PL209333B1 - Głowica wytłaczarska - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica wytłaczarska do formowania prętów z tworzyw polimerowych, a w szczególności z nanokompozytów polimerowych z mineralnymi nanonapełniaczami płytkowymi. Głowica ta stanowi element linii technologicznej do granulowania tworzyw metodą „na zimno”.

Znana jest z opisu patentowego PL nr 188413 głowica wytłaczarska przeznaczona do wytwarzania w postaci prętów lub żył tworzyw technicznych, a w szczególności poliamidu wzmocnionego, zwłaszcza włóknem szklanym. Głowica ma kanał przepływowy tworzywa połączony z dwoma rzędami przesuniętych względem siebie otworów usytuowanych w segmencie formującym i składa się z połączonych śrubowo segmentów: wlotowego, rozprowadzającego, kierującego i formującego. Segment wlotowy posiada otwór, korzystnie o przekroju fasolkowym, segment rozprowadzający zaopatrzony jest w otwór o zmiennym przekroju wzdłużnym, korzystnie w kształcie stożka ściętego zwróconego większą podstawą w kierunku napływu uplastycznionego tworzywa. Segmenty: wlotowy i rozprowadzający, korzystnie mają przekrój kołowy. Segment kierujący zawiera otwór, korzystnie pochylony o kąt 45°, który łączy się z otworami segmentu formującego. Każdy z otworów segmentu formują cego ma przekrój lejkowaty. W odpowiednio ukształtowanych wybraniach czołowej płaszczyzny segmentu wlotowego i tylnej płaszczyzny segmentu rozprowadzającego umieszczone jest sito, które korzystnie posiada dwustronne pogłębienia o przekroju fasolkowym połączone otworami. W wyprofilowaniach czołowej płaszczyzny segmentu rozprowadzającego i tylnej płaszczyzny segmentu kierującego osadzona jest płyta spiętrzająca. Każdy z segmentów: wlotowy, rozprowadzający i kierujący zaopatrzony jest w co najmniej jeden element grzejny.

Głowica wytłaczarska według wynalazku ma zaopatrzony w elementy grzejne korpus połączony śrubowo z kołnierzem cylindra wytłaczarki. Korpus głowicy jest rozłącznie połączony jest z segmentem formującym, także zaopatrzonym w elementy grzejne. Kołnierz cylindra wytłaczarki, korpus głowicy i segment formujący mają uformowany kanał przepływowy uplastycznionego tworzywa polimerowego składający się z otworu wlotowego o przekroju kołowym przechodzącego w otwór o przekroju wzdłużnym w kształcie stożka ściętego, zwróconego większą podstawą w kierunku napływu uplastycznionego tworzywa polimerowego, który to otwór pod kątem 45° przechodzi w otwór kierujący mający zakończenie o przekroju lejkowatym. Dolna część kanału przepływowego korzystnie w pobliżu wypływu uplastycznionego tworzywa polimerowego z głowicy wyposażona jest w mieszadło statyczne zawierające elementy mieszające. W segmencie formującym znajdują się korzystnie rozłącznie mocowane tulejki formujące, których otwory lejkowate przechodzą w otwór o zarysie zbliżonym do kołowego. Mieszadło statyczne składa się z naprzemiennie, przeciwnie skierowanych względem siebie płytek.

Stosunek długości L do średnicy D otworu o zarysie zbliżonym do kołowego, korzystnie określony jest zależnością: L = (0,1 : 10,0) D.

Właściwości nanokompozytu polimerowego takie jak wytrzymałość na zerwanie, wydłużenie względne, moduł sprężystości wzdłużnej, stabilność cieplna, HDT zależą istotnie od stopnia dyspersji płytek nanonapełniacza w polimerowej osnowie. Badanie procesu wytwarzania takich nanokompozytów wykazały jednoznacznie, że stopień dyspersji można poprawić poddając uplastyczniony nanokompozyt naprężeniom ścinającym i intensywnemu mieszaniu. Procesy te są najczęściej realizowane w czasie wytłaczania. Nieoczekiwanie okazało się, że stopień dyspersji płytek nanonapełniacza w polimerowej osnowie można poprawić poprzez zastosowanie mieszalnika statycznego zlokalizowanego w końcowym odcinku kanału przepływowego uplastycznionego tworzywa. Rozwiązanie głowicy według wynalazku sprawia, że zastosowanie mieszadła statycznego składającego się z naprzemiennie i przeciwnie skierowanych względem siebie płytek wprowadza zaburzenia kierunku przepływu strumienia tworzywa, a w efekcie powoduje zintensyfikowane wymieszanie i poprawia stopień dyspersji nanonapełniaczy płytkowych w uplastycznionym nanokompozycie polimerowym. Liczba naprzemiennie i przeciwnie skierowanych względem siebie płytek zależy m.in. od poziomu wymaganej turbulencji przepływu nanokompozytu, stopnia napełnienia oraz rodzaju i właściwości napełniaczy lub nanonapełniaczy. Natomiast zastosowanie tulejek formujących o określonej geometrii zapobiega orientacji włókien nanonapełniacza w uformowywanym nanokompozycie polimerowym. Rozłączne mocowanie tulejek formujących zapewnia łatwy dostęp do kanału przepływowego głowicy podczas jej oczyszczania, jak również zapewnia szybką ich wymianę przy zmianie średnicy formowanego nanokompozytu polimerowego.

Przedmiot wynalazku bliżej objaśniono w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia głowicę w przekroju osiowym, a fig. 2 szczegół S z fig. 1.

PL 209 333 B1

Do kołnierza 1 cylindra wytłaczarki przymocowany jest śrubami 4 korpus 3 głowicy, z którym śrubowo 13 połączony jest segment 9 formujący. Kołnierz 1 cylindra wytłaczarki, korpus 3 głowicy i segment 9 formujący zawierają kanał przepływu uplastycznionego nanokompozytu polimerowego. Kanał przepływu składa się z otworu 2 wlotowego o przekroju kołowym przechodzącego w otwór 5 o przekroju wzdłużnym w kształcie stożka ściętego zwróconego większą podstawą w kierunku napływu uplastycznionego nanokompozytu, który z kolei pod kątem 45° przechodzi w otwór 6 kierujący o lejkowatym 11 zakończeniu przechodzącym w otwór 12 o zarysie zbliżonym do kołowego. Dolna część otworu 6 kierującego w pobliżu wypływu nanokompozytu z głowicy jest zaopatrzona w mieszadło 7 statyczne zawierające naprzemienne, przeciwnie skierowane względem siebie płytki 8. Segment 9 formujący jest wyposażony w rozłącznie mocowane tulejki 10 formujące, których otwory 11 lejkowate przechodzą w otwór 12 o zarysie kołowym. Stosunek długości L do średnicy D otworu 12 wynosi L = 3D. Kołnierz 1 cylindra wytłaczarki oraz korpus 3 głowicy jak również segment 9 formujący zaopatrzone są w elementy 14 grzejne stabilizujące temperaturę uplastycznionego nanokompozytu polimerowego. Strzałka wskazuje kierunek przepływu wytłaczanego nanokompozytu z nieuwidocznionej na rysunku wytłaczarki.

Claims (3)

1. Głowica wytłaczarska posiadająca zaopatrzony w elementy grzejne korpus połączony śrubowo z kołnierzem cylindra wytłaczarki, z którym rozłącznie połączony jest segment formujący, także zaopatrzony w elementy grzejne, przy czym kołnierz cylindra wytłaczarki, korpus głowicy i segment formujący mają uformowany kanał przepływowy uplastycznionego tworzywa polimerowego składający się z otworu wlotowego o przekroju kołowym przechodzącego w otwór o przekroju wzdłużnym w kształcie stożka ściętego zwróconego większą podstawą w kierunku napływu uplastycznionego tworzywa polimerowego, który to otwór pod kątem 45° przechodzi w otwór kierujący mający zakończenie o przekroju lejkowatym, znamienna tym, że dolna część kanału przepływowego korzystnie w pobliżu wypływu uplastycznionego tworzywa polimerowego z głowicy wyposażona jest w mieszadło (7) statyczne zawierające elementy mieszające, zaś w segmencie (9) formującym znajdują się korzystnie rozłącznie mocowane tulejki (10) formujące, których otwory (11) lejkowate przechodzą w otwór (12) o zarysie zbliżonym do kołowego.

2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że mieszadło (7) statyczne składa się korzystnie z naprzemiennie, przeciwnie skierowanych względem siebie płytek (8).

3. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek długości L do średnicy D otworu (12) o zarysie zbliżonym do kołowego, korzystnie określony jest zależnością:

L = (0,1 * 10,0) D.