ФИЛЬЕРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Полезная модель относится к переработке термопластичных полимерных материалов и может быть использована в отраслях промышленности, где применяется процесс экструзии, в том числе для формования и гранулирования экструдата.
Известно изобретение, относящееся к оборудованию для экструзии и грануляции пластмасс, представляющее собой фильеру гранулятора пластмасс, содержащую стальной корпус и соединенную с ним рабочую часть. Рабочая часть выполнена в виде набора твердосплавных элементов с формующими каналами, диаметр гранул калибруется формующим отверстием последней составной части. При необходимости изменения диаметра гранул добавляется или убирается одна или несколько составных частей (Патент РФ №2 313 454, МПК В29В 9/06 (2006.01), Заявка 2006119382/12, от 02.06.2006. Опубликовано: 27.12.2007) [1].
Недостатком устройства является невозможность контролировать и поддерживать температуру материала, проходящего по каналам составных частей фильеры, что вызывает ухудшение качества полимерного материала и налипание охлажденного или перегретого материала на стенки канала, а также уменьшает диапазон технологического процесса для производства того или иного продукта.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство, представляющее собой фильеру, содержащую сужающуюся в направлении движения материала полость, образованную наклонными стенками фильеры. Стенки ее сопряжены с рабочей зоной фильеры, при этом наклонные стенки расположены под углом к ее оси, образуя подготовительную зону фильеры, а на выходе из фильеры полимерная масса поступает в насадку, которая выполнена в виде цилиндра. Внутренняя поверхность насадки отшлифована, например, с классом точности 2,5, что способствует скольжению потока материала без разрушения поверхности. Снаружи насадка покрыта термоизоляционным слоем, что снижает потери тепла в окружающую среду (Патент РФ №89 019, МПК В29С 55/30 (2006.01), Заявка 2009104718/22, от 11.02.2009. Опубликовано: 27.11.2009) [2].
Недостаток прототипа заключается в отсутствии возможности активного контроля и управления температурой материала, проходящего через фильеру, что негативно сказывается на переработке материалов с узким диапазоном рабочих температур и может приводить к потере качества и технологических свойств изделий из полимерных материалов.
Технической задачей полезной модели является создании конструкции, позволяющей стабилизировать качество выпускаемой продукции за счет контроля и управления температурой экструдируемого полимерного материала перед выходом из фильеры.
Поставленная задача решается за счет фильеры для формования полимерных композиций, содержащей корпус и выполненную в нем, сужающуюся в направлении движения материала полость, сопряженную подготовительной зоной с рабочей зоной, выполненной в виде насадки, причем насадка выполнена в виде цилиндра, в центральном отверстии которого размещена рабочая зона, а в охватывающем рабочую зону участке насадки дополнительно выполнена термостатирующая полость, имеющая прямоугольное сечение в продольной плоскости и кольцевое в поперечной, сообщающаяся с двумя радиальными отверстиями с резьбой для размещения штуцеров для подачи и отвода теплоносителя, при этом торцевая поверхность насадки, противоположная корпусу фильеры, снабжена герметичной крышкой.
Предлагаемая конструкция фильеры обеспечивает уменьшение времени протекания реакции сырья полимерного материала в ходе экструзии путем принужденного охлаждения или нагрева в зависимости от технологического процесса, что позволяет уменьшить количество таких производственных операций, как погружное охлаждение после экструзии или дополнительный нагрев, из чего следует удешевление производства, а также уменьшение количества рабочих элементов.
Фильера для формования полимерных композиций показана на фиг 1 и 2.
Заявленное устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, содержащего сужающуюся в направлении движения полимерного материала, подготовительную зону 2, которая образована внутренними наклонными стенками 3. Полость 2 сопряжена с рабочей зоной 4 фильеры, отшлифованной, например с классом точности 2,5, и выполненной в виде цилиндрического канала, который переходит во внутренний канал 5 цилиндрической насадки 6 с термостатирующей полостью 7, имеющей прямоугольное сечение в продольной плоскости и кольцевое в поперечной. На участке насадки охватывающем полость 7 радиально выполнены два отверстия с резьбой, в которых расположены штуцеры 8, сообщающиеся с фрезерованной полостью 7. Со стороны выходного отверстия 9 фильеры на насадку 6 установлена съемная крышка 10, для крепления которой насадка 6 имеет крепежные отверстия с резьбой 11. Для крепления к экструдеру фильера имеет крепежные отверстия фильеры 12.
Устройство работает следующим образом. Расплав полимерного материала, поступая в фильеру, проходит через подготовительную зону 2, образованную наклонными стенками 3, сопряженными с рабочей зоной 4, проходит по рабочей зоне 4 и поступает в кожух 6, в стенке которого имеется термостатирущая полость 7, сообщающаяся с двумя штуцерами 8, радиально расположенными на внешней стенке кожуха 6. Один штуцер 8 служит для подачи, а второй для отвода теплоносителя, в роли которого могут выступать жидкости или газы различной температуры, в зависимости от требований технологического процесса. Со стороны стенок внутреннего канала 5 на продукт экструзии радиально происходит температурное воздействие (охлаждение или нагревание), зависящее от технологии производства, что влияет на протекание химической реакции веществ полимерного материала и его физические характеристики, качество и свойства получаемого продукта. Для крепления к экструдеру в корпусе 1 фильеры предусмотрены крепежные отверстия фильеры 12. Кожух имеет съемную крышку 10, которая закрепляется со стороны выходного отверстия 9 фильеры в крепежных отверстиях с резьбой 11.
Предлагаемая конструкция позволяет стабилизировать качество получаемой продукции путем терморегуляции в зависимости от требований технологического процесса, снизить потери на некондиционную продукцию, получать изделия с большим или малым коэффициентом вспенивания и расширить ассортимент перерабатываемых материалов благодаря контролю и управлению температурой полимерного материала перед выходом из фильеры.
Литература
1. Патент РФ №2 313 454, МПК В29В 9/06 (2006.01), Заявка 2006119382/12, от 02.06.2006. Опубликовано: 27.12.2007.
2. Патент РФ №89 019, МПК В29С 55/30 (2006.01), Заявка 2009104718/22, от 11.02.2009. Опубликовано: 27.11.2009.