PL185674B1 - Sposób wytwarzania pustego elementu profilowanegoz tworzywa sztucznego - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania pustego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, w którym wytlacza sie w kierunku poziomym pusty element profilowany z tworzywa sztucznego z wewnetrzna komora, za pomoca urzadzenia zawierajacego wytlaczarke majaca dysze z umieszczonym w niej wewnetrz- nym trzpieniem i w wewnetrznej komorze elementu profilo- wanego z tworzywa sztucznego ustala sie, za pomoca czopów uszczelniajacych pierwszego i drugiego, oddalonych od sie- bie i usytuowanych wzdluz wewnetrznego trzpienia oraz przymocowanych do niego, napelniony ciecza przedzial, przy czym czopy uszczelniajace szczelnie sprzega sie z wewnetrzna powierzchnia elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, nastepnie napelnia sie ten prze- dzial ciecza i utrzymuje sie napelnienie ciecza oraz wy- twarza sie cyrkulacje cieczy w tym przedziale, znamienny tym, ze stosuje sie napelniony ciecza przedzial (20) maja- cy najwyzszy punkt (A) w okreslonym miejscu, oraz od- prowadza sie z napelnionego ciecza przedzialu (20) gaz lub pare zbierajace sie w najwyzszym punkcie (A) prze- dzialu ( 20) za pomoca elementów odpowietrzajacych ( 2 7). PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania pustego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego.

Sposób wytwarzania wytłaczanego pustego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego znany jest na przykład z holenderskich opisów patentowych NL 7612518 iNL 1001259 oraz zgłoszenia WO 96/23644.

W sposobie i urządzeniu znanym ze zgłoszenia WO 96/23644 pierwszy czop uszczelniający jest umieszczony bezpośrednio za wewnętrznym trzpieniem dyszy, pomiędzy dyszą i zewnętrznym urządzeniem do kalibrowania, natomiast drugi czop uszczelniający jest umieszczony za zewnętrznym urządzeniem chłodzącym. Oba te czopy uszczelniające wraz z wytłaczaną rurą tworzą w wewnętrznej komorze rury przedział wody chłodzącej. Do napełniania przedziału wodą chłodzącą zastosowano przewód zasilania. Ponadto zastosowano przewód odprowadzenia i odpowiednie środki pompujące, dzięki czemu woda chłodząca krąży w przedziale i chłodzi rurę od wewnątrz.

185 674

Aby zapobiec kontaktowi wody chłodzącej z wewnętrznym trzpieniem dyszy zamknięcie utworzone przez pierwszy czop uszczelniający powinno być hermetyczne. W praktyce kontakt ten prowadzi do bardzo poważnych zakłóceń procesu wytłaczania i może uszkodzić wewnętrzny trzpień.

Wiadomo, że jeśli wytłaczana rura z tworzywa sztucznego jest chłodzona wewnętrznie i zewnętrznie, można uzyskać wyraźne zwiększenie zdolności chłodzenia w porównaniu z chłodzeniem tylko od zewnątrz; tak zwiększona zdolność chłodzenia teoretycznie odpowiada współczynnikowi zwielokrotnienia 4. Istotną korzyścią praktycznąjest znaczne zmniejszenie zespołu chłodzenia wytłaczarki. Natomiast przy zachowaniu tej samej długości zespołu chłodzenia możliwe jest zwiększenie wydajności wytłaczarki.

Inną korzyścią jest połączenie zewnętrznego i wewnętrznego chłodzenia rury z tworzywa sztucznego, zwłaszcza rury cienkościennej, w porównaniu z chłodzeniem wyłącznie zewnętrznym, dzięki czemu rura opuszcza wytłaczarkę i następnie szybko uzyskuje ochłodzoną, a więc stosunkowo mocną, warstwę na obwodzie zewnętrznym i wewnętrznym. Obie ochłodzone warstwy otaczają gorące, miękkie tworzywo sztuczne występujące między nimi, zapobiegając lub nawet przeciwdziałając wyginaniu się w dół w środku, co prowadzi do niepożądanego kształtu rury.

Mimo wymienionych powyżej znanych zalet wewnętrzne chłodzenie, zwłaszcza w połączeniu z chłodzeniem zewnętrznym, jest w małym stopniu wykorzystane w przemyśle przy wytłaczaniu pustych elementów profilowanych z tworzywa sztucznego. Wynika to z licznych problemów w zakresie wewnętrznego chłodzenia, które dotychczas nie znalazły zadowalającego rozwiązania. Jednym z takich problemów jest to, że znane sposoby i urządzenia wewnętrznego chłodzenia nie umożliwiają jednorodnego chłodzenia wytłaczanego elementu profilowanego, co tworzy niepożądane nieregularności powierzchni i grubości ścian. Inny problem dotyczy przewężenia elementu profilowanego z tworzywa sztucznego wychodzącego z wytłaczarki. Szczególnie przy wytłaczaniu rur poliolefinowych wytłoczona masa tworzywa sztucznego wychodzi z dyszy z mniejszą szybkością niż szybkość rury na stanowisku urządzenia ciągowego bądź odprowadzającego. W rezultacie maleje grubość ściany, a także średnica rury. Ponieważ przy wewnętrznym chłodzeniu wewnątrz rury gwałtownie wytwarzana jest zimna i mocna warstwa, przy zmniejszeniu się średnicy rury może nastąpić jej fałdowanie.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu umożliwiającego poprawę procesu wewnętrznego chłodzenia przy poziomym wytłaczaniu pustych elementów profilowanych z tworzywa sztucznego oraz jego regulowania, prowadząc do uzyskania lepszych wyników.

Sposób wytwarzania pustego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, w którym wytłacza się w kierunku poziomym pusty element profilowany z tworzywa sztucznego z wewnętrzną komorą za pomocą urządzenia zawierającego wytłaczarkę mającą dyszę z umieszczonym w niej wewnętrznym trzpieniem i w wewnętrznej komorze elementu profilowanego z tworzywa sztucznego ustala się, za pomocą czopów uszczelniających pierwszego i drugiego, oddalonych od siebie i usytuowanych wzdłuż wewnętrznego trzpienia oraz przymocowanych do niego, napełniony cieczą przedział, przy czym czopy uszczelniające szczelnie sprzęga się z wewnętrzną powierzchnią elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, następnie napełnia się ten przedział cieczą i utrzymuje się napełnienie cieczą oraz wytwarza się cyrkulację cieczy w tym przedziale, charakteryzuje się według wynalazku tym, że stosuje się napełniony cieczą przedział mający najwyższy punkt w określonym miejscu, oraz odprowadza się z napełnionego cieczą przedziału gaz lub parę zbierające się w najwyższym punkcie przedziału za pomocą elementów odpowietrzających.

Korzystnie, stosuje się pierwszy i drugi czop uszczelniający pionowo przesunięte względem siebie, tworzące dolny i górny czop uszczelniający, przy czym wytłaczany element profilowany przeprowadza się przez czopy uszczelniające pochylony względem poziomu, i najwyższy punkt znajduje się w pobliżu górnego czopa uszczelniającego oraz odprowadza się gaz lub parę z napełnionego cieczą przedziału za pomocą elementów odpowietrzających, w pobliżu górnego czopa uszczelniającego.

185 674

Korzystnie, prowadzi się pusty element profilowany z tworzywa sztucznego wzdłuż toru, który ma kąt nachylenia względem poziomu mniejszy od 3°.

Korzystnie, stosuje się wiele czopów uszczelniających tworzących wiele przedziałów w wewnętrznej komorze elementu profilowanego z tworzywa sztucznego i stosuje się każdy z napełnionych cieczą przedziałów z najwyższym punktem w określonym miejscu oraz odprowadza się z każdego z napełnionych cieczą przedziałów gaz lub parę zbierające się w najwyższym punkcie przedziału za pomocą, elementów odpowietrzających.

Korzystnie, jednocześnie odprowadza się ciecz i gaz lub parę z przedziałów za pomocą elementów odpowietrzających.

W wariancie korzystnym w praktyce dwa czopy uszczelniające, ograniczające przedział napełniony cieczą są sztywno połączone środkami mocującymi do wewnętrznego trzpienia dyszy, a sztywny zespół dyszy i zamocowanych czopów uszczelniających jest pochylony względem poziomu.

W innym wariancie wykonania zewnętrzne urządzenie kalibrujące jest pionowo odsunięte od dyszy wytłaczarki, dzięki czemu powstaje między nimi pochylony tor dla wytłaczanej rury, i można uzyskać najwyższy punkt napełnionego cieczą przedziału. W tym układzie dysza i zewnętrzne urządzenie kalibrujące mogą być usytuowane poziomo, ponieważ w wielu przypadkach dopuszczalne jest niewielkie wygięcie miękkiego wytłoczonego elementu profilowanego. Dysza zajmuje położenie poziome, a oba czopy uszczelniające tworzące napełniony cieczą przedział są pionowo odsunięte od siebie w celu wytworzenia pochylonego toru dla wytłaczanego elementu profilowanego.

Obecny wynalazek opiera się na spostrzeżeniu, zwłaszcza jeśli do wewnętrznego chłodzenia wytłaczanego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego zastosowana jest woda, że z wody chłodzącej wydobywają się pęcherze powietrza podczas jej ogrzewania, w wyniku zetknięcia się z wytłoczonym elementem profilowanym z tworzywa sztucznego opuszczającym wytłaczarkę w wysokiej temperaturze. Bezpośredni kontakt pomiędzy elementem profilowanym z tworzywa sztucznego i wodą chłodzącą może w pewnych miejscach powodować wrzenie wody, co wytwarza parę. Pęcherze powietrza i pary gromadzą się w górze komory. W miejscu występowania powietrza i pary w górze komory wewnętrznej elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, nie styka się on bezpośrednio z wodą chłodzącą. Chłodzenie tego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego staje się niejednorodne w kierunku jego obwodu. Jednakże występuje tu ciągłe doprowadzanie stosunkowo zimnej wody chłodzącej wzdłuż wewnętrznej ściany elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, gdzie powstają pęcherzyki pary wodnej oraz powietrza, i element profilowany z tworzywa sztucznego jest chłodzony w tym miejscu bardziej intensywnie.

Zgodnie z wynalazkiem przewiduje się podparcie i prowadzenie wytłaczanego elementu profilowanego w wytłaczarce tak, że w napełnionym cieczą przedziale najwyższy punkt znajduje się w określonym miejscu i odprowadzanie pęcherzyków gazu i pary gromadzących się w tym punkcie za pomocą elementów odpowietrzających. Pęcherzyki powietrza i pary powstające w napełnionym cieczą przedziale automatycznie przechodzą w kierunku najwyższego punktu, gdzie są odprowadzane poprzez środki odpowietrzające.

Wynalazek jest również korzystny w połączeniu z pomiarem grubości ściany wytłaczanego elementu profilowanego. Zazwyczaj grubość ściany wytłaczanego elementu profilowanego mierzy się w sposób ciągły, w celu regulacji odstępu między dyszą i trzpieniem dla uzyskania możliwie jednorodnej grubości ściany i kształtu elementu profilowanego. Zauważono, że jeśli stosowane jest chłodzenie wewnętrzne z czopem uszczelniającym, i gdy czop jest położony wewnątrz elementu profilowanego z tworzywa sztucznego rozdzielając wewnętrzny trzpień i dyszę oraz przedział napełniany medium chłodzącym, dla uzyskania szczelnego działania czopa istotna jest dokładna kontrola grubości ściany elementu profilowanego wychodzącego z dyszy. Jest to przypadek zwłaszcza gdy medium chłodzące występuje pod ciśnieniem. Jeśli wytłaczany element profilowany, który w miejscu czopa uszczelniającego umieszczonego bezpośrednio za dyszą jest bardzo gorący a zatem miękki, będzie lokalnie cieńszy, medium chłodzące łatwo będzie przeciekać poprzez czop uszczelniający w tym miejscu i stykać się z dyszą. Jest to sytuacja bardzo niekorzystna.

185 674

Zwykle grubość ściany jest mierzona ultradźwiękowe, każda granica fazowa pomiędzy dwoma różnymi materiałami, na przykład pomiędzy tworzywem sztucznym elementu profilowanego i cieczą, wytwarza echo. Znane ultradźwiękowe urządzenia do pomiaru grubości ściany na podstawie odbitego echa określają grubość ściany i kształt przekroju poprzecznego wytłoczonego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku w elemencie profilowanym z tworzywa sztucznego utworzono przedział napełniony cieczą, występujący w położeniu ultradźwiękowego urządzenia do pomiaru grubości ściany, przedział ten utworzono za pomocą czopów uszczelniających przed i za urządzeniem pomiarowym, a także zastosowano elementy odpowietrzające, służące do odprowadzania gazu lub pary, gromadzących się w najwyższym punkcie tego przedziału. Zgodnie z wynalazkiem cały przedział jest napełniony cieczą, co pozwala uniknąć zakłóceń powodowanych przez powietrze lub parę, które w przeciwnym przypadku byłyby tu obecne. Wynalazek przewiduje również zastosowanie ultradźwiękowego urządzenia do pomiaru grubości ściany, gdzie dwukrotnie wytwarzane jest podwójne echo, raz przy przejściu wiązki poprzez ciecz w elemencie profilowanym z tworzywa sztucznego oraz przez ścianę elementu profilowanego, i drugi raz przy przejściu w kierunku diametralnie przeciwnym. Urządzenie to wykorzystuje poczwórne echo do określenia grubości ściany w dwóch miejscach leżących diametralnie naprzeciwko siebie.

Wynalazek jest bliżej opisany w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia urządzenie do realizacji sposobu według wynalazku, schematycznie wrzucie bocznym, w częściowym przekroju.

Na rysunku przedstawiono wytłaczarkę 1 z dyszą 2 do wytłaczania termoplastycznego materiału. W dyszy 2 występuje wewnętrzny trzpień 3 i zewnętrzna tuleja 4, które tworzą pierścień dyszy, skąd wytłaczane tworzywo sztuczne wychodzi w postaci cylindrycznej rury 5.

Na wylocie wytłaczarki 1 występuje zewnętrzne urządzenie 6 do kalibrowania kształtu lub wymiaru zaprojektowane w układzie próżniowym. W urządzeniu 6 występuje tuleja (nie pokazano) o średnicy wewnętrznej odpowiadającej żądanej średnicy zewnętrznej rury 5. Od strony skierowanej do wytłaczarki 1 na próżniowym urządzeniu do kalibrowania występują. elementy 7 doprowadzające wodę, które wytwarzają, warstwę wody na zewnątrz rury 5. Aby zapobiec stykaniu się warstwy wody z gorącą dyszą 2, pomiędzy elementami 7 doprowadzającymi wodę i dyszę 2 umieszczono elementy 8 do odprowadzania wody, które w niniejszym przykładzie mają postać dysz strumieniowo-powietrznych zwróconych w kierunku rury 5 i próżniowego urządzenia kalibrującego 6. W innym przykładzie może być zastosowane urządzenie zasysające wodę.

Próżniowe urządzenie kalibrujące 6 jest umieszczone przesuwnie względem dyszy 2 i może być przemieszczane pomiędzy położeniem, w którym występuje praktycznie naprzeciw dyszy 2 oraz położeniem, w którym jest odsunięte od dyszy 2; to drugie położenie pokazano na rysunku.

Na próżniowym urządzeniu kalibrującym 6 umieszczono zewnętrzne urządzenie chłodzące 9. Urządzenie chłodzące 9 składa się z licznych przedziałów 9a, 9b, 9c, ustawionych jeden za drugim, napełnianych wodą chłodzącą. Na wylocie zewnętrznego urządzenia chłodzącego 9 umieszczone jest urządzenie ciągowe bądź odprowadzające 10, które łączy się z rurą 5.

Na rysunku schematycznie przedstawiono ponadto wewnętrzne urządzenie chłodzące wytłaczaną rurę 5. W wewnętrznym urządzeniu chłodzącym wytłaczaną rurę występuje pierwszy czop uszczelniający 12, zamocowany do wewnętrznego trzpienia 3 dyszy 2. Pierwszy czop uszczelniający 12 jest umieszczony w komorze wewnętrznej rury 5 i tworzy całkowicie szczelne połączenie z wewnętrzną, powierzchnią rury 5. W wewnętrznym urządzeniu chłodzącym ponadto występuje drugi czop uszczelniający 13 i trzeci czop uszczelniający 14. Uszczelniają one wewnętrzną powierzchnię rury 5. Trzeci czop uszczelniający 14 posiada elastyczne krawędzie uszczelniające łączące się z rurą 5.

Drugi i trzeci czop 13,14 są umieszczone na sztywnym rurowym elemencie mocującym leżącym w środku rury 5, tworzącym podłużny i sztywny wewnętrzny człon chłodzący 15, który może pracować jako pojedynczy zespół. Wewnętrzny trzpień 3 i wewnętrzny człon chłodzący 15 są zaopatrzone w współoddziaływujący człon sprzęgający, na przykład złącze

185 674 bagnetowe lub gwintowe (nie pokazano), co umożliwia rozłączne mocowanie wewnętrznego członu chłodzącego 15 do wewnętrznego trzpienia 3. Elementy sprzęgające są korzystnie tak wykonane, że wewnętrzny człon chłodzący 15 może być mocowany do wewnętrznego trzpienia 3 poprzez odczekanie, po uruchomieniu wytłaczarki 1, aż do ustabilizowania procesu wytłaczania, następnie odcięcie rury 5 na wylocie urządzenia ciągowego 10, wepchnięcie wewnętrznego członu chłodzącego 15 w rurę 5 i następnie zamocowanie do wewnętrznego trzpienia 3.

Pierwszy i drugi czop uszczelniający 12 i 13 są umieszczone w poosiowym odstępie od siebie w kierunku wytłaczania, i tworzą pierwszy przedział 20 w wewnętrznej komorze rury

5. Drugi i trzeci czop uszczelniaj ący 13 i 14 są umieszczone w poosiowym odstępie od siebie w kierunku wytłaczania, i tworzą drugi przedział 21 w wewnętrznej komorze rury 5.

Dla każdego z przedziałów występuje zestaw przewodów zasilania i odprowadzenia wody chłodzącej, oznaczonych 22a, 22b i 23a, 23b. Przewody 22a, 22b i 23a, 23b przechodzą poprzez środkową rurę wewnętrznego członu chłodzącego 15, poprzez wewnętrzny trzpień 3 wytłaczarki 1 i są dołączone do urządzenia pompującego (nie pokazano) i ewentualnie do wymiennika ciepła. Każdy z przedziałów 20, 21 może być napełniany wodą chłodzącą poprzez przewody 22a, 22b, 23a, 23b, która może cyrkulować w każdym z przedziałów 20,21.

Jak pokazano w przykładzie wykonania dysza 2, próżniowe urządzenie kalibrujące 6, zewnętrzne urządzenie chłodzące 9 i wewnętrzny człon chłodzący 15, który jest połączony z wewnętrznym trzpieniem 3 dyszy 2, są ustawione pod pewnym kątem względem poziomu i skierowane w dół, patrząc w kierunku wytłaczania. Taki pochylony układ oznacza, że w każdym z przedziałów 20, 21 napełnianych wodą chłodzącą występuje najwyższy punkt w określonym położeniu, które na rysunku oznaczono literami A, B, w tym przypadku w pobliżu czopów uszczelniających 12, 13, które tworzą przedziały 20, 21, w ich wlotowym końcu.

Przy pierwszym i drugim czopie uszczelniającym 12 i 13 w urządzeniu ponadto występują elementy odpowietrzające 27, 28 w postaci rury z otworem wlotowym umieszczonym w bezpośredniej bliskości najwyższych punktów A, B przedziałów 20, 21. Rury odpowietrzające służą do odprowadzenia na zewnątrz gazu lub pary, gromadzących się w najwyższym punkcie A, B przedziałów 20, 21. Każdy z elementów odpowietrzających jest korzystnie zaopatrzony w zawór otwierający i zamykający. Zawór może być uruchamiany na polecenie, lub może działać automatycznie, niezwłocznie po wystąpieniu w najwyższym punkcie określonej ilości gazu lub pary,

Kąt pochylenia 51 toru 50 rury 5 na przejściu przez każdy z przedziałów 20, 21 jest jedynie tak mały, aby wystąpił efekt opisany powyżej i wytworzenie najwyższego punktu w określonym położeniu pomiędzy czopami uszczelniającymi. Korzystne jest, jeśli kąt ten wynosi mniej niż 5%, a praktycznie korzystna wartość wynosi około 1% (1 cm/m). Nie jest konieczne pochylenie względem poziomu całego urządzenia wytłaczającego, t j. przykładowo urządzenia ciągowego 10, dla wytworzenia najwyższego punktu w każdym napełnionym cieczą przedziale

20,21 w rurze 5. Wynika to z tego, że każda rura 5 może być nachylona do poziomu na części długości, a w dalszej części urządzenia pozostała część rury 5 może przebiegać dokładnie poziomo. Wynika to z wystarczającej podatności rury dla wytworzenia niewielkiej „falistości toru” w urządzeniu, która nie będzie niekorzystna dla uzyskanej ostatecznie rury 5. Falistość toru może być wytworzona przez odpowiedni układ elementów urządzenia, które prowadzą i podtrzymują rurę 5 wychodzącą z dyszy 2, na przykład dysza, wewnętrzne urządzenie chłodzące, zewnętrzna tuleja kalibrująca, itd. W zasadzie możliwe jest również, aby urządzenie tworzyło taki tor dla rury 5, by najwyższy punkt przedziału napełnianego cieczą nie leżał w pobliżu jednego z jej końców, lecz w określonym położeniu między nimi. W takim układzie otwór wlotowy rury odpowietrzającej powinien znajdować się w tym miejscu.

W wariancie urządzenia zilustrowanego na rysunku nie występują przewody 22a, 23b odprowadzenia wody chłodzącej, a woda chłodząca wypływa jedynie przez elementy odpowietrzające 27 i 28 w postaci rur, których otwór wlotowy znajduje się w najwyższym punkcie A, B przedziałów 20, 21. W rezultacie powietrze i para są odprowadzane razem z wypływającą z przedziału wodą chłodzącą.

185 674

W urządzeniu występuje ponadto urządzenie nadawczo-odbiorcze 30 ultradźwięków, służąca do pomiaru grubości ściany wytłaczanej rury 5. Urządzenie 30 jest umieszczone na wylocie próżniowego urządzenia kalibrującego 6, patrząc w kierunku wytłaczania. Urządzenie kalibrujące 6 i urządzenie chłodzące 9 mogą być przestawiane względem wytłaczarki.

Urządzenie 30 do pomiaru grubości ścianki zawiera, na przykład głowicę nadawczoodbiorczą ultradźwięków, która w znany sposób obraca się wokół rury 5 (nie pokazano). Podczas pracy urządzenia wytłaczającego urządzenie 30 do pomiaru grubości ścianki znajduje się w przedziale 20 w miejscu napełniania wodą, tuż za drugim czopem uszczelniającym 13, tzn. w poosiowej odległości od najwyższego punktu A przedziału 20. Pomiędzy głowicą nadawczo-odbiorczą i zewnętrzną częścią rury 5 wytwarzana jest w znany sposób warstwa cieczy. Ultradźwiękowy sygnał wysyłany przez głowicę w kierunku osi rury 5 wytwarza dwa echa przy przechodzeniu sygnału poprzez ścianę rury 5 w pobliżu głowicy. Ponieważ przedział 20 jest całkowicie wypełniony wodą chłodzącą, fala ultradźwiękowa przechodzi poprzez wodę chłodzącą i następnie poprzez ściankę rury 5 diametralnie przeciwną tej głowicy. Powtórne przejście poprzez ściankę rury wytwarza dwa echa. Urządzenie 30 do pomiaru grubości ścianki zaprojektowano w sposób rozpoznający cztery echa, w związku z czym jedna głowica może być użyta do określenia grubości ścianki rury 5 w dwóch diametralnie przeciwnych położeniach. Przy braku elementów odpowietrzających zachodzi duże ryzyko wypełnienia powietrzem i parą górnej części przedziału 20, zakłócających pomiar grubości ze względu na brak wyraźnej granicy fazowej wewnątrz ściany rury, patrząc w kierunku obwodu rury 5. Ponadto powietrze i para będą zakłócać lub uniemożliwiać propagację ultradźwięków poprzez przedział 20. Dla uzyskania powyższego efektu z czterema echami korpus centralnego mocowania wewnętrznego członu chłodzącego 15 powinien mieć mały przekrój poprzeczny.

W urządzeniu 30 do pomiaru grubości ścianki może występować jedna głowica nadawczoodbiorcza ultradźwięków, która w sposób ciągły obraca się o 360° wokół rury 5, lub kilka głowic, na przykład cztery, rozmieszczonych wokół obwodu rury 5, z których każda wykonuje ruch nawrotny w zakresie 90°. Jeśli średnica rury 5 jest mała, głowice nadawczo-odbiorcze mogą być umieszczone jedną za drugą, patrząc w kierunku wytłaczania.

Wewnętrzny człon chłodzący 15 cyrkuluje ciecz chłodzącą w przedziale 21 o niższej temperaturze niż w przedziale 20, który jest usytuowany bliżej wytłaczarki 1.

Wewnętrzny człon chłodzący 15 zawiera czwarty czop uszczelniający 40 w odstępie za czopem 14, który tworzy przedział 21 wody chłodzącej, który to czwarty czop 40 wraz czopem 14 tworzą przedział zasysania cieczy 41. Wewnętrzny człon chłodzący 15 zaopatrzono w przewód 42, przez który odsysana jest woda chłodząca przedostająca się poprzez trzeci czop uszczelniający 14. Wylot ssawny przewodu 42 znajduje się w pobliżu najniższego punktu przedziału 41.

Pierwszy czop uszczelniający 12 jest umieszczony tuż za wewnętrznym trzpieniem 3, do którego jest zamocowany poprzez nałożenie członu izolacji cieplnej 45, a mianowicie pierścienia z tworzywa sztucznego, na przykład policzterofluoroetylenu.

Pierwszy czop uszczelniający 12 posiada stabilną wymiarowo powierzchnię uszczelniającą 46, która podczas pracy urządzenia opiera się w szczelny sposób o wnętrze wytłaczanej rury 5. Pierścieniowa powierzchnia uszczelniająca 46 jest wykonana z metalu. Dla zapobieżenia przywieraniu tworzywa sztucznego do powierzchni uszczelniającej, powierzchnią 46 jest utrzymywana w niskiej temperaturze. W celu utrzymania niskiej temperatury powierzchni uszczelniającej 46 przy rozruchu urządzenia, gdy nie zamontowano wewnętrznego członu chłodzącego 15, zastosowane są oddzielne środki chłodzące (nie pokazano). Według potrzeby powierzchnia uszczelniająca 46 może być zaopatrzona w co najmniej dwa obwodowe rowki połączone z pompą próżniową, zapewniające pewne przywieranie rury 5 do powierzchni uszczelniającej 46.

Przy wytłaczaniu rury 5 stosowana jest następująca procedura.

Po pierwsze, w wyniku działania wytłaczarki 1 rura 5 z materiału termoplastycznego jest wypychana z dyszy 2. Należy tu zauważyć, że czasem przy rozruchu wytłaczania pożądane jest zastosowanie innego tworzywa sztucznego niż docelowy, tego rodzaju „materiał rozruchowy” będzie miał lepszą stabilność wymiarową w wysokich temperaturach.

185 674

Po pewnym czasie rura 5 wychodząca z wytłaczarki 1 uzyskuje wystarczając ą długość dła dojścia do urządzenia ciągowego. Do tego momentu korzystne jest zastosowanie elastycznego elementu, na przykład drutu lub sznura, umieszczonego pomiędzy prasowanym końcem rury 5 i rurą (nie pokazano) umieszczoną w urządzeniu ciągowym 10. Uruchomienie urządzenia ciągowego 10 powoduje pociągnięcie rury 5. Podczas rozruchu próżniowe urządzenie kalibrujące 6 jest umieszczone z dala od dyszy 2 (patrz rysunek). Po przejściu rury 5 poprzez próżniowe urządzenie kalibrujące 6 następuje uruchomienie tego urządzenia i na rurę 5 wywierane jest podciśnienie, w wyniku czego rura 5 jest kalibrowana z zewnątrz. Po przejściu rury przez zewnętrzne urządzenie chłodzące następuje uruchomienie również i tego urządzenia.

Rura 5 wychodząca z dyszy 2 wykazuje bardzo dużą tendencję przywierania do powierzchni uszczelniającej 46 pierwszego czopa uszczelniającego 12. W celu zapobieżenia przywieraniu powierzchnia uszczelniająca 46 jest chłodzona do temperatury poniżej 40°C. Chłodzenie poniżej 40°C okazało się korzystne dla takich materiałów jak polichlorek winylu polietylen i polipropylen: PVC, PE i PP.

Człon izolacji cieplnej 45 zapobiega wymianie ciepła pomiędzy chłodzoną powierzchnią uszczelniającą 46 i wewnętrznym trzpieniem 3.

Po wystarczająco dalekim wysunięciu rury następuje jej połączenie z urządzeniem ciągowym 10, które zostaje uruchomione.

Po ustabilizowaniu się procesu wytłaczania próżniowe urządzenie kalibrujące 6 zostaje przemieszczone w kierunku wytaczarki 1. Wymiana ciepła pomiędzy dyszą 2 i próżniowym urządzeniem kalibrującym nie jest pożądana. Z tego powodu w tym przykładzie pomiędzy dyszą 2 i próżniowym urządzeniem kalibrującym 6 pozostawiono szczelinę. Alternatywnie, lub w połączeniu ze szczeliną, możliwe jest umieszczenie członu izolacyjnego pomiędzy tymi dwoma częściami urządzenia.

Jeśli próżniowe urządzenie kalibrujące 6 jest umieszczone za dyszą 2, dla rury 5 wychodzącej z dyszy 2 powstają dokładnie kontrolowane warunki. Mogą tu być kontrolowane zwłaszcza kształt i temperatura rury 5.

Rura 5 przechodzi następnie na stanowisko za urządzeniem ciągowym 10, i w jej otwarty koniec wprowadza się wewnętrzny człon chłodzący 15. Dla wepchnięcia wewnętrznego członu chłodzącego 15 w rurę 5 aż do dyszy 2 zastosowano długie narzędzie pomocnicze w kształcie pręta. Podczas wpychania wewnętrznego członu chłodzącego 15 w rurę 5 pracuje wytłaczarka 1, próżniowe urządzenie kalibrujące 6, zewnętrzne urządzenie chłodzące 9 i urządzenie ciągowe 10.

Następuje połączenie wewnętrznego członu chłodzącego 15 z wewnętrznym trzpieniem

3. Z kolei rozpoczyna się wewnętrzne chłodzenie rury 5, z wykorzystaniem wewnętrznego urządzenia chłodzącego. Poprzez każdy z przedziałów 20, 21 przepływa rurą 5 woda chłodząca. Bezpośrednio za pierwszym czopem uszczelniającym 12 następuje zetknięcie gorącej wytłoczonej rury 5 z wodą chłodzącą w przedziale 20.

Aby równomiernie ochłodzić rurę 5, patrząc w kierunku obwodowym rury 5, przedział 20, a także przedział 21 są całkowicie wypełniane wodą chłodzącą. Po zetknięciu się wody chłodzącej z rurą 5 powietrze odpływa z wody i mogą powstawać pęcherzyki pary wodnej unoszone do góry. Pęcherzyki powietrza i pary wodnej unoszą się do góry i gromadzą się w górnej części przedziałów 20, 21. W miejscu gromadzenia się powietrza i pary rura 5 nie styka się z wodą chłodzącą i będzie stygnąć w mniejszym stopniu niż w pozostałych miejscach. Przy powstawaniu pęcherzy powietrza i pary na wewnętrznej powierzchni rury 5 można zaobserwować stały przepływ stosunkowo zimniejszej wody chłodzącej do tego miejsca, co powoduje większe schłodzenie niż w innych miejscach. W praktyce prowadzi to do zauważalnej różnicy długości pomiędzy spodnią i wierzchnią stroną wytłaczanej rury. W opisanym urządzeniu pęcherzyki powietrza i pary wodnej przechodzą w kierunku najwyższego punktu w przedziałach 20 i 21. Gromadzące się tu powietrze i para są odprowadzane z przedziału 20, 21 poprzez elementy odpowietrzające 27, 28. Prowadzi to do równomiernego chłodzenia wewnętrznego wytłaczanej rury 5.

Woda chłodząca w przedziałach 20, 21 jest korzystnie utrzymywana pod małym nadciśnieniem. Umożliwia to łatwiejsze odprowadzenie powietrza i pary z przedziałów 20, 21 po185 674 przez elementy odpowietrzające 27, 28 w postaci rur. Korzystnie, następuje zmiana z zewnętrznego kalibrowania próżniowego do kalibrowania z nadciśnieniem, poprzez usunięcie próżni z zewnętrznego urządzenia kalibrującego 6. Alternatywnie, można zmniejszyć poziom próżni, a w połączeniu, można zastosować kalibrowanie próżniowe i nadciśnieniowe.

Aby umożliwić dokładną kontrolę grubości ściany i kształtu rury 5 wychodzącej z dyszy 2 zastosowano bezpośredni pomiar grubości ściany i kształtu przekroju poprzecznego rury za zewnętrznym urządzeniem kalibrującym 6 za pomocą urządzenia kalibrującego 6 z zastosowaniem urządzenia do pomiaru grubości ściany 30.

W niepokazanym wariancie wewnętrznego członu chłodzącego 15 przedstawionego na rysunku zastosowano dodatkowy czop uszczelniający pomiędzy drugim i trzecim członem 13 i 14. Wewnętrzny człon chłodzący 15 jest zaopatrzony w elementy doprowadzające, utrzymujące cyrkulację wody chłodzącej w przedziale pomiędzy pierwszym i drugim czopem uszczelniającym 12 i 13 oraz w przedziale pomiędzy dodatkowym czopem uszczelniającym i trzecim członem uszczelniającym 14. W przedziale pomiędzy drugim czopem uszczelniającym 12 i dodatkowym czopem uszczelniającym korzystnie nie występuje chłodzenie rury 5 podczas jej przechodzenia. W rezultacie, po okresie chłodzenia następuje wyrównanie się temperatury ściany od wewnątrz do zewnątrz. Prowadzi to do ogrzania ochłodzonej wewnętrznej warstwy i tym samym do zmniejszenia różnic temperatury wewnętrznej. Poprzez dostosowanie wewnętrznego i zewnętrznego chłodzenia rury można kontrolować naprężenia wytwarzane w ścianie rury 5. Można oczywiście zastosować wewnętrzny człon chłodzący 15 z nawet większą ilością czopów uszczelniających, dla utworzenia jeszcze większej ilości przedziałów chłodzenia przedziałów i wyrównania umieszczonych między nimi. Takie naprzemienne wewnętrzne chłodzenie i wyrównanie temperatury jest szczególnie korzystne, jeśli chłodzenie jest intensywne, zwłaszcza gdy do chłodzenia zamiast wody, jak opisano powyżej, stosuje się znacznie chłodniejszy (skroplony) gaz.

Przy wytłaczaniu rur poliolefinowych wytłoczona masa tworzywa sztucznego wychodzi z dyszy zmniejszą prędkością niż prędkość rury w miejscu urządzenia ciągowego 10. W rezultacie grubość ściany rury 5 maleje przy rozciąganiu, które następuje za dyszą 2, a tym samym maleje również średnica rury 5, tzn. zachodzi zjawisko przewężenia. Aby w tym przypadku zapewnić pewność uszczelnienia pierwszego napełnionego wodą przedziału 20 względem wewnętrznego trzpienia 3, pierwszy czop uszczelniający 12 jest umieszczony w większej odległości od wewnętrznego trzpienia 3 niż pokazano na rysunku. Istotne jest, aby był zachowany poosiowy odstęp pomiędzy pierwszym czopem uszczelniającym 12 i urządzeniem kalibrującym 6 w celu zapobieżenia przywieraniu tworzywa sztucznego między tymi dwiema częściami.

Do opisanego powyżej urządzenia może być również dodany trzpień rozprężny w celu promieniowego rozszerzenia wytłaczanej rury, dla uzyskania specyficznej orientacji tworzywa sztucznego. W tym przypadku trzpień rozprężny może równocześnie pracować jako czop uszczelniający dla przedziału napełnionego cieczą.

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania pustego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania pustego elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, w którym wytłacza się w kierunku poziomym pusty element profilowany z tworzywa sztucznego z wewnętrzną komorą za pomocą urządzenia zawierającego wytłaczarkę mającą dyszę z umieszczonym w niej wewnętrznym trzpieniem i w wewnętrznej komorze elementu profilowanego z tworzywa sztucznego ustala się, za pomocą czopów uszczelniających pierwszego i drugiego, oddalonych od siebie i usytuowanych wzdłuż wewnętrznego trzpienia oraz przymocowanych do niego, napełniony cieczą przedział, przy czym czopy uszczelniające szczelnie sprzęga się z wewnętrzną powierzchnią elementu profilowanego z tworzywa sztucznego, następnie napełnia się ten przedział cieczą i utrzymuje się napełnienie cieczą oraz wytwarza się cyrkulację cieczy w tym przedziale, znamienny tym, że stosuje się napełniony cieczą przedział (20) mający najwyższy punkt (A) w określonym miejscu, oraz odprowadza się z napełnionego cieczą przedziału (20) gaz lub parę zbierające się w najwyższym punkcie (A) przedziału (20) za pomocą elementów odpowietrzających (27).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się pierwszy i drugi czop uszczelniający (12, 13) pionowo przesunięte względem siebie, tworzące dolny i górny czop uszczelniający, przy czym wytłaczany element profilowany (5) przeprowadza się przez czopy uszczelniające (12, 13) pochylony względem poziomu, i najwyższy punkt (A) znajduje się w pobliżu górnego czopa uszczelniającego oraz odprowadza się gaz lub parę z napełnionego cieczą przedziału (20) za pomocą elementów odpowietrzających (27) w pobliżu górnego czopa uszczelniającego (12).
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że prowadzi się pusty element profilowany (5) z tworzywa sztucznego wzdłuż toru (50), który ma kąt nachylenia (51) względem poziomu mniejszy od 3°.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wiele czopów uszczelniających (12, 13, 14) tworzących wiele przedziałów (20, 21) w wewnętrznej komorze elementu profilowanego (5) z tworzywa sztucznego i stosuje się każdy z napełnianych cieczą przedziałów (20, 21) z najwyższym punktem (A) w określonym migscu oraz odprowadza się z każdego z napełnionych cieczą przedziałów (20, 21) gaz lub parę zbierające się w najwyższym punkcie (A) przedziału (20,21) za pomocą elementów odpowietrzających (27,28).
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 4, znamienny tym, że jednocześnie odprowadza się ciecz i gaz lub parę z przedziałów⁷ (20,21) za pomocą elementów odpowietrzających (27,28).