ДВУХКАНАЛЬНАЯ ЭКСТРУЗИОННАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ РЕЙКИ
TWO-CHANNEL EXTRUSION HEAD FOR MAKING POLYMER COMPOSITE PROFILE BAR

Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий из полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для производства профильных реек.
Известна конструкция экструзионной головки для изготовления профильных изделий, содержащая корпус, профилирующую планку, обойму, в которой запрессованы полуцилиндрические секции, имеющие различные фасонные проточки и совмещенные с помощью пазов и выступов, которые образуют формующую втулку с профильным каналом головки [а.с. СССР №171393, МКИ B29C 47/14, 07.03.1962].
Недостаток данного устройства - отсутствие системы охлаждения полуцилиндрических секций, что снижает качество изготавливаемых профильных изделий.
Так как в экструзионной головке имеется один формующий канал, из которого экструдируется один профиль, то, соответственно, и низка производительность головки.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерных профильных изделий, содержащая корпус, выполненный разъемным с системой охлаждения и расположенными в нем вкладышами. Вкладыши образуют между собой формующую щель профильного сечения, состоящую из двух формующих каналов, сообщающихся с питающим каналом и заключенных между профильным и плоским участками вкладышей [а.с. СССР №148899, МКИ B29C 47/12, 01.01.1967, прототип).
Недостатком известной экструзионной головки является отсутствие возможности регулирования скоростей экструдата по поперечному сечению при истечении из формующего канала, что может привести к искажению формы и ухудшению качества экструдируемого изделия.
Изобретение направлено на решение задач увеличения производительности выпуска изделий и повышения качества экструдируемых профильных реек.
Указанные задачи решаются за счет того, что двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной профильной рейки содержит корпус, выполненный разъемным, состоящий из четырех секций. В центре между двух секций предусмотрено углубление для циркуляции охлаждающей жидкости, при этом секции образуют между собой два формующих канала, сообщающихся с питающим каналом. Формующие каналы выполнены профильного сечения с симметрично расположенными в них тремя проточками в нижней части канала, двумя эллипсоидными и одним треугольным выступами в верхней части канала, которые образуют верхнюю поверхность по краям с наклонными прямыми, соответствующими сторонам треугольного выступа.
Технический результат, обеспечиваемый двухканальной экструзионной головкой для изготовления полимерной профильной рейки, выражается в увеличении производительности и улучшении качества профильной рейки, благодаря выбору оптимальной геометрии поперечного сечения формующих каналов.
Выбор оптимальной геометрии поперечного сечения формующих каналов осуществляется за счет согласованного расположения секций с симметрично расположенными в них тремя проточками в нижней части канала, двумя эллипсоидными и одним треугольным выступами в верхней части канала, которые образуют верхнюю поверхность по краям с наклонными прямыми, соответствующими сторонам треугольного выступа.
Подбирая конструктивно значения вышеуказанных параметров пазов, добиваются равномерного распределения скоростей во всех точках поперечного сечения экструдируемого изделия, уменьшая тем самым остаточные сдвиговые напряжения, исключая неравномерный выход экструдата и коробление изготавливаемого изделия.
Этим обеспечивается большая размерная точность и качество экструдируемой профильной рейки.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 изображен поперечный разрез двухканальной экструзионной головки для изготовления полимерной профильной рейки; на фиг.2 - поперечное сечение получаемой профильной рейки.
Двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной профильной рейки в соответствии с фиг.1 содержит разъемный корпус, состоящий из четырех секций 1, 2, 3, 4, в котором расположены формующие каналы 5, заключенные между секциями 1 и 2, 3 и 4 с тремя проточками 6 внизу, двумя эллипсоидными выступами 7 и одним треугольным выступом 8, с формообразующей верхней поверхностью по краям с наклонными прямыми 9, соответствующими сторонам треугольного выступа 8. Между секциями 2 и 4 выполнено углубление 10 для циркуляции охлаждающей жидкости с патрубком 11. Все четыре секции корпуса соединяются между собой болтами 12.
Присоединение экструзионной головки к экструдеру (не показано)
На фиг.2 представлено поперечное сечение полимерной профильной рейки, где показаны три выступа, образованных проточками 6 внизу, два эллипсоидных выступа 7 и одно треугольное углубление, образованное треугольным выступом 8 вверху изделия.
Двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной профильной рейки с эллипсоидными и треугольным выступами работает следующим образом.
Расплав полимера, нагнетаемый шнеком экструдера, попадает в питающий канал, далее в формующие каналы 5.
Формующие каналы 5 придают расплаву полимера форму в виде профильной рейки с эллипсоидными и треугольным выступами в соответствии с фиг.2 при помощи секций 1-4. Секции корпуса 1-4 изготовлены из стали 45 с высоким классом Ra 0,8 чистоты поверхности соприкосновения, что позволяет при совмещении секций 1-4 получать при сборке цельные без малейших зазоров формующие каналы 5, при продавливании через которые струи расплава полимера на поверхности профильной рейки не образуется следов от мест соединения деталей, профильная рейка выходит из формующего канала 5 с глянцевой поверхностью с высоким классом чистоты.
Между секциями 2 и 4 предусмотрено углубление 10 для циркуляции охлаждающей жидкости хладагента через патрубок 11 в систему охлаждения экструдируемой профильной рейки через формующие каналы 5.
Предлагаемое изобретение полезно при производстве профильной рейки, которая будет использоваться для облицовки стен помещений.
Экспериментальный исследования проводились на опытной установке с экструдером АТЛ-45, имеющим шнек диаметром 45 мм и длиной 1125 мм.
Экструзионная головка имела следующие размеры: ширина корпуса 240 мм, длина 300 мм, высота 210 мм, длина формующих каналов 220 мм.
На указанной экструзионной головке получали профильную рейку из полипропилена марки 01003 ТУ 2211-020-0020-3521-96 шириной 100 мм, толщина по выступам 13 мм, по впадинам толщина составляет 5 мм, глубина нижних проточек рейки 4 мм.
Оптимальный режим экструзии при температуре в пределах 468-478 К и создаваемом давлении экструзии в пределах 4,0-4,5 МПа.
Предлагаемая двухканальная экструзионная головка для изготовления полимерной профильной рейки позволяет увеличить производительность и улучшить качество профильной рейки.