Установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия

 

УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ, содержащая последовательно расположенные подающее и нагревательное устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем обеспечения адгезионной связи покрытия без подложки с металлом изделия, мундщтук выполнен с конусным выступом и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа и наружной поверхностью полого дорна охлаждаемого кольцевого канала для расплава полимера и последовательно с ним расположенного канала нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

SU„„1141000

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ь

Ю

4Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3638201/23-05 (22) 01.09.83 (46) 23.02.85. Бюл. № 7 (72) В. И. Слисков (71) Проектно-конструкторское бюро Производственного объединения «Ремстройтехника» (53) 678.057 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 753669, кл. В 29 F 3/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 570497, кл. В 29 F 3/10, 1976 (прототип). (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ, содержащая последовательно расположенные подающее и

4(Sn В 29 С 47 02 /В 29 К 23:00 В 29 L 23:00 нагревательное устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем обеспечения адгезионной связи покрытия без подложки с металлом изделия, мундштук выполнен с конусным выступом и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа и наружной поверхностью полого дорна охлаждаемого кольцевого канала для расплава полимера и последовательно с ним расположенного канала нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука.

1141000

Изобретение относится к нанесению полимерных покрытий на наружную поверхность цилиндрических изделий путем экструдирования и может быть использовано в машиностроении при поточном производстве стальных труб с противокоррозионным покрытием.

Известна установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия, содержащая последовательно расположенные подающее устройство для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в корпусе полым дорном и мундштуком, причем между дорном и мундштуком установлен распылитель охлаждающей жидкости (1).

Однако охлаждающая жидкость нагнетается внутрь изделия — трубы и душируется на ее внутреннюю поверхность, что вызывает отверждение полимера в контактирующей зоне его с трубой. Это противоречит условиям образования адгезионной связи модифицированного полиэтилена низкой плотности с поверхностью трубы. При выходе из экструзионной головки расплав полимера калибруется мундштуком, который разглаживает расплав по охлажденному слою полимера. В таком случае получается покрытие на трубе в виде чулка, при надрезе которого покрытие отслоится.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия, содержащая последовательно расположенные подающее и нагревательные устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения.

В известной установке мундштук с эластичной диафрагмой, внутрь которой подается охлаждающая жидкость под давлением, предназначен для охлаждения уже нанесенного покрытия до температур ниже точки плавления полимера, поскольку сначала расплав полимера обволакивает изделие — трубу по поверхности, а затем уже калибруется по толщине эластичной диафрагмой, внутрь которой подается охлаждающая жидкость.

Камера охлаждения расположена за пределами зоны контактирования расплава с трубой и не предусматривает охлаждения расплава полимера перед контактированием его с поверхностью металла. В установке, расплав полимера перегреваться не будет, так как изделие — труба нагревается ниже температуры плавления полимера (2).

Однако известная установка не отвечает условиям образования адгезионной связи покрытия — модифицированного полиэтилена низкой плотности без подложки с поверхностью металла. Объясняется это тем, что

5

1О

35 для получения адгезионной связи поверхнос= ти металла с модифицированным полиэтиле. ном низкой плотности без применения подложки необходимо и достаточно выполнить условия для металла и полимера: поверхность изделия — металла должна быть обезжирена и покрыта фосфатной пленкой и перед нанесением покрытия температуры изделия — металла должна быть выше температуры полимера не менее, чем на 100 С.

Однако при высоком нагреве изделия перед покрытием будет происходить перегревание расплава полимера. Температура его будет приближаться к температуре предварительно нагретой трубы — изделия, а это отрицательно влияет на адгезионную связь полимера с поверхностью трубы. Для обеспечения качественного покрытия из модифицированного полиэтилена низкой плотности, применяемого без подложки, процесс экструзии должен происходить при высоком радиальном давлении, а температура поверхности трубы должна быть выше температуры расплава полимера в момент контактирования не менее, чем на 100 С. Из условия экономичного прохождения через экструдер расплав полимера имеет температуру не менее

180 — 200 С. Если к моменту контакта расплава с поверхностью трубы полимер не охлаждать, то трубу следует нагревать не ниже, чем 300 †3 С, чтобы обеспечить разность температур расплава и поверхности металла 100 С. При работе на данных температурных режимах через короткий промежуток времени горячая труба перегреет головку экструзионную и разность температур нарушится. Следовательно,для поддержания заданного режима необходимо охлаждать расплав полимера внутри экструзионной головки перед контактированием его с поверхностью трубы так, чтобы температура изде-лия в зоне контактирования с полимером не превышала 250 С для исключения перегревания полимера. В известной установке не обеспечивается проведение процесса в указанных условиях.

Цель изобретения — повышение качества покрытия путем обеспечения адгезионной связи покрытия без подложки с металлом изделия.

Указанная цель достигается тем, что в установке для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические иэделия, содержащей последовательно расположенные подающее и нагревательное устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения, мундштук выполнен с конусным выступом и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа и наружной поверхностью полого дорна охлаждаемого кольцевого канала для распла1141000

Предлагаемая установка позволяет не только поддерживать данный режим, но и обеспечивает это при более экономичных показателях, т. е. снижает температуру расплава полимера до температуры 130 — 150 С, следовательно, исключает необходимость нагрева трубы до 300 — 350 С (достаточно нагрева ее до 230 — 250 С).

На фиг. 1 схематично показана технологическая схема установки для нанесения полимерного покрытия без подложки на трубы экструзионным способом; на фиг. 2 — узел на фиг. 1.

Установка для нанесения покрытий содержит экструдер 1 с экструзионной головкой 2, подающее 3, нагревательное 4 и охлаждающее 5 устройства. Экструзионная головка состоит из корпуса 6, полого дорна 7 и мундштука 8, который выполнен с камерой охлаждения а. Камера охлаждения а заполнена агентом, например маслом, с температурой кипения не ниже 150 С, который охлаждается водой, циркулирующей по змеевику 9. Для первоначального разогрева корпуса в экструзионной головке 2 установлен нагреватель 10. Мундштук 8 выполнен с конусным выступом б и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа б и наружной поверхностью полого дорна 7 охлаждаемого кольцевого канала в для расплава полимера и последовательно с ним расположенного канала г для ва полимера и последовательно с ним расположенного канала нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука.

В предлагаемой установке мундштук выполнен с развитой конусной частью, которая в корпусе головки с дорном образует охлаждаемый кольцевой канал для подвода расплава, а с трубой образует кольцевую зону— канал контактирования и зону калибрования покрытия на выходе. Камера охлаждения мундштука расположена в зоне выхода расплава полимера на контактирование с поверхностью трубы. Такое расположение камеры охлаждения обеспечивает снижение температуры расплава полимера перед контактированием и позволяет работать при более низких температурных потенциалах. нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука 8.

Установка работает следующим образом.

Включают разогрев экструдера 1 и экструзионной головки 2. После набора температуры включают подачу расплава и подающим устройством 3 последовательно - одну за другой подают изделия — трубы 11 через нагревательное устройство 4 в экструзионную головку 2, где происходит процесс нанесения расплава полимера на поверхность трубы 11. При выходе экструдера на рабочий температурный режим, когда температура расплава полимера установится 160 — 180 С, т. е. выше температуры плавления его на

30 — 50 С, и расплав свободно проходит через каналы экструзионной головки 2 и равномерно по окружности выходит на конусную поверхность мундштука 8, нагреватель

10 отключают.

При контактировании расплава полимера с конусным выступом б мундштука 8 последний охлаждается до температуры, близкой к температуре агента и при более высокой вязкости входит в контакт с поверхностью нагретой трубы 11.

Для поддержания необходимого режима экструзии агент в камере охлаждения а охлаждают до температуры, близкой к точке плавления полимера, например, 130 — 150 С.

Охлаждение агента производят циркулирующей по змеевику 9 водой. Контроль и регулирование температуры агента и расплава в зоне контакта производится автоматически (контактные термометры, самописцы и исполнительные механизмы не показаны). Покрытая труба 11 охлаждается на выходе из экструдера в охлаждающем устройстве 5.

Предлагаемая установка позволяет получить прочную адгезионную связь покрытия из модифицированного полиэтилена низкой плотности, содержащего адгезионные присадки, изготавливать тонкостенные стальные трубы с покрытием без подложки. Трубы стыкуются при помощи муфт с резиновыми кольцами и выдерживают испытательное гидравлическое давление до 2,5 МПа. Изготовление труб с данным покрытием позволяет экономить до 10 кг металла на каждом килограмме полиэтилена.

1141000

Составитель Л. Кольцова

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 392/16 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытнй

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4