SU1004140A1 - Многоручьева экструзионна головка - Google Patents

Description

(54) МНОГОРУЧЬЕВАЯ ЭКСТРУЗИОННАЯ ГОЛОВКА

Изобретение относитс  к устройствам дл  формовани  пластмасс в частности к экструзионным головкам дл  одновременной экструзии нескольких лент или профилей. Известна одноручьева  экструзионна  головка, содержаща  корпус с питающим подвод щим распределительным каналом, расщир ющимс  от входа к выходу, и формующим каналом 1. Недостатком известной экструзионной головки  вл етс  неравномерность размеров по поперечному сечению издели , образующа с  вследствие распирающего действи  давлени  массы на верхнюю и нижнюю плиты головки. Наиболее близкой к изобретению  вл етс  многоручьева  экструзионна  головка, содержаща  корпус с питающим каналом, фильеру с формующими отверсти ми, разделительные перегородки, образующие подвод щие распределительные каналы отдельных ручьев 2. Недостатком указанной конструкции  вл етс  то, что она не обеспечивает размерной точности изделий при увеличении скоростей экструзии из-за неудовлетворительной организации подвода платмассы к отдельным ручь м, а именно отсутствие индивидуального подвода пластмассы от входного питающего канала к каналам отдельных ручьев и. необеспечение равномерных условий входа пластмассы в формующие отверсти  как по прЬфилю скоростей, так и по сопротивлению течени , особенно на входных участках формующих каналов, несогласование сопротивлени  распределительных каналов отдельных ручьев друг с другом и сопротивлением течению на участке входного питающего канала, привод щее к повышенной неравномерности истечени  пластмассы и понижению размерной точности изделий, отсутствие развитого профил  скоростей потока пластмассы на входе в формующие отверсти  отдельных ручьев, привод щего к существенной перестройке профил  скоростей непосредственно в формующих участках канала, что св зано с искажением формы экструдируемого издели  при увеличении скоростей экструзии и особенно про вл етс  при экструзии нетермостабильных материалов, например композиций поливинилхлорида. Цель изобретени  - увеличение производительности процесса экструзии, повышение размерной точности изделий и обеспечение формовани  изделий из нетермостабильных пластмасс.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многоручьевой экструзионной головке, содержащей корпус с питающим каналом, фильеру с формующими отверсти ми, разделительные перегородки, образующие подвод щие распределительные каналы отдельных ручьев, подвод щие распределительные каналы выполнены веерообразно, точка пересечени  осей подвод щих распределительных каналов расположена на участке входа питающего канала, а продольное сечение подвод щих распределительных каналов выполнено трапецеидальным, профиль его определ етс  из соотношени 

iz

,

ttf

cos cf

9

2

где cf -угол между ос ми подвод щих распределительных каналов и продольной осью головки;

срд - угол между осью торцового подвод щего распределительного канала и продольной осью головки; d. - углы раствЬра подвод щих распределительных каналов; сЯо - угол раствора торцового подвод щего распределительного канала; п - средний тангенс угла наклона кривой течени  перерабатываемой пластмассы в логарифмических координатах. Пересечение осей подвод щих распределительных каналов на участке расположени  входного питающего канала дополнительно создает благопри тные услови  дл  равномерной запитки отдельных ручьев .

На фиг. 1 схематически изображена многоручьева  головка, разрез, план; на фиг. 2 - профилирование канала головки; на фиг. 3 - то же, вариант; на фиг. 4 - то же, в поперечном разрезе; на фиг. 5 - крива  течени  перерабатываемой пластмассы (зависимость градиента скорости от напр жени  сдвига) в логарифмических координатах.

Многоручьева  экструзионна  головка (фиг. 1-4) содержит корпус, состо щий из нижней 1 и верхней 2 плит, фильеру 3 и разделительные перегородки 4. Последние могут выполн тьс  за одно целое с одной из плит 1 или 2 или  вл тьс  отдельными детал ми, защемленными между плитами 1 и 2 корпуса головки, что рекомендуетс  дл  экструзионных головок, предназначенных дл  производства изделий из пластмасс с существенно различными свойствами .

На входе экструзионна  головка снабжена входным участком 5 питающего канала , общим распределительным участком 6 питающего канала, выполненным в плане

предпочтительно, треугольной формы, индивидуальными подвод щими распределительными каналами 7, входными участками 8 ручьев и формующими отверсти ми 9 фильеры 3.

Подвод щие распределительные каналы

7имеют в плане форму трапеций (фиг. 1), а разделительные перегородки 4 выполнены с двусторонними скосами 10 и боковыми стенками 11, веерообразно расход щимис  от входного участка 5 питающего канала отдельных ручьев, причем оси подвод щих распределительных каналов пересекаютс  на участке расположени  питающего канала , предпочтительно на входном участке 5.

8местах сопр жени  подвод щих распределительных каналов 7 с входными участками 8 отдельных ручьев выполн ютс  скруглени  12, (фиг. 2 и 1, пунктирные линии дл  торцовых ручьев).

Подвод щие распределительные каналы 7 имеют профиль, определ емый из соотнощени 

л1-П

-J (°15)

COS cf

2

где f - угол между ос ми подвод щих распределительных каналов и продольной осью головки;

«То - угол между осью торцового подвод щего распределительного канала и продольной осью головки;

d. - углы раствора подвод щих распределительных каналов;

о о-угол раствора торцового подвод щего распределительного канала;

п - средний тангенс угла наклона кривой течени  перерабатываемой пластмассы в логарифмических координатах .

Головка может иметь (фиг. 1 и 2) центрально расположенный ручей, запитываемый от подвод щего распределительного канала, ось которого совпадает с продольной осью головки, причем его выходное сечение по ширине может совпадать с «шириной центрального формующего канала (фиг. 1) или быть меньще его (фиг. 2), что позвол ет головку выполнить более компактной.

Угол Cf дл  центрального подвод щего распределительного канала равен нулю (фиг. 1 и 2).

Экструзионна  головка может не иметь центрального ручь  (фиг. 3). Формующие отверсти  фильеры 3 могут располагатьс  как равномерно по ее щйрине, так и со смещением друг по отношению к другу.

Работа экструзионной головки осуществл етс  следующим образом.

Перерабатываема  пластмасса через входной участок 5 подаетс  в общий дл  всех ручьев распределительный участок 6 и запитывает индивидуальные подвод щие

распределительные каналы 7, через которые поступает во входные участки 8 ручьев и формующие отверсти  9 фильеры 3, из которых выходит в виде заготовки лент или профилей, которые после охлаждени  режутс  на мерные отрезки или сматываютс  в бобины.

Распределительные каналы 7, помимо индивидуального подвода пластмассы, выполн ют функцию равномерного распределени  между ручь ми, что достигаетс  их профилированием по приведенному соотношению , обеспечивающему пропорциональное , с учетом свойств перерабатываемой пластмассы расширение, проходного сечени  каналов 7 от центра к торцам экструзирнной головки за счет увеличени  углов раствора х , компенсирующего увеличение их длин (фиг. L), Благодар  наличию специально спрофилированных подающих распределительных каналов 7 пластмассы поступает во входные участки 8 отдельных ручьев равномерно и с развитым профилем скоростей, чему также способствуют двусторонние скосы 10, скруглени  12 и особенно пересечение осей распределительных каналов на входном участке 5 питающего канала.

Равномерность подачи материала в отдельные ручьи при выравненном поле скоростей и давлений позвол ет увеличить производительность экструзии и повысить качество изделий при одновременном обеспечении переработки нетермостабильных материалов , а также увеличить количество ручьев , устанавливаемых по ширине головки.

Пример, (профилирование подвод щих распределительных каналов). Необходимо определить профиль подвод щих распределительных каналов головки (фиг. 2), имеющей п ть ручьев дл  формовани  лент Щириной 3,0 см. Экструзионна  головка имеет центральный ручей, а рассто ние между ос ми равномерно расположенных ручьев 7,0 см. Рассто ние of между :точкой О пересечени  осей подвод щих распределительных каналов и началом входного участка центрального ручь  выбрано из конструктивных соображений и равно 10,0 см.

Головка должна обеспечить равномерное формование лент из пластифицированного поливинилхлорида композиции 1183 при 150°С.

Крива  течени  (зависимость эффективного . градиента скорости от напр жени  сдвига) композиции 1183 при 150°С в рабочем диапазоне скоростей течени  представлена на фиг. 5 в логарифмических координатах .

Предварительно определ ют средний тангенс угла /8 наклона кривой течени , дл  чего ее аппроксимируют пр мой линией (отрезок tp, фиг. 5)./

На ход и MI что

причем длины отрезков рт и tm определ ют непосредственно.

Крива  течени  пластмасс, построенна  в логарифмических координатах, в широком диапазоне скоростей течени  во многих случа х практически совпадает с пр мыми лини ми или хорощо аппроксимируютс  ими.

Исход  из заданного расположени  осей формующих отверстий наход т углы между 0 ос ми подвод щих распределительных каналов и продольной осью головки (фиг. 2).

cf arctg-§f-.

Например, дл  торцового подвод щего распределительного канала cf arctg- ej bo arctgl,4 52°30 Дл  центрального подвод щего распределительного канала 9 0.

При профилировании задаютс  углы Л. раствора одного из подвод щих распределительных каналов (обычно центрально0 го или торцового), принима  при этом во внимание возможность его сопр жени  с входным участком соответствующего ручь . Пусть угол Ло раствора торцового подвод щего распределительного канала равен 10°.

5 Преобразовыва  соотношени  угловых размеров и подставл   в него исход-I ные величины, получают,,t-o,2ag

tg te()-iffi(°)f,2s&.

5 p cos 5 2 coscf ,

2 0 - S 2 COSCf

,0965(

COSCf

0

:. 2arctg - -°2-«V, (coscf)

При расчете подставл ютс  величины углов cf между ос ми подвод щих каналов

и продольной осью головки. Поскольку, профилируема  головка симметрична относительно продольной оси, дл  п ти распреелительных каналов имеютс  три различных угла ч.

Результаты расчетов приведены в таблице , в которой подвод щим распределительным каналам присвоены номера с первого по п тый, счита  от любого торцового канала .

Приведенные в таблице угловые размеры

45 определ ют профиль подвод щих распределительных каналов, обеспечивающий при прин тых исходных данных выполнение разметки канала головки в целом при ее изготовлении с минимальными затратаJJJ ми. При переходе на изготовление изделий из другого материала достаточно замены распределительных перегородок.

Изобретение обеспечивает равноскоростной выход материала из отдельных 55 ручьев при увеличенных скорост х экструзии , высокую размерную точность экструдированных изделий, в том числе из нетермостабильных материалов, кроме того, изобретение ускор ет работы по доводке

канала головки при ее изготовлении и позвол ет легко производить переналадку головки на производство профилей из различных материалов. Все это позвол ет поУгол «f между осью подвод щего распределительного канала и продольной осью головки

Угол сС раствора подвод щего распределительного канала

Claims (2)

1.Шенкель Г. Шнековые прессы дл  35 пластмасс. Л., Госхимиздат, 1962, с. 284.

2.Патент Великобритании № 1034463, кл. В 29 F 3/04, опублик. 1966 (прототип).

«ъ