УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕЗУЗЕЛКОВОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СЕТКИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области переработки полимерных материалов, а именно к оборудованию для изготовления сетчатого полимерного материала, и позволяет получать сетчатый материал с определенными типоразмерами и требованиями к параметрам и свойствам.
Сетчатый полимерный материал может быть также использован для производства наноструктурированных пористых полимерных материалов (мембран) и фильтрующих модулей на их основе, для процессов разделения жидких сред в различных отраслях промышленности и социальной сфере.
Уровень техники
Известно устройство для получения неоднородного полимерного сетчатого материала (патент РФ на изобретение №2104156), содержащее штамп, включающий первую и вторую части, имеющие поверхности, находящиеся во взаимном скольжении в области средства для выдавливания материала, расположенного вокруг продольной оси штампа и, по меньшей мере, частично ограниченного первой частью штампа, приводной механизм для приведения в относительное движение частей штампа и придания при этом второй его части раскачивающего движения вдоль, по меньшей мере, части кругового пути вокруг продольной оси, тем самым периодически влияя на выход выдавленного продукта из каждой секции средства для выдавливания.
Недостатком известного устройства для получения полимерного сетчатого материала является достаточно сложное конструктивное решение устройства и в целом, и его технического приспособления - штампа для выдавливания полимерных нитей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному устройству - прототип - является технологическая линия для получения сетчатого полимерного материала (патент РФ на полезную модель №68504, опубл. 27.11.2007), содержащая секцию экструзии, включающую устройство смешения, вакуумзагрузчик, экструдер с экструзионной головкой, содержащей внутренний и внешний инструменты, установленные с возможностью взаимного углового перемещения и которые имеют фильеры, секцию формирования сетчатого материала, включающую приемно-калибрующий барабан, расположенный на расстоянии 100-130 мм от фильер, средство охлаждения формируемого сетчатого материала, устройство вытяжки сетчатого материала, и возможно, устройство разрезки сетки, фильеры на внутреннем и внешнем формующих инструментах экструзионной головки и приемно-калибрующий барабан расположены соосно, приемно-калибрующий барабан расположен на расстоянии 100-130 мм от фильер.
Недостатком известного устройства является достаточно сложная конструкция устройства, которая не в полной мере обеспечивает необходимую плоскостность сетки.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - создание устройства для производства безузелковой полимерной сетки, являющегося более простым по сравнению с известными устройствами, и решающее проблему получения плоского сетчатого материала, не имеющего волнистости.
Техническим результатом является повышение плоскостности производимой безузелковой полимерной сетки.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для производства безузелковой полимерной сетки содержит экструдер с вращающейся угловой головкой с приводом, калибратор для формирования ширины сетки, ванну охлаждения формируемого сетчатого материала, устройство вытяжки сетчатого материала и намоточное устройство, причем согласно полезной модели, калибратор выполнен в виде цилиндра, на торцевой поверхности которого симметрично на треугольных опорах закреплены две направляющие, имеющие, по крайней мере, одно ребро жесткости, соединяющее направляющие калибратора; причем расстояние между направляющими выбирают исходя из соотношения: L=πD/2, где L - расстояние между направляющими, D - диаметр калибратора; продольное сечение ванны охлаждения имеет форму трапеции; на наклонной боковой стенке ванны охлаждения расположены протяжные валки; причем устройство вытяжки выполнено в виде тянущих и ориентирующих валков.
В качестве охлаждающей среды возможно использование циркулирующей воды, причем охлаждающая среда имеет температуру предпочтительно от 18 до 35°C.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема устройства для производства безузелковой полимерной сетки.
На фиг. 2 показана схема конструкции калибратора с направляющими,
а) вид сбоку,
б) вид спереди.
На фиг. 3, 4 представлены фотографии получаемого сетчатого материала.
Осуществление полезной модели
Устройство для производства безузелковой полимерной сетки (см. фиг. 1) содержит экструдер 1, вращающуюся угловую головку 2 с приводом 3, калибратор 4, ванна охлаждения 5, протяжные валки 6, тянущие валки 7, ориентирующие валки 8, намоточное устройство 9.
Полимерную сетку получают экструзией рукавным методом с помощью вращающейся угловой головки 2, на которой крепится насадка из двух частей: внешнее кольцо и внутреннее кольцо. Кольца насадки вращаются в противоположные стороны и при прохождении сырья между пазами колец насадки формируется безузелковая сетка с ромбической формой ячейки.
Калибратор 4 выполнен в виде цилиндра (см. фиг. 2), на торцевой поверхности которого симметрично на треугольных опорах 4.1 закреплены две направляющие 4.2, имеющие, по крайней мере, одно ребро жесткости 4.3, соединяющее направляющие 4.2 калибратора. Поскольку одно из назначений калибратора 4 это формирование ширины сетки, а также для получения более плоского сетчатого материала, расстояние между направляющими выбирают исходя из соотношения: L=πD/2, где L - расстояние между направляющими, D - диаметр калибратора.
Продольное сечение ванны охлаждения 5 (см. фиг. 1) имеет форму трапеции, на наклонной боковой стенке ванны охлаждения расположены протяжные валки 6. В качестве охлаждающей среды используют, циркулирующую воду, причем охлаждающая среда имеет температуру предпочтительно от 18 до 35°C.
Устройство для производства безузелковой сетки работает следующим образом.
Расплав полимера из экструдера 1 подают на вращающуюся угловую головку 2 с приводом 3.
Для получения нужных параметров, как по толщине сетки, так и конфигурации, в том числе и угла между нитями сетки, который должен составлять 90 градусов, в конструкции головки 2 экструдера предусмотрена возможность дополнительной подналадки во время подачи расплава полимера в зону формирования сетки. Насадка угловой головки 2 состоит из двух деталей, внешнего и внутреннего колец. Эти кольца имеют конусную конструкцию и при подналадке, благодаря такой конструкции, могут уменьшать или увеличивать зазор при прохождении расплава полимера между внутренней поверхностью внешнего кольца и внешней поверхностью внутреннего кольца насадки. При таком изменении зазора происходит регулирование подачи сырья, что способствует формированию необходимой толщины и конфигурации безузелковой сетки.
Во время работы кольца насадки угловой головки 2 вращаются в разные стороны и когда половинки отверстий насадки совпадают, то полукруглые прутки совпадают и соединяются в узлы. При несовпадении отверстий формующих каналов образуются продольные нити сетки, а при периодических совпадениях образуются узловые соединения.
Затем выходящая из угловой головки 2 сетка направляется на калибратор 4 с помощью которого производится формирование ширины сетки. Конструкция направляющих калибратора 4 обеспечивает необходимую плоскостность сетки, которая практически не имеет волнистости.
Далее поступающий в ванну охлаждения 5 с циркулирующей водой сеточный рукав подвергается кристаллизации и через систему протяжных валков 6 направляется вверх, где, проходя через тянущие 7 и ориентирующие 8 валки, наматывается в рулон. Перед намоткой сетки может быть предусмотрена зона сушки, проходя через которую сетчатый рукав обдувается потоком теплого воздуха и затем подается на устройство автоматического реза сетки в указанный размер.
Намотку полученного изделия - сетки - осуществляют с помощью намоточного устройства 9 для получения ее в товарном виде для реализации.
Протяжные валки 6 обеспечивают формирование плоскостности сетки, исключая образование волнистости.
Тянущие и ориентирующие валки вращаются с разной скоростью, и за счет этого обеспечивается продольная вытяжка.
Таким образом, получаемый сетчатый рукав вытягивается во всех направлениях, что обеспечивает получение плоской, практически не имеющей волнистости сетки.
Пример реализации устройства.
На устройстве для производства безузелковой сетки предложенной конструкции были произведены партии безузелковой полимерной сетки (см. фиг. 3, 4) трех типоразмеров, используемый полимерный материал - полипропилен. Технические характеристики полученной сетки приведены в таблице.
Таблица
Технические характеристики безузелковой сетки
№ партии
Технические характеристики
Толщина сетки, мм
Плотность сетчатого полотна
Угол между нитями сетки, град,
Ширина рулона, см
Длина рулона, м
Внешний вид
1
0,71
9 нитей на 2,54 см
90
104,14
152,4
Сетка плоская по всей площади рулона, без волнистости, перегибов и складок
2
1,4478
7 нитей на 2,54 см
90
101,6
76,2
Сетка плоская по всей площади рулона, без волнистости, перегибов и складок
3
1,17
8 нитей на 2,54 см
90
101,6
76,2
Сетка плоская по всей площади рулона, без волнистости, перегибов и складок
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства для изготовления безузелковой полимерной сетки, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».