FI77406B - Munstycke foer straengsprutningsanordning. - Google Patents

Description

1 77406

Suulakepuristimen suukappale

Keksintö koskee suukappaletta sulan polymeerimateriaalin suulakepuristamiseksi putkimaiseen muotoon, jolloin 5 suukappaleessa on polymeerin virtausta varten putkimainen kanava, joka ulottuu suukappaleen polymeerin syöttöpäästä suukappaleen ulostuloaukkoon, ja joka kanava on sydämen ja suukappaleen ulomman osan rajaama ja jossa on - ensimmäinen, oleellisesti suulakepuristussuunnan 10 kanssa yhdensuuntainen polymeerin sisääntulovyöhyke; - toinen, ensimmäisen vyöhykkeen lopusta suulakepu-ristussuuntaan nähden oleellisesti säteittäisesti kulkeva vyöhyke, joka on vastakkaisten pintojen rajaama ja joka käsittää muotoiltavan osan, jota vasten kohdistetaan sää- 15 tövoima muotoiluelimillä, ja - kolmas, ulostulovyöhyke, joka ulottuu toisen, sä-teittäisen vyöhykkeen lopusta ulostuloaukkoon.

Termoplastista muovia olevia putkia valmistetaan sellaisista polymeerimateriaaleista kuten polyetyleenistä, 20 polypropyleenistä, polyvinyylikloridista, polymetyylimet-akrylaatista, polyamidista, polykarbonaateista, polyestereistä ja fluoratuista polymeereistä. Tällaisia putkia käytetään laajasti kaasu-, viemäri-, vesi- ja salaojaput-kina.

25 Termoplastisesta muovista valmistetun putken suulake- puristus tehdään yleensä vaakasuoraan, ja on olemassa kaksi tekijää, jotka saavat aikaan putken seinämän paksuudessa epätasaisuutta kehää pitkin mitattuna. Ensimmäinen tekijä on epätäydellinen sulan aineen jakautuminen tai po-30 lymeerin nopeus sulan aineen tietyn sylinterimäisen radan kehällä. Tätä epätäydellistä sulan aineen jakautumista ei voida yleensä korjata tavanomaisin suukappaleen säädöin, jolloin ulompaa suukappaleen osaa siirretään säteen suuntaisesti sydämeen nähden.

35 Toinen tekijä, joka aiheuttaa epätasaista putken : seinämän paksuutta, erityisesti suhteellisen paksuseinäis- 2 77406 ten tuotteiden ollessa kyseessä, on se, että vielä sulaan polymeeripuristeeseen vaikuttavat gravitaatiovoimat saavat aikaan sulan polymeerin virtauksen alaspäin. Jos suukappaleen aukko on säädetty esimerkiksi siten, että aukko on 5 täysin samankeskinen, on saatava putki yleensä merkittävästi paksumpi alaosastaan kuin ylimmästä osastaan, vaikka sulan aineen nopeus olisi suurin piirtein yhtä suuri suu-kappaleen ulostuloaukon kaikissa pisteissä. Tämän sulan polymeerin alaspäin virtaamisen kompensoimiseksi siirretään 10 ulompaa suukappaleen osaa yleensä ylöspäin sydämeen nähden niin, että suukappaleen aukko on laajempi ylhäällä kuin alhaalla siinä määrin kuin on tarpeellista, jotta lopullinen kiinteän putken seinämän paksuus olisi lähes yhtä suuri ylä- ja alaosasta mitattuna.

15 Vaikka tavanomainen putkiekstruuderin suukappale olisi säädetty ideaalisesti edellä esitetyllä tavalla, esiintyy silti merkittävää putken seinämän paksuuden epätasaisuutta. Merkittävää putken seinämän paksuuden kasvua esiintyy erityisesti lieriömäisen putken kehän kahdessa 20 alemmassa neljänneksessä; erityisesti kulmavälillä 15-60° mitattuna putken pohjapisteestä kummallekin puolelle. Tällä hetkellä ei ole olemassa mitään menetelmää putken seinämän paksuuden säätämiseksi näillä tietyillä alueilla, koska ulompaa suukappaleen osaa on yleensä siirretty sydä-25 meen nähden siten, että kiinteytyneen putken seinämän paksuus on lähes yhtä suuri ylä- ja alaosassa sekä yhtä suuri kummallakin sivulla, vaikka seinämän keskipaksuuden pystysuoraan mitattuna ei tarvitse välttämättä olla yhtä suuri kuin seinämän keskipaksuus vaakasuoraan mitattuna.

30 Normaalin suukappaleen säädön, jossa suukappaleen ulompaa osaa siirretään sydämeen nähden, lisäksi olisi minkä tahansa ohutseinäisen sylinterimäisen tai kartiomai-: sen suukappaleen vyöhykkeen paikallinen lisäsäätö vaikeaa ja epäkäytännöllistä, sillä tällaisen vyöhykkeen muodon-35 muutos sisäänpäin saisi aikaan kontrolloimattoman pullistumisen toisessa kohdassa kehällä sekä samanaikaisen kontrolloimattoman polymeerin uudelleenjakautumisen.

Il 3 77406 DE-hakemusjulkaisusta 2 654 001 tunnetaan ennestään suulakepuristimen suukappale, jossa muotoiltava osa on kanavassa kelluva, muotoiltava rengas. Tämä kelluva rengas nostaa puristusvastusta, mikä saattaa häiritä virtauksen säätö-5 tarkkuutta ja johtaa lisäksi rakenteen monimutkaisuuteen.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada parannettu suukappale sulan polymeerimateriaalin suulakepuristamiseksi putkimaiseen muotoon, joka suukappale antaa mahdollisuuden säätää itsenäisesti ja paikallisesti suulakepuristetun sy-10 linteriseinän paksuutta vaikuttamatta merkittävästi sylin-teriseinän muiden osien paksuuteen.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisella suukappaleella, jolle on tunnusomaista, että - muotoiltava osa muodostaa ainakin osan toisesta nii-15 hin vastakkaisiin pintoihin kuuluvista pinnoista, jotka ra-jaavat toisen vyöhykkeen, ja muodostaa suukappaleen ulomman osan kanssa yhtenäisen osan, niin että säätövoima kohdistetaan ulkoisesti muotoiltavaan osaan.

Kuvio on sivukuva tämän keksinnön mukaisesta suukap-20 paleesta, jossa kuviossa suukappaleen toinen puolikas näkyy halkileikattuna.

Kuviossa näkyvää kanavaa, jolle käytetään yleismerkintää 10, rajoittavat sydän 11 ja suukappaleen ulompi osa 12. Suukappaleen ulompi osa 12 voi koostua tulopuolen vyöhyk-25 keestä 12A ja menopuolen vyöhykkeestä 12B. Kanavan 10 ensimmäinen, sisääntulovyöhyke 10a on liitetty sulan termoplastisen materiaalin syöttölaitteeseen (ei esitetty kuviossa) ja termoplastinen materiaali kulkee sitä pitkin lieriön muotoisena kanavan 10 toiseen, säteittäiseen vyöhykkeeseen 10b. 30 Sula termoplastinen materiaali kulkee kanavan 10 säteittäis-tä vyöhykettä 10b pitkin kolmanteen, kanavan 10 ulostulo-vyöhykkeeseen 10c, jota pitkin sula termoplastinen aine siirtyy suukappaleen ulostuloaukkoon 13.

Putken seinämän paksuuden säätö tapahtuu kahdella ta-35 valla. Ensinnäkin suukappaleen ulompaa osaa 12, joka on kiinnitetty tulopuolen sovitteeseen (ei esitetty kuviossa) 4 77406 usealla pultilla 14, voidaan liikuttaa säteen suuntaisesti kumpaan suuntaan tahansa sydämeen nähden säätämällä pultteja 15, mikä on tavanomainen suulakepuristimen suukappaleen säätömenetelmä.

5 Seinämän lisäsäätö saadaan aikaan kanavan 10 toisessa, säteittäisessä vyöhykkeessä 10b siirtämällä muotoiltavaa osaa 16, joka muodostaa osan suukappaleen ulommasta osasta 12. Se suukappaleen osa, joka muodostaa muotoiltavan osan 16, on huomattavasti ohuempi kuin suukappaleen ulomman osan 10 12 muut vyöhykkeet. Tämän muotoiltavan osan 16 paksuus on edullisesti vakio koko sen pituudella eikä se vaihtele suu-kappaleen koon eikä rakennemateriaalin mukaan. Käytettäessä monia seosteräksiä saadaan noin 0,5-1,5 mm:n paksuudella aikaan riittävä taipuisuus. Noin 0,9 mm:n paksuus on ha-15 vaittu erityisen tyydyttäväksi käytettäessä suukappaleen ulomman osan 12 rakennemateriaalina. AISI 4130 -terästä, joka on lämpökäsitelty kovuuteen Rc 28-32.

Vyöhykkeen 10b leveyttä säädetään rengasmaisella laipalla 17, joka on kiinnitetty sisäpinnaltaan suukappaleen 20 ulompaan osaan 12 kierteiden avulla ja kiinnitetty läheltä ulkopintaansa suukappaleen ulompaan osaan pulttien 18 avulla. Säätöpultit 19 on kiinnitetty kiertein kehälle, joka yleensä vastaa muotoiltavan osan säteen keskipistettä, siten että siirrettäessä yhtä tai useampaa pulttia eteenpäin 25 taipuu suukappaleen ulomman osan 12 ohut, muotoltava osa 16 sisäänpäin, jolloin kanavan 10 toinen, säteittäinen vyöhyke 10b kapenee tässä kohdassa. Säätöpulttien lukumäärä vaihtelee luonnollisesti suukappaleen koon ja säädön halutun tarkkuusasteen mukaan. Laippaan 17 sijoitetaan säätö-30 pultteja 19 tyypillisesti noin 2,5 cm:n etäisyydelle toisistaan.

Säteittäisen vyöhykkeen 10b leveys on edullisesti vakio pinnan alueella silloin, kun säätöpultit 19 eivät paina muotoiltavaa osaa 16. Vyöhykkeestä 10b voidaan kuitenkin 35 haluttaessa tehdä kapeneva kaventamalla sydämen 11 päätyä esimekriksi siten, että sulan aineen nopeus on vakio vyöhykkeen 10b koko pituudella.

i, 5 77406

Yllättävästi on havaittu, että säätämällä kanavan 10 paksuutta toisen, säteittäisen vyöhykkeen 10b kohdalla, voidaan tehokkaasti ja luotettavasti säätää putken seinämän paksuus tasaiseksi. Vastoin odotuksia kanavan leveyden 5 säätö, jolla säädellään sulan aineen virtausnopeutta tietyssä kohdassa säteittäisellä vyöhykkeellä 10b, ei tasoitu sulan aineen virtausreitin loppuosassa, joka johtaa suukappaleen ulostuloaukkoon 13. Lisäksi säätövoimien kohdistaminen kanavan 10 säteittäiseen vyöhykkeeseen 10b tekee mah-10 dolliseksi polymeerivirran säätämisen kapealla alueella säätökohdassa, mikä vaikuttaa mitättömän vähän virtausnopeuteen suulakepuristettavan polymeerin muissa osissa.

Niiden säätöpulttien 19, joita kiristetään muotoiltavan osan 16 taivuttamiseksi tarkoituksena muuttaa seinä-15 män paksuutta, asema kehällä voi joidenkin MD-polyetyleeni-putkituotteiden ollessa kyseessä olla lähempänä suukappaleen yläreunaa kuin mitä säädettävä osa osoittaa lopullisessa kiinteytyneessä putkessa. Lisäksi, joidenkin HD-poly-etyleeniputkituotteiden ollessa kyseessä, jolloin sulan 20 aineen lujuus on suurempi kuin MD-polymeereillä, voi pulttien 19 asema olla samassa linjassa kuin säädettävä osa lopullisessa putkituotteessa. Tästä seuraa tämän keksinnön toinen etu. Rakenne tekee mahdolliseksi säätää useiden pulttien 19 avulla muotoiltava osa sopivaksi polymeereille, joi-25 den lujuus sulana on erilainen, sekä tasoittaa muiden val-mistuksessa esiintyvien muuttujien, kuten sulan aineen lämpötilan ja jäähdytysnopeuden vaikutuksia, silloin kun nämä tekijät liittyvät putken seinämän paksuuden epätasaisuuteen, ja kuten edellä mainittiin, kompensoida epätäydellisyyksiä 30 sulan aineen jakautumisessa tai suukappaleeseen tulevan tai siinä olevan polymeerin nopeudessa riippumatta siitä, missä tällaisia häiriöitä tapahtuu. Tämän keksinnön käyttöä valaisee edelleen seuraava erityisesimerkki.

Esimerkki 35 Putkea, jonka nimelliskoko (iron pipe size, IPS) oli 15 cm ja standardimittasuhde (standard dimension ratio, 6 77406 SDR) 11,5, puristettiin MD-polyetyleenistä, jonka sula-indeksi oli 1,2 mitattuna standardin ASTM-D-1238, Condition E, mukaan. Polymeeri puristettiin suukappaleen läpi, joka oli kuvan mukaista tyyppiä, ja jossa oli 32 sää-5 töpulttia laipassa 17.

Säätämällä suukappaleen ulomman osan 12 muotoiltavaa osaa 16 pienennettiin seinämän paksuudenvaihtelu kehää pitkin 1,3-1,5 mm:stä 0,25-0,5 mm: iin suulakepuristusnopeuden pienentymättä ollenkaan verrattuna samanlaiseen suukappa-10 leeseen, jossa ei ole rengasmaista säätölaippaa eikä muotoiltavaa osaa suukappaleen säteittäisessä osassa.

li

Claims (4)

7 77406

1. Suukappale sulan polymeerimateriaalin suulakepu-ristamiseksi putkimaiseen muotoon, jolloin suukappaleessa on polymeerin virtausta varten putkimainen kanava (10), joka ulottuu suukappaleen polymeerin syöttöpäästä suukappaleen ulostuloaukkoon (13), ja joka kanava (10) on sydämen (11) ja suukappaleen ulomman osan (12) rajaama ja jossa on - ensimmäinen, oleellisesti suulakepuristussuunnan kanssa yhdensuuntainen polymeerin sisääntulovyöhyke (10a); - toinen, ensimmäisen vyöhykkeen (10a) lopusta suu-lakepuristussuuntaan nähden oleellisesti säteittäisesti kulkeva vyöhyke (10b), joka on vastakkaisten pintojen rajaama ja joka käsittää muotoiltavan osan (16), jota vasten kohdistetaan säätövoima muotoiluelimillä (17,19), ja - kolmas, ulostulovyöhyke (10c), joka ulottuu toisen, säteittäisen vyöhykkeen (10b) lopusta ulostuloaukkoon; tunnettu siitä, että - muotoiltava osa (16) muodostaa ainakin osan toisesta niihin vastakkaisiin pintoihin kuuluvista pinnoista, jotka rajaavat toisen vyöhykkeen (10b), ja muodostaa suukappaleen ulomman osan (12) kanssa yhtenäisen osan, niin että säätövoima kohdistetaan ulkoisesti muotoiltavaan osaan (16).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suukappale, tunnettu siitä, että ensimmäinen, sisääntulovyöhyke (10a) on lieriömäinen ja suuntautuu oleellisesti aksiaalisesti : polymeerin syöttöpäästä suukappaleen ulostuloaukkoa (13) kohden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suukappale, tunnettu siitä, että muotoiluelin on suukappaleeseen kiinnitetty rengasmainen laippa (17), jossa on joukko pultteja (19) kiinnitettynä siihen kierteillä siten, että kunkin pultin (19) liike eteenpäin taivuttaa osaa muotoiltavasta pinnasta (16). 8 77406

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen suukappale, tunnettu siitä, että pultit (19) on sijoitettu säännöllisin välimatkoin laipan (17) ympäri. Il 9 77406