Пристрій і спосіб для регулювання в’язкості пластиків

1. Пристрій для регулювання в'язкості полімерного розплаву за допомогою зсувного коливального протягування розплаву з утворенням процесу розкручування, який містить технологічну порожнину, утворену першою і другою поверхнями, які віддалені одна від одної з технологічним інтервалом, при цьому принаймні одна з поверхонь виконана з можливістю переміщення відносно іншої для забезпечення зсувної деформації розплаву полімеру в технологічній порожнині, двигун, призначений для переміщення принаймні однієї з поверхонь відносно іншої, ребристу конструкцію, розташовану принаймні на одній з поверхонь - першій або другій, яка має контур, по якому переміщується розплав, причому ребриста конструкція виконана таким чином, що спричиняє періодичну зміну швидкості зсувної деформації розплаву під час течії розплаву через технологічну порожнину, при цьому рух принаймні однієї з поверхонь спричиняє утворення локального прискорення розтягнення і гальмування розплаву, вхід технологічної порожнини, через який розплав надходить в технологічну порожнину, вихід технологічної порожнини, через який розплав виходить з технологічної порожнини, завантажувальний механізм, сполучений із входом технологічної порожнини і призначений для підготовки і подачі розплаву у вхід технологічної порожнини, механізм для безперервного переміщення розплаву по технологічній порожнині від входу до виходу і засіб для зміни амплітуди зсувного коливання, що впливає на розплав.

2. Пристрій за п. 1, що містить двигун, який взаємодіє з ребристою конструкцією з метою утворення зсувного коливання вибраної частоти і амплітуди, що впливає на утому матеріалу розплаву, потік якого знаходиться в технологічній порожнині.

3. Пристрій за п. 1, що містить колектор, який сполучений із виходом технологічної порожнини для збору розплаву на виході, засіб зміни амплітуди зсувного коливання, що впливає на розплав, механізм для безперервного переміщення розплаву по технологічній порожнині від входу до виходу, механізм для безперервної вентиляції технологічної порожнини з метою запобігання утворенню технологічних пухирців або кавітації, засіб відстеження і регулювання тиску розплаву, що знаходиться всередині технологічної порожнини, а також засіб відстеження і регулювання кручення розплаву всередині технологічної порожнини.

4. Пристрій за п. 1, що містить ряд технологічних порожнин, що сполучаються між собою за допомогою шестеренчастих або гвинтових насосів, причому технологічні порожнини містять перший технологічний відсік, що сполучається з екструдером безпосередньо або через шестеренчастий насос і/або статичний змішувач, колектор, що сполучається з виходом порожнини з метою збору розплаву з виходу, і інший відсік, сполучений принаймні з одним з колекторів.

5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ребриста конструкція містить принаймні або ребра, або опуклості, або западини.

6. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що механізм для безперервного переміщення розплаву містить принаймні механізм для виштовхування розплаву або механізм для витягування розплаву або механізм для викачування розплаву, причому пристрій оснащений механізмом для регулювання ширини технологічної порожнини.

7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина є переважно плоскою, і перша, а також друга поверхні також є плоскими.

8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина є кільцеподібною.

9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що принаймні одна з двох поверхонь є циліндричною.

10. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що принаймні одна з двох поверхонь є конічною.

11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що містить осьовий двигун, призначений для переміщення принаймні однієї з поверхонь у напрямі осі з метою зміни ширини технологічної порожнини.

12. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ребриста конструкція містить просторово розділені ребристі стінки з кроком, заданим таким чином, щоб поле напружень, утворене в розплаві однією ребристою стінкою, перекривало поле напруження, утворене в розплаві іншою ребристою стінкою.

13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що ребристі стінки розташовані радіально або по колу, або гвинтоподібно.

14. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що ребристі стінки є суцільними.

15. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що ребристі стінки є переривчастими.

16. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що ребристі стінки розрізняються по висоті в напрямі принаймні однієї з двох поверхонь.

17. Пристрій за п. 13, який відрізняється тим, що ребристі стінки є V-подібними.

18. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина є кільцеподібною, і її радіус принаймні один раз змінюється між входом і виходом технологічної порожнини.

19. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ребриста конструкція містить безліч опуклостей, просторово відділених одна від одної.

20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що опуклості є багатокутними.

21. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що опуклості мають округлені контури, сконструйовані таким чином, щоб усунути завихрення розплаву, що проходить по даних опуклостях.

22. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина утворена між множиною зовнішніх роторів, що обертаються один відносно іншого і утворюють внутрішній простір, і внутрішнім ротором, що обертається у внутрішньому просторі, причому внутрішній ротор несе ребристу конструкцію.

23. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина утворена зовнішнім тороїдальним корпусом, внутрішнім ротором і рядом видовжених деталей, сполучених одна з одною і з ротором, що обертається в тороїдальному корпусі.

24. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина містить пару корпусів, сполучених між собою за допомогою насоса, і ротор, що обертається в кожному корпусі, який утворює зазор між кожним ротором і його відповідним корпусом.

25. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що технологічна порожнина є кільцеподібною, перша поверхня є зовнішньою поверхнею ротора, а друга поверхня є внутрішньою поверхнею циліндра, що містить ротор.

26. Пристрій за п. 25, який відрізняється тим, що двигун містить подвійний рушійний механізм, що обумовлює постійне і коливальне обертання ротора для утворення зсувного коливання вибраної частоти і амплітуди.

27. Пристрій за п. 26, який відрізняється тим, що подвійний рушійний механізм містить диференціальний вал, здатний незалежно регулювати постійне обертання, а також частоту і амплітуду коливального обертання.

28. Пристрій за п. 27, який відрізняється тим, що диференціальний вал оснащений епіциклічним двигуном.

29. Пристрій за п. 28, що містить екструдер, що сполучається із технологічною порожниною, причому до екструдера приєднаний епіциклічний двигун, який приводить його в рух.

30. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що двигун призначений для взаємодії з ребристою конструкцією з метою утворення зсувного коливання вибраної частоти і амплітуди, що впливає на утомний протягуваний потік розплаву, що знаходиться в інтервалі принаймні такою мірою, щоб забезпечити розкручення розплаву.

31. Пристрій за п. 30, який відрізняється тим, що містить колектор, який сполучений з виходом технологічної порожнини для збору розплаву на виході, а також пристрій для розкручення, що міститься в колекторі і призначений для проходження і розкручення розплаву, що рухається по колектору.

32. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що перша поверхня є зовнішньою поверхнею ротора екструдера, а друга поверхня є внутрішньою поверхнею циліндра екструдера, що містить ротор екструдера, причому пристрій містить механізм регулювання температури, призначений для нагрівання і охолодження розплаву в інтервалі, а двигун оснащений мотором, що забезпечує обертання ротора.

33. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що перша поверхня є зовнішньою поверхнею стрижня клапана-затвора, а друга поверхня є внутрішньою поверхнею циліндра клапана-затвора, яка містить стрижень.

34. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить екструдер, який оснащений випускним отвором і утворює принаймні частину завантажувального механізму, а також містить прес-форму з похилою насадкою, що сполучає випускний отвір екструдера і вхід технологічної порожнини для подачі розплаву з випускного отвору екструдера на вхід технологічної порожнини.

35. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що перша поверхня є зовнішньою поверхнею ротора і несе ребристу конструкцію, а друга поверхня є внутрішньою поверхнею циліндра, що містить ротор, причому у вказаному циліндрі порожнина розділена на множину відсіків з метою випуску і розкручення розплаву.

36. Пристрій за п. 35, який відрізняється тим, що принаймні в одному з відсіків ротор оснащений гвинтом для проходження розплаву по технологічній порожнині, принаймні один з відсіків містить механізм преходження розплаву в порожнині, і принаймні один з відсіків оснащений ребристою конструкцією для розкручення розплаву.

37. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить апарат інжекційного лиття, сполучений з технологічною порожниною, і призначений принаймні або для прийому обробленого розплаву з виходу технологічної порожнини, або для подачі необробленого розплаву на вхід технологічної порожнини.

38. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить механізм рециркуляції, передбачений між нижньою і верхньою сторонами технологічної порожнини і призначений для рециркуляції принаймні частини розплаву для додаткової обробки по зменшенню в'язкості, що здійснюється в технологічній порожнині.

39. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить механізм регулювання температури вздовж технологічної порожнини.

40. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що механізм регулювання температури регулює температуру вздовж технологічної порожнини для підтримки заданої еластичності розплаву.

41. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що механізм регулювання температури регулює температуру в технологічній порожнині для підтримки заданого профілю температур розплаву вздовж технологічної порожнини.

42. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ребриста конструкція характеризується порожнинним розподілом ребер вздовж принаймні однієї з двох поверхонь, причому пристрій містить механізм регулювання температури вздовж технологічної порожнини, і можливістю зміни температури як функції густини ребер, причому більш висока температура відповідає більш високій густині ребер.

43. Спосіб виробництва розкрученого полімеру, що включає підвищення температури аж до розплавлення полімеру, здійснення зсуву, що обумовлює процес розкручення розплаву за допомогою зсувного коливання при утомній деформації розтягнення аж до заданого рівня розкрученого стану макромолекул полімеру, пропорційно зміні в'язкості розплаву, регулювання температури плавлення таким чином, який дозволяє знизити температуру кристалізації полімеру завдяки динамічному впливу швидкості охолодження на початок кристалізації з усуненням перешкод для такого перетворення, подачу розплаву у відсік, подальшу обробку полімеру аж до його твердіння.

44. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що засобом контролю температури забезпечується охолодження розплаву із вибраною швидкістю до заданої температури з одночасним регулюванням частоти зсувного коливання в залежності від температури плавлення для підтримання специфічного стану еластичності розплаву, який підвищує ефективність розкручення.

45. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що засобом контролю температури забезпечується охолодження розплаву із вибраною швидкістю до заданої температури з одночасним регулюванням амплітуди зсувного коливання в залежності від температури плавлення для підтримання специфічного стану еластичності розплаву, який підвищує ефективність розкручення та дозволяє уникнути руйнування розплаву.

46. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що засобом контролю температури забезпечується охолодження розплаву  із вибраною швидкістю до заданої температури з одночасним регулюванням швидкості зсувного потоку в залежності від температури плавлення для підтримання специфічного стану еластичності розплаву, який підвищує ефективність розкручення.

47. Спосіб за п. 46, який відрізняється тим, що в ході здійснення зсуву поверхні, що обертаються, взаємодіють з розплавом, швидкість обертання поверхонь, що стикаються з розплавом, задається як функція температури плавлення для підтримки специфічного стану еластичності розплаву, що підвищує ефективність розкручення.

48. Спосіб за п. 47, який відрізняється тим, що принаймні одна з поверхонь, що обертаються, містить ребра, причому кількість ребер на один виток поверхні, що обертається, задається таким чином, щоб створити зсувну коливальну деформацію розтягнення, яка змінюється разом з температурою плавлення у цьому місці.

49. Спосіб за п. 48, який відрізняється тим, що густина ребер поверхні в будь-якій заданій точці в ході розкручення зменшується при зменшенні температури, і навпаки, зростає із зростанням температури, згідно з вимогою підтримки специфічного стану еластичності розплаву в кожній точці, що сприяє розкрученню.

50. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що внаслідок регулювання температури плавлення вона зазнає зміни між двома показниками шляхом або охолодження, або нагрівання розплаву, при цьому здійснюється розкручення з одночасним регулюванням частоти, амплітуди і зсувного коливання як функції температури плавлення з метою підтримки специфічного стану еластичності розплаву в кожній точці, що сприяє ефективності розкручення.

51. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що профіль температури плавлення у напрямі течії розплаву задається за допомогою регулювання швидкості течії охолоджуючої терморідини, циркулюючої в охолоджуючих завантажувальних механізмах або охолоджуючих кожухах всередині штампа та/або циліндра технологічної порожнини.

52. Спосіб за п. 51, який відрізняється тим, що охолоджуюча терморідина може циркулювати від виходу порожнинного відсіку до входу в спіралеподібний механізм з убувальним поперечним перерізом, який віддалений від плавильної порожнини для наближення до входу відсіку, що приводить до утворення градієнта коефіцієнта охолодження вздовж осі течії розплаву.

53. Спосіб за п. 48, який відрізняється тим, що засоби контролю температури, відомі в галузі регулювання температури як стрічкові нагрівники, підігрівальні сопла, тепловідводи, повітряні прошарки, спроектовані і вживані для отримання необхідної різниці температур між входом і виходом технологічного відсіку для забезпечення заданого профілю швидкості охолодження при проходженні розплаву через відсік.

54. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що від відсіку до відсіку може повторюватися один і той же профіль температур, що підтримує розплав в аморфному стані при здійсненні розкручення.

55. Спосіб за п. 43, який відрізняється тим, що всередині технологічної порожнини кожного відсіку застосовують відмінний профіль температур, що призводить до зміни властивостей розкрученого розплаву при проходженні через порожнину від відсіку, до подальшого підтримання розплаву в аморфному стані при здійсненні розкручення.