close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2021

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2021
(13)
C1
6
(51) B 29C 47/30
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ЭКСТРУЗИОННАЯ ГОЛОВКА
(21) Номер заявки: 2551
(22) 21.11.1994
(46) 30.03.1998
(71) Заявитель: Институт механики металлополимерных систем Академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Пинчук Л.С., Гольдаде В.А., Макаревич
А.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт
механики
металлополимерных систем Академии наук Беларуси (BY)
(57)
Экструзионная головка, содержащая клиновидный наконечник, в котором выполнены сквозные отверстия с
параллельными осями, расположенными в продольной плоскости симметрии наконечника, и накладки, установленные с зазором относительно образующих клин граней наконечника, отличающаяся тем, что в накладках со
стороны вершины клина симметрично относительно продольной плоскости симметрии наконечника выполнены
каналы для подачи сжатого газа.
(56)
1. Заявка ФРГ 3713862, МКИ D04H 1/56, 1988.
2. А.с.СССР 539615, МКИ B29C 47/00, 1976.
3. Патент США 3825380, МКИ B29F 3/04, 1974 - прототип.
Фиг. 1
Изобретение относится к технологии формирования волокнистых полимерных материалов с помощью
устройств, обеспечивающих распыление посредством газового потока переработанного в экструдере расплава полимера.
Известно устройство [1] для получения волокнистых нетканых материалов на основе полимеров, состоящее из экструдера с фильерной головкой, охлаждающей шахты с каналами для подачи газа, щелевидной
шахты для вытяжки волокон, на входе в которую смонтированы направляющие щитки с регулируемым углом установки, и диффузорной шахты, направляющей поток газополимерной смеси на движущийся транспортер.
Его недостатками являются большая длина пути смеси от головки к транспортеру, значительная материалоемкость и громоздкость устройства.
BY 2021 C1
Известна конструкция экструзионной головки [2], состоящая из сопла с центральным каналом для расплава
полимера и охватывающего сопло конического корпуса. Зазор между соплом и корпусом снабжен завихрителем воздушного потока, с помощью которого производится распыление расплава. Таким образом удается
придать распыляемым волокнам спиралеобразную траекторию, не прибегая к громоздким устройствам типа
шахт.
Недостаток этой конструкции состоит в жесткой связи между производительностью получения и диаметром формируемых волокон. Повышение производительности экструдера и, следовательно, расхода полимерного расплава, истекающего через единственное сопло головки, неизбежно приводит к увеличению
диаметра волокон, что во многих случаях недопустимо.
Прототипом изобретения является экструзионная головка [3] для изготовления нетканых волокнистых
материалов. Она состоит из клиновидного наконечника со сквозными, соединенными с рабочим объемом
экструдера отверстиями и плоских накладок, которые установлены с зазором относительно образующих
клин плоскостей наконечника. Зазоры соединены с источником сжатого газа.
Недостатки прототипа:
- отсутствие конструктивных элементов, позволяющих регулировать укладку распыляемых волокон на
формообразующую подложку;
- невозможность повышения прочности волокнистых материалов путем взаимного зацепления волокон.
Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение:
1) регулирование структуры и плотности формируемого волокнистого нетканого материала;
2) направленное изменение прочности формируемого материала путем регулирования взаимного зацепления волокон при транспортировании потоком газа от головки к подложке;
3) исключение из конструкции движущихся, механически взаимодействующих деталей.
Поставленные задачи достигаются тем, что известная экструзионная головка, содержащая клиновидный
наконечник, в котором выполнены сквозные отверстия с параллельными осями, расположенными в продольной плоскости симметрии наконечника, и накладки, установленные с зазором относительно образующих клин граней наконечника, дополнена новыми конструктивными элементами. В накладках со стороны
вершины клина симметрично относительно продольной плоскости симметрии наконечника выполнены каналы для подачи сжатого газа.
Сущность изобретения состоит в том, чтобы регулировать структуру, плотность и прочность волокнистой массы, укладываемой на формообразующую подложку, с помощью пульсирующих газовых потоков,
истекающих из экструзионной головки.
На фиг.1 показан вариант конструкции экструзионной головки. В клиновидном наконечнике 1 выполнены
фильерные отверстия 2, соединенные с рабочим объемом экструдера. Накладки 3 и 4 установлены с зазорами 5
и 6 относительно образующих клин плоскостей наконечника таким образом, что образуют открытые в сторону
фильерных отверстий камеры, которые соединены с источником сжатого газа. Вблизи каждого отверстия 2 в
накладках выполнены каналы 7 и 8, соединенные с газораспределительным устройством 9. Выходные отверстия каналов 7 и 8 в накладках 3 и 4 обозначены буквами.
Экструзионная головка работает следующим образом. После включения экструдера в фильерные отверстия 2 поступает расплав полимера. Истекающие из зазоров 5 и 6 потоки газа подхватывают расплав, диспергируют его и вытягивают в волокна. Потоки газо-полимерной смеси транспортируются в направлении
осей 00′ к формообразующей подложки. При включении газораспределительного устройства 9 сжатый газ
поступает в каналы 7 и 8 и вытекает через отверстия в накладках, обозначенные буквами. Эти потоки газа
при истечении в импульсном режиме могут отклонять траектории газо-полимерных потоков, истекающих
из фильерных отверстий 2, от прямолинейного направления их движения вдоль осей 00′. Приведем примеры регулирования траекторий газополимерных потоков.
Вариант I: попеременно включаются газовые потоки, истекающие через верхние (б, г, е, з, к, м, о, р...) и
нижние (а, в, д, ж, и, л, н, п...) отверстия. Конфигурации траекторий газо-полимерных потоков показаны на
фиг.2 и представляют собой конгруэнтные синусоиды, плоскости которых проходят через вертикальные оси
фильерных отверстий 2. Амплитуда синусоид зависит от давления, а период - от длительности действия газовых потоков.
Вариант II: в импульсном режиме включаются потоки, истекающие через отверстия а, б, е, д, и, к, н, о..., расположенные на вертикальных осях между отверстиями 2. Траектории газо-полимерных потоков в виде синусоид, отличающихся по фазе на 2π, находятся в горизонтальной плоскости, проходящей через оси 00′
отверстий 2 (фиг.3).
Вариант III: попеременно включаются газовые потоки, истекающие через отверстия в, з, л, р... и г, ж, м,
п..., расположенные на вертикальных осях фильерных отверстий 2 выше и ниже отверстий, в шахматном
порядке. Плоскости синусоидальных траекторий газо-полимерных потоков (фиг.4) расположены в плоскостях, проходящих через вертикальные оси фильерных отверстий. Соседние синусоиды отличаются по фазе
на величину π.
2
BY 2021 C1
С помощью головки, схема которой приведена на фиг.1, формировали волокнистый материал на основе
ПЭВД (ГОСТ 16337-77, марка 16405-020), используя экструдер с диаметром шнека 40 мм. Температурные
режимы экструзии и аэродинамические режимы распыления расплава потоками воздуха, подаваемого через
зазоры 5 и 6, были идентичны. В каналы 7 и 8 (диаметр - 1 мм) подавали осушенный сжатый воздух под
давлением 0,4 МПа по технологическим вариантам I - III.
Физико-механические характеристики материалов приведены в табл.1.
Таблица 1
Варианты технологии
I
II
III
Плотность, г/см3
0,44
0,31
0,38
Предел прочности при
растяжении, МПа
0,81
1,23
0,72
Усилие расслаивания, Н/см
0,78
0,41
1,02
Приведенные данные свидетельствуют, что с помощью пульсирующих воздушных потоков, истекающих
из экструзионной головки, путем изменения их чередования, скорости и длительности воздействия на поток
воздушно-полимерной смеси можно в значительной мере регулировать структуру, плотность и прочность
волокнистого материала, осаждаемого на формообразующей подложке.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Cоставитель Н.Б. Суханова
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 0003
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
152 Кб
Теги
патент, by2021
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа