slissen 13, samt rotasjonshastigheten på røret 9.

På grunn av de således oppnådde orienteringsforskjellene mellom molekylene i de sentrale delene 13' av rørveggen og rørveggens inner- og ytterside, oppnås en armering av røret 3 der avvik fra aksiell orientering samtidig foreligger.

Ved den i fig. 5 og 6 viste utførelsesformen utlegges to strenger, fig. 9, en ytre 18' og en indre 17' i fortrinnsvis motsatt rettede spiralkonfigurasjoner, som danner et ytre 18' og et indre 17' parti, mens det mellomliggende partiet 16' mates vesentlig aksielt, hvorved forskjeller i foretrukket orientering på molekylene i på den ene siden mellomsjiktet 16' og på den annen side det ytre 18' og det indre 17'. Ytterligere orienteringsforskjeller opptrer inntil partiets 18' ytre parti og partiets 17' indre parti som følge av rotasjonen og friksjonen mot spaltens 2 begrensningsvegger, slik som ovenfor beskrevet. Ved utførelsesformen ifølge fig. 5 og 6 oppnås mer omfattende orienteringsforskjeller enn ved den ifølge fig. 1-4 viste.

Funksjonen ved utførelsesformen ifølge fig. 7 og 8, der det mellomliggende laget i det vesentlige mangler, burde være åpenbar sett på bakgrunn av ovenstående beskrivelse.

Som det bør fremgå ovenfor medfører oppfinnelsen at armerte rør kan fremstilles meget enkelt og billig, idet armering oppnås ved hjelp av forskjeller i foretrukket orienteringsretning mellom partier 5', 7',13',16',17',18' i radiell retning på røret 3, samtidig som avvikelse fra aksiell orientering foreligger. Ved en bestemt rørgeometri tåler et rør fremstilt ifølge oppfinnelsen flere ganger høyere indre overtrykk enn et rør ekstrudert på kjent måte og med vesentlig en foretrukket orienteringsretning som løper i aksiell retning. På tilsvarende måte kan man ved en bestemt evne til å tåle indre overtrykk minske godstykkelsen vesentlig på et rør ifølge foreliggende oppfinnelse, hvorved det kan oppnås store materialbesparelser.

Ovenfor er oppfinnelsen beskrevet i tilslutning til noen ut- førelseseksempler. Naturligvis kan det tenkes flere ut-førelsesformer og mindre endringer uten at oppfinnelses-tanken derfor fravikes.

Således kan orienteringsavvikelsenes størrelse og fordeling styres ved hjelp av tilpassing og styring av fremmatings-hastigheten på massen i hver sliss i relasjon til resp.

rørs rotasjonshastighet. En viss styring av orienterings-avvikelsene kan også oppnås ved tilpassing av lengden på spaltens 2 rørfrie parti 2',25 i tilslutning til munnstykkets ytre ende 4, i hvilket parti 25 en reorientering til aksiell retning skjer på grunn av nevnte friksjon. Ved tilstrekkelig kort parti 2',25 skjer hovedsakelig ingen reorientering.

Videre kan det tenkes at begge rørene 14,15,20,21 roterer i samme retning.

Oppfinnelsen må således ikke anses begrenset til ovenfor angitte utførelsesformer,men kan varieres innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av ekstruderte rør, der plastifisert masse, såsom plastmasse, fremmates til et ekstruderingsmunnstykke som omfatter en sirkulært utformet spalte, karakterisert ved at massen transporteres aksielt i nevnte spalte (2) mens masse bringes til å forskyves, såsom roteres, i spaltens (2) omkretsretning, slik at massen i det minste delvis bibringes en fra den aksielle retningen avvikende orientering, hvorved en ikke aksiell orientering kommer til å foreligge i det ekstruderte røret (3) og virke holdfasthetsøkende.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at massen tilføres en formerom (2') ved ekstruderingsmunnstykkets ytre ende (4) ved hjelp av i det minste et utløp for masse, hvilket roterer kontinuerlig eller oscillerende i spaltens (2) omkretsretning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at massen bringes til å forskyves i spaltens (2) omkretsretning i det minste inntil den indre (7) og den ytre (5) begrensningsveggen i spalten (2) ved hjelp av i det minste et roterende, rø rformet legeme (9,14,15,20,21), hvorved massen (5 <1> ,7',17',18') inntil nevnte begrensningsvegger (5,7) kommer til å orienteres i en annen retning enn i visse mellomliggende partier (13 ',16'), og av at massen innmates i i det minste en langsgående sliss (13,17,18,22,23) i legemet (9,14,15,20,21), fra hvilken sliss masse mates ut til et ved ekstruderingsmunnstykkets ytre ende (4) foreliggende formerom (2').

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at massen bringes til å transporteres vesentlig aksielt i et mellom to rør, et indre (14) og et ytre (15), dannet rom (16), og av at rørene (14,15) som tilslutter seg til nevnte indre (7) resp. nevnte ytre (5) begrensningsvegg bringes til å rotere i fortrinnsvis motsatte retninger, hvorved masse mates inn i i det minste en langsgående sliss (17,18) i hvert rør (14,15), fra hvilken sliss masse mates til formerommet (2').

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte mellom rørene (20,21) dannede rom er meget lite eller mangler helt, idet plastmassen transporteres aksielt vesentlig bare i nevnte slisser (22,23).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at masse tilføres nevnte indre rørs (14,20) sliss/slisser (17,22) ved utsparinger (19,24) i det ytre røret (15,21).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3,4,5 eller 6, karakterisert ved at fordeling og størrelse av nevnte orienteringsavvikelser fra den aksielle retningen delvis styres ved hjelp av tilpasning og styring av fremmatings-hastigheten på massen i nevnte sliss/slisser (13,17,18,22, 23) i relasjon til rørets/rørenes (9,14,15,20,21) rotasjonshastighet .

8. Fremgangsmåte ifølge krav 2,3,4,5,6 eller 7, karakterisert ved at lengden på nevnte spaltes (2) inntil ekstruderingsmunnstykkets ytre ende (4) foreliggende parti (25), formerommet (2 <1> ), avpasses slik at det oppnås størst mulige orienteringsavvikelser.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avvikelser i orientering "bort fra nevnte aksielle retning i det minste inntil spaltens (2) indre (7) og ytre (5) begrensningsvegger oppnås ved rotasjon av nevnte begrensningsvegger, fortrinnsvis i motsatte retninger.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at masse mates til nevnte utløp i i det minste en i et roterende legeme foreliggende, lukket kanal eller lig-nende .

11. Anordning for fremstiling av ekstruderte rør, omfattende anordninger for fremmating av plastifisert masse, såsom plastmasse , til et av anordningen omfattet ekstruderingsmunnstykke, som omfatter en sirkulært formet spalte gjennom hvilken massen er beregnet til å passere i aksiell retning, karakterisert ved at det finnes anordninger (5,7,9,14,15,20,21) for forskyvning, såsom rotasjon, av masse vesentlig i spaltens (2) omkretsretning, slik at massen i det minste delvis bibringes en fra den aksielle retningen avvikende orientering, hvorved ikke aksiell orientering kommer til å foreligge i det ekstruderte røret (3) og virke hold-fasthetsøkende.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at det finnes minst et utløp for masse som er kontinuerlig eller oscillerende roterbart anordnet i spaltens (2) omkretsretning, og fra hvilket massen er beregnet til å tilføres et ved ekstruderingsmunnstykkets ytre ende (4) foreliggende formingsrom (2').

13. Anordning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at det foreligger i det minste et rørformet legeme (9,14,15,20,21) roterbart anordnet i spalten (2), hvilket legeme er beregnet for forskyvning av masse i spaltens omkretsretning, fortrinnsvis i det minste inntil den indre (7) og den ytre (5) begrensningsveggen på spalten (2), slik at massen (51,7 1 ,17',18') inntil nevnte begrensningsvegger (5,7) kommer til å være orientert i en annen retning enn i visse mellomliggende partier (13',16') i det ekstruderte røret (3), og at nevnte rørformede legeme (9,

14,15,20,21) omfatter i det minste en langsgående sliss (13, 17,18,22,23) som løper mellom et innmatingsrom (1') for massen og et ved ekstruderingsmunnstykkets ytre ende (4) foreliggende formerom (2').

14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at det er anordnet to rør (14,15), et indre (14) og et ytre (15), som tilslutter seg til nevnte indre (7) og resp. nevnte ytre (5) begrensningsvegg, samt er roterbart anordnet fortrinnsvis i motsatte retninger og mellom seg danner et rom (16) for vesentlig aksiell transport av masse, og at hvert rør (14,15) omfatter i det minste en langsgående sliss (17,18) som forløper mellom et innmatingsrom (1') for massen og nevnte formerom (2').

15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at nevnte rom (16) mellom rørene (20,21) er meget lite eller i det vesentlige mangler.

16. Anordning ifølge krav 14 eller 15, karakterisert ved at nevnte ytre rør omfatter utsparinger (19, 24) i kontakt med nevnte innmatingsrom (1') samt det indre rørets (14,20) sliss/slisser (17,22), via hvilke utsparinger (19,24) masse er beregnet til å tilføres det indre rørets sliss/slisser.

17. Anordning ifølge krav 13,14,15 eller 16, karakterisert ved at det er anordninger for tilpassing og styring av nevnte rørs (9,14,15,20,21) rotasjonshastighet, hvorved nevnte rotasjonshastighet kan styres i relasjon til massens fremmatingshastighet i nevnte sliss/slisser (13,17, 18,22,23) og hvorved nevnte orienteringsavvikelsers fordeling og størrelse delvis kan styres.

18. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at nevnte indre (7) og ytre (5) begrensningsvegger er anordnet roterbart, fortrinnsvis i motsatte retninger, i spaltens (2) omkretsretning.

19. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at massen er beregnet til å fremmates til nevnte utløp i i det minste en i et roterbart legeme foreliggende, lukket kanal eller tilsvarende.