RU2728053C1

RU2728053C1 - Coextrusion head

Info

Publication number: RU2728053C1
Application number: RU2019141359A
Authority: RU
Inventors: Антон Евгеньевич Лебедев; Дмитрий Сергеевич Долгин; Илья Сергеевич Гуданов; Валерий Владимирович Власов; Михаил Евгеньевич Борисовский; Юрий Борисович Лаврентьев; Валерий Валадимирович Иродов; Александр Александрович Ватагин; Дмитрий Владимирович Лебедев; Татьяна Михайловна Сибрина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МилИнвест" (ООО "МилИнвест")
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2020-07-28

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to devices for production of multilayer articles of flat and other forms, namely to head for coextrusion. Head for coextrusion comprises a detachable housing and consisting of sections. Recess for liquid circulation is provided in the center between two sections. Sections form two forming channels communicating with feed channels. Recess for liquid circulation has a triangular cross-section, is placed in a divider shaped as a triangular prism, external faces of which are flat, and the vertex is located in the zone of the output window, which changes into a cavity of a larger size. On the outer upper flat edge of the divider there are parallel longitudinal grooves, the depth and width of which increases from the supply channels to the outlet opening. On the surface of the outer lower flat face of the divider there are parallel longitudinal ribs, the height and depth of which increases from the supply channels to the output window. Distances between longitudinal ribs and longitudinal grooves are identical. Supply channels have circular section smoothly changing into forming channels of semicircular sections, flat sides of which are formed by flat faces of divider. Square cross-sections of forming and connected to them appropriate feed channels are identical. Outlet opening formed by the merging of the forming channels passes through the diffuser into the cavity of circular section of larger size. On surfaces of outer upper and lower flat faces of divider there are alternating parallel longitudinal grooves and parallel longitudinal ribs.EFFECT: technical result consists in simplifying the design for production of multilayer articles of circular section by coextrusion, as well as prevention of material shift in transverse direction and distortion of shape of obtained article.1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для производства многослойных изделий плоской формы и других форм. Может применяться в химической и других отраслях промышленности, где используется метод соэкструзии.The present invention relates to a device for the production of multi-layer products of flat shape and other shapes. Can be used in chemical and other industries where coextrusion is used.

Известна 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 [АС СССР №148899, МКИ В29С 47/12, 01.01.1967].Known two-channel extrusion head for the manufacture of polymer shaped products, containing a housing made detachable with a cooling system and located in the liners. The inserts form between themselves a forming slot of the profile section, consisting of two forming channels communicating with the feed channel and enclosed between the profile and flat sections of the inserts [AS USSR No. 148899, MKI V29S 47/12, 01.01.1967].

Недостатками данной головки является невозможность получения изделий круглового профиля с прочным соединением слоев.The disadvantages of this head is the impossibility of obtaining products of a circular profile with a strong connection of layers.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является головка экструзионная [Патент РФ №2705057, МПК В29С 48/25, опубл. 01.11.2019, БИ №31], содержащая корпус, выполненный разъемным, состоящий из секций, в центре между двумя секциями предусмотрено углубление для циркуляции жидкости, при этом секции образуют между собой два формующих канала, сообщающихся с питающими каналами, формующие каналы выполнены сложнопрофильного сечения, углубление для циркуляции жидкости выполнено треугольного сечения, размещено в делителе, имеющем форму треугольной призмы внешние грани которой плоские, а вершина расположена в зоне выходного окна, переходящего в полость прямоугольного сечения большего размера, на поверхности внешней верхней плоской грани делителя выполнены параллельные продольные ручьи глубина и ширина которых увеличивается от питающих каналов к выходному окну, а на поверхности внешней нижней плоской грани делителя размещены параллельные продольные ребра высота и глубина которых увеличивается от питающих каналов к выходному окну, расстояния между продольными ребрами и продольными ручьями одинаковые.Closest to the proposed invention is the extrusion head [RF Patent No. 2705057, IPC В29С 48/25, publ. 11/01/2019, BI No. 31], containing a body made of split, consisting of sections, in the center between the two sections provided a recess for the circulation of liquid, while the sections form between each other two molding channels, communicating with the feed channels, the molding channels are made of a complex section , the recess for the circulation of the liquid is made of a triangular cross-section, placed in a divider in the form of a triangular prism, the outer edges of which are flat, and the apex is located in the area of the outlet window passing into a cavity of a larger rectangular section, parallel longitudinal streams are made on the surface of the outer upper flat face of the divider. and the width of which increases from the supply channels to the outlet window, and on the surface of the outer lower flat face of the divider there are parallel longitudinal ribs, the height and depth of which increases from the supply channels to the outlet window, the distances between the longitudinal ribs and the longitudinal streams are the same.

Недостатками данной головки являются невозможность получения изделий кругового профиля с прочным соединением слоев, а также высокое внутреннее сопротивление.The disadvantages of this head are the impossibility of obtaining products of a circular profile with a strong connection of layers, as well as high internal resistance.

Задачей данного изобретения является головки для соэкструзии, которая при сравнительно простой конструкции позволяет осуществлять изготовление многослойных изделий кругового сечения методом соэкструзии, а также предотвращает возможность сдвига материала в поперечном направлении и искажение формы получаемого изделия.The object of this invention is a die for coextrusion, which, with a relatively simple design, allows the production of multilayer circular cross-section products by the coextrusion method, and also prevents the possibility of material shift in the transverse direction and distortion of the shape of the resulting product.

Поставленная задача достигается тем, что в головке для соэкструзии содержащей корпус, выполненный разъемным, состоящий из секций, в центре между двумя секциями предусмотрено углубление для циркуляции жидкости, при этом секции образуют между собой два формующих канала, сообщающихся с питающими каналами, углубление для циркуляции жидкости выполнено треугольного сечения, размещено в делителе, имеющем форму треугольной призмы, внешние грани которой плоские, а вершина расположена в зоне выходного окна, переходящего в полость большего размера. На поверхности внешней верхней плоской грани делителя выполнены параллельные продольные ручьи, глубина и ширина которых увеличивается от питающих каналов к выходному окну, а на поверхности внешней нижней плоской грани делителя размещены параллельные продольные ребра, высота и глубина которых увеличивается от питающих каналов к выходному окну, расстояния между продольными ребрами и продольными ручьями одинаковые питающие каналы выполнены кругового сечения, плавно переходящими в формующие каналы полукруговых сечений, плоские стороны которых образованы плоскими гранями делителя, причем площади поперечного сечения формующих и соединенных с ними соответствующих питающих каналов одинаковы, а выходное окно, образованное слиянием формующих каналов, переходит через диффузор в полость кругового сечения большего размера, на поверхностях внешних верхней и нижней плоских граней делителя выполнены чередующиеся друг с другом в поперечном направлении параллельные продольные ручьи и параллельные продольные ребра.The task is achieved by the fact that in the head for coextrusion containing a body, made split, consisting of sections, in the center between the two sections there is a recess for liquid circulation, while the sections form two forming channels between themselves, communicating with the feed channels, a recess for liquid circulation made of a triangular cross-section, placed in a divider in the form of a triangular prism, the outer edges of which are flat, and the apex is located in the area of the exit window, passing into a larger cavity. On the surface of the outer upper flat face of the divider, parallel longitudinal streams are made, the depth and width of which increases from the supply channels to the outlet window, and on the surface of the outer lower flat face of the divider there are parallel longitudinal ribs, the height and depth of which increases from the supply channels to the outlet window, the distances Between the longitudinal ribs and the longitudinal streams, the same feeding channels are made of circular cross-section, smoothly turning into the forming channels of semicircular sections, the flat sides of which are formed by the flat faces of the divider, and the cross-sectional areas of the forming channels and the corresponding feeding channels connected to them are the same, and the outlet window formed by the merging of the forming channels, passes through the diffuser into a larger circular section, on the surfaces of the outer upper and lower flat faces of the divider, parallel longitudinal streams alternating with each other in the transverse direction and parallel extensions nye ribs.

На фиг. 1 изображена схема головки для соэкструзии.FIG. 1 shows a diagram of a coextrusion die.

На фиг. 2 показан вид А.FIG. 2 shows view A.

На фиг. 3 представлено сечение Б-Б (2:1).FIG. 3 shows a section BB (2: 1).

Головка для соэкструзии содержит корпус, выполненный разъемным, состоящий из секций 1 и 2. В центре корпуса, между двумя секциями 1 и 2 предусмотрено углубление 3 для циркуляции жидкости. Секции 1 и 2 образуют между собой два формующих канала 4 и 5, сообщающихся с питающими каналами 6 и 7. Углубление 3 для циркуляции жидкости имеет треугольную форму и размещено в делителе 8 имеющем форму треугольной призмы. Выходное окно 9, образованное слиянием формующих каналов 4 и 5, переходит через диффузор 10 в полость 11 кругового сечения большего размера, чем выходное окно 9. Внешние грани 12 и 13 делителя 8 выполнены плоскими, а вершина делителя 8 расположена в зоне выходного окна 9. Питающие каналы 6 и 7 выполнены кругового сечения, плавно переходящими в формующие каналы 4 и 5 полукруговых сечений, плоские стороны которых образованы плоскими гранями делителя 8. Площади поперечного сечения формующих 4 и 5 и соединенных с ними соответствующих питающих каналов 6 и 7 одинаковы. На поверхностях внешних верхней 12 и нижней 13 плоских граней делителя 8 выполнены чередующиеся друг с другом в поперечном направлении параллельные продольные ручьи 14 и параллельные продольные ребра 15.The head for coextrusion contains a body, made split, consisting of sections 1 and 2. In the center of the body, between two sections 1 and 2, a recess 3 is provided for liquid circulation. Sections 1 and 2 form between each other two forming channels 4 and 5, communicating with the supply channels 6 and 7. The recess 3 for the circulation of the liquid has a triangular shape and is located in a divider 8 in the shape of a triangular prism. The outlet window 9, formed by the merging of the forming channels 4 and 5, passes through the diffuser 10 into a cavity 11 of circular cross-section larger than the outlet window 9. The outer edges 12 and 13 of the divider 8 are flat, and the top of the divider 8 is located in the area of the outlet window 9. The feed channels 6 and 7 are made of circular cross-section, smoothly turning into the forming channels 4 and 5 of semicircular sections, the flat sides of which are formed by the flat faces of the divider 8. The cross-sectional areas of the forming channels 4 and 5 and the corresponding supply channels 6 and 7 connected to them are the same. On the surfaces of the outer upper 12 and lower 13 flat faces of the divider 8, parallel longitudinal streams 14 and parallel longitudinal ribs 15 alternating with each other in the transverse direction are made.

Головка для соэкструзии работает следующим образом.The coextrusion head works as follows.

Расплавы полимеров, нагнетаемые шнеками экструдера, попадают в питающие каналы 6 и 7 кругового сечения. Круговое сечение питающих каналов обеспечивает относительно невысокое сопротивление движению материала по сравнению с каналами других форм, где имеет место изменение сечения, например, от круглого к прямоугольному.Polymer melts, pumped by the extruder screws, enter the feeding channels 6 and 7 of circular cross-section. The circular cross-section of the feed channels provides a relatively low resistance to material movement in comparison with channels of other shapes, where there is a change in cross-section, for example, from round to rectangular.

Далее расплав нагнетается в формующие каналы 4 и 5 полукруговых сечений, плоские стороны которых образованы плоскими гранями делителя 8. Формующие каналы 4 и 5 придают расплавам полимеров необходимую для дальнейшего соединения форму.Further, the melt is injected into the forming channels 4 and 5 of semicircular sections, the flat sides of which are formed by the flat faces of the divider 8. The forming channels 4 and 5 give the polymer melts the necessary shape for further joining.

Двигаясь в формующих каналах 4 и 5 материалы заполняют продольные ручьи 14, а продольными ребрами 15 на поверхности материала формируются соответствующие впадины.Moving in the forming channels 4 and 5, the materials fill the longitudinal streams 14, and the longitudinal ribs 15 form the corresponding depressions on the material surface.

Для нагрева внутренней полости предусмотрено углубление 3 треугольного сечения, в котором циркулирует жидкость.To heat the inner cavity, a triangular recess 3 is provided, in which the liquid circulates.

После прохождения материалами делителя 8 и формирования соответствующих профилей поперечного сечения происходит их контактирование в зоне выходного окна 9.After the materials pass through the divider 8 and the corresponding cross-sectional profiles are formed, they come into contact in the area of the outlet window 9.

Формируемые на материалах чередующиеся выступы и впадины при помощи продольных ручьев 14 и продольных ребер 15 при контакте входят друг в друга, что обеспечивается одинаковыми расстояниями между продольными ребрами 15 и продольными ручьями 14.The alternating protrusions and depressions formed on the materials by means of longitudinal ribs 14 and longitudinal ribs 15 enter each other upon contact, which is ensured by the same distances between the longitudinal ribs 15 and the longitudinal ribs 14.

Наличие в зоне контакта проникающих друг в друга продольных элементов, сформированных чередующимися выступами и впадинами, позволяет обеспечить повышенное сцепление и прочность будущего изделия.The presence in the contact zone of longitudinal elements penetrating into each other, formed by alternating protrusions and depressions, allows for increased adhesion and strength of the future product.

Пройдя выходное окно 9, соединенные материалы попадают через диффузор 10 в полость кругового сечения 11 большего размера, чем выходное окно 9, где происходит их окончательное соединение. Наличие диффузора 10 предотвращает резкое расширение материалов в зоне полости 11, что исключает разрушение сформированного изделия.Having passed the outlet window 9, the connected materials enter through the diffuser 10 into a circular section 11 of a larger size than the outlet window 9, where their final connection takes place. The presence of the diffuser 10 prevents a sharp expansion of materials in the area of the cavity 11, which excludes the destruction of the formed product.

Выполнение полости 11 большего размера, чем выходное окно 9, позволяет обеспечить расширение материалов, не искажая структуры и круговой формы получаемого изделия.Making the cavity 11 larger than the outlet window 9 allows for expansion of materials without distorting the structure and circular shape of the resulting product.

Благодаря тому, что питающие каналы 6 и 7 выполнены кругового сечения, удается снизить сопротивление течению материалов за счет сохранения формы сечения.Due to the fact that the supply channels 6 and 7 are made of circular cross-section, it is possible to reduce the resistance to the flow of materials by maintaining the cross-sectional shape.

Плавный переход питающих каналов 6 и 7 в формующие каналы 4 и 5 полукруговых сечений, плоские стороны которых образованы плоскими гранями делителя, позволяет при невысоком сопротивлении движению сформировать заготовку кругового сечения и сформировать в зоне стыка прочную поверхность.The smooth transition of the feed channels 6 and 7 into the forming channels 4 and 5 of semicircular sections, the flat sides of which are formed by the flat faces of the divider, allows, with low resistance to movement, to form a workpiece with a circular section and to form a solid surface in the joint zone.

За счет того, что площади поперечного сечения формующих и соединенных с ними соответствующих питающих каналов одинаковы, происходит плавное переформирование сечения из кругового в полукруговое при относительно невысоком сопротивлении течению.Due to the fact that the cross-sectional areas of the forming and the corresponding feed channels connected to them are the same, there is a smooth transformation of the cross-section from circular to semicircular with relatively low resistance to flow.

Благодаря тому, что на поверхностях внешних верхней и нижней плоских граней делителя выполнены чередующиеся друг с другом в поперечном направлении параллельные продольные ручьи и параллельные продольные ребра, удается сформировать изделие кругового сечения с прочным сцеплением материалов в зоне контакта. Увеличение прочности сцепления обеспечивается за счет взаимного проникновения чередующихся друг с другом в поперечном направлении параллельных продольных ручьев и параллельных продольных ребер.Due to the fact that parallel longitudinal streams and parallel longitudinal ribs alternating with each other in the transverse direction and parallel longitudinal ribs are made on the surfaces of the outer upper and lower flat faces of the divider, it is possible to form a product of circular cross-section with strong adhesion of materials in the contact zone. The increase in adhesion strength is provided due to the mutual penetration of parallel longitudinal streams and parallel longitudinal ribs alternating with each other in the transverse direction.

Предлагаемая конструкция головки для соэкструзии при сравнительно простой конструкции позволяет осуществлять изготовление многослойных изделий кругового сечения методом соэкструзии, а также предотвращает возможность сдвига материала в поперечном направлении и искажение формы получаемого изделия.The proposed design of the head for coextrusion with a relatively simple design allows the manufacture of multilayer products of circular cross-section by the method of coextrusion, and also prevents the possibility of material shift in the transverse direction and distortion of the shape of the resulting product.

Claims

A head for coextrusion, containing a body, made split, consisting of sections, in the center between the two sections there is a recess for liquid circulation, while the sections form two forming channels between themselves, communicating with the feed channels, the recess for liquid circulation is made of a triangular cross section, placed in a divider in the form of a triangular prism, the outer edges of which are flat, and the apex is located in the area of the outlet window, turning into a larger cavity, parallel longitudinal streams are made on the surface of the outer upper flat edge of the divider, the depth and width of which increases from the supply channels to the outlet window, and on the surface of the outer lower flat face of the divider, there are parallel longitudinal ribs, the height and depth of which increases from the supply channels to the outlet window, the distances between the longitudinal ribs and the longitudinal streams are the same, characterized in that the supply channels are made of circular cross-section, smoothly passing forming channels of semicircular cross-sections, the flat sides of which are formed by the flat faces of the divider, and the cross-sectional areas of the forming channels and the corresponding supply channels connected to them are the same, and the outlet window formed by the merging of the forming channels passes through the diffuser into a larger circular section on the surfaces the outer upper and lower flat faces of the divider are made alternating with each other in the transverse direction, parallel longitudinal streams and parallel longitudinal ribs.