RU2410240C2 - Устройство для внутреннего охлаждения экструдированных термопластических труб - Google Patents

Устройство для внутреннего охлаждения экструдированных термопластических труб Download PDF

Info

Publication number
RU2410240C2
RU2410240C2 RU2007149041/05A RU2007149041A RU2410240C2 RU 2410240 C2 RU2410240 C2 RU 2410240C2 RU 2007149041/05 A RU2007149041/05 A RU 2007149041/05A RU 2007149041 A RU2007149041 A RU 2007149041A RU 2410240 C2 RU2410240 C2 RU 2410240C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
pipe
thermoplastic
extruder
air
Prior art date
Application number
RU2007149041/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007149041A (ru
Inventor
Гуннар БЛОМКВИСТ (FI)
Гуннар БЛОМКВИСТ
Йонас ХОЛЬМЛУНД (FI)
Йонас ХОЛЬМЛУНД
Стефан СЛОТТЕ (FI)
Стефан СЛОТТЕ
Original Assignee
Ой Квх Пайп Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ой Квх Пайп Аб filed Critical Ой Квх Пайп Аб
Publication of RU2007149041A publication Critical patent/RU2007149041A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2410240C2 publication Critical patent/RU2410240C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/90Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article
    • B29C48/908Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article characterised by calibrator surface, e.g. structure or holes for lubrication, cooling or venting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/90Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/90Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article
    • B29C48/901Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article of hollow bodies
    • B29C48/902Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article of hollow bodies internally
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911Cooling
    • B29C48/9115Cooling of hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/919Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling using a bath, e.g. extruding into an open bath to coagulate or cool the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/92514Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/9258Velocity
    • B29C2948/926Flow or feed rate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/92609Dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/92704Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819Location or phase of control
    • B29C2948/92923Calibration, after-treatment or cooling zone
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819Location or phase of control
    • B29C2948/92952Drive section, e.g. gearbox, motor or drive fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B29C48/10Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/90Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article
    • B29C48/904Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article using dry calibration, i.e. no quenching tank, e.g. with water spray for cooling or lubrication
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/90Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article
    • B29C48/905Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling with calibration or sizing, i.e. combined with fixing or setting of the final dimensions of the extruded article using wet calibration, i.e. in a quenching tank
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911Cooling
    • B29C48/9115Cooling of hollow articles
    • B29C48/912Cooling of hollow articles of tubular films
    • B29C48/913Cooling of hollow articles of tubular films externally
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00Tubular articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Устройство предназначено для охлаждения термопластической трубы, которая на выходе из экструдера проходит через калибратор и одну или несколько охлаждающих ванн. При этом устройство соединено с экструдером, коаксиально с кольцеобразной щелью экструдера. Устройство содержит цилиндрическую соединительную часть, направляющую втулку, адаптированную к внутреннему размеру термопластической трубы, и закрыта напротив экструдера. Множество элементов установлено по кругу внутри цилиндрической боковой стенки направляющей втулки для того, чтобы направить струи газообразного охлаждающего агента преимущественно по касательной к внутренней поверхности термопластической трубы. Устройство содержит цилиндрическую защитную трубу, расположенную с образованием кольцеобразного проточного канала вдоль внутренней поверхности термопластической трубы, и центральный возвратный канал, заканчивающийся в направляющей втулке, для того, чтобы часть охлаждающего агента, протекающего через кольцеобразный проточный канал, возвращалась к вышеупомянутым элементам под влиянием всасывающего эффекта потоков охлаждающего агента для того, чтобы быть повторно направленной к внутренней стенке термопластической трубы. Причем охлаждающим агентом является воздух. В возвратном канале расположено охлаждающее оборудование, которое содержит по меньшей мере один теплообменник, установленный в центральной раме, выступающей из соединительной части и направляющей втулки. Причем каждый из элементов для направления потоков охлаждающего воздуха установлен с возможностью поворота на своем собственном телескопическом валике, выступаю�

Description

Изобретение относится к устройству для охлаждения экструдированных термопластических труб (1), которые на выходе из экструдера проходят через калибратор и одну или несколько охлаждающих ванн, при котором при входе термопластической трубы в калибратор, на внутреннюю поверхность термопластической трубы, по всему ее контуру, направляется газообразный охлаждающий агент по касательной к внутренней поверхности и при котором внутренняя полость термопластической трубы делится защитной трубой на внешний кольцеобразный проточный канал для прохождения охлаждающего агента вдоль внутренней поверхности термопластичной трубы и центральный обратный канал, через который часть охлаждающего агента под влиянием потока охлаждающего агента во внешнем кольцеобразном проточном канале всасывается обратно для повторного направления внутренней поверхности термопластичной трубы.
При экструзии термопластических труб гранулы пластика расплавляются в экструдере до однородной смеси. Тепло, необходимое для того, чтобы расплавить пластик, производится в начале процесса при помощи электрических нагревательных элементов, установленных на внешней поверхности цилиндра экструдера. Кроме того, теплота трения производится в процессе экструзии от взаимодействия между шнеком экструдера, цилиндра и гранул пластика. После того как процесс достигнет устойчивого состояния, гранулы начнут плавиться, главным образом, от теплоты трения. Расплавленная масса продавливается через нагретый инструмент, образуя трубу с профилем заданной геометрической формы. Этот экструдируемый профиль трубы приобретает свою окончательную геометрическую форму после охлаждения в калибраторе (втулке), имеющем заданный внутренний диаметр, определяющий окончательные диаметры экструдированной трубы. Это выполняется при помощи вакуумной калибровки или калибровки давлением.
При вакуумной калибровке труба под действием вакуума присасывается к перфорированной поверхности калибратора, который располагается внутри охлаждающего резервуара под давлением ниже атмосферного, которое также преобладает внутри трубы.
При калибровке давлением создается избыточное давление внутри трубы, прижимающее трубу к поверхности калибратора внутри охлаждающего резервуара с нормальным давлением. Это происходит из-за того, что на конце трубы устанавливается заглушка, закрывающая внутреннюю полость трубы, а также опрессовкой закрытого пространства сжатым воздухом, проходящим через экструдер.
В обоих вариантах калибровки труба обычно охлаждается опрыскиванием внешней поверхности трубы водой в одном или нескольких калибровочных резервуарах. Трубу нужно охлаждать достаточно для того, чтобы иметь возможность перемещать ее по технологической линии через маркировочное, тянущее и режущее устройства. Определенная стабильность требуется также для того, чтобы позволить трубам, особенно большого размера с толстыми стенками, выдержать их собственный вес без деформации во время дальнейшей обработки, а также хранения сразу после экструзии.
Производительность вышеупомянутых термопластичных труб часто определяется мощностью охлаждающей системы в технологической линии. Часть тепла передается внутрь через внутреннюю поверхность трубы, но главная часть тепла экструзии передается охлаждающей водой на внешнюю поверхность.
Принципы охлаждения, используемые в существующих линиях экструзии, имеют множество потенциальных проблем. При изготовлении толстостенных труб часть пластика, который остается в расплавленном состоянии, может быть так велика, что его вес превышает прочность экструдированного пластика сразу после выхода из экструзионной головки и внутри калибратора. Поэтому расплавленный пластик течет через верхнюю сторону трубы в направлении нижней части, в результате чего толщина стенки трубы получается неравномерной. Стенка трубы будет становиться тоньше в верхней части трубы, чем по ее сторонам и ее нижней части. Это можно компенсировать неравномерным центрированием щели в экструдере, через который протекает расплавленный пластик. Таким образом, щель выполняется большего размера на верхушке, при этом конечный продукт получается с относительно равномерным распределением толщины стенки. Поскольку минимум и максимум толщины стенки, а также максимальный объем выпуска продукции со смещенным центром определяют допуски на продукцию, вышеупомянутый метод ведет к материальным потерям и браку.
Дальнейшие проблемы, возникающие в процессе экструзии, состоят в том, что термопластические материалы окисляются, когда внутренние поверхности трубы длительное время соприкасаются с атмосферой, богатой кислородом. В результате этого ухудшаются механические свойства, например прочность при сжатии в трубах давления, сконструированных, например, для водопроводов или газопроводов. Возможность противодействовать этому состоит во введении, например, инертного газа в трубу, что, с другой стороны, ведет к увеличению стоимости производства.
Кроме того, охлаждение трубы только снаружи ведет к внутренним напряжениям в стенке трубы, в результате чего появляется напряжение в профиле, что приводит к деформации конца трубы, например, при разрезании трубы.
Способ и устройство согласно преамбуле известны ранее из патента US 6418732, в котором твердый и газообразный диоксид углерода используется в качестве охлаждающего агента. Это приводит к слишком низкой температуре охлаждающего агента, что в результате ведет к значительным проблемам с появлением водного конденсата внутри термопластической трубы, что может вызвать серьезные дефекты в стенке трубы. И, кроме того, процесс согласно этому ранее известному способу относительно дорог.
Цель настоящего изобретения состоит в исключении этих проблем, что достигается способом, отличающимся тем, что охлаждающим агентом является воздух и часть воздуха, который всасывается обратно через возвратный канал, повторно охлаждается с помощью охлаждающего оборудования, установленного в возвратном канале. В результате, температура и скорость потока, по меньшей мере охлаждающей воды, поступающей в охлаждающее оборудование для охлаждения охлаждающего воздуха, циркулирующего в термопластической трубе, и, возможно также, охлаждающего воздуха, подаваемого в термопластическую трубу, регулируется и контролируется в соответствии с размером и скоростью экструзии изготавливаемой термопластической трубы. Этим способом термопластические трубы охлаждаются эффективно и экономично изнутри с помощью струи охлаждающего воздуха и снаружи при помощи водяной струи и водяных ванн. Такая методика позволяет быстрее и равномернее охлаждать стенки трубы, что можно использовать, например, для увеличения скорости экструзии без ухудшения качества производимой трубы.
Охлаждающий воздух направляется соответствующим способом для прохождения по спирали через кольцеобразный проходной канал, обеспечивая эффективное и равномерное охлаждение стенки трубы и завершая смешивание воздуха в термопластической трубе.
При вакуумной калибровке весь передний конец термопластической трубы оставляется открытым, а при калибровке под давлением внутренняя полость трубы закрывается в направлении открытого конца трубы, после чего избыточное давление в термопластической трубе удерживается с помощью подачи в нее сжатого воздуха, одновременно с этим избытку охлаждающего воздуха позволяется вытекать из трубы через экструдер для балансировки давления в термопластической трубе и одновременно для сохранения циркуляции охлаждающего воздуха в термопластической трубе.
Изобретение также относится к устройству для охлаждения экструдированной термопластической трубы, которая на выходе из экструдера проходит через калибрирующее устройство или одну или несколько ванн. Это устройство присоединяется к экструдеру, коаксиально с кольцеобразной щелью экструдера, и содержит цилиндрическую соединительную часть, направляющую втулку, адаптированную к внутреннему размеру термопластической трубы и закрытую напротив экструдера. Внутри цилиндрической боковой стенки направляющей втулки по кругу установлено множество элементов, направляющих струи газообразного охлаждающего агента в основном по касательной к внутренней поверхности термопластической трубы. Вдоль внутренней поверхности термопластической трубы цилиндрическая защитная труба образует кольцеобразный проточный канал и центральный возвратный канал, заканчивающийся в направляющей втулке, для того, чтобы часть охлаждающего агента, протекающего через кольцеобразный проточный канал, возвращалась к вышеупомянутым элементам, под влиянием всасывающего эффекта потоков охлаждающего агента для того чтобы быть повторно направленной к внутренней стенке термопластической трубы. Устройство, отличающееся тем, что охлаждающим агентом является воздух, в возвратном канале располагается охлаждающее оборудование, при этом вышеупомянутое охлаждающее оборудование содержит, по меньшей мере, один теплообменник, установленный в центральной раме, выступающей из соединительной части и направляющей втулки. При этом каждый из элементов, направляющих потоки охлаждающего воздуха, установлен так, что может вращаться на своем собственном телескопическом валике. Телескопические валики выступают, главным образом, в радиальном направлении из центральной рамы устройства и дают возможность каждому элементу радиально перемещаться и поворачиваться вокруг своего телескопического валика так, что вышеупомянутые элементы регулируются до нужного положения внутри направляющей втулки устройства и могут быть направлены так, что охлаждающий воздух, вытекающий из элементов, будет протекать по спирали через кольцеобразный проточный канал между защитной трубой устройства и внутренней стенкой трубы, которая охлаждается. Элементы для изменения направления потоков сжатого охлаждающего воздуха могут быть в виде воздушных активаторов эжекторного типа, обеспечивающих действенное всасывание сжатого воздуха в возвратном канале, кроме того, можно использовать вытяжной вентилятор, штамп со сжатым воздухом или нечто подобное.
Предпочтительно, если работой устройства управляет внешний управляющий узел через трубопроводы, проведенные через соединительную часть устройства и экструдер. Внешний управляющий узел содержит средство для приема сжатого воздуха, его очищения и управляет подачей сжатого воздуха в воздушные активаторы и средство для охлаждения и управления потоком охлаждающего агента, предпочтительно воды, в теплообменник охлаждающего устройства для охлаждения охлаждающего воздуха, циркулирующего в трубе.
Для того чтобы сделать устройство адаптируемым для внутреннего охлаждения труб разных размеров, направляющая втулка устройства выполняется из двух или нескольких легко заменяемых сегментов или переходных шайб.
В основном варианте устройство обеспечивается направляющей втулкой, адаптированной для термопластических труб в классе труб наименьшего размера, требующего внутреннего охлаждения. В том случае когда устройство адаптируется для внутреннего охлаждения термопластических труб большего размера, обычные переходные шайбы заменяются переходными шайбами большего размера, устройства, направляющие струи охлаждающего воздуха, движутся радиально, с помощью своих телескопических валиков, к цилиндрической стенке новой направляющей втулки, а вторая защитная труба устанавливается съемной поверх обычной защитной трубы. Вторая защитная труба содержит устройство для закрытия кругового пространства между обычной защитной трубой и вышеупомянутой второй защитной трубой.
В дополнение к обычному оборудованию существует подходящий дополнительный набор переходных шайб и защитных труб - это набор переходных пластин с соответствующими защитными съемными трубами для труб среднего размера и второй набор переходных пластин с соответствующими защитными съемными трубами для больших труб.
Для того чтобы не допустить попадания капель конденсата от пластика на стенки трубы в нижней части переднего конца защитной трубы установлен поддон.
Предпочтительно, если передний конец устройства обеспечен устройством для подсоединения провода или чего-то подобного, другой конец которого крепится к герметичной заглушке, расположенной дальше впереди в трубе, когда выполняется внутреннее охлаждение, используя калибровку давлением с помощью сохранения избыточного давления внутри трубы. Для того чтобы сбалансировать давление внутри трубы, пространство внутри термопластической трубы соприкасается с регулируемым выходным клапаном через трубу, протянутую сквозь соединительную часть устройства, а экструдер регулирует удаление избыточного охлаждающего воздуха.
В дальнейшем изобретение описывается более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
Фиг.1 показывает основной схематический чертеж, показывающий экструзию термопластической трубы, выполняемую одновременно с внутренним охлаждением трубы.
Фиг.2а-2с показывают в аксонометрии пример того, как устройство согласно изобретению применяется для внутреннего охлаждения труб неравных размеров.
Фиг.2d показывает устройство, изображенное на Фиг.2а, с поддоном для сбора жидкости.
Фиг.3а и 3b показывают пример узла управления устройством согласно изобретению в аксонометрии и на виде сверху соответственно.
Кроме внешнего охлаждения термопластической трубы согласно изобретению выполняется также ее внутреннее охлаждение в сочетании с экструзией термопластической трубы 1 на выходе из экструдера 2, в результате профиль экструдируемой трубы проводится через калибратор или одну или несколько охлаждающих ванн. Эта процедура дает возможность быстрее охладить термопластическую трубу 1 и тем самым повысить скорость экструзии, одновременно уменьшая внутренние напряжения, зафиксированные в стенке трубы. Согласно изобретению внутреннее охлаждение выполняется охлаждающим устройством, расположенным перед экструдером 2, коаксиально с его кольцеобразной щелью 2а. Охлаждающее устройство содержит цилиндрическую соединительную часть 3, направляющую втулку 4, которая адаптирована к внутреннему размеру термопластической трубы 1 и закрыта напротив экструдера 2, множество элементов 5, направляющих струи охлаждающего воздуха по существу по касательной к внутренней поверхности термопластической трубы. Эти элементы 5 устанавливаются по кругу и могут поворачиваться внутри цилиндрической боковой стенки направляющей втулки 4 (в показанном варианте выполнения находятся в виде воздушных активаторов 5 эжекторного типа). Кроме того, в состав охлаждающего устройства входит охлаждающее оборудование 6, содержащее по меньшей мере один теплообменник 6, расположенный в центральной раме 7, выступающей из соединительной части 3 и направляющей втулки 4, цилиндрическая защитная труба 8, которая окружает вышеупомянутые теплообменники 6 и образует кольцеобразный проточный канал 9 вдоль внутренней поверхности термопластической трубы 1 и центральный возвратный канал 10, заканчивающийся в направляющей втулке 4, для протекания охлаждающего воздуха через кольцеобразный проточный канал 9 и возвращения к воздушным активаторам 5 под влиянием эффекта всасывания воздушных активаторов 5 и одновременного охлаждения во время прохода через один или несколько теплообменников 6, выполненных в канале возврата 10, с целью изменить направление в сторону внутренней стенки термопластической трубы 1.
На концах телескопических валиков 11, выступающих из центральной рамы 7 охлаждающего устройства, установлены воздушные активаторы 5, при этом валики позволяют воздушным активаторам радиально перемещаться и вращаться вокруг своих валиков. Для того чтобы получить равномерное и эффективное охлаждение термопластической трубы 1 и завершить смешивание воздуха внутри термопластической трубы насколько возможно, воздушные активаторы 5 поворачиваются относительно продольной оси охлаждающего устройства и термопластической трубы 1 так, что охлаждающий воздух, вытекающий из воздушных активаторов 5, будет протекать по спирали, через кольцеобразный проточный канал 9 между защитной трубой 8 и внутренней поверхностью термопластической трубы 1, как показано искривленными стрелками А на Фиг.1.
Для того чтобы управлять и поддерживать процесс охлаждения внутри термопластической трубы 1, можно использовать внешний управляющий узел 12, показанный на Фиг.3а и 3b. Управляющее устройство 12 предназначено для соединения с устройством через трубопроводы 13-d (схематически показаны на Фиг.1), которые проходят через соединительную часть 3 устройства и экструдер 2. В управляющем узле имеется средство 14а для приема сжатого воздуха, средство 14b для очищения и первичной фильтрации вышеупомянутого сжатого воздуха, средство 14с для регулирования подачи сжатого воздуха, с помощью воздушных дренажных отверстий 14d, в воздушные активаторы 5 охлаждающего устройства, а также для создания избыточного давления во внутренней полости термопластической трубы 1 в связи с возможной калибровкой давлением, средство 14е для приема охлаждающей воды из теплообменников 6 охлаждающего устройства, регулятор температуры 14f для охлаждающей воды, устройство 14g управления потоком для направления охлажденной охлаждающей воды к теплообменникам 6 устройства и циркуляционный насос 14h для охлаждающей воды.
Для того чтобы получить возможность быстро и просто адаптировать устройство к внутреннему охлаждению термопластических труб разного размера, направляющая втулка в варианте выполнения, показанном на Фиг.2а-2с, выполняется из двух переходных шайб 4а, которые можно легко соединять с охлаждающим устройством и отсоединять от него. Когда охлаждающее устройство адаптируется для внутреннего охлаждения термопластической трубы 1 больших размеров, обычные переходные шайбы 4а отсоединяются и заменяются парой переходных шайб 4b или 4с большего размера, после чего воздушные активаторы 5 при помощи телескопических валиков 11 движутся радиально наружу к цилиндрической боковой стенке новой направляющей втулки 4, а вторая защитная труба 8а или 8b съемно устанавливается поверх обычной защитной трубы 8 устройства и содержит средства 15а или 15b для закрывания кольцеобразного пространства 9а или 9b, чтобы заставить охлаждающий воздух, в процессе циркуляции в термопластической трубе 1, течь назад к воздушным активаторам 5 через теплообменники 6, а не проходить теплообменники 6 через образованные кольцеобразные щели 9а или 9b снаружи обычной защитной трубы 8.
Благодаря тому что охлаждающее устройство вдобавок к обычным переходным пластинам 4а и защитной трубе 8 снабжается двумя дополнительными наборами переходных шайб 4b, 4с и защитные трубы 8а, 8b адаптируются к термопластическим трубам среднего и большого размера соответственно, охлаждающее устройство может использоваться для экструзии труб любого размера.
Как показано на Фиг.2d, на нижней части переднего торца защитной трубы 8 может устанавливаться поддон 17 для жидкости, для того чтобы пластиковый конденсат не капал на внутреннюю стенку трубы 1.
При внутреннем охлаждении, выполняемом при вакуумной калибровке, свободный конец трубы полностью открыт, а для того чтобы произвести внутреннее охлаждение при калибровке давлением, передний конец охлаждающего устройства снабжается средством, соединенным с проводом, закрепленным на герметичной заглушке, предназначенной располагаться дальше впереди в изготавливаемой термопластической трубе 1. В процессе калибровки давлением избыточное давление удерживается внутри термопластической трубы подачей сжатого воздуха одновременно, так как пространство внутри термопластической трубы 1 соединяется регулируемым выходным клапаном 14i, расположенным в управляющем узле 14 для выпуска избытка охлаждающего воздуха через трубу, протянутую через соединительную часть 4 и экструдер 2, с помощью которого выходной клапан 14i балансирует давление внутри термопластической трубы 1.

Claims (9)

1. Устройство для охлаждения термопластической трубы (1), которая на выходе из экструдера (2) проходит через калибратор и одну или несколько охлаждающих ванн, при этом устройство соединено с экструдером (2) коаксиально с кольцеобразной щелью (2а) экструдера и содержит цилиндрическую соединительную часть (3), направляющую втулку (4), которая адаптирована к внутреннему размеру термопластической трубы (1) и закрыта напротив экструдера (2), множество элементов (5), установленных по кругу внутри цилиндрической боковой стенки направляющей втулки (4) для того, чтобы направить струи газообразного охлаждающего агента преимущественно по касательной к внутренней поверхности термопластической трубы (1), цилиндрическую защитную трубу (8), расположенную с образованием кольцеобразного проточного канала (9) вдоль внутренней поверхности термопластической трубы (1), и центральный возвратный канал (10), заканчивающийся в направляющей втулке (4), для того, чтобы часть охлаждающего агента, протекающего через кольцеобразный проточный канал (9), возвращалась к вышеупомянутым элементам (5) под влиянием всасывающего эффекта потоков охлаждающего агента для того, чтобы быть повторно направленной к внутренней стенке термопластической трубы (1), отличающееся тем, что охлаждающим агентом является воздух, при этом в возвратном канале (10) расположено охлаждающее оборудование (6), и вышеупомянутое охлаждающее оборудование содержит по меньшей мере один теплообменник, установленный в центральной раме (7), выступающей из соединительной части (3) и направляющей втулки (4), причем каждый из элементов (5) для направления потоков охлаждающего воздуха установлен с возможностью поворота на своем собственном телескопическом валике (11), выступающем, по существу, в радиальном направлении из центральной рамы (7) охлаждающего устройства, обеспечивая радиальное перемещение и поворот каждого элемента (5) вокруг своего телескопического валика (11).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные элементы (5) регулируются относительно продольной оси охлаждающего устройства так, что охлаждающий воздух течет по спирали через кольцеобразный проточный канал (9) между защитной трубой (8) и внутренней охлаждаемой стенкой трубы.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что вышеупомянутые элементы (5) для направления потоков охлаждающего воздуха выполнены в виде воздушных активаторов эжекторного типа.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний управляющий узел (12) управляет работой устройства через трубопроводы (13a-d), проведенные через соединительную часть (3) охлаждающего устройства и экструдер (2), причем указанный управляющий узел содержит средство (14а) для приема сжатого воздуха, средство (14b) для его очищения, средство (14с) для управления подачей сжатого воздуха к элементам (5), направляющим потоки охлаждающего воздуха, и средство (14f) для охлаждения, а также средство (14g) для управления потоком охлаждающего агента, предпочтительно воды, к теплообменникам (6) охлаждающего устройства для охлаждения охлаждающего воздуха, циркулирующего в трубе (1).
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что направляющая втулка (4) устройства выполнена из двух или более легко заменяемых сегментов или переходных шайб (4а-4с).
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно применимо для внутреннего охлаждения термопластических труб (1) большого размера при помощи радиального перемещения элементов (5), направляющих потоки охлаждающего воздуха, замены направляющей втулки (4b, 4с) на такую же втулку большего размера и установки съемной второй защитной трубы (8а, 8b) сверху обычной защитной трубы (8) устройства, при этом указанная вторая защитная труба (8а, 8b) содержит средства (15а, 15b) для того, чтобы закрыть кольцеобразное пространство (9а, 9b), образованное между обычной защитной трубой (8) и указанной другой защитной трубой (8а, 8b).
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что первый набор переходных шайб (4а) для термопластических труб (1) наименьшего размера может заменяться вторым набором переходных шайб (4b) с соответствующей второй защитной трубой (8а) для термопластических труб (1) среднего размера и третьим набором переходных шайб (4с) с соответствующей защитной трубой (8b) для термопластических труб большого размера (1).
8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что передний конец устройства выполнен с блоком (16) для соединения провода, скрепленного с герметичной заглушкой, которая должна располагаться в отделенной части впереди термопластической трубы (1), когда выполняется внутреннее охлаждение в процессе калибровки давлением, в результате чего пространство внутри термопластической трубы (1) соединяется с регулируемым выходным клапаном (14i) для выпуска избытка охлаждающего воздуха через трубу (13с), протянутую через соединительную часть (3) устройства и экструдера (2).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ниже переднего торца защитной трубы (8) установлен поддон для жидкости (17), предохраняющий внутреннюю поверхность трубы (1) от попадания на нее капель конденсата пластика.
RU2007149041/05A 2005-06-15 2006-06-13 Устройство для внутреннего охлаждения экструдированных термопластических труб RU2410240C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050634 2005-06-15
FI20050634A FI20050634A (fi) 2005-06-15 2005-06-15 Menetelmä ja laite ekstrudoitujen kestomuoviputkien sisäiseksi jäähdyttämiseksi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007149041A RU2007149041A (ru) 2009-07-10
RU2410240C2 true RU2410240C2 (ru) 2011-01-27

Family

ID=34778354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007149041/05A RU2410240C2 (ru) 2005-06-15 2006-06-13 Устройство для внутреннего охлаждения экструдированных термопластических труб

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8062013B2 (ru)
EP (1) EP1890859A4 (ru)
CA (1) CA2612163A1 (ru)
FI (1) FI20050634A (ru)
NO (1) NO20080227L (ru)
RU (1) RU2410240C2 (ru)
WO (1) WO2006134228A1 (ru)
ZA (1) ZA200711067B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769197C2 (ru) * 2020-05-27 2022-03-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Устройство завихрителя потоков воздуха для охлаждения экструдированных масс

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047209A1 (de) * 2008-09-15 2010-04-15 Cincinnati Extrusion Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen von Kunststoffprofilen
DE102010025524A1 (de) * 2010-06-29 2011-12-29 Kraussmaffei Technologies Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen eines hohlen Kunststoffprofiles
GB201318252D0 (en) * 2013-10-15 2013-11-27 Ap Plastics Ltd Blown film extrusion system and process
CN104002465B (zh) * 2014-05-15 2016-06-29 华南理工大学 一种胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型方法及设备
CN110091493B (zh) * 2019-04-28 2024-02-02 重庆爱博塑业有限公司 一种ps片材定型装置
CN113635531B (zh) * 2021-08-03 2023-03-17 青岛英诺包装科技有限公司 一种bopp包装膜的制备及其生产工艺
CN113977902B (zh) * 2021-10-12 2024-02-02 安徽瑞远管道有限公司 一种快速冷却定型的pe给水管注塑设备
CN115648502B (zh) * 2022-11-16 2023-06-30 湖南诚路管业科技有限公司 一种节能型hdpe给水管快速冷却设备
CN117283849A (zh) * 2023-10-23 2023-12-26 徐州天富达塑业有限公司 一种塑料管加工装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB828851A (en) 1957-01-01 1960-02-24 British Cellophane Ltd Improvements in or relating to the manufacture of thin-walled tubing from thermoplastic materials
GB1104079A (en) * 1964-03-26 1968-02-21 Plastics Kogyo Co Ltd Apparatus for producing synthetic resin tubes
US3329999A (en) * 1965-08-16 1967-07-11 Nat Distillers Chem Corp Internal air ring
DE1504804A1 (de) 1965-08-28 1969-09-18 Reifenhaeuser Kg Verfahren zum Kuehlen des aufgeweiteten Folienschlauches bei Folienblasanlagen
NO119195B (ru) * 1965-10-27 1970-04-06 J Thordarson
CH549455A (fr) * 1971-09-28 1974-05-31 Sig Schweiz Industrieges Procede de fabrication d'un film tubulaire en matiere plastique, installation pour la mise en oeuvre de ce procede et film obtenu par ce procede.
DE2357993C2 (de) * 1973-11-21 1983-11-17 Reifenhäuser KG, 5210 Troisdorf Vorrichtung zur Innenkalibrierung von Hohlprofilen aus thermoplastischem Kunststoff
DE2523975A1 (de) * 1975-05-30 1976-12-16 Veba Chemie Ag Vorrichtung zur herstellung spannungsarmer rohre aus thermoplastischem kunststoff
DE2652641C2 (de) 1976-11-19 1978-12-14 Reifenhaeuser Kg, 5210 Troisdorf Einrichtung zur Innenkühlung von Kunststoffhohlprofilen
US4698196A (en) 1985-12-24 1987-10-06 Xerox Corporation Method and apparatus for extruding creaseless thin walled tubes
US5447665A (en) * 1986-03-31 1995-09-05 Nupipe, Inc. Method of removal of replacement pipe installed in an existing conduit
AT409474B (de) * 1992-09-01 2002-08-26 Greiner & Soehne C A Extrusionswerkzeug für mit zumindest einem hohlraum versehene bauteile sowie verfahren zum herstellen derartiger bauteile
US5525289A (en) * 1995-01-30 1996-06-11 Lupke; Manfred A. A. Method and apparatus for cooling hollow molded product
ATE249328T1 (de) * 1997-02-05 2003-09-15 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur kühlung extrudierter hohlprofile
HUP0301174A2 (hu) 2003-04-30 2005-03-29 Dr-Pack Ii. Kft. Eljárás és berendezés extrudált műanyag fóliatömlők hűtésére

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769197C2 (ru) * 2020-05-27 2022-03-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Устройство завихрителя потоков воздуха для охлаждения экструдированных масс

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006134228A1 (en) 2006-12-21
EP1890859A1 (en) 2008-02-27
FI20050634A0 (fi) 2005-06-15
RU2007149041A (ru) 2009-07-10
US20090139695A1 (en) 2009-06-04
FI20050634A (fi) 2006-12-16
CA2612163A1 (en) 2006-12-21
EP1890859A4 (en) 2011-08-24
NO20080227L (no) 2008-03-17
US8062013B2 (en) 2011-11-22
ZA200711067B (en) 2009-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2410240C2 (ru) Устройство для внутреннего охлаждения экструдированных термопластических труб
US4750873A (en) Device for the production of a tubular object
KR101329556B1 (ko) 냉각수단이 구비된 압출기
CA3077704C (en) External cooling air ring for blown-film extrusion
US3854527A (en) Apparatus and method for fabricating corrugated plastic tubing
CA2251426C (en) Method and apparatus for continuously forming a blown film
US3445891A (en) Apparatus for manufacturing film from thermoplastic resinous film-forming materials
US5102320A (en) Apparatus for the production of a tubular film from thermoplastic material
US8425818B2 (en) Underwater pelletizing machine and method of extruding foamed thermoplastic pellets
US4145177A (en) Air cooling ring for plastic film with independent lubricating air for film guide surface
EP0285368B1 (en) Bubble forming and stabilising device for use in a continuous extrusion process for making a blown film
US4176155A (en) Method and apparatus for making film
HU226663B1 (en) Method and extrusion apparatus for producing extruded product especially for plastic foil-tubes
US3762853A (en) Cooling means for tubular plastics film extruded in the form of a bubble through an annular nozzle orifice
RU2559500C2 (ru) Устройство для изготовления полого пластмассового профиля
US3742105A (en) Method for producing a seamless tubing
KR101932610B1 (ko) 포장용 비닐의 제조설비 및 이를 이용한 포장용 비닐의 제조방법
US3752635A (en) Apparatus for making plastic film
KR100698967B1 (ko) 지중 전선관 성형장치
FI70540B (fi) Foerfarande och anordning foer tillverkning av en bana av skummat termoplastiskt material
US3822977A (en) Apparatus for making plastic film
CN117464198B (zh) 一种保温杯生产用环切装置
EP1620247A1 (en) Method and apparatus for cooling extruded plastic foil hoses
CN116945527A (zh) 一种高密度聚乙烯材料的工艺方法及成型装置
JPH0124044B2 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130614