ГОЛОВКА ЭКСТРУДЕРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ТРУБ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к экструзионным устройствам для изготовления труб, трубчатых заготовок и рукавных пленок и может быть использована в отраслях промышленности, применяющих экструзию.
Для нанесения на провода и кабели полимерного материала методом экструзии применяются угловые экструзионные головки. В дорне головки выполнено сквозное отверстие, через которое подается провод 3, на который предстоит нанести покрытие из полимера, кроме того, в дорне размещен легко снимающийся наконечник, играющий роль направляющего для провода. Расплав полимера поступает в расширяющийся конический зазор, образуемый дорном и корпусом, откуда через сужающийся конический канал попадает в оформляющий кольцевой зазор между внутренней стенкой цилиндрического отверстия в мундштуке и наружной поверхностью провода. Готовое изделие отбирается тянущим устройством агрегата. Внешний диаметр полимерного покрытия на проводе определяется диаметром отверстия в мундштуке, который крепится к корпусу с помощью накидной втулки, а необходимая температура головки обеспечивается электронагревателями, охватывающими корпус (Ким B.C. Теория и практика экструзии полимеров. Москва, изд-во «Химия Колос С», 2005 г., стр.460-461) - [1].
Известен экструдер для переработки термопластичных материалов (варианты) по патенту №2241598, В 29 С 47/12, 47/20, опубл. 2004.12.10 - [2]. Экструдер содержит корпус, цилиндрический дорн, формующую головку, полый шнек для крепления дорна. Полый шнек содержит трубку для подачи начинки и насаженный на нее распределитель с каналами, контактирующий с торцевой поверхностью шнека. По первому варианту дорн снабжен распределительной системой каналов в цилиндрической и
конической частях, диаметр которых уменьшается по ходу движения продукта. На поверхности конической части выполнены чередующиеся канавки и выступы дугообразной формы. В выступах расположены выходные отверстия каналов, соединяющих внутреннюю часть дорна с его наружной поверхностью. По второму варианту распределительная система каналов расположена только в цилиндрической части дорна. Зазор между дорном и корпусом в конических частях дорна постоянен, а в цилиндрической его части имеет большое значение. По третьему варианту дорн снабжен мелкой винтовой нарезкой на наружной цилиндрической поверхности, которая может быть как правосторонней, так и левосторонней. По четвертому варианту цилиндрическая часть дорна выполнена в виде многогранника с эксцентриситетом. Здесь обеспечивается расширение области применения и технологических возможностей экструдера, снижение затрат на его эксплуатацию, расширение ассортимента выпускаемой продукции.
Известна пластмассовая труба, способ ее изготовления и способ соединения пластмассовых труб по патенту №2165047, МПК F 16 L 9/12, опубл. 2001.04.10 - [3]. Способ изготовления пластмассовой трубы включает совместное (бипрофильное) выдавливание из головки экструдера расплавленных пластмассовых материалов, из которых формируются внутренняя труба и наружный защитный слой, приведение расплавленных пластмассовых материалов в контакт в неостывшем состоянии и предоставление им возможности остывать в естественных условиях таким образом, что после остывания наружный защитный слой может быть отслоен от внутренней трубы по крайней мере на концах трубы. Обнажаемая поверхность внутренней трубы становится пригодной для выполнения сварки путем расплавления с помощью электрического тока. В результате достигается наиболее выгодное сочетание механической прочности и защищенности от условий окружающей среды.
Известно формующее устройство экструдера, которое используется при переработке термопластичных материалов (Патент №2185286. Формующее устройство экструдера. МПК В 29 С 47/22, 47/12, опубл. 2002.07.20) - [4]. Формующее устройство содержит рабочую камеру экструдера и экструзионную головку, состоящую из матрицы с каналами, дорна и диска с отверстиями, который установлен с возможностью поворота. В предматричной зоне рабочей камеры экструдера по направляющим установлен конусообразный обтекатель, контактирующий с дорном, который имеет возможность кругового перемещения в матрице с образованием различного проходного сечения овальных формующих каналов. Изобретение обеспечивает стабилизацию давления в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса в ходе экструдирования различного исходного сырья.
Известно экструзионное устройство и способ изготовления пластиковых полых профилей, по меньшей мере, с одной заполненной пеной полой камерой по патенту №2243094, МПК В 29 С 44/22, В 29 С 67/20, В 29 С 47/90, В 29 С 47/06, опубл. 2004.12.27 - [5]. Устройство содержит экструдер для приготовления и подачи полимерного расплава, соединенную с экструдером профильную головку и, по меньшей мере, одно вспенивающее копье. Профильная головка содержит профильное сопло с, по меньшей мере, одним профильным участком. Вспенивающее копье расположено, по меньшей мере, частично внутри заканчивающегося на профильном сопле кольцевого канала для расплава и коаксиально направлению отвода выходящего из профильного сопла пластикового полого профиля. Профильная головка выполнена в виде пистолета с рукояткой и стволом. Рукоятка имеет канал для подачи расплава, присоединяемый к выходному отверстию для расплава экструдера и заканчивающийся в радиальном распределительном канале для расплава, охватывающем направляющий канал для копья. Ствол имеет кольцевой канал для расплава, проходящий от радиального распределительного
канала для расплава к профильному соплу, и направляющий канал для копья, проходящий непрерывно от входного отверстия для копья к профильному соплу. Направляющая ось копья и направляющая пластикового полого профиля в охлаждающе-калибровочном устройстве наклонены вниз относительно горизонтали в направлении отвода под углом α=1-10°.
Изобретение по патенту №2254995, В 29 С 47/22, В 29 С 47/08, В 29 С 49/04, опубл. 2005.06.27 - [6] относится к экструзионной головке для изготовления пластмассового рукавного или трубчатого жгута, а также к экструзионно-раздувной машине, оборудованной экструзионной головкой в соответствии с изобретением. Экструзионная головка соединена с выходом экструдера и имеет сопловый механизм, содержащий дорн и кольцевое сопло, ограничивающие проходную щель. Диаметр отверстия проходной щели может регулироваться с помощью управляемого исполнительным приводом осевого относительного перемещения между дорном и кольцевым соплом. Экструзионная головка содержит подвесную часть и соединенную с ней с возможностью отсоединения экструзионную часть, которая имеет все подсоединения и проточные каналы для экструдируемой пластмассы. Сопловый механизм размещен в экструзионной части головки. Исполнительный привод установлен на подвесной части экструзионной головки и может с возможностью отсоединения присоединяться к дорну или кольцевому соплу.
Известна прямоточная головка экструдера для получения трубчатой заготовки - [1, стр.446-447], содержащая разъемный корпус с расширяющимся и сужающимся участками, дорнодержатель с каналом для прохода формуемой смеси, дорн, закрепленный с дорнодержателем наконечником, мундштук, при этом наконечник с расширяющейся частью корпуса, часть дорна с сужающейся частью корпуса и канал дорнодержателя образуют канал подачи формуемой смеси, а выходная часть дорна с мундштуком образует формующий канал, сообщенный с
каналом подачи формуемой смеси. Головка в собранном виде с помощью резьбового наконечника крепится к фланцу материального цилиндра экструдера. Необходимая температура головки обеспечивается электронагревателями, а сжатый воздух, необходимый для калибровки трубы, подается во внутреннюю полость трубчатой заготовки.
Известная головка позволяет получить только одну трубу определенного диаметра. Регулируя кольцевой зазор в мундштуке, можно получать трубы разных диаметров.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в расширении технологических возможностей головки экструдера, путем получения одновременно двух и более труб.
Технический результат (вариант 1) достигается тем, что в головке экструдера для формования труб с каналом подачи формуемой смеси и сообщенным с ним формующим каналом, новым является то, что она имеет, по меньшей мере, два формующих канала, сообщенных с каналом подачи формуемой смеси, а в каждой стенке, разделяющей каналы, со стороны выходного сечения выполнена, по меньшей мере, одна сквозная продольная прорезь, соединяющая эти каналы.
В головке экструдера формующие каналы расположены коаксиально относительно друг друга, или параллельно относительно друг друга, при этом параллельно расположенные формующие каналы могут быть охвачены, по меньшей мере, одним формующим каналом.
Технический результат (вариант 2) достигается тем, в головке экструдера для формования труб с каналом подачи формуемой смеси и сообщенным с ним формующим каналом, новым является то, что она имеет, по меньшей мере, два формующих канала, сообщенных с каналом подачи формуемой смеси, а в каждой стенке, разделяющей каналы, со стороны выходного сечения выполнена, по меньшей мере, одна сквозная
продольная прорезь, соединяющая эти каналы, а между прорезями - по меньшей мере, один канал для подачи пенообразующего вещества.
Технический результат (вариант 3) достигается тем, что в головке экструдера для формования труб с каналом подачи формуемой смеси и сообщенным с ним формующим каналом, новым является то, что она имеет, по меньшей мере, два формующих канала, сообщенных с каналом подачи формуемой смеси, а в каждой стенке, разделяющей каналы, со стороны выходного сечения выполнен, по меньшей мере, один канал для подачи пенообразующего вещества.
По второму и третьему вариантам в головке экструдера формующие каналы расположены коаксиально относительно друг друга. Кроме того, по третьему варианту формующие каналы могут быть расположены параллельно друг другу и охвачены, по меньшей мере, одним формующим каналом.
Сущность полезной модели поясняется на Фиг.1-Фиг.7, где:
Фиг.1 - продольный разрез головки экструдера с коаксиальным расположением формующих каналов.
Фиг.2 - фрагмент продольного разреза головки экструдера с каналом подачи пенообразующего вещества (вид А).
Фиг.3 - вид спереди головки экструдера с коаксиальным расположением формующих каналов с прорезями в разделительных стенках.
Фиг.4 - вид спереди головки экструдера с коаксиальным расположением формующих каналов с прорезями и с каналами подачи пенообразующего вещества в разделительных стенках.
Фиг.5 - вид спереди головки экструдера с коаксиальным расположением формующих каналов и с каналами подачи пенообразующего вещества в разделительных стенках.
Фиг.6 - вид спереди головки экструдера с параллельным расположением формующих каналов.
Фиг.7 - вид спереди головки экструдера с параллельно расположенными формующими каналами, охваченными формующим каналом.
Здесь: 1 - корпус; 2 - дорнодержатель; 3 - дорн; 4 - наконечник; 5 -мундштук; 6 - разделительная стенка (втулка); 7 - канал подачи формуемой смеси; 8 - формующие каналы; 9 - прорези; 10 - нагреватель; 11 - канал подачи охлаждающего воздуха; 12 - фланец; 13 - регулировочные болты; 14 - резьбовой наконечник для крепления головки к экструдеру; 15 - канал подачи пенообразующего теплоизолирующего вещества.
Головка экструдера (фиг.1) содержит разъемный корпус 1 с расширяющимся и сужающимся участками, дорнодержатель 2 с каналом для прохода формуемой смеси, дорн 3, закрепленный с дорнодержателем 2 наконечником 4, имеющим обтекаемую форму для уменьшения гидравлического сопротивления и ликвидации застойных зон, и мундштук 5. Наконечник 4 с расширяющейся частью корпуса 1, канал дорнодержателя 2 и входная часть дорна 3 с сужающейся частью корпуса 1 образуют канал подачи формуемой смеси 7. Выходная часть дорна 3 с внутренней поверхностью разделительной стенки, в качестве которой используется разделительная втулка 6, и наружная поверхность разделительной втулки 6 с мундштуком 5 образуют формующие каналы 8, сообщенные с каналом подачи формуемой смеси 7. В разделительной втулке 6 со стороны выходного сечения головки выполнены сквозные прорези 9 для соединения формующих каналов 8 (фиг.3). Ширина прорезей 9 определяется заданной шириной ребер, соединяющих внутреннюю и наружную трубы, выходящие из формующих каналов 8, а длина прорезей 9 определяется из условия качественного смешивания формующей смеси по ее длине. Разделительная втулка 6 крепится к дорну во входном сечении формующих каналов 8 при помощи, например, хорошо обтекаемых радиальных стоек. Головка в собранном виде с помощью резьбового наконечника 14 крепится к экструдеру. Необходимая температура головки
обеспечивается электронагревателями 10, сжатый воздух, необходимый для калибровки труб, подается во внутреннюю полость трубчатых заготовок через штуцер 11. Мундштук 5 крепится к корпусу 1 с помощью фланца 12 регулировочными болтами 13 с возможностью регулировки кольцевого зазора на выходе формующих каналов 8. Головка экструдера имеет два формующих канала 8, сообщенных с каналом подачи формуемой смеси 7 для получения двух труб, расположенных труба в трубе и соединенных между собой продольными ребрами, полученными с помощью прорезей 9.
Головка экструдера может иметь три и более формующих канала 8 сообщенных с каналом подачи формуемой смеси 7 для получения трех и более труб, расположенных труба в трубе и соединенных между собой продольными ребрами. Для этого между дорном 3 и мундштуком 5 расположены, по меньшей мере, две разделительные втулки 6, образующие между собой и мундштуком 5 формующие каналы 8, а сквозные прорези 9 в разделительных втулках 6, со стороны выходного сечения головки соединяют эти каналы в местах образования продольных ребер, соединяющих получаемые трубы между собой, образуя единую конструкцию «труба в трубе».
Головка экструдера (фиг.6) имеет два и более формующих канала 8, расположенных параллельно друг другу, сообщенных с каналом подачи формуемой смеси 7 для получения двух и более труб, расположенных параллельно друг другу и соединенных между собой продольными ребрами, полученными посредством прорезей 9.
Головка экструдера (фиг.7) имеет два формующих канала 8, расположенных параллельно друг другу, охваченных одним формующим каналом 8, все каналы 8 сообщены с каналом подачи формуемой смеси 7 для получения двух и более труб параллельных друг другу и расположенных внутри единой трубы, при этом все трубы соединены
между собой продольными ребрами, полученными посредством прорезей 9, образуя единую конструкцию.
Формуемая смесь поступает в канал подачи 7, из которого распределяется по формующим каналам 8. Получаемые на выходе каналов 8 трубы соединены между собой продольными ребрами, формуемыми с помощью продольных прорезей 9, соединяющих на выходе формующие каналы 8.
По второму варианту в головке экструдера для формования труб (фиг.2, 4) между прорезями 9 в разделительной стенке 6 выполнен, по меньшей мере, один канал 15 для подачи пенообразующего вещества. Пенообразующее вещество заполняет зазор между формуемыми коаксиально расположенными относительно друг друга трубами, осуществляя их теплоизоляцию.
По третьему варианту в головке экструдера для формования труб (фиг.2, 5) в каждой стенке 6, разделяющей каналы 8, со стороны выходного сечения выполнен, по меньшей мере, один канал 15 для подачи пенообразующего вещества, которое заполняет зазор между формуемыми трубами, осуществляя теплоизоляцию и одновременно определяя их взаимное расположение.
Таким образом, с помощью предлагаемой головки экструдера можно получить комплекты труб разнообразной конфигурации в виде единой конструкции.