Устройство для изготовления из пластмассы ребристых труб с гладкой внутренней поверхностью

 

Изобретение относится к изготовлению из пластмассы ребристых труб с гладкой внутренней поверхностью. Оно может быть использовано в химической промышленности. Цель изобретения - повышение качества труб. Для этого устройство содержит экструдер и смонтированный с образованием с ним трубчатого канала стержень. Экструдер и стержень окружают пресс-формы с канавками по внутренней поверхности для формования ребер на трубе. Рабочий объем полости между торцом экструдера, поверхностью дорна и поверхностью, огибающей сердечник, равен суммарному объему канавок пресс-форм, расположенных у дорна в каждый момент времени. Дорн, сердечник и шпиндель образуют стержень устройства. Длина дорна кратна величине расстояния между канавками, уменьшенной на одну ширину канавки. Поверхность дорна м.б. параболической. По внутренней поверхности пресс-форм м.б. выполнены уравновешивающие давление канавки с шириной, меньшей ширины формующих ребра канавок. Отношение глубины уравновешивающих канавок к их ширине выбрано 10:1, а ширина от 0,3 до 3 мм. Уравновешивающие давление канавки размещены по обе стороны каждой канавки, формующей ребра. При производстве труб материал заполняет формующее пространство и канавки пресс-форм без завихрений, ударных нагрузок плавным потоком, что повышает качество труб. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

>« 093343

НИИИ * И ВН%ЫИЯ

БИБЛИОТЕКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4202224/23-05 (22) 18 .03 . 87 (31 ) 861.1 72 (32) 20.03.86 (33) FI (46) 07.06. 90. Бюл. K - 21 (71) УПОНОР Н, В, (NL) (72) Юри Ярвенкуля (F I) (53) 678, 057 . 374 (088. 8) (56) Патент " Г K 201 2421, кл, В 29 D 23/18, опублик. 1981 .

Патент !явеции "- 381001, кл. В 29 D 23/04, опублик, 1 975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИВ

ПЛАСТ11ЛССЬ! РЕБРИСТ!:!Х ТРУБ С ГЛАДКОЙ

ВНУТРЕННЕЙ НОВЕ РХНОСТЬИ. (57) Изобретение относится к изготов— лению из пластмассы ребристых труо с гладкой внутренней поверхностью. Оно м. б. использовано в химической промышленности. Гель изобретения — повышение качества труб. Для этого устройство содержит экструдер и смонти" рованный с ооразованием с ним трубчатого канала стегжень. Экструдер и стержень окружаьт пресс-формы с каИзобретение относится к изготовлению трубчать х изцелий из пластмассы и может бь ть использовано в химической промьтиле ности.

1 ель изобретения — повышение качества труб.

На фиг.! дано устройство для производства ребристых труб, общий вид;, на фиг,2 — то же, продольный разрез;

„„ЯО„„ 57О646 () В 29 С 47/20, 47/90, 53/30//

//В 29 Е 23:)8

2 ! павками по внутренней поверхности для формования ребер на трубе. Рабомя! объем полости между торцом экструдера, поверхностью дорна и поверхностью, огибающей сердечник, равен суммарному объему канавок пресс-Ьорм, расположенных у дорна в каждьп момент времени. Дорн, сердечник и шпиндель обра зуют стержень устройства. Длина дорна кратна величине расстояния между ка на в ками, уменьшенной на оцну шипину канав ки. PQBe рхно сть дорна м.б. параболической. По внутренней поверхности пресс-форм м,б, выполнены уравновешивающие давления канавки с шириной, меньшей ширины формующих ребра канавок. Отно|ение глубинь1 уравновешивающих канавок к их ширине вьбрано 10:1, а ширина от 0,3 до

3 мм. Уравнове1 ивающие давление канавки размещены по обе стороны каждой канавки, формующей ребра. При производстве труб материал заполняет формующее пространство и канавки пресс-форм без завихрений, ударных нагрузок плавным потоком, что повышает качество труб. 9 з.п. ф — лы, 6 ип.

4 на фиг.3 — то же, первый вариант; на фиг.4 — то же, с потоком пластмассового материала; на фиг.5 — то же, вариант; на фиг.6 — то же, с уравновешивающими давление канавками.

Устройство (фиг.!) для изготовления ребристых труб содержит металлические пресс-формы 1 и 2, средства прессования, установленные с возмож1570646 ностью движения вокруг двух бесконеч-ных путей с замкнутой траекторией и соединения друг с другом в предeiiax участка направляющих реггьссв 3 цля с обра. зования цилиндрической пресс-rbopмы, Зкструдер 4, соединенный " профилирующей головкой 5 средства 6 подачи материала, проходит I> упомякуту>о пресс-фор-.:у, Готовая тр". >"=i выходит с другого конца пресс-формы образуемой металлическими пресс-формами 1 и 2.

Головка 5 соединена со срецствсм 6 .переходником 7, 1 пикдель 8 (фиг,2,> распсложек на центральнсй оси устройс.. .ва полностью в пределах экструдера 4 и содержит часть, имеюшую постоянный диаметр, т, е. конически расширяюп1уюся часть

8а. Дорн 9 расположен после расширяю- 20 щейся части шпинделя 8 полностE-B) за пределами экструдера ": причем ср.ð— дечник 10, имеющий постоянный диаметр, расположен после дорна 9, Оердечкик 10 снабжен охлаждающими ср".ä- 25 ствами для повьппения жесткости трубы. .111пиндель 8, дорн 9 и сердечник 10,образуют стержень устройства, Экструдер 4 и часть шпинделя 8а образуют между ними трубчатый .„ кал

> коль цесб разное (кольцевое J соn. Ic 1 1 . через которое пластмассовый ма гериал, кОтс рый должен прессовать ся q п>)дает - H в формукщее пространство 12,, о.>ределяемое стержнем металлическим . пресс- ., формами 1 и 2 и дорном 9. Для то о, чтобы получать трубу, имеющую реб>иг— тую внешнюю поверхность, внутренняя поверхкость металлических прес;-форм и 2 имеет совокупность разнесенных 0 друг от,цруга на некоторое расстояние канавок 13, в которые принудительно подается пластмассовый материал для формования трубы, Предлагаемое устройство обеспечи-. вает исключитегп но плавный пот ок пластмассового материала благодаря определенному пропорционировакию об beMOB двух частей 14 и 15 фсрмупщего пространства 12 сткоситегъно друг друга (фиг.2).

Полость 14, объем.которой ь-азьпзается ра.бочим объемом, является кольцеобразной и имеет треугольное поперечное сечение. Эта полость 1 определяется между плоскостью 1 6„ приле-жащей к торцовой поверхности зкстру-дера 4 перпендикулярно I< центральной линии дорна 9, поверхностью 1 7,(орка и псверхкос-ьью 18, содержащей огибающую поверхность сердечника 10, Лространство 5, объем котсрого называется объемом наполнения, составляется объединенным объемом канавок 13, расположенньгх между экструдером 4 и сердечником 10, т,е, рядом или в пределах участка дорна 9, в каждый отдельно взятый момент, Объемы полостей 14 и 15 являются иден-,ичными,причем самое большое отключение составпримерно 253.

Длина дорна 9 (фиг.2) в три раза больше, чем расстояние между канавками 3. Пелесообразно, чтобы длина дорна 9 соответствовала кратной вели° ине упомянутого расстояния. При длиi:c. дорна .9, соответствуюшей кратной величине расстояния между канавками

13, умекьшенной на одну ширину канавI;I 1 3, изменсние давления является минимальньп>, Образуюшая поверхности

17 дорна 9 находится под углом пример-. но 20 по откошенип к центральной оси стержня (фю .21. Этот угол может варь— ироваться от 2 дс 30, причем наибо«Ice »реимущественкь>м углом является угол примерно 1 5 . Точная величина у.:-ла оп редел яетс я требуемым ра боч им объемом. Поверхность 17 дорна не является чисто цилиндрическои, а ucip1ривляется до некоторой степени по цуге так .. то бы угол между образующей и центральной осью стержня был самьпа большим у начала дорна 9 и самым малым у его конца, т, е является парабслическoi- .

Дорн 9 образуется цилиндрической частью 9а 1,фиг.3), расположенной у шпинделя 8 и соединекной с конически расширяющейся частыа 9Ь, которая соединяется с цилиндрическим сердечником 10. Рабочий объем этогс устройст-ва составляется акалогично показанному ка фиг.2, т,е, эта полость опреде-. гяется между плоскостями 16 и псверх". ностью 17, которая в этом случае также распогожека кад цилиндрической властью 9а дорна 9. Объем наполнения э ого устройства составляется канавками 13, расположенными внутри участ— ка ковер>хности 17. Эти канавки 13 располагаются нг определекксм уровне.

Объем Ii,.пс,»кения канавок 13 должен эспc:и-"яться пластмассовым материалом так, тобы общий объем всех канавок мог быть больше, чем объем полости 14 . фиг,5:> 61. Стержень 8 располагается, ! 570<:46 6

1О !

55 ше. на центральной линии устройства, содержит цилиндрическую часть и конически расширяющуюся часть, которая снабжена охлаждающейся частью, имеющей постояннь|й диаметр и содержащей полости (Hp. показаны ) для охлаждаюше го агента. Экструдер 4 и стержень 8 образуют между ними кольцеобразное сопло 9, через которое пластмассовый материал подается в формующую no— лость 11, определяемую металлическими пресс-формами 1 и 2, стержнем и экструдером 4. Для того, .чтобы получать трубу, имеющую ребристую внешнюю поверхность, внутренняя поверхность металлических пресс-форм и 2. снабжена взаимно разнесенными кольпе образными канавками !3, в которые принудительно подается пластмассовый

° Màòåðèàë для oFðàçîâàíèÿ ребер.

Внутренняя поверхность металлических пресс-форм 1 и 2 снабжена уравновешивающими давление дополнительными канавками 19, которые имеют такие размеры, чтобь1 они оставались полно с— тью или частично пустыми при обычном давлении матери. ла с учетом его динамической вязкости.

Уравновешивающие давление канавки

19 фиг.5 и б! являются очень узкими

0,3 — 3 мм, предпочтительно 1 мм, и располагаются по обеим сторонам реберных канавок !3 параллельно последним.

Уравновешивающие давЛение канавки

19 являются очень глубокими по ширине, соотношение их глубины и ширины составляет (3:1) — (15:1), предпочтительно 10:1 Если ширина канавки составляет, например, 1 мм, она имеет глубину 10 мм. Уравновешивающие дав— ление канавки 19 обычно согласуются с реберными канавками 13, имеющими ширину 4 мм и глубину 14 мм. Однако эти размеры уравновешивающих давление канавок 9 и соотношения между канавками 19 и !3 зависят от материала, используемого для трубы, особенно от его динамической вязкости.

Слой 26 пластмассового материала, 1 ближе расположенный к шпинделю 8 и дорну 9 и показанный линиями поперечной штриховки (Фиг,4}, проходит в виде ламинарного потока в пространство между сердечником 10 и металлическими пресс-формами 1 и 2, где он образует стенку трубы. Слой пластика 21, расположенный ближе к экструдеру 4 и показанный параллельными линиями, подается в канавки 13 металлических пресФформ и 2, причем прессуется полностью в соответствии с внутренней поверхностью металлических пресс-форм ! и 2.

В процессе производства труб посредством предлагаемого устройства находящийся под давлением пластмассовый материал подается через канал-сопло 1 в формующую полость 12, Объем материала, подаваемого через кольцеобразный канал в единицу времени,, регулирует так, чтобы он бып по меньп|ей мере равным сумме объема стенки трубы, которая формуется, и объема наполнения тех канавок 13 прессуюших средств, которье проходят мимо кольцеобразного канала в течение упомянутой единицы времени, и равным объединенному объему тех канавок средств прессования, которые проходят мимо этого кольцеобразного канала и стенки трубы, которая формуется в те.— чение упомянутой единицы времени.

Скорость подачи материала в сопло 11 поддерживается равной скорости движения металлических пресс-форм 1 и 2.

Скорость подачи материала может отклоняться от скорости движения средств прессования на 257. Часть 20 материала образует стенку трубы, часть 21 подается в канавки 13 и наполняет их, при этом металлические пресс-формы 1 и 2 смещаются в направлении стрелки, показанной на Фиг.2 и 3. Поскольку рабочий объем 14 и объем 15 наполне ия являются идентичными, поток материала очень плавньпй и ровный в формующем пространстве 12, так что здесь не имеется никаких больших вк-почений воздуха или слабых швов между различными слоями материала в пределах участка сердечника 1 О.

Поток материала может регулироваться в осевом и радиальном направлениях варьированием отношения между температурами металлических пресс — AopM 1 и 2 и стержня. Например, если канавки 13 металлических пресс-форм 1 и 2 не наполняются полностью, те мпература стержня может понижаться, а температура металлических пресс-АорМ 1 и 2 может повышаться так, чтобы осевой поток материала тормозился, а радиальный поток ускорялся. В результате этого канавки 13 наполняются луч! S jf 06/,6

Посредством предлагаемого изобретения легко производить трубы, —.тебра которых делаются из пластмассовьх ма-териалов различньгх свойстт:, которгпе могут, например, отличаться в цвете, или могут делаться из материала с мо— дифицированной ударной вязкостью, между тем как стенка. трубы - иэ обыкнсВеннОГО пластмасссво ГО и . I epI a ла . R j gJ этом случае «Jiacтмассовьгй материал подается из коль пеоб разно о канала 1 1 в качестве пвух концентрических сло-. ев, котс ртпе соответствуют .лоям 20

I и 21 на фиг.А, 3ти слои сдаютca = врез отцельпь!е экструдеры I-.e показа-ны1, 2 процессе IpOèaiaсдс" ".- труб по-средством предлагаемого стройс ".Ва (фИГ 5 И 6) НаХОДЯППтйСЯ ПОД Цан.ЛЕНИ - yII ем ппа стмас со вый мате риал исц ае пc я через сопло в формуюшее цpoo rpa тс в".

12. Часть этого матер лало o-opaa Jåò стенку трубы, между тем как сстатгьной материал подается в реберные канавки

13 металлических пресс--форм 1 и. 2... чтобы нагтслнить их одновременно, ког-. да металлические пресс-формы и 2 смещатстся в направлении стрелки, iin— казанной на фиг.5, Объем формую:Пего 3!3 про страHcтва рс зкo мен яет ся,, ко ца канавка 13 достигает формуюше -o пространстьа. По этой причине и, в -!a!:.Ож но, вследствие колебаний попа-:-ги и«тттe-. риала и скорости движения метал тических пресс-форм 1 и 2 давление мате— риала теку пего через фс рмуюп;се про-странство 1 2, 8 боль!IIOI стспени мен.т"

eTся. Однако, благОцоря уравновeLIIH

Вающим давление канавки 1 9 мак с ямумы (пики) давления не являются так п«и высокими, как в изьестных устроиствах, так как материал мсжет выступать в уравновешивакппих давление канавках 19 причем последние цей"тв ют как предохранительные клапо.ны.

Степень наполнения этих уравновепьивающих давление канавок 19 зависит от высоты максимумов (пиков) данле ния. При нормальных условиях об paзуется только низкий высту,т мате1 иола внутри уравновешиваюптих. давленье канавок 19 (фиг,б), Таким образом, уравновешивак пгие I давление канавки т 9 могут распслага: в - ся кроме непосредственной близocrI; от реберных канавок 13, напрт м р в середине межцу псс.педнтп«и. ура-.=- нове и:. Вающие давление канавки 19 I:eoáÿçàТЕЛЬНО дОЛжНЫ ПрОХОднтЬ Па,".НЛЛЕЛЬНО реберным канавкам а могут иметь и другое направление. Проводившиеся ис- пытания показывакт, что пластиковый материал, 1екуший внутри экструдера 4 ближе всего к пптинделю 8, проходит вдоль поверхности дорна 9 без какойJIHGo турбулентности к участку сердечника 10, где он образует бездефектттую стенку трубы. Слой пластмассового материала, ".eкутпит" внутри экструцера 4 ближе к стенке, полностью проц, скается в канавки 13 металлических пресс форм 1 и 2. Таким образом, получается очень платтньтй поток, в котоpoI«це имеется никаких заверений и который, следовательно, ттозволяет по. тучать трубы высокого качества, 3 прецлагаемом устройстве не получается ника ктгх ударных и ри;тожений,тавлений благо аря то.,у, что длине рабоче.-о

Объема придается размер, при котором, когда оцна канавка 13 металлической .росс-формы 1 и 2 закрывается, другая канавка 13 одновременно открывается .сo;тлом так, что объем формующей по= лости 2 подцерживае-. ся псстоянньп«.

Практические испытания ттоказьтвают „ чro поток пластмассового материала

,;:. Ко ;I тся в состоянии нат«больп1ей стелe.;«плавности, когда длина дорна 9 ратт.: яется кратной величине расстояния между канавками 1.3, в частности учет-! е peFiFIo I4 ве гт тч ине э ТОГО ра с стояния, !

iIeJ!a reльно. чтобы у" ол между образуюIr . .й КО НИЧ ЕСКИ уШИряЮШЕй ЧаетИ дОрНа 9

1!ел трттль HQFI 0 сью стержня сОставлял

2 — 30, пред.:очтитель но 1 з

11сттедствие плавности э-o=o потока

yI-oл между образутгшей конически расширяющейся час тии центральнойосью меняется тактп« образом, что он .,имеет

- rо ноибольпую ве:тичину в начале час<и дорна 9,, а его наименьшую велич -тн конце этой час-.и. Поверхность этой части дорна 9 может з силу этого быть

ПЯ !aI !OJ!1! IPСКОЙ.

За -o."a,"II;: ц гйся объем канавок 13

:р, ., тав;.- .o r только часть объединенто -О объем;-, этих канавок которая оп-ре теляет эбро .Овапие пиков давление г;:тутртт материала. 3 ro осутп-"ствляется .-. абжеттие..« =н тренней поверхнОсти меа.:ли-еских —,ðeсс-Форм и 2 не толь—

<с «о-:ав.тами 13, образуттппими запол,:FI ñ.Iè..- ; я Объем, но и з I чительHO бс! 5,, )6 б

5

IQ

l5

20 лее узкими, урлннонешинаюшими данле— ние канавками 19, которые имеют такис размеры, что они остаются полностью ипи частично пустыми при обычном давлении материала н этом устрой;-тне в результате его динамической вязкости °

Посредством этих уравновешивающих давление канавок 19 не получается ки— каких максимумов (пиков) основного давления в пределах фо рмующей полос— ти, так как материал начинает поступать в уравновешивающие давление канавки 19, когда это давление превыша— ет нормальную величину, Благодаря уравновешивающим давле- . ние канавкам 1 9 предлагаемое устрой— ство можно использовать для производсТВВ ребристых труб обычным способом так, чтобы канавки 13 металлических пресс-форм и 2 заполнялись полностью, посредством чего уранновешинающие давление канавки 19 предупреждают образование максимумов давления.

Кроме того, предлагаемое устройство может использоваться для производств ва труб, имеющи . ребра, неодинаковь:е

I по высоте, в силу чего ураннонешинаю— щие давление канавки 19 могут быть такими, чтобы они помогали поддерживать степень наполнения реберных канавок 13 при постоянном значении.

Для того, чтобы находящийся под давлением материал мог сначала наголнять реберные канавки 1 и только уравновешивающие давление канавки 9, если избыточно повьппается давление, отношение глубины уравновешивающих давление канавок 19 к их ширине должно быть по меньшей мере удвоенным nòносителько соответствующей пропоркии реберных канавок 13.

Это соотношение между глубиной и шириной уравновешивающих давление канавок может находиться в диапазоне между 3: 1 и 15: 1, предпочтительно около 1О:! Практически испьггания показывают, что ширина уравновешивающих давление канавок составляет 0,1—

3 мм, предпочтительно мм.

Однако приведенные соотношения и— размеры могут меняться согласно динамической вязкости используемого исходного материала и стандартному давлению данного устройства.

Для ТОГО, чтобы выступы, получающиеся в местах, где располагаются уравновеп|ивающие давление канавки 19, 30

3S

46

55 меньп1е препятствовали использованию этих труб, уранновеп|инающие давление- канавки 19 располагаются в кепосред" ственной близости от реберных канавок

13 и параллельны им, Выступы, расположенные рядом с ребрами, не препятствуют, например, расположению уплоткителького кольца вокруг трубы между ребрами, Для наличия достаточнОГО КоЛИЧеСТна уравновешивающих давление канавок

19 на формуюшей поверхности металлических пресс-форм 1 и 2 уравновешиваюп;ая давление канавка 1 9 формируется с обеих сторон каждой реберной канавки 13.

Таким образом данное техническое решение предотврашает образование турбентности . потока материала, задиров на трубах, что повьш ает их качество .

Ф о р м у л а и з о 6 р е т е н и я

1. Устройство для изг товления из пластма ссы ре брис тых труб с гладкой внутренней поверхностью, содержащее экструдер, стержень, расположенный по цент раль ко и ос и экс т руде ра и .выполненный в ниде шпинделя, ра змещенного внутри экструдера, конического дорна, вгпс туп аюше го из экструде ра и соединенного с сердечкиком постоянного диаметра, образующим продолжение дорна, причем стержень смонтирован с образованием трубчатого канала с экструдером, сообщенным с узлом подачи пластического материала, средства прессования, окружающие экструдер и стержень, расположенкь1е по одной линии по ходу процесса и выполненные в виде металлических пресс — форм с канавками по внутренней поверхности для формования ребер трубы, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения качества труб, рабочий объем кольцеобразной полости, ограниченной плоскостью, поперечной центральной оси стержня и проходящей через торповую поверхность экструдера, поверхностью дорна и поверхностью, огибающей поверхность сердечника, выбран соответсгвующим суммарному объему наполнения тех канавок прессформ средства прессования, которые расположены у дорна в каждьп отдельно взятый момент времени, причем длина дорна выбрана кратной величине рас11 15 706 стояния между канавками пресс- орм, уменьшенной на одну ширину канавки.

2, Устройство по п. l о т л и— чающее с я тем, что разница указанных объемов составляет самое большее 257.. . 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что образующая конической части дорна размещена о под углом 2 — 30, предпочтительно

15 относительно центральной части с-:ержня, 4, Устройство по пп. 1-3, о т

15 лич ающе е с я тем, чтовеличина угла между образующей конической части дорна и центральной осью стержня выбрана большей у начала дорна с ,уменьшением к его концу для образования параболической поверхности дорна, 5, Устройство по пп. J -4; о т -: л и ч а ю щ е е с я тем,, что по внутренней поверхности пресс-форм средств прессования выполнены уравновешивающее давление канавки с шириной, меньшей ширины канавок, формующих ребра, для обеспечения полного ипи частичного незаполнения при обычном давлении

)2 ма те риала вследств ие динамической его вязкости, 6. Устройство по п,5, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что отношение глубины уравновешивающих давление канавок к их ширине выбрано по меньшей мере удвоенным по отношению к соответствующему отношению канавок,

8, Устройство по пп. 5-7, о т .— л и ч а ю щ е е с я тем, что ширина уравновешивающих давление канавок .выбрана в пределах 0,3-3 мм, предпочтительно 1 мм.

9. Уст ройство по пп. 5 -8, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что уравновешивающие давление канавки размещены у канавок, формующих ребра, и параллель но им, 10, Устройство по пп.5-9, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что уравновешивающие давление канавки размешены по one стороны каждой канавки, формующей ребра.

l 5 / Л6- б

12

7З

pU2 Z

1570646

19 13 1Р

2 13 f9

Составитель Л, Коль иова

Редактор Л. Гратилло Техред Л, Серд окова Корректор С. Гевкун

Заказ 461

Тираж 542

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101