RU2010716C1

RU2010716C1 - Extrusion head for manufacturing hose of polymeric film

Info

Publication number: RU2010716C1
Application number: SU925058740A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Солдатенко; Ю.П. Швайченко; Г.М. Сидоров
Original assignee: Серебрянский завод неорганических производств
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: forming of plastics. SUBSTANCE: extrusion head has core with outer surface provided with multistart grooves. The number of starts is at least eight, radius of groove is chosen in the ratio of 1/20 - 1/25 with respect to core diameter, with depth of groove being gradually decreasing. Evaporation chamber is disposed in the upper part of core. Core central opening for feeding polymer melt is connected via radial openings with helical groove coils. Tip with casing and core define annular double- sided cone supply slit by their surfaces. Section of forming slit and supply slit maximum section are chosen in the ratio of 1/10-1/30. Height of forming slit is equal to or less than that of supply slit. EFFECT: high quality of film hose material by providing complete homogeneity of melt and uniform dispensing. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к экструзионным головкам, предназначенным для изготовления рукавной пленки из полимеров, и может быть использовано для получения термоусадочной пленки из гранулированных полиолефинов. The invention relates to extrusion heads intended for the manufacture of a sleeve film of polymers, and can be used to obtain a shrink film of granular polyolefins.

Известна экструзионная головка для переработки пластмасс, содержащая корпус с приемным расплавопроводом, расположенный в корпусе рассекатель, дорн и матрицу, смонтированные с образованием между ними кольцевой формующей щели, кольцевой делитель расплава с центральным отверстием, установленный с образованием с корпусом наружной камеры с входной и выходной зонами, при этом кольцевой делитель расплава выполнен со спиральными спицами, расположенными во входной зоне наружной камеры, рассекатель размещен на выходе центрального отверстия кольцевого делителя расплава, которое сообщено с формующей щелью сквозными каналами, выполненными в кольцевом делителе расплава в зоне размещения рассекателя, переходящими в кольцевую зону, расположенную между кольцевым делителем расплава и рассекателем, а кольцевой делитель расплава в выходной зоне наружной камеры выполнен с разделительной кромкой. Known extrusion head for plastic processing, comprising a housing with a receiving melt conduit, a divider located in the housing, a mandrel, and a matrix mounted to form an annular forming gap between them, an annular melt divider with a central hole installed to form an outer chamber with input and output zones with the housing while the annular divider of the melt is made with spiral spokes located in the input zone of the outer chamber, the divider is placed at the outlet of the Central hole to an annular melt divider, which is in communication with the forming slot through channels made in the annular melt divider in the divider location zone, passing into the annular zone located between the melt annular divider and the divider, and the annular melt divider in the outlet zone of the outer chamber is made with a dividing edge.

Данная головка сложна в исполнении и не обеспечивает полную гомогенизацию расплава полимера, что не позволяет получить высокое качество изделия, а также имеет ряд застойных зон. This head is complicated in execution and does not provide complete homogenization of the polymer melt, which does not allow to obtain high quality products, and also has a number of stagnant zones.

Ближайшей по технической сущности к предложенному решению является экструзионная головка для изготовления рукавной полимерной пленки, содержащая корпус с приемным расплавопроводом, установленную в корпусе фильтрующую кассету, закрепленные на корпусе дорн, выполненный из основания и наконечника, гильзу и мундштук, при этом по наружной поверхности дорна выполнены винтовые скругленные по радиусу канавки, витки которых соединены радиальными отверстиями в дорне с центральным отверстием подачи расплава, а мундштук с гильзой и дорном смонтированы с образованием между их поверхностями подводящей и формующей кольцевых щелей, распложенных в направлении выхода из головки. The closest in technical essence to the proposed solution is an extrusion head for manufacturing a sleeve polymer film, comprising a housing with a receiving melt conduit, a filter cartridge mounted in the housing, a mandrel mounted on the mandrel body, made of a base and a tip, a sleeve and a mouthpiece, while the outer surface of the mandrel is made screw grooves rounded along the radius, the turns of which are connected by radial holes in the mandrel with the central hole of the melt supply, and the mouthpiece with sleeve and mandrel is th e to form between them and the forming surfaces of the feed ring slits bred towards the exit from the die.

В указанном решении обеспечивается повышение производительности за счет снижения сопротивления проходу расплава и ликвидации застойных зон благодаря наличию, например, винтовых канавок на дорне. This solution provides increased productivity by reducing resistance to melt passage and eliminating stagnant zones due to, for example, helical grooves on the mandrel.

Известная головка наряду с достоинством имеет ряд недостатков, заключающихся в следующем:
во-первых, не обеспечивается полная гомогенизация расплава;
во-вторых, отсутствуют условия для нанесения покрытий внутри рукава пленки;
в-третьих слабо выравнивается давление расплава и скорость потока расплава по периметру формующей щели, что ведет к образованию полос (фестонов).The well-known head along with dignity has a number of disadvantages, which are as follows:
firstly, complete homogenization of the melt is not ensured;
secondly, there are no conditions for coating inside the film sleeve;
thirdly, the melt pressure and the melt flow rate are weakly aligned along the perimeter of the forming slit, which leads to the formation of strips (festoons).

Задачей изобретения является повышение качества пленки за счет полной гомогенизации расплава и равномерности его распределения. The objective of the invention is to improve the quality of the film due to the complete homogenization of the melt and the uniformity of its distribution.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в экструзионной головке для изготовления рукавной полимерной пленки, содержащей корпус с приемным расплавопроводом, установленную в корпусе фильтрующую кассету, закрепленные на корпусе дорн, выполненный из основания и наконечника, гильзу и мундштук, при этом по наружной поверхности дорна выполнены винтовые скругленные по радиусу канавки, витки которых соединены радиальными отверстиями в дорне с центральным отверстием подачи расплава, а мундштук с гильзой и дорном смонтированы с образованием между их поверхностями подводящей и формующей кольцевых щелей, расположенных в направлении выхода из головки, согласно изобретению, дорн снабжен размещенной в его верхней части испарительной камерой, винтовые канавки на дорне выполнены многозаходными числом заходов по меньшей мере равным восьми, с радиусом канавки, выбранным в пределах 1/20-1/25 диаметра дорна и с постепенным уменьшением их глубины, при этом подводящая щель выполнена двустороннеконусной, сечение формующей щели выбрано в пределах 1/10-1/30 наибольшего сечения подводящей щели, а высота формующей щели по большей мере равна высоте подводящей щели. The problem is solved due to the fact that in the extrusion head for manufacturing a sleeve polymer film containing a housing with a receiving melt conduit, a filter cartridge mounted in the housing, a mandrel mounted on the mandrel body, made of a base and a tip, a sleeve and a mouthpiece, while the outer surface of the mandrel is made screw grooves rounded along the radius, the turns of which are connected by radial holes in the mandrel with the central hole of the melt supply, and the mouthpiece with the sleeve and mandrel are mounted with an image According to the invention, the mandrel is provided with an evaporation chamber located in its upper part, the helical grooves on the mandrel are made with a multi-entry number of entries of at least eight, with a groove radius selected in within 1 / 20-1 / 25 of the diameter of the mandrel and with a gradual decrease in their depth, while the feed slot is made bilaterally conical, the section of the forming slot is selected within 1 / 10-1 / 30 of the largest feed section slots, and the height of the forming slit is at most equal to the height of the supply slit.

Кроме того, испарительная камера дорна размещена между его основанием и наконечником. In addition, the evaporation chamber of the mandrel is placed between its base and tip.

Данная экструзионная головка обеспечивает полную гомогенизацию расплава и ликвидирует застойные зоны за счет равномерного распределения расплава по поперечному сечению подводящей щели, за счет наличия на наружной стенке дорна многозаходных винтовых канавок, которые выполняются в зависимости от наружного диаметра дорна с постепенно уменьшающейся глубиной, что создает дополнительное сопротивление потоку расплава и не позволяет его разрушить. При этом число винтовых канавок совпадает с числом радиальных сверлений дорна, что позволяет равномерно распределить поток расплава. This extrusion head ensures complete homogenization of the melt and eliminates stagnant zones due to the uniform distribution of the melt over the cross section of the supply gap, due to the presence on the outer wall of the mandrel of multi-thread helical grooves, which are made depending on the outer diameter of the mandrel with a gradually decreasing depth, which creates additional resistance the flow of the melt and does not allow it to be destroyed. The number of helical grooves coincides with the number of radial drilling of the mandrel, which allows you to evenly distribute the flow of the melt.

Выполнение подводящей кольцевой щели с сечением, взаимосвязанным с сечением формующей щели, обеспечивает релаксацию расплава и создает вместе с узлом регулирования равномерности толщины пленки условия, которые уменьшают возможность образования застойных зон в подводящей щели. The implementation of the annular supply slit with a cross section interconnected with the cross section of the forming slit provides relaxation of the melt and creates conditions together with the unit for adjusting the uniformity of the film thickness that reduce the possibility of formation of stagnant zones in the supply slit.

Данная головка позволяет наносить разные покрытия внутри рукава пленки за счет испарительной камеры, в которую подается воздух или газ, а по другому каналу смазка или консервирующая жидкость. Данный узел позволяет легко разделять рукав пленки, исключает слипание пленки, а в результате увеличивается производительность головки. This head allows you to apply different coatings inside the film sleeve due to the evaporation chamber, into which air or gas is supplied, and through another channel lubricant or preservative liquid. This unit allows you to easily separate the sleeve of the film, eliminates the adhesion of the film, and as a result increases the productivity of the head.

Данное решение увеличивает производительность не только при изготовлении пленки, но и при упаковке, например, респираторов, в случае распыления смазки обеспечивается сохранность металлических изделий, а в случае использования консервирующих жидкостей обеспечивается сохранность продуктов. This solution increases productivity not only in the manufacture of the film, but also in packaging, for example, respirators, in the case of lubricant spraying, the safety of metal products is ensured, and in the case of the use of preserving liquids, the safety of products is ensured.

На фиг. 1 изображен общий вид головки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - дорн головки. In FIG. 1 shows a General view of the head; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 2; in FIG. 4 - head mandrel.

На чертежах приняты обозначения:
D - диаметр дорна;
r - радиус канавки дорна;
Н - высота формующей щели;
h - высота подводящей щели.In the drawings, the notation:
D is the diameter of the mandrel;
r is the radius of the groove of the mandrel;
H is the height of the forming slit;
h is the height of the supply gap.

Экструзионная головка для изготовления рукавной полимерной пленки состоит из корпуса 1, в котором установлен приемный расплавопровод 2, по ходу потока расплава с другой стороны корпуса 1 установлена фильтрующая кассета 3, состоящая из корпуса 4, на котором размещены решетки 5, и крышка 6 прикреплена винтами 7 к корпусу 4. Корпус 4 закреплен на корпусе 1 болтами 8. В резьбовом радиальном отверстии корпуса 1 закреплен дорн 9, состоящий из основания 10 и наконечника 11, закрепленный болтом 12 к основанию 10. Между основанием 10 и наконечником 11 размещена испарительная камера 13, к которой подходят два канала 14 и 15 и отходит один центральный канал 16. В камере 13 установлен распределитель 17, закрепленный болтом 18 к основанию 10. Болт 18 проходит через отверстие рассекателя 19 потока воздуха. На дорне 9 шпильками 20 с гайками 21 закреплена гильза 22. К гильзе 22 сверху закреплен мундштук 23 болтами 24. В мундштуке 23 установлены регулировочные болты 25. На корпусе 1, гильзе 22, мундштуке 23 установлены нагреватели 26,27,28,29,30,31 и 32 с кожухами 33,34,35,36,37,38 и 39. Воздух в дорн 9 подается через штуцер 40, а через штуцер 41 подается жидкая смазка или консервирующая жидкость. Мундштук 23 с гильзой 22 и дорном 9 своими поверхностями образуют двухсторонне-конусную подводящую щель 42 и формующую 43. По наружной поверхности дорна 9 выполнены многозаходные винтовые канавки с числом заходов не менее восьми, с радиусом канавки, выбранным в соотношении к диаметру дорна 1/20 -1/25, с постепенно уменьшающейся глубиной, при этом в верхней части дорна 9 расположена испарительная камера 13, а центральное отверстие в дорне 9 для подачи расплава полимера соединено радиальными отверстиями в соотношении к подводящей 1/10-1/30 ее наибольшего сечения, а высота формующей щели 43, принята равной или меньшей высоты подводящей щели 42. The extrusion head for the manufacture of a sleeve polymer film consists of a housing 1, in which a receiving melt line 2 is installed, along the flow of the melt on the other side of the housing 1, a filter cartridge 3 is installed, consisting of a housing 4, on which lattices 5 are placed, and the cover 6 is attached with screws 7 to the housing 4. The housing 4 is fixed to the housing 1 by bolts 8. In the threaded radial hole of the housing 1 is fixed a mandrel 9, consisting of a base 10 and a tip 11, bolted 12 to the base 10. Between the base 10 and the tip 11 is placed and paritelnaya chamber 13, to which two channels 14 and 15 are suitable and extends a central channel 16. The chamber 13 is mounted a distributor 17, a bolt 18 secured to base 10. Bolt 18 extends through opening 19 the air flow deflector. A sleeve 22 is fixed on the mandrel 9 with pins 20 with nuts 21. A mouthpiece 23 is fixed to the sleeve 22 from the top with bolts 24. Adjusting bolts 25 are installed in the mouthpiece 23. Heaters 26,27,28,29,30 are installed on the body 1, sleeve 22, mouthpiece 23. , 31 and 32 with casings 33,34,35,36,37,38 and 39. The air in the mandrel 9 is supplied through the nozzle 40, and through the nozzle 41 is a liquid lubricant or preservative liquid. The mouthpiece 23 with the sleeve 22 and the mandrel 9 on their surfaces form a double-conical inlet slot 42 and forming 43. On the outer surface of the mandrel 9 there are made multiple helical grooves with a number of entries of at least eight, with a radius of the groove selected in relation to the diameter of the mandrel 1/20 -1/25, with gradually decreasing depth, while in the upper part of the mandrel 9 there is an evaporation chamber 13, and the central hole in the mandrel 9 for feeding the polymer melt is connected by radial holes in relation to the supply 1 / 10-1 / 30 of its greatest section, and the height of the forming slit 43, taken equal to or less than the height of the supply slit 42.

Кроме того, наконечник 11 дорна 9 является сменным, мундштук 23 выполнен ступенчатым, нижняя часть которого заходит на гильзу 22, а в ступени его размещены регулировочные болты 25 упирающиеся в гильзу 22. In addition, the tip 11 of the mandrel 9 is interchangeable, the mouthpiece 23 is made stepwise, the lower part of which goes onto the sleeve 22, and in the step it is placed the adjusting bolts 25 resting on the sleeve 22.

Экструзионная головка работает следующим образом. The extrusion head operates as follows.

Стыковочным фланцем корпус 1 подсоединен к червячному прессу (на фиг. не показано). Расплав полимера нагнетается червяком пресса линии получения рукавной пленки (на фиг. не показано) поступает в расплавопровод 2. Затем расплав полимера поступает на фильтрующую кассету 3 через ее решетки 5 в корпус 4. В полости корпуса 4 очищенный расплав меняет направление движения и поступает в центральное отверстие дорна 9 и далее по радиальным сверлениям попадает в витки винтового канала с постепенно уменьшающейся глубиной. Дорн 9 обеспечивает подачу расплава в подводящую кольцевую щель 42 между собственной наружной стенкой и стенкой гильзы 22. Равномерное распределение расплава полимера по поперечному сечению подводящей щели 42 обеспечивается винтовыми канавками с радиусом r, выбранным в зависимости от диаметра дорна D в пределах 1/20 до 1/25 с постепенно уменьшающейся глубиной канавки. Наличие канавок с радиусом менее 1/25 ведет к резкому возрастанию сопротивления расплава полимера, а более 1/20 наблюдается в самих ветках малые застойные зоны и разрыв потока расплава, так как подпор почти отсутствует. Исполнение канавок в указанных пределах обеспечивает равномерное распределение по массе и полную гомогенизацию расплава. При прохождении расплавом расширения подводящей щели 42 выравнивается давление расплава и скорость потока расплава по периметру формующей щели 43, образуемой наконечником 11 дорна 9 и мундштуком 23, который представляет собой толстостенное кольцо с калиброванным внутренним отверстием, формирует поток расплава полимера в виде цилиндрического рукава, выходящего из экструзионной головки. Подготовка расплава для прохождения формующей щели 43 происходит в подводящей щели 42, при этом экспериментально было установлено, что лучших показателей в образовании цилиндрического рукава и в обеспечении линейной ориентации при получении термоусадочной пленки возможно при отношении сечения формующей щели 43 к подводящей 42 как 1/10 до 1/30, при этом высота формующей щели Н равна высоте h подводящей щели или меньше. Такие пределы позволяют получить высокое качество изделия. Для устранения разнотолщинности выходящего рукава мундштук 23 имеет возможность смещаться относительно оси дорна 9 с помощью регулировочных болтов 25, при отпуске предварительно болтов 24. Гильза 22 обеспечивает полную гомогенизацию расплава полимера по винтовым канавкам дорна 9 и стенкам гильзы 22. Выходящий цилиндрический рукав полимерной пленки раздувается и подается на тянущие валки линии получения рукавной пленки (на фиг. не показано) с одновременной подачей смазки или консервирующей жидкости. Смазка, поступая в кольцевой канал испарительной камеры 13, испаряется и вместе с воздухом через распределитель 17 поступает в центральный канал 16 наконечника 11, а от центрального канала 16 через рассекатель 19 потока смеси равномерно по кругу воздействует на рукав пленки, жидкость оседает, а воздух или газ раздувает рукав, обеспечивая линейную ориентацию и в зависимости от степени раздува головка позволяет получить термоусадочную пленку или обычную. При получении термоусадочной пленки нужно обеспечить раздув не менее 6-10-кратный от диаметра формующей щели 43, и соответственно линейную скорость тянущих валков. Скорость и кратность раздува зависят от вида и марки полиолефина. На корпусе 1, гильзе 22, мундштуке 23 установлены нагреватели, которые за счет установленных термопар (на фиг. не показано) обеспечивают необходимый температурный режим расплава по зонам нагрева. Наконечник 11 дорна 9 является сменным, что расширяет технологические возможности головки. The docking flange housing 1 is connected to a worm press (not shown in Fig.). The polymer melt is injected by the press screw of the bag film production line (not shown in FIG.) Into the melt line 2. Then, the polymer melt enters the filter cartridge 3 through its gratings 5 into the housing 4. In the cavity of the housing 4, the purified melt changes the direction of motion and enters the central the hole of the mandrel 9 and then radial drilling gets into the turns of the helical channel with a gradually decreasing depth. The mandrel 9 provides the supply of the melt to the inlet annular gap 42 between its own outer wall and the wall of the sleeve 22. The uniform distribution of the polymer melt along the cross section of the inlet gap 42 is provided by helical grooves with a radius r selected depending on the diameter of the mandrel D in the range of 1/20 to 1 / 25 with gradually decreasing groove depth. The presence of grooves with a radius of less than 1/25 leads to a sharp increase in the resistance of the polymer melt, and more than 1/20 there are small stagnant zones and a break in the melt flow, since there is almost no backwater. The execution of the grooves within the specified limits ensures uniform distribution by mass and complete homogenization of the melt. When the melt passes the expansion of the feed slot 42, the melt pressure and the melt flow rate are aligned along the perimeter of the forming slot 43 formed by the tip 11 of the mandrel 9 and the mouthpiece 23, which is a thick-walled ring with a calibrated inner hole, forms a polymer melt flow in the form of a cylindrical sleeve emerging from extrusion head. The preparation of the melt for the passage of the forming slit 43 takes place in the supply slit 42, while it was experimentally established that the best performance in the formation of a cylindrical sleeve and in ensuring a linear orientation when obtaining a shrink film is possible with a ratio of the cross section of the forming slit 43 to the feed 42 as 1/10 to 1/30, while the height of the forming slit H is equal to the height h of the supply gap or less. Such limits allow to obtain high quality products. To eliminate the thickness of the outgoing sleeve, the mouthpiece 23 can be displaced relative to the axis of the mandrel 9 with the help of adjusting bolts 25, when the bolts 24 are previously released. The sleeve 22 provides complete homogenization of the polymer melt along the helical grooves of the mandrel 9 and the walls of the sleeve 22. The outgoing cylindrical sleeve of the polymer film is inflated and fed to the pulling rolls of the line for receiving a tubular film (not shown in Fig.) with the simultaneous supply of lubricant or preservative fluid. The lubricant entering the annular channel of the evaporation chamber 13 evaporates and together with the air through the distributor 17 it enters the central channel 16 of the tip 11, and from the central channel 16 through the divider 19 of the mixture flow uniformly acts on the film sleeve in a circle, the liquid settles, and the air or gas inflates the sleeve, providing a linear orientation, and depending on the degree of inflation, the head allows you to get a shrink film or ordinary. Upon receipt of the shrink film, it is necessary to ensure blowing at least 6-10 times the diameter of the forming slit 43, and accordingly the linear speed of the pulling rolls. The speed and frequency of blowing depends on the type and brand of polyolefin. Heaters are installed on the housing 1, sleeve 22, and mouthpiece 23, which, due to installed thermocouples (not shown in FIG.), Provide the necessary temperature regime of the melt along the heating zones. The tip 11 of the mandrel 9 is interchangeable, which extends the technological capabilities of the head.

Таким образом, предложенная экструзионная головка для изготовления рукавной пленки позволяет получить высокое качество изделий за счет полной гомогенизации расплава полимера и получить изделия с новыми свойствами, которые найдут широкое использование при упаковке респираторов, продуктов и объемных предметов, а также увеличить производительность головки. (56) Авторское свидетельство СССР N 1125133, кл. В 29 С 47/20, 1984. Thus, the proposed extrusion head for the manufacture of tubular film allows to obtain high quality products due to the complete homogenization of the polymer melt and to obtain products with new properties that will be widely used in the packaging of respirators, products and bulk items, as well as to increase the performance of the head. (56) Copyright certificate of the USSR N 1125133, cl. B 29 C 47/20, 1984.

Авторское свидетельство СССР N 642195, кл. В 29 С 47/20, 1979. USSR copyright certificate N 642195, cl. B 29 C 47/20, 1979.

Claims

1. EXTRUSION HEAD FOR MANUFACTURING HOSE POLYMER FILM, comprising a housing with a receiving melt conduit, a filter cartridge mounted in the housing, mounted on the mandrel housing, made of a base and a tip, a sleeve and a mouthpiece, while the screw is rounded on the outer surface of the mandrel and is rounded along the radius of the groove the turns of which are connected by radial holes in the mandrel with the central hole of the melt supply, and the mouthpiece with the sleeve and the mandrel are mounted with the formation between the surfaces of the lead and form of annular slots located in the direction of exit from the head, characterized in that the mandrel is provided with an evaporation chamber located in its upper part, the helical grooves on the mandrel are multi-starting with the number of entries at least eight, with a radius of the groove selected within 1 / 20 - 1/25 of the diameter of the mandrel, and with a gradual decrease in their depth, while the feed slot is made bilaterally conical, the section of the forming slot is selected within 1/10 - 1/30 of the largest section of the feed slot, and the height of the forming slot is larger It is the height of the feed gap.

2. The head according to claim 1, characterized in that the evaporation chamber of the mandrel is placed between its base and tip.