Способ подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов и устройство для его осуществления - SU1655297A3
Код документа: SU1655297A3
Чертежи
Описание
Изобретение относится к переработке термопластичных полимерных материалов , а именно к способу и устройству подачи экструдируемого термопластичного материала в виде лигта из экст- рудера в устройство для Формования этого горячего термопластичного листового материала для получения полых изделий, например пищевых контейнеров
Цель изобретения - повышение эффективности процесса и снижение энергетических затрат.
На фиг. 1 показано устройство для подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов непрерывного действия, общий вид; на фиг. 2. - пример выполнения устройства, при котором транспортер для поддержания экструдируемого листа установлен с возможностью поворота вокруг подвижной точки вращения, расположенной в плоскости листового полотна; на фиг. 3 - вариант положения валков; на фиг. 4 - / - различные положения устройства в моменты, когда непрерывно подаваемый жидкий расплавленный лист из экструдера подвергают темпе- ратурному кондиционированию, поддерживают и транспортируют в формовочное устройство периодического действия; на фиг. 8 - диаграмма распределения температур внутри листового расплава при его прохождении через различные стадии процесса кондиционирования и подачи; на фиг. 9 - 11 - примеры выполнения устройства с транспортером предназначенным для. формовочной машины , снабженной горизонтально движущей ся формовочной оснасткой; на фиг. 12 пример выполнения устройства с транспортером , предназначенным для накапливания материала на ленте до тех пор пока формовочная оснастка открыта и готова для следующей загрузки; на фиг. 13 - пример выполнения устройства с накоплением материала в провисающей петле ленты транспортера, кото рая образуется в результате остановки приводного ролика и обеспечения возможности подвижному натяжному (накопительному ) ролику передать избыточную длину ленты транспортера на верх
транспортера через приводной барабан.
Устройство для подачи термопластичного листа из экструдера содержит приводные охлаждающие валки 1 - 3, установленные относительно друг друга с образованием зазора а для про- хождения термопластичного листа, установленный с возможностью вращения и перемещения охлаждающей натяжно ва
Q П 5 5 ,
0
50
пок 4, ленточный транспортер, включающий бесконечную пенту 5, огибяю- щую барабаны 6 и /, причем барабан 6, расположенный в начальной части транспортера , выполнен с возможностью регулирования его температуры, при этом транспортер установлен с возможностью поворота вокруг точки 8, расположенной в плоскости экструдируемого листа , когда он соприкасается с поверхностью транспортера. Охлаждающий валок 3 установлен с возможностью регулирования его положения относительно транспортера.
Кроме того, транспортер может быть снабжен дополнительными подвижными натяжными (накопительными) роликами 9 и 10 и приводным натяжным роликом 11. Устройство также снабжено установленными с возможностью вращения валиками 12 для поддержания охлажденного листа термопластичного материала, причем валики 12 могут быть выполнены приводными.
Устройства для формования листовых термопластов могут также включать формующую оснастку 13 и 14, полуформы 15 и 16, а также матрицу 1/ и пуансоны 18.
Лист 19 или полотно из жидкого расплава непрерывно экструдируют из головки (фиг. 1) непосредственно в зазор а между постоянно вращающимися охлаждающими валками 1 и 2. Толщина жидкого расплава главным образом зависит от зазора, установленного между краями выходной щели головки экст- рудера, но также зависит от скорости вращения валков 1 и 2 по отношению к линейной скорости, с которой экст- рудируется расплав, и от зазора а между ними. Обычно является предпочтительным устанавливать скорость вращения валков 1 и 2 Такой, чтобы зазор а был незначительно переполнен расплавом . За счет этого обеспечивается выход из зазора а между валками листа постоянной толщины независимо от небольших колебаний в скорости подачи материала из экструдера.
При заданных толщине листа и скорости экструдирования существует, таким образом, одна оптимальная скорость , с которой должны вращаться валки 1 и 2. Регулировать температуру листа необходимо, следовательно, осуществлять либо путем изменения температуры валка, либо путем изменения
протяженности контакта листа с валками . Было обнаружено, что одно изменение температуры валка не может обеспечить достаточную степень регулирования температуры листа, в особенности, для более тонких листов. Требования по контролю за листом, который необходимо подавать при определенной температуре для последующего его формо- вания, являются более важными по сравнению с требованиями, которые обычно учитывают при экструдировании расплава с использованием набора охлаждающих валков для производства листа, Поэтому в конструкции устройства используется регулируемый охлаждающий валок 3, который может быть поднят или повернут относительно валка 2, регулируя тем самым угол охвата во- круг обоих охлаждающих валков 2 и 3.
Основное назначение охлаждающего валка 2 состоит в том, чтобы способствовать снижению средней температуры листа до получения его температуры, необходимой для формования листового термопласта. Контакт листа с валком 2 должен прежде всего гарантировать достаточное время для того, чтобы позволить остаточному теплу внутри листа снова нагреть верхнюю поверхность и размягчить любой материал, который может застыть при его прохождении по валкам.
Кристаллические полимеры, подобные полипропилену, непосредственно при охлаждении не образуют кристаллическое твердое вещество, и они сразу не теряют всю свою кристаллическую структуру при нагреве выше их температуры плавления кристаллов, т.е. предложенный способ обеспечивает охлаждение нижнего слоя листа до температуры, при которой лист является слишком жестким или вязким для того, чтобы смачивать материал ленты 5 ленточного транспортера и, таким образом, прилипать к нему.
Регулирование угла охвата совместно с температурой валков 2 и 3 такХе обеспечивает возможность регулирования температурного профиля по толщине листа пластичного материала. Пластичные материалы имеют теплопроводность приблизительно в 800 раз мень- ше по сравнению с теплопроводностью металлов. Температура внутренней части сердцевины пластмассового листа, соприкасающегося с валком, поэтому
5 0
0 5
5
значительно выше, чем температура поверхностного слоя, поэтому в случае получения листов толщиной свыше , 3 мм требуется значительное время для выравнивания разницы температур по толщине листа при прекращении соприкосновения его с валком для отвода тепла от внутренней части листа к его наружной поверхности.
Таким образом, валок 3 используют для охлаждения и отверждения нижней поверхности листа за счет существенного уменьшения поверхностной температуры с одновременным снижением средней температуры внутри листа в значительно меньшей степени. Лист 19 в целом при этом остается в состоянии , позволяющем формование.
Лист 19 проходит с валка 3 через привод, направляющий или вращающийся валок 4 на приводную ленту 5 ленточного транспортера. Скорость вращения валка 4 обычно синхронизирована с ; валком 3 и она должна соответствовать скорости движения ленты 5 транспортера . Листу 19 можно придать некоторое растягивание благодаря последовательному более быстрому вращению валков 3 и 4 по сравнению с валком 2.
Предотвратить прилипание горячего листа к лейте возможно, если протяженность контакта листа с лентой ограничить временем, меньшим времени, которое считается достаточным для нагрева листа, чтобы тепло от горячей расплавленной внутренней части листа перешло к более холодной, более твердой, нижней поверхности листа для подогрева этой нижней поверхности в достаточной для увлажнения материала ленты и прилипания к ней степени, т.е. лист должен оставаться на транспортере до тех пор, пока поверхностный слой экструдируемого листа, который соприкасается с поверхностью транспортера , повторно не нагреется расплавленной внутренней частью (сердцевиной ) до температуры, необходимой для формования листовых термопластов, но ниже той температуры, при которой экструдируемый лист будет прилипать к ленте транспортера.
Кроме того, повторный нагрев поверхностного слоя листа 19 можно регулировать путем регулирования температуры поверхности ленты 5 транспортера . Среднюю температуру материала ленты 5 транспортера можно регулировать с помощью барабана 6, который выполнен с регулируемой температурой для того, чтобы дополнительно замедлить или ускорить скорость нагрева нижнего поверхностного слоя листа 19.
Повторный нагрев более холодного нижнего поверхностного слоя должен происходить перед тем, как материал поступает в формочное устройство, для того, чтобы привести к равномерному свободному от напряжений формованию .
Материал ленты транспортера может быть любым, например стеклоткань, покрытая политетрафторэтиленом, и ткань, покрытая полиуретановым эластомером . Эластичную ленту транспортера следует изготавливать из относительно тонкого материала, предпочти- тельно толщиной менее 0,5 мм, так, чтобы тепловая емкость ленты была невысокой. Материал ленты может иметь форму непрерывного листа, ряда лент, открытого тканого листа или перфори- рованного листа. Лента должна соприкасаться с горячим листом равномерно, чтобы поддерживать в листе однородную температуру.
Устройство для непрерывного фор- мования листового термопласта содержит противолежащие движущиеся на бесконечных транспортерах комплекты матриц 17 и пуансонов 18, которые вместе прижимаются к горячему листу 19 на некотором расстоянии от того места, где лист сходит с выходной части транспортера у барабана 7.
Матрицу 17 размещают на верхнем транспортере формовочного устройства, так что любая отметка на листе от соприкосновения с лентой транспортера, которая сохраняется после формовочной операции, будет обращена внутрь изделия - контейнера 20, который обычно заполнен содержимым.
Линейную скорость противоположных комплектов форм устанавливают синхронно по отношению к скорости движения ленты транспортера, и она, как пра- вило, незначительно превышает скорость ленты транспортера.
Массу готовых контейнеров 20, получаемых в форме, можно регулировать путем небольших регулировок скорости формы относительно остальной части устройства.
Предлагаемый способ можно исполь- эовать для широкого разнообразия различных типов и толщин листов термопласта (фиг. 8). На фиг. ЗА показав но распределение температуры по толщи не листа от верхней поверхности до нижней сразу после выхода его из экст рузионной головки (фиг. 1, точка 21). Как можно видеть из фиг. 8А, температура представлена одинаковой по сечению листа при значении 230аС, что соответствует в этом случае температуре экструдирования. Состояние листа согласно фиг. 8В соответствует точке 22 на фиг, 1. Здесь видно, что верхняя поверхность листа охладилась до температуры поверхности валка 2 90вС, хотя нижняя поверхность листа представлена охлажденной до температуры 220°С. На фиг. 8С иллюстрируется состояние листа в точке 23 (фиг . 1). Здесь верхняя поверхность листа подогрета за счет теплового потока от внутренней части сердцевины листа, которая теперь находится при более низкой температуре (200°С), по сравнению с температурой экструдирования (230°С) . В этому случае температура нижней поверхности листа соответствует температуре поверхности валка 3 90°С. На фиг. 8D иллюстрируется приблизительно состояние листа в точке 24 (фиг. 1). Здесь температура верхней поверхности поддерживается на уровне, соответствующем температуре плавления кристаллов - приблизительно 155°С за счет охлаждающего эффекта валка 4. Температура нижней поверхности также повышена до приблизительно 140°С за счет теплового потока от внутренней части листа.
Предоставляя материалу листа самому подогреваться, пока он опирается на ленту 5 транспортера, материал листа снова принимает точную среднюю температуру формования, но лист по- прежнему формуют с температурным профилем , подобным изображенному на фиг. 8Е. При приблизительно этих температурах поверхности материал листа снова является достаточно жидким для того, чтобы смачивать ленту и прилипать к ней, поэтому важно регулировать расстояние (и, следовательно, время при постоянной скорости ленты), на котором лента соприкасается с листом . При этом вращаюгшй валок 4 занимает положение, изображенное пунк- тирной линией на фиг. 1. Если вращающийся валок не используется, то необходимо отрегулировать положение валка 3 относительно барабана 6 транспортера таким образом, чтобы лист свисал с валка 3 и соприкасался с лентой 5 транспортера на том расстоянии от барабана с выходной стороны транспортера , которое обеспечивает его нагрев ниже температуры прилипания, но до температуры формования.
Диаметры используемых валков 1 - 4 можно широко изменять, но они должны зависеть от линейной скорости обрабатываемых листов. Она, в свою очередь, зависит от ширины и толщины обрабатываемого экструдируемого листа, а также от производительности экструдера, его размеров и охлаждающей способности формовочного устройства.
При предлагаемом способе регулирование процесса можно осуществлять в условиях широкого диапазона толщины листов при заданной скорости обработки (1-8 мм).
Валок 3, изображенный в положении, предназначенном для толщины экструдируемого листа 19 5 мм, может быть передвинут в положение 3 для листа толщиной 2,5 мм. Протяженность контакта листа с валками 2 и 3 теперь является несколько меньшей, чем вдвое Кроме того, лист толщиной 2,5 мм в основном экструдируется с линейной скоростью, вдвое превышающей линейную скорость для листа толщиной 5 мм, поскольку экструзионный процесс обеспечивает подачу материала при приблизительно постоянном массовом расходе. Следовательно, повышенная скорость, с которой расплав выходит из головки экструдера, в сочетании с уменьшенной протяженностью контакта его с валком приводит к тому, что продолжительность контакта с валком 2 листа толщиной 2,5 мм приблизительно в 4 раза меньше по сравнению с родолжитель- ностью контакта с валком листа толщиной 5 мм. Это уменьшение времени контакта с валком приводит к аналогичным температурным профилям по се
,,н
чению листа в положении 22 (Аиг.1
и 8В) и в положении 23 (фиг.1 и 8С). Важно после этого уменьшить длину соприкосновения листа толщиной 2,5 мм с транспортером, чтобы достигнуть ана логичного пропорционального уменьшения времени контакта с лентой 5 транспортера , как было сделано с временем контакта с валком 2. Валок 4 передни
гают в положение 4. Для материала тоньше 2,5 мм регулируемьй валок 3 передвигают еще дальше.вниз вокруг валка 2 по направлению к валку 1. В этом случае барабан 6 транспортера должен быть также опущен в соответствии с нижним положением валка 3. При помощи таких средств и таких приемов регулирования можно охладить и обеспечить работу при широком диапазоне материалов и толщин.
Теплопроводность для неустойчивого состояния для полубесконечной твердой матсы (т.е. пренебрегая теплопотеря- ми в атмосферу) определяется из уравнения
i-ii +Т,
20
ке листа во время t, С;
Т - температура экструдированьо
ного листа, С;
Т„ - температура набора валков,
°Г- ь,
0
5
0
5
0
5
г - толщина листа, м; 0 к/Л с - теплоемкость
(k удельная теплопроводность, Вт/м-°С; О- плотность, кг /м3 ; с - удельная теплоемкость , кДж/кг.°С, равнгч 1x10 м2. с для полипропилена , но зависит от температуры );
erf - функция ошибок. Из этого уравнения можно определить приблизительные отрезки времени контакта с валком 3 и длины транспортера , необходимые для изготовления листов из различных материалов. Такие свойства, как плотность, удельная теплопроводность и удельная теплоемкость для большинства пластиков изменяются с изменением температуры.
Пример 1. Для листа топщиной 5 мм вокруг валка диаметром 500 мм с углом охвата 1803 при скорости листа 5 м/мин ожидаемая температура средней точки экструдированного листа Х.Ј. после контакта с валком 3 составляет приблизительно 20)°С, температура экструдированного листа Tg 230° С, температура поверхности валка Т(90 С и равна температуре поверхности листового материала в месте контакта с этим валком, толн(ина листа ,.) м. счМхЮ 7, время контакта с вялком ,5 с.
Валок диаметром 500 мм, скорость валка 5 м/мин, угол охвата свыше
180«с .ЁТ.Л: 28
1°и ь, 4(-, | A D71
МЙС л|я,5хКГ7 14 0,93, T(i) (230-90)- О, 93+90 220, 2°С.
Пример2. Для листа толщиной 2,5 мм, вокруг валка диаметром 500 мм, угол охвата ЮОГ при скорости листа 10 м/мин температура Т средней точки экструдированного листа (ожидаемое значение после контакта с валком 3) составляет приблизительно 220°С; температура экструдированного листа С; температура поверхности валка Т.Ј 90°С; толщина листа St 2,5 ,0025 м;( время
t 2 xfx60
t 10x3,6 С
025 erff
Г ф,6&й-7 №
контакта с валком ST 0,0025
0,916, Т, (230-90) 0,916+90 218,2°
Таким образом, для половины толщи- ны листа время соприкосновения с валком было снижено приблизительно в 3- 4 раза с целью достижения внутреннего Температурного профиля листа, близкого к изображенному на фиг. 8В.
Устройство по фиг. 2 работает следующим образом.
Лист 19 непрерывно сходит с транспортера и поступает в вертикальном положении между набором закрепленным противолежащих полуформ 15 и 16, которые не перемещаются в направлении подачи листа. Нолуформа 15 изображена открытой с отформованным изделием 20 в частично извлеченном его положе- нии. Часть 25 листа представляет собой лист, затвердевший после предварительного контакта с полуформами. После короткого периода времени полуформа 15 движется в полностью от- крытое положение 15, а край транспортера с барабаном 7 перемещается в нижнее положение 71. Точка 26 на листе теперь перемещается в положение 26 , полуформы 15 и 16 перемещаются навстречу и, смыкаясь, оформляют из экструдиремого листа следующие изделия .
Воздействие регулируемого охлаждения валков 1 - 4 и поддерживающая роль ленты 5 транспортера не изменились по сравнению с фиг. 1, но транспортер установлен с возможностью поворота относительно точки 8 вращения,
5
0
5
0
.
5 30
,, 40 д5 сп
которая расположена в плоскости листа 19 приблизительно там, где он первоначально соприкасается с поверхностью ленты 5 после того, как она сходит с вращающегося валка 4. Таким путем поворотное действие транспортера не нарушает в значительной степени экструдируемый лист, кроме изгиба его на тот же угол, на который поворачивается транспортер.
При непрерывном движении ленты 5 вместе с листом, который на нее опирается , это изгибающее воздействие по существу не происходит в одном локализованном слое листа, и как было обнаружено , существенно не изменяет длину пути листа или каким-либо образом деформирует лист, и поэтому не изменяет его толщину температурный профиль, скорость подачи или формовочные свойства .
Перемещение транспортера может быть синхронизировано с загрузкой нового материала между периодически действующими полуформами 15 и 16 для формования листового термопласта, которые в этом варианте не передвигаются в направлении движения листа.
Непрерывную подачу экструдируемого листа, таким образом, накапливают между циклами формующей оснастки путем подъема конца транспортера 7 в положение 7 с той же скоростью, с которой экструдируемый лист поступает на ленту транспортера.
Предлагаемый способ можно просто приспособить для использования экст- рудируемых листов, для этого различают температуры из разных материалов , различной толщины и скорости движения подаваемого экструдируемого листа в устройство для формования листового термопласта периодического действия. На фиг. 3 изображено устройство , аналогичное устройству на ., фиг.2, но на нем иллюстрируется альтернативное положение валков З1 и 4 , которые расположены так, чтобы обеспечить меньшую продолжительность контакта и, следовательно, меньшее время охлаждения горячего листа. Точка 8 поворота также смещена дальше вдоль транспортера, оставаясь в то же время в плоскости листа. Таким образом , уменьшена длина соприкосновения экструдируемого листа с движущимся транспортером, но поворотное действие транспортера, необходимое для
подачи листа из положения 26 в положение 26, сохранено.
Это расположение обычно используют для обработки экструдируемого листа полипропилена толщиной 2-3 мм, в то время как положение валка 3, изображенное на фиг. 2, используют для более толстого экструдируемого полипропиленового листа толщиной 4-5 мм.
Необходимо обеспечить возможность регулирования углового положения валка 3 до любого положения от вертикальной соосности с валком 2, в своем самом верхнем положении до 135 вниз в том положении, в котором поверхност валка 3 близка к соприкосновению с поверхностью валка 1.
Аналогично точка, в которой лист сходит с валка 3 и поступает на лен- ту 5 транспортера, которая также определяет местонахождение точки 8 поворота , должна быть регулируемой на расстоянии , соответствующем приблизи - тельно 2/3 длины транспортера, кото- рая определяется как расстояние между осями барабанов 6 и 7 транспортера. Валки 3 и 4 во всех регулируемых положениях и точКа 8 поворота транспортера могут быть соединены с помощью известного механизма, который сохраняет геометрическую взаимосвязь между ними.
Из фиг. 3 ясно то, что возможно регулировать положение точки 8 пово- рота без ограничения углового поворота транспортера до той степени, при которой расстояние по вертикали, на которое перемещается выходная сторона транспортера, уменьшается обратно пропорционально.
Сокращение расстояния контакта листа 1 9 с поверхностью транспортера при подаче более тонкого экструдируемого листа возможно также путем перемещения барабана 7 ближе к барабану 6 при сохранении неизменным расстояния между валком 4f и барабаном 6 транспортера, т.е. за счет уменьшения длины транспортера.
Более подробно использование предложенного способа при периодическом процессе формования листового термопласта поясняется на работе устройства , представленного на фиг. 4-7.
Лист 19 устройством для подачи термопластичного листа подается с транспортера в устройство для периодического формования, при этом полу
0 5 0
, д
5 Q
5
форма 15 находится в крайнем положе нии (фиг. 4).
Лист 19, находящийся в твердом состоянии, располагается напротив формующей полости полуформы 15. Холодный лист, подаваемый из предыдущего формовочного цикла, который выступает ниже полуформы 15, пропускают между двумя комплектами из противолежащих пар приводных прижимных валиков 2 или другого тягового средства, расположенного так, чтобы захватывать наружные кромки листа, но обеспечить при этом свободное любое направление дальнейшего движения изделия 20.
Валики 12 в этот момент находятся. в неподвижном состоянии (фиг.4), и поэтому они удерживают полный вес застывшего листа, подаваемого к верхней части полуформы 15. В этот же момент транспортер поворачивают вокруг точки 8 поворота, так что барабан 7 транспортера перемещается вертикально вверх с той же скоростью, с которой экструдируемый лист 19 подается с конца транспортера. Следовательно, эта часть горячего формуемого листа, свисающая вертикально между застывшей частью листа и барабаном 1 транспортера , не вытягивается и не сжимается.
Кроме того, расположение охлаждающих валков и транспортера выполнено так, что у листа, сходящего с транспортера , более холодный относительно более жесткий нижний слой его на транспортере не имеет возможности снова нагреться до той же степени, как он нагревался на транспортере устройства, представленного на фиг. 1. Поэтому этот более жесткий слой все же повторно нагревается на вертикально подве шенной части горячего листа, расположенной между барабаном 7 транспортера и твердой частью листа, которая начинается в точке горизонтального совмещения с верхней частью полуформы 15.
Действительно, этот более жесткий слой повторно нагревается соразмерно больше после того, как он покидает место схода с транспортера, до тех пор, пока он не достигнет точки сопряжения с холодной частью листа. За счет этого более жесткого слоя обеспечивается снижение естественной тенденции свисающей части листа провисать вертикально в большей степени в той зоне экструдируемого листа , которая расположена ближе всего i
к точке схода листа с транспортера. Эта тенденция, которая обусловлена весом части листа, свисающей ниже этой зоны, теперь практически уравновешивается , и поэтому свисающий лист остается относительно равномерной толщины/ Любое накопившееся общее провисание может быть устранено благодаря незначительному увеличе- нию вертикальной скорости подъема барабана 7 транспортера по сравнению со скоростью, с которой экструдируе- мый лист сходит с конца транспортера.
Затем транспортер (фиг. 5) повора- чивают вниз вокруг точки 8 поворота при относительно большой скорости по сравнению со скоростью подачи листа. Скорость, при которой барабан 7 транспортера опускается при этом поворот- ном действии, совпадает со скоростью теперь вращающихся прижимных валиков 12, так что участок листа, опускаемый теперь между полуформами 15 и 16, не вытягивается и не сжимается. Пара при жимных валиков 12 может также быть сдвинута в сторону к транспортеру, ка показано на фиг. 5, с тем, чтобы компенсировать любой боковой компонент движения барабана 7 транспортера при повороте транспортера.
Готовое изделие 20, таким образом, также опущено, так как его окружает, но необязательно соединен с ним, твердый участок листа.
Следует также отметить, что угловая скорость барабана 7 транспортера поддерживается постоянной в ходе этой и последующих операций.
На фиг. 6 транспортер изображен снова поворачивающимся сверху вниз со скоростью, аналогичной скорости, с которой экструдируемый лист сходит с барабана 7 транспортера. Полуформы 15 и 16 находятся в сомкнутом состоя- нии и происходит формование изделия 20
При обычном формовании листового термопласта полуформы находятся в сомкнутом состоянии в течение большей части полной продолжительности цикла, как правило более 70% от продолжительности цикла.
На фиг. 7 транспортер изображен все еще поворачивающимся снизу вверх в свое самое верхнее положение, и формы почти открыты. После открытия форм цикл будет завершен. Затем цикл будет повторяться, начиная снова, как изображено на фиг. А.
Еще одно видоизменение устройства для осуществления способа изображено на фиг. 9, где длину транспортера можно увеличивать с целью опирания экструдируемого листа в промежутке между двумя перемещаемыми противолежащими парами полуформ 15 и 16.
На фиг. 9 экструдируемый лист охлаждают с помощью регулируемых валков (не показаны) с использованием того же метода, который иллюстрируется на фиг. 1-4, и направляют его на движущуюся ленту 5 транспортера через необязательно вращающийся валок 4. Экструдируемый лист толщиной 1,5 мм подается на транспортер с постоянной скоростью 6 м/мин. Ленточный транспортер содержит приводной барабан 6, вращающийся с постоянной скоростью, с регулируемой температурой, перемещаемый в горизонтальном направлении барабан 7 и перемещаемый в вертикальном направлении натяжной ролик 9. На фиг. 9 нижняя оснастка 14 показана в своем полностью открытом, крайнем нижнем положении, в то время как верхняя оснастка 13 опущена на горячий экструдируемый лист до соприкосновения с ним. В этом случае предполагается удерживать лист на поверхности верхней оснастки 13 путем приложения вакуума. В процессе опускания верхней оснастки на экструдируемый лист и наложения вакуума верхняя оснастка и барабан 7 транспортера должны перемещаться в направлении движения материала со скоростью 6 м/мин и должны быть соосны между собой.
На фиг. 10 верхняя 13 и нижняя 14 оснастки показаны прижатыми одна к другой, движущимися в одном направлении со скоростью 6 м/мин и в направлении движения материала. Барабан 7 транспортера извлечен из промежутка между формами перед смыканием оснастки , причем сзади остается прижатый с помощью вакуума участок экструдируемого листа, соединенный с верхней формой. Для того, чтобы извлечь ленту транспортера без повреждения экструдируемого листа способом кондиционирования экструдируемого листа устраняют прилипание между лентой 5 транспортера и листом.
Для того, чтобы при сокращенном теперь расстоянии между барабанами 6 и 7 сохранить натяжение ленты 5 транспортера , подвижный ролик 9 был опущен одновременно с движением барабана 7 в направлении барабана 6. После относительно быстрого движения в этом направлении барабан / затем сразу начинает свое движение вперед со скоростью 6 м/мин для того, чтобы сохранить относительную скорость ленты приблизительно равной нулю непосред- J ственно над собой. Барабан 7 после этого движется вперед сразу перед прижатыми формами оснастки, поддерживая весь горячий экструдируемыи лист за исключением той части, кото- ) рая уже зажата между формами, пока происходит формование изделия и его охлаждение.
На фиг. 11 показано положение устройства Д1я формования в момент из- 2 влечения изделий.
Еще ortHH пример осуществления способа подачи экструдируемого листа (фиг. 1/0 заключается в том, что экст- рудируемый лист сначала подвергают 2 кондиционированию с помощью группы регулируемых охлаждающих валков и подают с постоянной скоростью на движущуюся ленту транспортера с помощью вращающегося валка 4. Приводной бара- з бан 6 с регулируемой температурой приводят во вращение с той же скоростью, что и валок 4, но барабан 7 приводится во вращение с переменной скоростью для того, чтобы удержать материал не- подвижным в то время, пока полуформы 15 и 16 прижаты одна к другой (не показано ) в процессе формования изделия 2.0. Полуформы 15 и 16 не сбвер- шают никакого движения в направлении подачи материала. Когда формовочный цикл завершен и полуформы 15 и 16 отведены в крайнее положение, барабан 7 приводят во вращение с относительно большей скоростью по сравнению с бара- баном 6 для подачи нового горячего материала между полуформами для следующего формовочного цикла. Постоянно подаваемый материал размещают на время формовочного цикла, пока бара- бан 7 является неподвижным, за счет удлинения верхней части ленты транспортера посредством подвижного ролика 10, который поднимается снизу вверх с изменяющейся скоростью, за счет которой обеспечивает натяжение поверхности верхней части ленты транспортера , так что верхняя поверхность непрерывно движущейся ленты 5 удлиняется
5
Q ;
0
5 о п -
5
с той же скоростью, с которой материал поступает на нее.
Ведомые прижимные валики 12 предусмотрены для поддержания веса застывшего материала и готового изделия.
Циклические удлинение и сокращение длины на верхней рабочей поверхности ленты 5 обеспечивают с помощью подвижного ролика 9.
При изготовлении устройства по фиг. 13 длина ленты 5 транспортера на верхней поверхности увеличивается для накопления постоянно подаваемого мате- рийла между цикличной работой полуформ .15 и 16. В этом случае ролик 11 приводят во вращение с переменной скоростью для того, чтобы переместить ленту 5 транспортера и листовой материал , опирающейся на нее, над барабаном 7, когда полуформы 15 и 16 находятся в полностью открытом положении . Необходимая полная длина верхней поверхности ленты 5 транспортера в этом случае достигается за счет того, что лента получает возможность провиснуть вместе с листом 19 в течение того периода времени, когда приводной ролик 11 поддерживается неподвижным .
В остальном устройства по фиг.12 и 13 работают идентично.
Преимущество вариантов устройства по фиг. 12 и 13 состоит в том, что экструдируемыи материал полностью опирается (за исключением относительно короткого периода подачи следующей части расплава между открытыми формами ) , что может уменьшить тенденцию вертикально висящего неподдерживаемого экструдируемого материала подвергаться вытягиванию в результате вертикального прогиба, по сравнению со способом, осуществляемым с помощью устройства по фиг. 4-7.
Недостаток способов, которые осуществляются с помощью устройств по фиг. 9-13, состоит в том, что требуется продолжительный контакт материала с лентой транспортера и, если необходимо избегать прилипания экструдируемого материала к ленте транспортера , то необходимо большее охлаждение нижнего поверхностного слоя экструдируемого материала. Часть экст- рудируемого листового материала, которая удерживается неподвижной над выходным барабаном / транспортера в устройствах по фиг. 12 и 13, под неодина
ковыми тепловыми воздействиями, так как из-за наличия барабана 7 на материале могут появиться узкие полосы в экструдируемом материале в местах расположения барабана 7, которые имеют различные формовочные свойства по сравнению с остальной частью листа. Эти полосы не могут использоваться в качестве части какого-либо конечного изделия, но они могут зажиматься в формах вне области готового изделия Это может привести к снижению используемого экструдируемого листа и увеличению матричных отходов, что увеличивает расход материала при формовании .
Формула изобретения
1.Способ подачи термопластичного
листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов, при котором осуществляют экструдирование листа термопластичного материала не- посредственно в комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой, охлаждают верхний и нижний поверхностные слои экструдируемого листа в результате прохождения через охлаж- дающие валки с одновременным поддержанием внутренней части листового материала в расплавленном состоянии между поверхностными слоями, подают частично охлажденный экструдируемый лист на транспортер и транспортируют экструдируемый лист на вход устройства для формования листовых термопластов , отличающийся тем, что, с целью повышения эффектив- ности процесса и снижения энергетических затрат, экструдируемый лист удерживают на транспортере до тех пор, пока поверхностный слой экструдируемого листа, который соприкасается с транспортером, повторно не нагревается расплавленной внутренней частью экструдируемого листа до температуры , необходимой для формования листовых термопластов, но ниже той температуры, при которой экструдируемый лист будет прилипать к транспортеру .
2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что повторный нагрев поверхностного слоя экструдируемого листа регулируют путем регулирования длины транспортера, с которым соприкасается поверхностный слой.
0
5
0
25 30 Q 35
45
0
5
3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что для обеспечения регулирования повторного нагрева поверхностного слоя регулируют температуру поверхности транспортера, соприкасающейся с листом.
4.Устройство для подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов , содержащее комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой для приема экструдируемого листа расплавленного термопластичного материала из экструдера, ленточный транспортер для приема охлажденного экструдируемого листа с охлаждающих валков и транспортирования на вход устройства для формования листовых термопластов, при этом охлаждающие валки и ленточный транспортер для 1 приема охлажденного экструдируемого листа установлены с возможностью регулирования их относительного положения , отличающееся тем, что . транспортер выполнен с регулируемой длиной ленты, соприкасающейся
с экструдируемым листом, для регулирования температуры поверхности экструдируемого листа таким образом, что экструдируемый лист поступает в устройство для формования листовых термопластов при температуре, необходимой для формования листовых термопластов , но ниже температуры прилипания экструдируемого листа к транс- , портеру.
5.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что транспортер выполнен с возможностью поворота для перемещения выходного конца в направлении входа в устройство для формова- ния листовых термопластов и в обратч ном направлении.
6.Устройство по п. 5, отличающееся тем, что транспортер выполнен с возможностью поворота вокруг точки, расположенной в плоскости экструдируемого листа, когда он соприкасается с транспортером.
7.Устройство по п.6, о т л и - чающееся тем, что положение точки поворота транспортера является регулируемым.
8.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что транспортер выполнен с возможностью регулирования длины ленты, соприкасающейся с экструдируемым листом, для сохранения участка непрерывно экструдируемого листа и периодической подачи сохраненного участка в устройство для формования листовых термопластов.,
9. Устройство по п. 4, отли - чающееся тем, что транспортер расположен относительно входа в устройство для формования листовых термопластов с возможностью подачи экст- (д рудируемого листа горизонтально в устройство для формования листовых термопластов , формы устройства для фор- J
мования листовых термопластов установлены с возможностью перемещения для обеспечения возможности ввода и вывода транспортера.
10. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что транспортер расположен относительно входа в устройство для формования листовых термопластов с возможностью подачи экструдируемого листа вертикально в устройство для формования листовых термопластов.
Реферат
Изобретение относится к переработке термопластичных полимерных материалов , к способу подачи термопластичного листа из экструдера в устройство для формования листовых термопластов и к устройству для осуществления способа. Цель изобретения - повышение эффективности процесса и снижение энергетических затрат. Для этого в способе, согласно которому осуществляют экструдирование листа термопластичного материала непосредственно в комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой, охлаждают верхний и нижний поверхностные слои экструдируемого листа (ЭЛ) при прохождении его через охлаждающие валки с одновременным поддержанием внутренней части листового материала в расплавленном состоянии между поверхностными слоями, подают частично охлажденный ЭЛ на транспортер (Т) и транспортируют ЭЛ на вход устройства (У) для формования листовых термопластов . ЭЛ удерживают на Т, пока поверхностный слои ЭЛ, соприкасающейся с Т, повторно не нагреется расплавленной внутренней частью ЭЛ до температуры , необходимой для формования листовых термопластов (ЛТ), но ниже температуры, при которой ЭЛ прилипает к Т. Повторный нагрев поверхностного слоя ЭЛ регулируют, регулируя длину Т, с которым соприкасается поверх - ностный слой. Кроме того, для обеспечения регулирования повторного нагрева поверхностного слоя регулируют температуру поверхности Т, соприкасающейся с ЭЛ. , осуществления способа в У, содержащем комплект охлаждающих валков с регулируемой температурой для приема ЭЛ, ленточный Т для приемл охлажденного ЭЛ и транспортирования его в У для формования ЛТ, Т выполнен с регулируемой длиной ленты, соприкасающейся с ЭЛ, для регулировании температуры поверхности ЭЛ таким образом, что ЭЛ поступает в У для формования ЛТ при температуре, необходимой для формования ЛТ, но ниже температуры прилипания ЭЛ к Т. Кроме того, Т выполнен с возможностью повоS (Л о ел ел to со J рота для перемещения выходного конца в направлении входа в У для формования ЛТ и в обратном направлении. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 13 ил. с/
Формула
