Устройство для изготовления и охлаждения полимерных труб

Изобретение относится к переработке полимеров и изготовлению из них труб. Расплавленную заготовку трубы выдавленную из экструзионной головки калибруют по наружному диаметру и охлаждают с внешней и внутренней стороны. Охлаждение с внутренней стороны трубы осуществляют продувом воздуха от свободного конца трубы навстречу направлению экструзии. Осуществляют отвод воздуха из зоны обработки через патрубок с помощью всасывающего вентилятора. Средство внутреннего охлаждения трубы выполнено в виде размещенной в центральном канале экструзионной головки тонкостенной трубы. Один конец трубы присоединен к всасывающему патрубку вентилятора, другой конец выступает за передний торец экструзионной головки. Для осуществления дополнительной подачи в продуваемый воздух водяной пыли внутри охлаждающей трубы установлена трубка, выступающая за передний торец охлаждающей трубы, имеющая форсунку на свободном конце для распыления воды. Технический результат заключается в обеспечении быстрого удаления образующегося пара из полости трубы без образования обратной конденсации, повышении равномерности охлаждения трубы и повышении ее качества. 1 ил.

 

Изобретение относится к переработке полимеров и изготовлению из них труб.

Экструзия - наиболее производительный и распространенный процесс переработки, применимый практически для всех известных термопластов и их композиций. Переработка термопласта в изделие с точки зрения физики состоит в его нагреве и охлаждении.

Для охлаждения труб применяют оросительные ванны с интенсивным и равномерным поливом трубы водой. Однако такой вид охлаждения требует больших производственных площадей. Максимальная длина ванн, которую может себе позволить изготовитель труб, составляет 50 м, а длина вакуумирования не может быть меньше 24 м. Интенсификация процесса охлаждения труб за счет использования дополнительного внутреннего охлаждения полости труб позволяет значительно повысить производительность при их производстве.

Внутреннее охлаждение обычно осуществляют путем ввода в полость трубы какой-либо испаряющейся от тепла заготовки жидкости, имеющей высокое значение теплоты испарения, например, распыленной воды, сжиженной углекислоты и жидкого азота. Углекислота и азот, в отличие от воды, испаряются необратимо, однако их теплота испарения на порядок ниже теплоты испарения воды, и для эффективного проведения охлаждения требуется огромное количество сжиженного газа.

Воды требуется распылять значительно меньшее количество, однако образующийся пар следует немедленно выводить из внутренней полости трубы, иначе при обратной конденсации отнятое тепло будет вновь отдано трубе на более поздних этапах охлаждения.

Известно устройство для изготовления пластмассовой трубы большого диаметра, раскрытое в SU 1823818 A3, 23.06.1993 /1/. В устройстве применяется наружное охлаждение и внутреннее охлаждение трубы путем подачи охлаждающей среды через трубку, установленную по оси дорна, используемого для оформления внутренней полости трубной заготовки. На конце дорна выполнено отсасывающее отверстие для охлаждающей среды.

Известно устройство для изготовления и охлаждения полимерной трубы, раскрытое в US 5422063 А1, 06.06.1995 /2/. Согласно /2/ производят выдавливание из экструзионной головки расплавленной заготовки трубы, калибровку ее по наружному диаметру и охлаждение с наружной и внутренней стороны. Внутреннее охлаждение проводят путем распыления воды с помощью форсунок.

Недостатком устройств /1/ и /2/ является то, что образующийся пар передается вперед по ходу процесса, где труба холодная, где он вновь конденсируется, возвращая отобранное ранее тепло (происходит обратная конденсация), что практически уничтожает весь эффект внутреннего охлаждения, приводит к снижению эффективности процесса и необходимости использования дополнительных средств для удаления конденсата из зоны обработки.

Наиболее близким к предложенному является устройство для изготовления и охлаждения полимерных труб, содержащее экструзионную головку, средство внешнего охлаждения трубы и средство внутреннего охлаждения трубы, включающее трубку с форсункой на конце для распыления воды и трубчатый элемент, размещенный в центральном канале экструзионной головки и присоединенный одним концом к всасывающему патрубку вентилятора с размещением другого его конца выступающим за передний торец экструзионной головки, причем трубчатый элемент расположен вблизи стенки экструдируемой трубы (SU 1412985, 1988).

В данном устройстве трубчатый элемент осуществляет отсос продуктов испарения вблизи стенки трубы, что приводит к неравномерному охлаждению трубы отсасываемым потоком, что сказывается на ее геометрии, структуре стенки, внутренних напряжениях и в конечном итоге на эксплуатационных свойствах готового изделия. Кроме того, такое расположение отсасывающего патрубка не может обеспечить достаточно мощный продув воздуха через трубу, поток воздуха нагревается слабо и поступает в трубчатый элемент мимо зоны расположения форсунки. Распыляемые капли воды подаются в зону с холодным воздухом и, попадая на поверхность трубы, испаряются на ней, неравномерно охлаждают ее и приводят к ее дефектам.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат, полученный при решении указанной задачи, заключается в повышении равномерности охлаждения трубы и повышении таким образом ее качества.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения полимерной трубы путем экструзии, содержащем экструзионную головку, средство внешнего охлаждения трубы и средство внутреннего охлаждения трубы, включающее трубку с форсункой на конце для распыления воды и трубчатый элемент, размещенный в центральном канале экструзионной головки и присоединенный одним концом к всасывающему патрубку вентилятора с размещением другого его конца выступающим за передний торец экструзионной головки, согласно изобретению указанная трубка с форсункой установлена внутри трубчатого элемента таким образом, что она выступает за свободный торец трубчатого элемента.

На чертеже схематично показано устройство, обеспечивающее внутреннее охлаждение в процессе изготовления трубы.

Экструзионная головка 1 имеет центральный канал 2 диаметром 150-200 мм, в котором установлен тонкостенный трубчатый элемент 3, свободный конец которого выступает за передний торец экструзионной головки 1, в зависимости от размера получаемой трубы, на 0,2-1,0 м, а другой конец присоединен к всасывающему патрубку высокопроизводительного промышленного вентилятора (не показан). Сквозь трубчатый элемент 3 пропущена трубка 4, соединенная одним концом со средством для подачи воды, имеющая форсунку 5 на другом ее конце для распыления подаваемой воды. Трубка 4 выступает на расстояние 0,5-4,0 м от переднего торца экструзионной головки и соответственно на 0,3-3,0 м от свободного торца трубчатого элемента 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Из экструзионной головки 1 непрерывно выдавливается расплавленная заготовка 6 трубы, которая обычным образом калибруется по наружному диаметру и охлаждается с внешней стороны. С помощью всасывающего вентилятора, расположенного перед экструзионной головкой 1, сквозь внутреннюю полость заготовки 6 трубы непрерывно прогоняется воздух, который засасывается со стороны переднего конца трубы, продувается навстречу направлению экструзии и отводится через тонкостенный трубчатый элемент 3, соединенный с всасывающим патрубком вентилятора. При этом мощный поток воздуха нагревается от стенок трубы, равномерно охлаждая их.

При прокачке через полость трубы воздух, нагревшись, берет на себя до 20% тепла, запасенного в расплавленной заготовке 6 трубы.

Если в воздух добавить с помощью форсунки 5 водяную пыль, которая при попадании в нагретый отсасываемый воздух превращается в пар, то отсасываемый воздух при этом охлаждается и количество тепла, отведенного им от внутренней поверхности трубы, достигнет 40-50%. При этом на стенки трубы попадает незначительное количество капель, и их испарение не оказывает существенного влияния на равномерность охлаждения стенок трубы.

Поскольку поток воздуха, перемещающийся, например, при изготовлении трубы диаметром 630 мм со скоростью около 2 м/с, будет относить пар назад в более горячую зону, обратной конденсации происходить не будет, а перегретый пар будет выведен за пределы процесса с помощью того же вентилятора через всасывающий патрубок.

Таким образом, предложенный способ изготовления полимерных труб и устройство для его осуществления обеспечивают достижение указанного технического результата повышения равномерности охлаждения и качества изготавливаемых труб.

Устройство для изготовления и охлаждения полимерных труб, содержащее экструзионную головку, средство внешнего охлаждения трубы и средство внутреннего охлаждения трубы, включающее трубку с форсункой на конце для распыления воды и трубчатый элемент, размещенный в центральном канале экструзионной головки и присоединенный одним концом к всасывающему патрубку вентилятора с размещением другого его конца выступающим за передний торец экструзионной головки, отличающееся тем, что указанная трубка с форсункой установлена внутри трубчатого элемента таким образом, что она выступает за свободный торец трубчатого элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области полимерного материаловедения, а именно к электропроводящим материалам с положительным температурным коэффициентом сопротивления, и может быть использовано для изготовления электронагревательных элементов, применяющихся для подогрева трубопроводов, предназначенных для транспортировки высоковязких продуктов, например нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к способу однородного растяжения термопластичной пленки, с регулированием таким образом толщины пленки, подвергнутой растяжению, и приданием ей желательных механических свойств.

Изобретение относится к изготовлению сетчатых труб из полимерного термопластичного материала экструдированием расплава через фильеру и вытяжкой с утонением экструдированных волокон.

Изобретение относится к способу и устройству для формирования продольно ориентированной рукавной пленки. .

Изобретение относится к способу охлаждения материала в форме пластин или полотна, в частности пластин или лент из пластмассы, а также к устройству для охлаждения такого материала.

Изобретение относится к форме для труб, в которой при формовании трубы происходит компенсация усадки пластмассы. .

Изобретение относится к многослойной пленке, предназначенной для упаковки штабелированных модулей, а также к способу ее получения. .

Изобретение относится к способу изготовления прозрачной аморфной пластины, содержащей в качестве основного компонента кристаллизуемый термопласт и имеющей толщину от 3 до 20 мм.

Изобретение относится к непрерывному способу получения пенопласта и формуемых вспененных гранул из сшитого термопластичного полимера для получения изделий, которые пригодны в качестве изоляции, флотации и упаковочных материалов.
Изобретение относится к способу различного охлаждения пленочного шланга, экструдированного из выдувной головки. .

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

Изобретение относится к технологии получения пленочных полотен, используемых для изготовления медицинских или гигиенических пленок

Изобретение относится к способу получения твердой дисперсии активного ингредиента, который включает загрузку активного ингредиента и матрицеобразующего агента в экструдер и получение однородного экструдата

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления пластмассовых труб

Изобретение относится к устройству и способу изготовления полого пластмассового профиля. Устройство содержит экструзионный инструмент с каналом для расплава, окружающим ось экструзии. Экструдер питает канал для расплава расплавом пластмассы. Отсасывающее устройство предназначено для откачивания воздуха через внутреннюю полость профиля. Экструдер питает экструзионный инструмент по центру по оси экструзии. Отсасывающее устройство содержит центральную отсасывающую трубу, установленную в канале для расплава, а также вытяжные каналы для частичных потоков, примыкающие к центральной отсасывающей трубе в направлении откачивания и выходящие изнутри экструзионного инструмента наружу. Экструзионный инструмент содержит спиральный распределитель. Вытяжные каналы для частичных потоков проходят в сервисных отверстиях, предусмотренных в спиральном распределителе. Изобретение обеспечивает повышение качества изготавливаемых изделий. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области полимерных промежуточных листов для многослойных стеклопанелей и касается систем, способов и аппаратов для прямого тиснения листа полимерного расплава. Предложен непрерывный, одностадийный блок тиснения, состоящий из двух гравированных валков с управляемой температурой, который расположен непосредственно после экструзионной головки в процессе изготовления многослойных ламинированных стеклопанелей и который обеспечивает возможность двойного одновременного тиснения обеих сторон листа полимерного расплава. Также раскрыт тисненый полимерный промежуточный лист с первой стороной, второй стороной и тисненой поверхностью на по меньшей мере одной из сторон с шероховатостью поверхности Rz от 10 до 90 мкм на тисненой поверхности, устойчивостью более чем 95% при испытании при 100°С в течение пяти минут и способностью удерживать тисненую поверхность более чем 70% при испытании при 140°С в течение пяти минут. Изобретение обеспечивает создание полимерного промежуточного листа с повышенной устойчивостью, повышенными значениями способности удерживать тиснение, пониженной степенью крапчатости и пониженными значениями усилия отлипания при слипании штабеля. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл.
Наверх