УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ПРОФИЛЕЙ
DEVICE TO COOL DOWN PLASTIC SECTIONS

Изобретение относится к области переработки полимерных термопластичных материалов, в частности к устройствам для экструзии профилей, в том числе полосовых или ленточных заготовок, а также и рукавов, и предназначено для их охлаждения в процессе изготовления на стадии выхода готовой продукции.
Из уровня техники известно устройство для охлаждения рукавной пленки, изготавливаемой экструзией через кольцевую щель раздувом рукава вверх, включающее в себя экструзионную головку, кольцевой ороситель для подачи воды к наружной поверхности рукава и средство для приема воды, стекающей по рукаву вниз, при этом средство для приема воды выполнено в виде ванны, установленной на головке через термоизоляционное кольцо, охватывающее своим внутренним коническим отверстием кольцевую щель. Кольцо выполнено из фторопласта (см. патент РФ на изобретение №2363581 «Устройство для охлаждения рукавной пленки», дата подачи 11.01.2008 г., опубликовано 10.08.2009 г.).
Известна установка для изготовления сетчатых труб из полимерного термопластичного материала, содержащая экструдер с экструзионной головкой, формообразующее устройство, калибр, охладитель, тянущее устройство и ножницы для отрезки трубы, при этом калибр размещен на стержне на расстоянии от торца головки, состоит из участка переменного сечения, расширяющегося в направлении движения трубы и участка постоянного сечения, соответствующего форме трубы, охладитель состоит из двух емкостей, расположенных концентрично калибру, причем первая кольцевая емкость закреплена поблизости от фильеры и имеет патрубок для ввода первой охлаждающей среды и распределенные по части ее поверхности отверстия или щели для вывода струй в направлении к трубе, а вторая емкость расположена концентрично участку калибра с постоянным сечением и имеет входной патрубок для ввода второй охлаждающей среды и выходные отверстия или щели, распределенные в стене емкости, обращенной к трубе. Экструдируемую трубу охлаждают вначале воздухом от температуры плавления до температуры размягчения на участке от образования узлов сетки до окончания конического участка калибра, а затем ее охлаждают водой или паровоздушной смесью до температуры затвердевания материала на участке калибра с постоянным сечением (см. патент РФ на изобретение №2306223 «Установка и способ для изготовления сетчатой трубы», дата подачи 02.02.2006 г., опубликовано 20.09.2007 г.).
Известно устройство для калибровки и охлаждения пластмассовых профилей, подключенное за экструдером и состоящее из вакуумной емкости, заполненной протекающим охлаждающим средством, например водой, и нескольких расположенных друг за другом калибраторов, так называемых дисковых элементов для пластмассового профиля, протягиваемого через устройство посредством включенного за ним тягового механизма, при этом дисковые элементы (SE) состоят из нескольких сегментов (S1-S5), имеющих охлаждающие каналы (2), проходящие под углом к оси экструзии, ширина в свету которых выбрана такой, чтобы они перекрывались внутри одного элемента (SE) от входа до выхода профиля по продольной оси на величину (В'), а перед профильным входом в дисковые элементы расположена распыливающая рама (4), оставляющая узкий зазор для отвода профиля и каждый дисковый элемент (SE) зафиксирован посредством призматических шпонок (1a, 1b), действующих ступенчато и юстируемых по отдельности. Распыливающая рама (4) имеет отдельный подвод (4в) для воды, подаваемой под давлением, и кольцевой канал (4а), обрамляющий вход для профиля в дисковом элементе (SE) и соединенный со входом для профиля в дисковом элементе (SE) и с вакуумной емкостью (7) узким водонаправляющим зазором (3), в то время как сама распиливающая рама (4) жестко смонтирована на дисковом элементе (SE) (см. патент РФ на изобретение №2145545 «Устройство для калибровки и охлаждения пластмассовых профилей», дата подачи 10.02.1998 г., опубликовано 20.02.2000 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является формовочное устройство для формирования трубы, содержащее экструдер, экструзионную головку, охлаждающую заглушку и подвижные формовочные блоки, ограничивающие наружную поверхность указанной трубы с двойным стенками, причем охлаждающая заглушка прикреплена с возможностью регулировки к экструзионной головке с помощью регулировочного механизма для смещения указанной заглушки относительно торца экструзионной головки, при этом регулировочный механизм выполнен с возможностью работы во время формовки трубы с обеспечением регулирования центровки указанной охлаждающей заглушки с указанными формовочными блоками независимо от положения экструзионной головки. Охлаждающая заглушка на своем конце имеет коническую переходную поверхность, расположенную смежно с экструзионной головкой и образующую переходный путь для потока пластмассы с обеспечением компенсации любого сдвига продольной оси охлаждающей заглушки относительно продольной оси экструзионной головки, при этом открытый конец конической переходной поверхности имеет такие размеры, что он остается в пределах окружности поперечного сечения экструзионной головки в месте соединения экструзионной головки и охлаждающей заглушки с обеспечением компенсации максимального сдвига продольной оси охлаждающей заглушки относительно экструзионной головки. Коническая охлаждающая заглушка имеет коническую переходную поверхность, расположенную смежно с торцом экструзионной головки и распределяющую пластмассу от экструзионной головки к более широкой части корпуса охлаждающей заглушки (см. заявка на изобретение №2009140833 «Центрируемая охлаждающая заглушка для экструдера», дата подачи 31.03.2008, дата публикации заявки 20.06.2011 г., заявка РСТ СА 2008/000528 20080331, публикация РСТ WO 2008/13485120081113).
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, а также повышение качества готовой продукции за счет более быстрого и полного охлаждения изделия, обеспечения точности размеров и понижение шероховатости поверхности.
Заявляемый результат достигается тем, что устройство для охлаждения пластмассовых профилей включает экструдер с формовочным устройством, на котором закреплена охлаждающая насадка, имеющая коническую поверхность, расположенную смежно с формующим устройством и соразмерную его поперечному сечению, причем охлаждающая насадка состоит из корпуса в виде усеченного конуса, изготовленного заодно с кольцом и снабженного крышкой, при этом в кольце выполнены коническая поверхность, расположенная смежно с формующим устройством, и каналы, служащие для подвода и отвода охлаждающего средства из полости, образованной в месте соединения корпуса, кольца и крышки, открытый конец корпуса расширяется в сторону выхода потока пластмассы.
В качестве охлаждающего средства используют воду.
В качестве пластмассовых профилей получают полосовые, ленточные или рукавные заготовки.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где
Фиг.1 - вид сбоку устройства для охлаждения пластмассовых профилей;
Фиг.2 - вид сверху устройства для охлаждения пластмассовых профилей;
Фиг.3 - разрез А-А на фиг.1;
Фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1.
Заявляемая конструкция представляет собой насадку, размещаемую соосно продольной оси экструдера на торце формовочного устройства. Насадка состоит из корпуса 1, выполненного заодно с кольцом 2 и снабженного крышкой 3 в виде обода. Корпус 1 и внутренние поверхности кольца 2 выполнены в виде усеченного конуса, при этом открытый конец корпуса 1 расширяется в сторону выхода потока пластмассы из экструдера, а более широкий участок конусной поверхности кольца 2 прилегает к торцу формующего устройства и соразмерен его поперечному сечению в месте соединения. Узкие участки конических поверхностей корпуса 1 и кольца 2 совпадают с образованием переходной поверхности. В корпусе 1 и крышке 3 выполнены пазы 4 и 5, служащие для укладки в них уплотнительного шнура (на чертеже не показан).
Крышка 3 соединена с кольцом 2 посредством крепежных элементов 6.1-6.n, например, болтовых соединений, в свою очередь, кольцо закреплено на торцовой поверхности формующего устройства экструдера с помощью крепежных элементов 7.1-7.n, например шпилек.
В кольце 2 выполнены каналы 8.1 и 8.2, один из которых предназначен для подвода охлаждающего средства, в частности воды, другой - для отвода нагретого средства из полости 9, образованной в месте соединения корпуса 1, кольца 2 и крышки 3. Каналы оснащены штуцерами, к которым присоединяются патрубки (на чертеже не показаны), как правило, выполненные из эластичного материала, например, в виде шлангов и служащие для подвода и отвода охлаждающего средства. Патрубки подключены соответственно к устройствам нагнетания и отвода охлаждающего средства. Осуществляется постоянная циркуляция охлаждающего средства.
Насадка выполнена из металла, преимущественно, алюминия, обладающего легкостью, высокой тепло- и электропроводностью, а также значительной стойкостью к коррозии за счет быстрого образования прочных оксидных пленок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.
Сущность изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.
При протягивании через формующее устройство пластмассовый профиль или рукав, выполненный из термопластичной массы, а именно из экструдированного полистирола, проходит через установленную на выходном торце формующего устройства насадку, при этом пластмасса, расширяясь, прилегает к охлажденной за счет поступления охлаждающего средства поверхности корпуса, и охлаждается до температуры затвердевания материала.
Температура охлаждающего средства, используемого для охлаждения, зависит от применяемого термопластичного материала, из которого изготавливают изделие.
Благодаря заявляемому изобретению обеспечивается стабильная экструзия пластмассовых профилей, в том числе полых, а также повышается качество готовой продукции и точность ее размеров за счет быстрого и полного охлаждения.