Устройство для изготовления полимерных труб

Полезная модель относится к переработке полимеров и изготовлению из них труб. Расплавленную заготовку трубы выдавленную из экструзионной головки калибруют по наружному диаметру и охлаждают с внешней и внутренней стороны. Охлаждение с внутренней стороны трубы осуществляют продувом воздуха от свободного конца трубы навстречу направлению экструзии. Осуществляют отвод воздуха из зоны обработки через патрубок с помощью всасывающего вентилятора. Дополнительный эффект охлаждения может быть получен при подаче водяной пыли в воздух, продуваемый через полость трубы. Средство внутреннего охлаждения трубы выполнено в виде размещенной в центральном канале экструзионной головки тонкостенной трубы, присоединенной одним концом к всасывающему патрубку вентилятора, другой конец которой выступает за передний торец экструзионной головки. Для осуществления дополнительной подачи в продуваемый воздух водяной пыли внутри охлаждающей трубы установлена трубка, выступающая за передний торец охлаждающей трубы, имеющая форсунку на свободном конце для распыления воды. Технический эффект заключается в увеличении эффективности охлаждения без образования обратной конденсации и обеспечении немедленного удаления образующегося пара из полости трубы.

Полезная модель относится к переработке полимеров и изготовлению из них труб.

Экструзия - наиболее производительный и распространенный процесс переработки, применимый практически для всех известных термопластов и их композиций. Переработка термопласта в изделие с точки зрения физики состоит в его нагреве и охлаждении.

Для охлаждения труб применяют оросительные ванны с интенсивным и равномерным поливом трубы водой. Однако, такой вид охлаждения требует больших производственных площадей. Максимальная длина ванн, которую может себе позволить изготовитель труб, составляет 50 м, а длина вакуумирования не может быть меньше 24 м. Интенсификация процесса охлаждения труб за счет использование дополнительного внутреннего охлаждения полости труб позволяет значительно повысить производительность при их производстве.

Внутреннее охлаждение обычно осуществляют путем ввода в полость трубы какой-либо испаряющейся от тепла заготовки жидкости, имеющей высокое значение теплоты испарения, например, распыленной воды, сжиженной углекислоты и жидкого азота. Углекислота и азот, в отличие от воды, испаряются необратимо, однако, их теплота испарения на порядок ниже теплоты испарения воды, и для эффективного проведения охлаждения требуется огромное количество сжиженного газа.

Воды требуется распылять значительно меньшее количество, однако, образующийся пар следует немедленно выводить из внутренней полости трубы, иначе при обратной конденсации отнятое тепло будет вновь отдано трубе на более поздних этапах охлаждения.

Известен способ изготовления пластмассовой трубы большого диаметра и инструмент для его осуществления, раскрытые в SU 1823818 A3,

23.06.1993 /1/. При реализации способа применяется наружное охлаждение и внутреннее охлаждение трубы путем подачи охлаждающей среды через трубку, установленную по оси дорна, используемого для оформления внутренней полости трубной заготовки. На конце дорна выполнено отсасывающее отверстие для охлаждающей среды.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства можно считать устройство, раскрытое в US 5422063 A1, 06.06.1995 /2/. Согласно /2/ производят выдавливание из экструзионной головки расплавленной заготовки трубы, калибровку ее по наружному диаметру и охлаждение с наружной и внутренней стороны. Внутреннее охлаждение проводят путем распыления воды с помощью форсунок.

Недостатком технических решений /1/ и /2/ является то, что образующийся пар передается вперед по ходу процесса, где труба холодная, где он вновь конденсируется, возвращая отобранное ранее тепло (происходит обратная конденсация), что практически уничтожает весь эффект внутреннего охлаждения, приводит к снижению эффективности процесса и необходимости использования дополнительных средств для удаления конденсата из зоны обработки.

Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический эффект, полученный при решении указанной задачи, заключается в увеличении эффективности охлаждения без образования обратной конденсации и обеспечении немедленного удаления образующегося пара из полости трубы.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения полимерной трубы путем экструзии, содержащем экструзионную головку и средства для внешнего и внутреннего охлаждения трубы, средство внутреннего охлаждения трубы выполнено в виде размещенной в центральном канале экструзионной головки тонкостенной трубы, присоединенной одним концом к всасывающему патрубку вентилятора, другой конец которой выступает за передний торец экструзионной головки.

Для осуществления дополнительной подачи в продуваемый воздух водяной пыли внутри охлаждающей трубы установлена трубка, выступающая за передний торец охлаждающей трубы, имеющая форсунку на свободном конце для распыления воды.

На фиг.1 схематично показано устройство, обеспечивающее внутреннее охлаждение в процессе изготовления трубы.

Экструзионная головка 1 имеет центральный канал 2 диаметром 150-200 мм, в котором установлен тонкостенный трубчатый элемент 3, свободный конец которого выступает за передний торец экструзионной головки 1, в зависимости от размера получаемой трубы, на 0,2-1,0 м, а другой конец присоединен к всасывающему патрубку высокопроизводительного промышленного вентилятора (не показан). Сквозь элемент 3 пропущена трубка 4, соединенная одним концом со средством для подачи воды, имеющая форсунку 5 на другом ее конце для распыления подаваемой воды. Трубка 4 выступает на расстояние, соответственно, 0,5-4,0 м от переднего торца экструзионной головки.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Из экструзионной головки 1 непрерывно выдавливается расплавленная заготовка 6 трубы, которая обычным образом калибруется по наружному диаметру и охлаждается с внешней стороны. С помощью всасывающего вентилятора, расположенного перед экструзионной головкой 1, сквозь внутреннюю полость трубы непрерывно прогоняется воздух, который засасывается со стороны переднего конца трубы, продувается навстречу направлению экструзии и отводится через тонкостенный трубчатый элемент 3, соединенный с всасывающим патрубком вентилятора.

При прокачке через полость трубы воздух, нагревшись, берет на себя до 20% тепла, запасенного в расплавленной заготовке 6 трубы.

Если в воздух добавить с помощью форсунки 5 водяную пыль, которая при соприкосновении с горячей внутренней поверхностью трубы превращается в пар, то количество тепла, отведенного от внутренней

поверхности трубы, достигнет 40-50%. Поскольку поток воздуха, перемещающийся, например, при изготовлении трубы диаметром 630 мм со скоростью около 2 м/с, будет относить пар назад, в более горячую зону, обратной конденсации происходить не будет, а перегретый пар будет выведен за пределы процесса с помощью того же вентилятора через всасывающий патрубок.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение указанного технического результата повышения эффективности и производительности процесса.

1. Устройство для изготовления полимерной трубы, содержащее экструзионную головку и средства внешнего и внутреннего охлаждения трубы, отличающееся тем, что средство внутреннего охлаждения трубы выполнено в виде тонкостенного трубчатого элемента, размещенного в центральном канале экструзионной головки, присоединенного одним концом к всасывающему патрубку вентилятора, с размещением другого его конца выступающим за передний торец экструзионной головки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри трубчатого элемента дополнительно установлена трубка, выступающая за свободный торец трубчатого элемента, имеющая на свободном конце форсунку для распыления воды.