SU1740188A1

SU1740188A1 - Check valve of casting machine plasticized worm

Info

Publication number: SU1740188A1
Application number: SU904829321A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Басов; Юрий Васильевич Казанков; Николай Петрович Матвейчук; Борис Львович Серебренников
Original assignee: Московский Институт Химического Машиностроения
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Изобретение относитс к литьевым машинам дл переработки полимерных материалов , в частности к обратным клапанам втулочного типа, устанавливаемым на наконечниках пластицирующих черв ков. Цель - улучшение эксплуатационных характеристик клапана путем устранени контакта пе- реднего торца втулки с опорной поверхностью ограничительного бурта наконечника . Дл этого передний торец 4 втулки 1 выполнен в виде по меньшей мере двух Изобретение относитс к литьевым машинам дл переработки полимерных материалов , в частности к обратным клапанам втулочного типа, устанавливаемым на наконечниках пластицирующих черв ков. Цель изобретени - улучшение эксплуатационных характеристик клапана путем устранени контакта переднего торца втулки с опорной поверхностью ограничительного бурта наконечника. На фиг.1 изображен предлагаемый клапан; на фиг.2 - общий вид втулки клапана; на фиг.З - развертка сечени клинового каучастков винтовой поверхности с углом подъема ее а 3 - 5&deg;, а на внутренней поверхности 8 втулки 1 у ее переднего торца вы- полнен кольцевой бурт 9, имеющий аксиально ориентированные пазы 10, количество которых равно количеству участков винтовой поверхности, а расположение их соответствует местам стыка этих участков, и в сердечнике 14 наконечника 3 и черв ка 16 под кольцевым буртом втулки выполнена кольцева проточка, осевое сквозное отверстие 23 и соедин ющие их радиальные отверсти 22. Зазор 11 между внутренней цилиндрической поверхностью 12 кольцевого бурта и поверхностью 13 сердечника равен зазору 19 между гребнем винтовой нарезки 15 черв ка 16 и внутренней поверхностью пластикационного цилиндра 2. Зазор 17 между наружной цилиндрической поверхностью 18 ограничительного бурта 6 наконечника и внутренней поверхностью пластикационого цилиндра 2 равен зазору между этой поверхностью и гребнем нарезки 15 черв ка 16. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. нала, образованного поверхност ми втулки и наконечника клапана, цилиндрической секущей плоскостью, образующа которой Т - I показана на фиг.1. Обратный клапан пластифицирующего черв ка литьевой машины содержит втулку 1, контактирующую с внутренней поверхностью пластикационного цилиндра 2, принадлежащего механизму пластикации и впрыска литьевой машины, а также наконечник 3. Передний торец 4 втулки 1 выполнен в виде двух участков винтовой поверхности сл С vi о 00 00 The invention relates to injection molding machines for the processing of polymeric materials, in particular to sleeve-type check valves, mounted on the tips of the plasticizing screws. The goal is to improve valve performance by eliminating the contact of the front end of the bushing with the bearing surface of the restrictive collar of the tip. For this, the front end 4 of the sleeve 1 is made in the form of at least two. The invention relates to injection molding machines for the processing of polymeric materials, in particular sleeve-type check valves, mounted on the tips of the plasticizing screws. The purpose of the invention is to improve the performance of the valve by eliminating the contact of the front end of the sleeve with the bearing surface of the restrictive collar of the tip. Figure 1 shows the proposed valve; figure 2 - General view of the valve sleeve; FIG. 3 shows a wedge rubber section cross-section of a screw surface with an elevation angle of 3–5 °, and on the inner surface 8 of the sleeve 1 at its front end there is an annular collar 9 having axially oriented grooves 10, the number of which is the number of sections of the screw surface, and their location corresponds to the junction points of these sections, and in the core 14 of the tip 3 and the screw 16, an annular groove, an axial through hole 23 and the radial holes connecting them 22 are made under the annular collar of the sleeve. in the inner cylindrical surface 12 of the collar and the surface 13 of the core is equal to the gap 19 between the crest of the screw thread 15 of the screw 16 and the inner surface of the plasticizing cylinder 2. The gap 17 between the outer cylindrical surface 18 of the stop collet 6 of the tip and the inner surface of the plasticizing cylinder 2 is equal to the gap between this surface and crest cut 15 screw 16. 2 Cp f-crystals, 3 ill. The valve is formed by the surfaces of the sleeve and the valve tip, a cylindrical cutting plane, forming which T - I is shown in Fig. 1. The check valve of the plasticizing screw of the molding machine contains sleeve 1 in contact with the inner surface of the plasticizing cylinder 2 belonging to the mechanism of plasticization and injection of the injection molding machine, as well as tip 3. The front end 4 of sleeve 1 is made in the form of two sections of the screw surface C vi o 00

Description

(количество их может быть больше). Эти участки винтовой поверхности, более нагл дно представленные на фиг.2, образуют с опорной поверхностью 5 ограничительного бурта 6 клиновые каналы 7 таким образом, что высота каналов уменьшаетс в направлении вращени наконечника 3 относительно невращающейс втулки 1.(their number may be more). These areas of the screw surface, which are more clearly shown in Fig. 2, form wedge channels 7 with the bearing surface 5 of the restrictive shoulder 6 so that the height of the channels decreases in the direction of rotation of the tip 3 with respect to the non-rotating sleeve 1.

На внутренней цилиндрической поверхности 8 втулки 1 (см. фиг.1 и 2) у переднего торца ее выполнен кольцевой бурт 9, имеющий аксиально ориентированные пазы 10. Эти пазы выполнены в местах стыка участков винтовых поверхностей так, что (см. фиг.2 и 3) каждый из них свободно сообща- етс с соответствующим клиновым каналом в том месте, где его высота Н максимальна. Кольцевой зазор 11 между внутренней поверхностью 12 бурта 9 втулки 1 и цилиндрической поверхностью 13 сердечника 14 наконечника 3 должен быть равным зазору между гребнем нарезки 15 черв ка 16 и внутренней поверхностью пластикационно- го цилиндра 2. Зазор 17 между наружной цилиндрической поверхностью 18 ограни- чительного бурта 6 наконечника и внутренней поверхностью пластикационного цилиндра 2 был равным зазору 19.On the inner cylindrical surface 8 of the sleeve 1 (see FIGS. 1 and 2) at its front end there is an annular shoulder 9 having axially oriented grooves 10. These grooves are made at the junction of the helical surfaces so that (see FIG. 2 and 3) each of them communicates freely with the corresponding wedge channel in the place where its height H is maximum. The annular gap 11 between the inner surface 12 of the collet 9 of the sleeve 1 and the cylindrical surface 13 of the core 14 of the tip 3 must be equal to the gap between the ridge of the cutting 15 of the screw 16 and the inner surface of the plasticizing cylinder 2. The gap 17 between the outer cylindrical surface 18 of the bushing 6 tip and the inner surface of the plasticizing cylinder 2 was equal to the gap 19.

На поверхность 5 не должны выходить какие-либо отверсти или пазы через кото- рые расплав мог бы истекать из канала 7, В св зи с этим канал, через который расплав попадает из канала нарезки черв ка 16 в полость 20 перед черв ком, выполнен в сердечнике 14 наконечника под кольцевым бур- том втулки 21 в виде кольцевой проточки радиальных отверстий 22 и соединенного с ним осевого отверсти 23. Втулка 1 образует с черв ком 16 и с сердечником 14 наконечника 3 кольцевые конический 24 и цилиндрический 25 каналы соответственно,No holes or grooves through which the melt could flow out of channel 7 should enter the surface 5. Therefore, the channel through which the melt gets from the cutting channel of the screw 16 to the cavity 20 in front of the screw is made the core 14 of the tip under the annular collar of the sleeve 21 in the form of an annular groove of the radial holes 22 and the axial hole 23 connected to it 23. The sleeve 1 forms with the screw 16 and with the core 14 of the tip 3 annular conical 24 and cylindrical 25 channels, respectively,

Обратный клапан работает следующим образом.The check valve operates as follows.

Во врем операции набора дозы рас- плава в полость 20 (см. фиг,1) нагнетаемый черв ком 16 расплав протекает в направлении , показанном стрелками, через кольцевой конический 24 и кольцевой цилиндрический 25 каналы, а также через отверсти 22 и 23, причем вследствие гидравлического сопротивлени канала 25 давление на входе в него Pi больше, чем Ра на выходе. Через пазы 10 расплав (см. также фиг.З) попадает при давлении Ра в клиновые каналы 7. Попав на вход в канал, он увлекаетс движущейс (вращающейс ) поверхностью 5 и нагнетаетс в канал в направлении его сужени . Вследствие этого в канале возникает дополнительное к Ра динамическоеDuring the operation of setting the dose of the melt into the cavity 20 (see FIG. 1), the melt injected by the screw 16 flows in the direction shown by arrows through the annular conical 24 and circular cylindrical 25 channels, as well as through the openings 22 and 23, and the hydraulic resistance of channel 25, the pressure at the inlet of it, Pi, is greater than that of Ra at the outlet. Through the grooves 10, the melt (see also FIG. 3) enters the wedge channels 7 at a pressure of Pa. Once at the entrance to the channel, it is carried along by the moving (rotating) surface 5 and is pumped into the channel in the direction of its narrowing. As a consequence, in the channel there is an additional dynamic

давление Рд, эпюра распределени которого по длине канала показана на фиг.З. Величина Рд существенно зависима от угла подъема винтовой поверхности (см. фиг.З). Установлено, что она имеет значение, не отличающеес от максимального более чем на 10%, при значени х а 3-5°. При этом величина Рд интенсивно возрастает с уменьшением зазора д (см. фиг.З) между поверхностью 5 опорного бурта наконечника и передним торцом 4 втулки.pressure Pd, the plot of distribution of which along the length of the channel is shown in FIG. Pd value is significantly dependent on the angle of elevation of the screw surface (see fig. 3). It has been established that it has a value not differing from the maximum by more than 10%, with values of a 3-5 °. In this case, the Pd value increases intensively with a decrease in the gap d (see FIG. 3) between the surface 5 of the support shoulder of the tip and the front end 4 of the sleeve.

Равнодействующа Рд от давлени Рд, привод ща к образованию зазора д между втулкой 1 и буртом 6, имеет наибольшее значение при максимально возможной площади опорной поверхности 5 ограничительного бурта 6, образующей клиновой канал Н. В св зи с этим отверсти дл перетока расплава из канала 25 в полость 20 следует выполн ть не в бурте 6, а в сердечнике 14 наконечника 3, преимущественно в виде кольцевой проточки 24 и отверстий 22, 23 согласно фиг.1.The resultant pressure Pd from pressure Pd, resulting in the formation of a gap d between sleeve 1 and shoulder 6, has the greatest value for the maximum possible area of the bearing surface 5 of restrictive shoulder 6 forming the wedge channel N. In connection with this hole for the flow of melt from channel 25 into the cavity 20 should be performed not in the collar 6, but in the core 14 of the tip 3, mainly in the form of an annular groove 24 and openings 22, 23 according to FIG.

Развивающеес в клиновом канале динамическое давление Рд приводит к истечению расплава не только через зазор д , но и к истечению его в полость 20 через зазор 17 (см. фиг.1) и в канал 25 через зазор 11, т.к. давление в них Р2 меньше, чем в клиновом канале. Эти утечки привод т к нежелательному снижению Рд.The dynamic pressure RD developing in the wedge channel leads to the outflow of the melt not only through the gap d, but also to its outflow into the cavity 20 through the gap 17 (see FIG. 1) and into the channel 25 through the gap 11, since P2 pressure in them is less than in the wedge channel. These leaks cause an undesirable decrease in Pd.

Снижение утечек в полости 20 до минимума предлагаетс осуществл ть путем уменьшени зазора 17 до величины, равной величине зазора 19 между гребнем нарезки 15 черв ка и внутренней поверхностью материального цилиндра 2, т.к. при дальнейшем уменьшении зазора 17 вследствие радиального биени черв ка 16 в пределах зазора 19 возможно касание наружной поверхности 18 бурта наконечника с поверхностью цилиндра 2 и, как следствие, износ этих поверхностей. Снижение утечек в канал 25 к минимуму предлагаетс осуществл ть путем выполнени на внутренней цилиндрической поверхности 8 втулки 1 у переднего торца ее 4 кольцевого бурта 9, зазор 11 между которым и поверхностью сердечника 14 наконечника 3 должен быть равным величине зазора по указанной причине .The reduction of the leaks in the cavity 20 to a minimum is proposed by reducing the gap 17 to a value equal to the gap 19 between the tongue of the screw 15 and the inner surface of the material cylinder 2, since with a further reduction of the gap 17 due to the radial beat of the screw 16 within the gap 19, it is possible that the outer surface 18 of the tip collar touches the surface of the cylinder 2 and, as a result, these surfaces will wear out. To minimize leakage to channel 25, it is proposed to carry out by making sleeve 1 at the front end of its 4 annular collar 9 on the inner cylindrical surface 8, the gap 11 between which and the surface of the core 14 of the tip 3 should be equal to the gap for this reason.

Установлено, что при прин тии указанных величин зазоров 11 и 17 утечки через них из клинового канала практически не снижают значение величины Рд в нем. Вместе с тем эти утечки вполне достаточны, чтобы обеспечить обмен циркулирующего в клиновых каналах расплава, предотвратив тем самым его термодеструкцию. Дл беспреп тственного поступлени расплава в клиновые пазы в кольцевом бурте 9 втулки 1 должны быть выполнены аксиально ориентированные пазы 10, соедин ющие их с каналом 25.It has been established that with the acceptance of the indicated values of the gaps 11 and 17, the leakage through them from the wedge channel practically does not reduce the value of the value of Рд in it. At the same time, these leaks are quite sufficient to ensure the exchange of the melt circulating in the wedge channels, thereby preventing its thermal decomposition. In order to allow the melt to flow smoothly into the wedge grooves in the collar 9, the sleeves 1 must be made axially oriented grooves 10 connecting them to the channel 25.

Установлено также, что при выполнении канала в соответствии с насто щим опи- санием и при соблюдении размеров клапана си, а г и L (см. фиг.1), равных соответственно 0,8; 0,5 и 1,0 от диаметра черв ка D, что общеприн то в клапанах известной конструкции, зазор д при указанных допустимых изменени х угла а в диапазоне 3-5° лежит в пределах 0,05 - 0,055 от диаметра черв ка D. При такой ве- личине зазора случайные кратковременные колебани параметров режима пластикации не могут привести к полному его исчезновению . Установлено также, что данна величина ( д /D) практически независима от диаметра черв ка, частоты его вращени и в зкости материала, что позвол ет считать предложенную конструкцию клапана универсальной, приемлемой дл всех типов литьевых машин и всех типов литьевых термопластов .It was also established that when the channel is made in accordance with the present description and with respect for the valve sizes si, and g and L (see Fig. 1), equal respectively to 0.8; 0.5 and 1.0 of the diameter of the screw D, which is generally accepted in valves of known construction, the gap d with the specified allowable changes in the angle a in the range of 3-5 ° lies in the range of 0.05-0.055 of the diameter of the screw D. With such a gap, occasional short-term fluctuations of the parameters of the mode of plasticization cannot lead to its complete disappearance. It was also established that this value (d / D) is practically independent of the diameter of the screw, its rotational frequency and the viscosity of the material, which makes it possible to consider the proposed valve design as universal, acceptable for all types of injection molding machines and all types of injection thermoplastics.

Claims

Claim 1. Injection valve of the plasticizing screw of the molding machine, comprising a sleeve in contact with the internal surface of the plasticizing cylinder with a front end and an internal cylindrical surface, as well as a tip with a restrictive shoulder having an external cylindrical surface and facing the front end

sleeves have a flat bearing surface, and a cylindrical core, characterized in that, in order to improve valve performance by eliminating the contact of the front end of the sleeve with the bearing surface of the tip stop, the front end of the sleeve is made in the form of at least two sections of the helical surface with a lift angle 3-5, and on the inner surface of the sleeve at its front end there is an annular collar having axially oriented grooves, the number of which is equal to the number of sections tovoy surface at the front end of the sleeve, and their arrangement corresponds to the joints of these sections, the core tip below the annular shoulder of the sleeve has an annular groove, an axial through-hole and connecting the their radial holes.

2. Valve of claim 1, characterized in that a gap is made between the inner cylindrical surface of the annular collar and the surface of the core, which is chosen to be equal to the gap between the crest of the screw thread of the screw and the inner surface of the plasticization cylinder.

3. A valve according to claim 1, characterized in that a gap is made between the outer cylindrical surface of the tip stop of the tip and the inner surface of the plasticizing cylinder, which is chosen to be equal to the gap between this surface and the screw cutting screw.

FIG. 7

16 W

/

eight

ъ + F,

Rig.Z

FIG. 2