Фильера для формования изделий из полимерных материалов

Заявляемая полезная модель относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, применяющих экструзию для получения вспененных материалов. Фильера для формования профильных изделий из полимерных материалов, содержит сужающуюся в направлении движения материалов полость, образованную наклонными стенками фильеры, сопряженными с рабочей зоной фильеры, при этом наклонные стенки фильеры расположены под углом к ее оси, образуя подготовительную зону фильеры, при этом рабочая и подготовительная зоны сопряжены между собой плавной кривой, кроме того, на выходе установлена насадка, коэффициент подобия внутренней поверхности которой составляет 1,01-1,5 к профилю экструдируемого вспененного изделия, и снабженная охватывающим термоизоляционным покрытием, в частных случаях внутренняя поверхность насадки может быть шлифованной. Предлагаемая конструкция фильеры позволяет стабилизировать качество получаемой продукции, снизить потери на некондиционную продукцию, получать изделия с большим коэффициентом вспенивания, расширить возможности использования сырья, снизить влияние температуры окружающей среды на производственный процесс, снизить затраты электроэнергии.

Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, применяющих экструзию для получения вспененных материалов.

Из уровня техники известно устройство (а.с. 1728047, опубл. Б.И., 1992 г., 04.23), содержащее корпус с каналами, фильеру с формующим каналом, при этом регулирующий канал выполнен в виде пучка разобщенных между собой отверстий, выходные концы которых сообщены непосредственно с формующим каналом. К недостаткам описанного устройства следует отнести следующее: неравномерность потока полимера по поперечному сечению ведет к снижению прочности и искажению заданного профиля изделия, кроме того, образование застойных зон вызывает пульсацию потока расплава, что приводит к получению нестабильного по структуре продукта; потери тепла в окружающую среду требуют большее высокой температуры процесса, что сужает перечень перерабатываемого сырья и ведет к увеличению расхода энергии для пластификации материала.

Наиболее близким по конструкционному решению является фильера (патент РФ 2088405 опубл Б.И. 1997 г. 08.27), содержащая сужающуюся в направлении движения материалов полость, образованную наклонными стенками фильеры, сопряженными с рабочей зоной фильеры, при этом наклонные стенки фильеры расположены под углом к ее оси, образуя подготовительную зону фильеры, при этом рабочая и подготовительная зоны сопряжены между собой плавной кривой.

К недостаткам описанного устройства следует отнести высокие требования к качеству подготовки исходного продукта, что вызывает ограничение перечня используемого сырья, зависимость качества продукта от колебаний температуры в производственном помещении, что приводит к дополнительным затратам электроэнергии.

Задачей предлагаемой конструкции фильеры является создание конструкции, позволяющей стабилизировать качество выпускаемой продукции за счет снижения влияния колебаний температуры в производственном помещении при экономии электроэнергии, а так же расширение сырьевой базы.

Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией фильеры, которая содержит сужающуюся в направлении движения материалов полость, образованную наклонными стенками фильеры, сопряженными с рабочей зоной фильеры, при этом наклонные стенки фильеры расположены под углом к ее оси, образуя подготовительную зону фильеры, при этом рабочая и подготовительная зоны сопряжены между собой плавной кривой, при этом, на выходе установлена насадка, коэффициент подобия внутренней поверхности которой составляет 1,01-1,5 к профилю экструдируемого вспененного изделия, снабженная охватывающим термоизоляционным покрытием.

В частности, внутренняя поверхность насадки фильеры может быть шлифованной с классом точности 2,5.

Предлагаемая конструкция фильеры отличается от прототипа тем, что на выходе установлена насадка, коэффициент подобия внутренней поверхности которой составляет 1,01-1,5 к профилю экструдируемого вспененного изделия, снабженная охватывающим термоизоляционным покрытием.

Кроме того, внутренняя поверхность насадки может быть выполнена шлифованной с классом точности 2,5.

Расплав сырья поступает в полость подготовительной зоны фильеры, образованную наклонными стенками, сопряженными с рабочей зоной фильеры плавной кривой. Данная форма подготовительной зоны фильеры обеспечивает постепенное изменение показателей потока и позволяет избежать образования застойных зон, что способствует получению потока материала однородного по структуре и свойствам. Изменение угла наклона стенок подготовительной зоны в фильерах к ее оси позволяют варьировать параметры экструдируемого расплава (давление и вязкость) в зависимости от качества сырья, условий экструзии и требований к готовому продукту.

Движение расплава по прямолинейному участку фильеры, который характеризуется соотношением диаметра к длине не менее 1:3, что способствует сглаживанию эффекта капиллярной релаксации, что положительно отражается на качестве готового продукта. Использование различных диаметров выходного отверстия фильеры позволяет получать готовый продукт разного диаметра и структуры.

После выхода из фильеры экструдируемая масса поступает в насадку, которая выполнена в виде цилиндра, а внутренняя поверхность подобна профилю формирующегося потока с коэффициентом подобия 1,01-1,5. Внутренняя поверхность насадки отшлифована с классом чистоты 2,5, что способствует скольжению потока без разрушения поверхности. Снаружи насадка покрыта термоизоляционным слоем, что снижает потери тепла в окружающую среду.

Заявляемая конструкция позволяет сократить потери тепла в окружающую среду при формировании профиля потока, уменьшить количество неотработанного пара, получить равномерность пористости продукта за счет замедления процесса сушки поверхности потока, следовательно, готовый продукт обладает лучшим внешним видом и структурой. Использование предложенной конструкции делает возможным экструзию при более низких температурах окружающей среды, снижает затраты электроэнергии, расширяет возможности использования сырья и ассортимент готовой продукции.

Заявляемая конструкция фильеры поясняется Фиг., на которой приняты следующие обозначения:

1 - фильера;

2 - полость;

3 - наклонные стенки;

4 - рабочая зона;

5 - насадка:

6 - внутренняя поверхность:

7 - термоизоляционное покрытие;

8 - крепежные отверстия;

Предлагаемая конструкция работает следующим образом: расплав сырья поступает в фильеру 1, снабженную отверстиями для крепления 8, содержащую сужающуюся в направлении движения материалов полость 2, образованную наклонными стенками 3, сопряженными с рабочей зоной 4; проходит по рабочей зоне 4 и поступает в насадку 5 со шлифованной внутренней поверхностью 6, покрытой снаружи термоизоляцией 7.

Предлагаемая фильера для формования профильных изделий из полимерных материалов практически реализована и в производственных условиях подтвердила оптимальность конструкторских решений, заложенных, при проектировании, а используемые детали не являются дефицитными.

1. Фильера для формования профильных изделий из полимерных материалов, содержащая сужающуюся в направлении движения материалов полость, образованную наклонными стенками фильеры, сопряженными с рабочей зоной фильеры, при этом наклонные стенки фильеры расположены под углом к ее оси, образуя подготовительную зону фильеры, при этом рабочая и подготовительная зоны сопряжены между собой плавной кривой, отличающаяся тем, что на выходе установлена насадка, коэффициент подобия внутренней поверхности которой составляет 1,01-1,5 к профилю экструдируемого вспененного изделия, снабженная охватывающим термоизоляционным покрытием.

2. Фильера по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность насадки отшлифована с классом точности 2,5.