RU1801764C - Экструзионна головка - Google Patents

Abstract

Использование: переработка полимеров и производство рукавных пленокдруб из термопластов с улучшенными физико-механическими свойствами. Сущность изобретени : экструзионна  головка содержит корпус и дорн. Они установлены с образованием между ними кольцевого канала с выходным отверстием дл  расплава. На поверхности дорна выполнены спиральные распределительные каналы с образованием между ними гребней. Гребни наклонены в направлении выходного отверсти  кольцевого канала на угол от 15 до 45°. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области переработки полимерных материалов и может быть использовано в оборудовании дл  производства рукавных пленок и труб из термопластов .

Цель изобретени  - снижение разно- толщинности и улучшение физико-механических свойств издели  за счет уменьшени  зон замедленного течени .

На фиг. 1 показаны линии тока, наблю-. даемые при течении расплава в плоской модели , представл ющей собой р д. последовательно расположенных каверн уменьшающейс  глубины с пр мыми гребн ми (фиг. 1а) гребн ми наклоненными в на- правлении течени  потока (фиг.16) и в направлении противоположном направлению течени  (фиг.1в); на фиг.2 - общий вид головки; на фиг.З - продольный размез головки .

Использование плоской модели основано на доказанном экспериментально предположении , что реальную картину течени  расплава на распределительном участке го-

ловки можно представить как результат наложени  двух независимых течений: поперечного в спиральных каналах и в направлении экструзии под действием гидростатического давлени  через р д каверн с уменьшающейс  глубиной (фиг.1а).

Введение красител  в поток полимера, пересекающий р д каверн, позволило выделить три зоны: зона А транзитного потока, зона Б - циркул ционного течени  и зона засто  В. Экспериментальные наблюдени  зон А и Б хорошо подтверждаютс  расчетами . Зона В, в расчетах определ ема  как зона вторичного циркул ционного течени , визуально наблюдалась как зона засто  из-за высокой в зкости расплава .полимера и низких значений чисел Рейноль- дса. Приуменьшении глубины каверны, как показано на фиг.1а, исчезает сначала зона затем и зона Б.

В реальной кольцевой головке в зоне А наход тс  частицы полимера,, участвующие в течении в кольцевом канале в направлении экструзии, а в зонах Б и В - в поперечs

Ё

00 О

VI

О

J

ном направлении в спиральном канале. Наличие зоны В недопустимо при переработке нетермостабильных полимерных материалов.

Таким образом, наличие спиральных каналов достаточной глубины (рис.1 а), позвол ющих получить равнотолщинную по периметру головки пленки со слоистой структурой без сварных швов по всей толщине издели  приводит к значительному увеличению времени пребывани  в головке частиц полимера, попавших в зону В , которые двига сь с минимальной скоростью в поперечном направлении истекают в кольцевой канал на максимальном удалении от входа в спиральный канал.

Экспериментальное исследование течени  расплава через р д каверн, гребни которых наклонены в направлении противоположном течению (фиг. 1 б) и в направлении течени  расплава Э (фиг,1в) показали, что величины зоны Б циркул ции расплава в каверне и зоны В засто  завис т от наклона гребней каверны. При наклоне в направлении , противоположном течению расплава, боковые стенки каверны оттесн ют зону циркул ции Б, при этом увеличиваетс  величина зоны засто , В. Наклон гребней на угол от 15 до 45° в направлении течени  обеспечивает уменьшени  зоны засто  В за счет роста зоны циркул ции Б.

Использование углов наклона гребней менее 15° не дает ощутимого положительного эффекта по сравнению с конструкци ми без наклона, а использование углов наклона гребней более 45° приводит к значительному увеличению длины участка взаимодействи  потоков в спирали и транзитного потока в кольцевом канале и вымыванию последним первого из пространства спирали.

Таким образом, в реальных головках наклон гребней спиральных каналов на угол от 15 до 45° в направлении выходного отверсти  приведет к уменьшению зон замедленного течени  и интенсивному смешению расплава, протекающего в спиральных каналах и за счет усреднени  времен пребывани  частиц расплава в головке. К снижению разнотолщинности получаемого издели  и улучшению его физико-механических свойств.

На фиг.2 изображена предлагаема  кольцева  экструзионна  головка со спиральными распределительными каналами дл  производства труб и пленок из термопластов .

Экструзионна  головка содержит корпус 1 и расположенный в нем дорн 2. В дорне 2 выполнены центральный входной канал 3 и система радиальных каналов 4,

сообщающих центральный входной канал 3 со спиральными распределительными каналами 5 с уменьшающимс  поперечным сечением выполненными на поверхности дорнэ 2. Наружна  поверхность дорна 2 и внутренн   поверхность корпуса 1 образуют кольцевой канал б с выходным отверстием 7 дл  расплава. Гребни спиральных распределительных каналов 5 наклонены в направлении выходного отверсти  7 кольцевого

канала 6 на угол от 15 до 45°.

Экструзионна  головка работает следующим образом.

Полимерный материал из центрального входного канала 3 по радиальным каналам

4 поступает в спиральные распределительные каналы 5. В спиральных распределительных каналах 5 материал течет в направлении, поперечном направлению экструзии. Благодар  уменьшающемус  сечению спирально распределительных каналов 5 полимерный материал из. них поступает в кольцевой канал б и из него - в выходное отверстие 7. Положительный эффект от использовани  описанной конструкции достигаетс  за счет наклона гребней спирали в направлении выходного отверсти  7 при котором т.к. благодар  взаимодействию потоков в кольцевом канале бив спиральном канале 5, весь объем полимерного материала, наход щийс  в спиральном канале , участвует в циркул ционном течении. Таким образом обеспечиваетс  интенсивное смешение расплава, усреднение времени пребывани  частиц расплава в головке, и в

конечном итоге, снижение разнотолщинности и улучшение физико-механических свойств готового издели .

Ф о р м у л а и з о б р е те н и   Экструзионна  головка, содержаща  корпус и дорн, установленные с образованием между ними кольцевого канала с выходным отверстием дл  расплава, спиральные распределительные каналы, выполненные на поверхности дорна с образованием между ними гребней, отличающа с  тем, что, с целью снижени  разнотолщинности и улучшение физико-механических свойств издели  за счет умень- шени  зон замедленного течени , гребни наклонены в направлении выходного отвер сти  кольцевого канала на угол 15- 45°.

х

У////////////////// ///////