RU2350465C2

RU2350465C2 - Flat-slit two-chamber head

Info

Publication number: RU2350465C2
Application number: RU2005121675/12A
Authority: RU
Inventors: Герман Гаджиахмедович Рамалданов (RU); Герман Гаджиахмедович Рамалданов
Original assignee: Герман Гаджиахмедович Рамалданов; Общество с ограниченной ответственностью "Передовые экструзионные технологии (ООО "ПЭТ")
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2009-03-27
Also published as: WO2007008101A1; RU2005121675A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: proposed device comprises five elements representing perforated plates interjointed to form chambers. The first plate has inlet hole. The second plate has hole forming primary chamber. The third plate has four through curved slots. The second plate hole repeats outer edges of the third plate slots. The fourth plate is identical to the second one and forms secondary chamber. The fifth plate has outlet slot. The third plate makes partition between the said primary and secondary chambers to distribute ductile material from the inlet hole over the primary chamber and to its edges and to pass via aforesaid through slots into the secondary chamber in beeline. The proposed arrangement allows equal resistance against passage of all parts of ductile material flow that provides for expanded range of produced films or sheets.

EFFECT: reduced variation in film or sheet thickness over all width, possibility of using various-viscosity materials and various pressures without additional adjustments.

4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для переработки пластических масс и используется, в частности, на экструзионных линиях для формирования пленок и листов.The invention relates to devices for processing plastics and is used, in particular, on extrusion lines for the formation of films and sheets.

Известно устройство для экструзионного формирования пленок и листов, содержащее два входных отверстия, две первичные коллекторные камеры в форме вешалки, формирующие плоские потоки пластичного материала, соединенные с ними ограничивающие поток каналы, соединенные с одной вторичной коллекторной камерой в форме вешалки, соединенной с выходной щелью; входные отверстия, вторичная коллекторная камера и выходная щель выполнены в корпусе, а первичные коллекторные камеры и каналы, ограничивающие потоки, выполнены во вставном элементе, установленном в углублении корпуса (см. патент US 4619802, опубликован 21.05.1984 г.).A device for extruding the formation of films and sheets containing two inlet openings, two primary collector chambers in the form of a hanger, forming flat streams of plastic material, connected to them, flow-limiting channels connected to one secondary collector chamber in the form of a hanger connected to an exit slit; the inlet openings, the secondary collector chamber and the exit slit are made in the housing, and the primary collector chambers and flow restriction channels are made in an insert element installed in the recess of the housing (see patent US 4619802, published on 05.21.1984).

Недостатком данного устройства является то, что при входе потока из входного отверстия в первичную коллекторную камеру он распределяется в поперечном направлении для формирования плоского потока таким образом, что струйки проходят разные расстояния перед входом в канал: струйки, проходящие вдоль «плечиков вешалки» и попадающие в крайние части плоского проходят большее расстояние, чем струйки, огибающие эти «плечики» в середине «вешалки» и попадающие в среднюю часть плоского канала. Прохождение струйками разных расстояний приводит к неравномерному сопротивлению прохождению пластичного материала, а это сужает диапазон выпускаемых листов и пленок как по толщине, так и по ширине, приводит к неравномерности толщины по ширине изделия, требует дополнительной настройки устройства для пластических материалов различной вязкости и для работы при различных давлениях, требует осуществления сложной терморегуляции процесса.The disadvantage of this device is that when the stream enters from the inlet to the primary collector chamber, it is distributed in the transverse direction to form a flat stream in such a way that the trickles pass different distances in front of the channel entrance: trickles passing along the “coat hanger arms” and falling into the extreme parts of the flat pass a greater distance than the trickles enveloping these “shoulders” in the middle of the “hanger” and falling into the middle part of the flat channel. The passage of trickles of different distances leads to uneven resistance to the passage of plastic material, and this narrows the range of sheets and films produced both in thickness and width, leads to uneven thickness across the product width, requires additional adjustment of the device for plastic materials of various viscosities and for operation different pressures, requires the implementation of complex thermoregulation process.

Техническим результатом изобретения является обеспечение одинакового сопротивления прохождению всех частей потока пластического материала, что обеспечивает расширение диапазона выпускаемых пленок или листов, как по ширине, так и по толщине, снижение колебаний толщины пленки или листа по все ширине, возможность использования материалов с различной вязкостью и различным давлением без дополнительной настройки, а также исключение из производственного процесса сложной терморегуляции.The technical result of the invention is to provide the same resistance to the passage of all parts of the flow of plastic material, which allows expanding the range of films or sheets produced, both in width and thickness, reducing fluctuations in the thickness of the film or sheet over all widths, the possibility of using materials with different viscosities and different pressure without additional adjustment, as well as the exclusion of complex thermoregulation from the production process.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что устройство для экструзионного формирования пленок и листов содержит пять элементов в виде плит с отверстиями, скрепленных друг с другом с образованием камер, при этом первая плита имеет входное отверстие, вторая плита - отверстие, образующее первичную камеру, третья плита - четыре сквозных паза, имеющих форму кривых, причем отверстие второй плиты повторяет внешние контуры пазов третьей плиты, четвертая плита выполнена идентичной второй плите и образует вторичную камеру, а пятая плита имеет выпускную щель, при этом третья плита является перегородкой между первичной и вторичной камерами с возможностью распределения пластичного материала от входного отверстия по первичной камере к ее краям и проникновения через сквозные пазы во вторичную камеру и кратчайшим путем к выходной щели, причем каждый их четырех сквозных пазов третьей плиты имеет форму кривой, обеспечивающей для каждой струйки пластической массы равной суммы расстояний, пройденных ею в первичной камере и во вторичной камере.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the device for the extrusion formation of films and sheets contains five elements in the form of plates with holes fastened to each other with the formation of chambers, while the first plate has an inlet, the second plate has an opening forming a primary chamber, the third plate is four through grooves having the shape of curves, and the hole of the second plate repeats the external contours of the grooves of the third plate, the fourth plate is identical to the second plate and forms a secondary chamber, and the thaw plate has an outlet slit, while the third plate is a partition between the primary and secondary chambers with the possibility of distributing plastic material from the inlet along the primary chamber to its edges and penetrating through the grooves into the secondary chamber and the shortest path to the exit slit, each of four the through grooves of the third plate has a curve shape, providing for each stream of plastic mass an equal sum of the distances traveled by it in the primary chamber and in the secondary chamber.

Кроме того, устройство может быть снабжено закрепленным на пятой плите элементом для регулирования толщины пленки или листа, выполненным, преимущественно, в виде двух брусков, один из которых имеет выступы на торцах.In addition, the device can be equipped with an element for regulating the thickness of the film or sheet fixed on the fifth plate, made mainly in the form of two bars, one of which has protrusions at the ends.

Кроме того, устройство может быть снабжено электрообогревателем, имеющим длину, достаточную для нагрева всех плит по всему периметру, а также теплоизоляционными плитами, соответствующими внешним габаритам всех элементов устройства в собранном виде и закрепленными на их внешних плоскостях таким образом, что входное отверстие и выходная щель открыты.In addition, the device can be equipped with an electric heater having a length sufficient to heat all the plates around the entire perimeter, as well as heat-insulating plates corresponding to the external dimensions of all elements of the device in assembled form and fixed on their external planes so that the inlet and outlet open.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены элементы устройства, готовые к сборке; на фиг.2 - первая плита устройства; на фиг.3 - вторая и четвертая плита устройства; на фиг.4 - третья плита устройства; на фиг.5 - пятая плита устройства; на фиг.6 - схема распределения потоков пластической массы на входе и выходе.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the elements of the device, ready for assembly; figure 2 - the first plate of the device; figure 3 - the second and fourth plate of the device; figure 4 - the third plate of the device; figure 5 - the fifth plate of the device; Fig.6 is a diagram of the distribution of flows of plastic mass at the inlet and outlet.

Устройство для экструзионного формирования пленок и листов содержит пять элементов, выполненных в виде прямоугольных плит 1, 2, 3, 4 и 5 одинаковых габаритов, связанных между собой посредством крепежных болтов 6 через образованные на каждой плите 1, 2, 3, 4, 5 с идентичными координатами сквозные крепежные отверстия 7 (фиг.1). Первая плита 1 имеет в центральной своей части сквозное входное отверстие 8, сообщающееся с отверстием экструдера (не показан), и служит в качестве кронштейна для крепления к экструдеру посредством болтов через образованные вокруг входного отверстия 8 крепежные отверстия 9 (фиг.2). Вторая плита 2 имеет фигурное отверстие 10, выполненное в форме приближенной к овалу, больший диаметр которого расположен вдоль плиты 2, и образующее за счет своей толщины первичную камеру (фиг.3). Третья плита 3 имеет четыре сквозных паза 11, играющих роль функционального отверстия, выполненных кривой формы таким образом, что отверстие 10 плиты 2 повторяет внешние контуры пазов 11 (фиг.4). Четвертая плита 4 полностью идентична плите 2 (фиг.3) и образует за счет своей толщины вторичную камеру, причем толщины плит 2 и 4 одинаковы. Пятая плита 5 имеет выполненную посередине нее продольную сквозную выходную щель 12 (фиг.5), служащую для выхода пройденной через первичную и вторичную камеры пластической массы, формируя окончательный слой пленки или листа. Таким образом, плиты 1, 2 и 3 в сборе между собой образуют первичную камеру, плиты 3, 4 и 5 - вторичную, при этом плита 1 одновременно является внешней стенкой первичной камеры, а плита 5 - внешней стенкой вторичной камеры. Плита 3 служит в качестве перегородки между первичной и вторичной камерами и отвечает за распределение потоков поступающей пластической массы. Плиты 2 и 4, кроме того, выполняют роль прокладки между плитами 1, 3 и 3, 5 соответственно.The device for the extrusion formation of films and sheets contains five elements made in the form of rectangular plates 1, 2, 3, 4 and 5 of the same dimensions, interconnected by means of fixing bolts 6 through formed on each plate 1, 2, 3, 4, 5 s identical coordinates through the mounting holes 7 (figure 1). The first plate 1 has in its central part a through inlet 8 communicating with an extruder hole (not shown), and serves as a bracket for fastening to the extruder by means of bolts through mounting holes 9 formed around the inlet 8 (FIG. 2). The second plate 2 has a figured hole 10, made in the form close to the oval, the larger diameter of which is located along the plate 2, and forming due to its thickness the primary chamber (figure 3). The third plate 3 has four through grooves 11, playing the role of a functional hole, made of a curved shape so that the hole 10 of the plate 2 repeats the external contours of the grooves 11 (figure 4). The fourth plate 4 is completely identical to the plate 2 (figure 3) and forms due to its thickness a secondary chamber, and the thicknesses of the plates 2 and 4 are the same. The fifth plate 5 has a longitudinal through-hole exit slot 12 (Fig. 5) made in the middle of it, which serves to exit the plastic mass passed through the primary and secondary chambers, forming the final film or sheet layer. Thus, the plates 1, 2, and 3 assembled together form a primary chamber, plates 3, 4, and 5 form a secondary chamber, while plate 1 is simultaneously the outer wall of the primary chamber, and plate 5 is the outer wall of the secondary chamber. Plate 3 serves as a partition between the primary and secondary chambers and is responsible for the distribution of flows of incoming plastic mass. Plates 2 and 4, in addition, play the role of laying between plates 1, 3 and 3, 5, respectively.

В случае необходимости получения пленки или листа определенной толщины, отличной от толщины выходной щели 12, к плите 5 крепятся регулируемые губы 13 через выполненные на них крепежные пазы 14 и совпадающие с ними крепежные отверстия 15 плиты 5 посредством болтов 16. Губы 13 выполнены в виде двух брусков, на одном из которых по его торцам образованы выступы, направленные в сторону второго бруска, и служат в качестве регулятора по всей ширине толщины пленки или листа. В случае если регулировка толщины пленки или листа не требуется, то губы 13 объединяются с плитой 5 или вообще исключаются.If it is necessary to obtain a film or sheet of a certain thickness, different from the thickness of the exit slit 12, adjustable lips 13 are attached to the plate 5 through the mounting grooves 14 made on them and the matching mounting holes 15 of the plate 5 by means of bolts 16. The lips 13 are made in the form of two bars, on one of which protrusions are formed at its ends directed towards the second bar, and serve as a regulator over the entire thickness of the film or sheet. If adjustment of the thickness of the film or sheet is not required, the lips 13 are combined with the plate 5 or are generally excluded.

С целью равномерного нагрева по всему периметру всех плит 1, 2, 3, 4, 5 и губ 13 и обеспечения их равномерной теплоизоляции для придания пластической массе единой вязкости на пути от входного отверстия 8 к выходной щели 12 устанавливается электрообогреватель (не показан) соответствующей длины, исключающий наличие отдельных зон обогрева, а также набор теплоизоляционных плит (не показаны), соответствующих внешним габаритам плит 1, 2, 3, 4, 5 и губ 13 в собранном состоянии по их внешним плоскостям, оставляя открытыми входное отверстие 8 и выходную щель 12. В случае формирования пленки или листа из пластической массы в условиях, исключающих воздействие высоких температур, электродвигатель и теплоизоляционные плиты могут быть исключены из конструкции.In order to uniformly heat all plates 1, 2, 3, 4, 5 and lips 13 along the entire perimeter and ensure their uniform thermal insulation to impart uniform viscosity to the plastic mass, an electric heater (not shown) of appropriate length is installed on the way from inlet 8 to outlet slit 12 , excluding the presence of separate heating zones, as well as a set of heat-insulating plates (not shown), corresponding to the external dimensions of the plates 1, 2, 3, 4, 5 and lips 13 in the assembled state along their outer planes, leaving the inlet 8 and the outlet slit 12 open . the case of forming a film or sheet of a plastic mass under conditions excluding exposure to high temperatures, the motor and the insulating plates can be omitted from the construction.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Пластическая масса через входное отверстие 8 поступает в первичную камеру, распределяясь по ней от центра к краям, достигая сквозных пазов 11 третьей плиты 3. Через пазы 11 пластическая масса равномерно поступает во вторичную камеру, где уже двигается от ее краев к выходной щели 12, выбирая кратчайший путь наименьшего сопротивления, т.е. перпендикулярно к ней.The plastic mass through the inlet 8 enters the primary chamber, distributed along it from the center to the edges, reaching through the grooves 11 of the third plate 3. Through the grooves 11, the plastic mass uniformly enters the secondary chamber, where it is already moving from its edges to the output slit 12, choosing the shortest path of least resistance, i.e. perpendicular to her.

Условно движение струек пластической массы можно представить на основе схемы (фиг.6), где: а - контур функционального отверстия; б - контур выходной щели 12; в, г, д - случайно выбранные маршруты струек. Пунктиром обозначен путь струек в первичной камере, сплошной - во вторичной. Кривая а построена по квадратичной функции таким образом, что суммы пунктирного отрезка и сплошного в маршрутах в, г, д равны. Реализация данной схемы обеспечивает принцип «равноудаленности» для всех струек по всему спектру движения пластической массы, т.е. обеспечивается прохождение равного пути каждой струйкой, тем самым на выходе формируя пленку или лист равномерной толщины по всей ее ширине.Conventionally, the movement of plumes of plastic mass can be represented on the basis of the scheme (Fig.6), where: a is the contour of the functional hole; b - the contour of the output slit 12; c, d, e - randomly selected stream routes. The dotted line indicates the path of the streams in the primary chamber, and the solid path in the secondary chamber. Curve a is constructed by a quadratic function in such a way that the sums of the dotted line and the solid in routes c, d, e are equal. The implementation of this scheme provides the principle of "equidistance" for all streams over the entire spectrum of motion of the plastic mass, i.e. the passage of an equal path by each trickle is ensured, thereby forming a film or sheet of uniform thickness across its entire width at the exit.

В случае необходимости уменьшения габаритов устройства оно может быть выполнено в усеченном варианте. Отличие его заключается лишь в том, что используется одна из двух симметричных по ширине частей устройства. В этом случае устройство снабжено переходником, трансформирующем круглый поток пластической массы на выходе из экструдера в полукруглый на входном отверстии 8.If it is necessary to reduce the dimensions of the device, it can be performed in a truncated version. Its difference lies only in the fact that one of the two parts of the device, symmetrical in width, is used. In this case, the device is equipped with an adapter that transforms the round flow of plastic mass at the exit of the extruder into a semicircular at the inlet 8.

Таким образом, благодаря такому выполнению устройства обеспечивается снижение сопротивления проходящего потока пластической массы через его камеры, тем самым обеспечивая прохождение равного расстояния каждой струйки из общего потока от входного отверстия 8 до выходной щели 12, достигая принципа «равноудаленности», т.е. исключая неравномерное сопротивление. Расширяется диапазон получения пленок или листов как по ширине, так и по толщине, т.к. нет зависимости таких показателей, как давление, вязкость, ширина и толщина. Обеспечивается равномерное распределение толщины получаемой пленки или листа по всей ширине. Реализуется возможность использования материалов с различной вязкостью и давлением без дополнительной настройки устройства, а также возможность исключения из производственного процесса сложной терморегуляции.Thus, due to this embodiment of the device, the resistance of the passing flow of the plastic mass through its chambers is reduced, thereby ensuring that each trickle is equal to the distance from the common stream from the inlet 8 to the exit slit 12, achieving the principle of “equidistance”, i.e. excluding uneven resistance. The range of films or sheets is expanded both in width and in thickness, because there are no dependencies of such indicators as pressure, viscosity, width and thickness. A uniform distribution of the thickness of the resulting film or sheet over the entire width is ensured. The possibility of using materials with different viscosities and pressures without additional device settings, as well as the possibility of eliminating complex thermoregulation from the production process, is realized.

Claims

1. Device for the extrusion formation of films and sheets containing five elements in the form of plates with holes fastened to each other to form chambers, the first plate having an inlet, the second plate having an opening forming the primary chamber, and the third plate having four through grooves having the shape of curves, the opening of the second plate repeating the external contours of the grooves of the third plate, the fourth plate is identical to the second plate and forms a secondary chamber, and the fifth plate has an outlet gap, while the third plate is I partition between the primary and secondary chambers with the ability to distribute plastic material from the inlet along the primary chamber to its edges and penetrate through the through grooves into the secondary chamber in the shortest way to the exit slit, and each of the four through grooves of the third plate has a curve shape, providing for each trickles of plastic material equal to the sum of the distances traveled by it in the primary chamber and in the secondary chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an element for regulating the thickness of the film or sheet mounted on the fifth plate, made in the form of two bars, one of which has protrusions at the ends.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with an electric heater having a length sufficient to heat all the plates around the perimeter.

4. The device according to claim 3, characterized in that it is equipped with heat-insulating plates corresponding to the external dimensions of all elements of the device in assembled form and mounted on their outer planes so that the inlet and outlet are open.