Лінія для виробництва листових і погонажних виробів з полімернаповнених композиційних матеріалів

МПК6 В 29 С 47/00 Лінія для виробництва листових і погонажних виробів з полімернаповнених композиційних матеріалів Винахід належить до обладнання для переробки пластичних мас і матеріалів на їх основі, зокрема до технологічних ліній для виробництва листових та погонажних виробів, наприклад, оздоблювальних, облицювальних та невідповідальних конструкційних матеріалів і напівфабрикатів. Найбіль шого розповсюдження у виробництві полімернаповнених композиційних матеріалів (ПКМ) і виробів з них набули лінії на основі різноманітних екструдерів: одно-, двочерв'ячних, дискових тощо. Такі лінії, незважаючи на їх меншу продуктивність (порівняно, наприклад, з вальцово-каландровими лініями), відрізняються універсальністю і високою якістю одержуваної продукції. Так, відома лінія для виробництва ПКМ, яка містить змішувач, екструдер, а також формуючий, охолодний, тягнучий і різаль ний пристрої (Заявка Японії № 43-750, МПК В 24 D 11/00, 1972). У цій лінії для одержання композиції гранульованого полімера і зерен наповнювача використовується окремий змішувач, що ускладнює її експлуатацію. Крім того, надходження в екструдер «сухої» суміші «полімер-наповнювач» зменшує швидкість плавлення полімера, підвищує час перебування суміші в екструдері, що призводить до збіль шення габаритів останнього, а також сприяє інтенсивному зношуванню робочих органів екструдера в зоні дозування (живлення). Найбіль ш близькою за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є лінія для виробництва листових і погонажних виробів з ПКМ (Заявка Японії № 51-750, МПК В 24 В 3/28, 1976), що містить розплавлювач полімерного матеріалу, який з'єднано за допомогою розплавопроводу з екструдером-змішувачем, обладнаним живиль ником наповнювача, а також формуючий, охолодний, тягнучий та різальний пристрої. Порівняно з аналогом, ця лінія забезпечує кращі умови плавлення полімера, а подача наповнювача в екструдер-змішувач одночасно з розплавом полімера зменшує зношування циліндра та шнека екструдера через занурення абразивних частинок наповнювача у в'язкий розплав. Проте, надходження наповнювача і розплаву полімера в екструдер-змішувач під атмосферним тиском зменшує ефективність їх змішування, особливо тоді, коли розплав полімера погано або зовсім не змочує частинок наповнювача. Крім того, використання черв'ячного екструдера як розплавлювана полімера значно збіль шує габарити лінії в цілому. В основу винаходу покладено задачу розробки лінії для виробництва листових і погонажних виробів з ПКМ, в якій нове виконання розплавлювана полімерного матеріалу та екструдера-змішувача, а також вид його з'єднання, забезпечило б надходження розплаву полімера під регульованим тиском в об'єм наповнювача, значно покращуючи змішування компонентів композиційного матеріалу, за рахунок чого підвищується якість одержуваних виробів. Поставлену задачу вирішено в лінії для виробництва листових і погонажних виробів з ПКМ, яка містить розплавлювач полімерного матеріалу, який з'єднано за допомогою розплавопроводу з екструдером-змішувачем, обладнаним живильником наповнювача, а також формуючий, охолодний, тягнучий та різальний пристрої, шляхом виконання у відповідності з винаходом розплавлювача полімерного матеріалу у вигляді чер'ячно-дискового екструдера, а екструдера-змішувача у вигляді двочерв'ячного преса, а також приєднання розплавопроводу до екструдера-змішувача між живиль ником наповнювача і формуючим пристроєм. Гранульований або порошкоподібний полімерний матеріал надходить у розплавлювач (черв'ячно-дисковий екструдер), після чого під тиском (величина якого регулюється залежно від фізико-механічних властивостей наповнювача) надходить в об'єм наповнювача, який транспортується черв'яками екструдера-змішувача. При цьому розплав полімера, який надходить в об'єм наповнювача під тиском, легко та ефективно розподіляється в міжвитковому просторі екструдера-змішувача, що сприяє адгезії компонентів та отриманню суміші ПКМ з високим ступенем гомогенізації. Застосування черв'ячно-дискового екструдера як розплавлювача полімера значно покращує умови плавлення гранульованого або порошкоподібного матеріалу та зменшує габарити лінії в цілому. Сутність винаходу пояснюється кресленням, на якому зображено принципову схему лінії для виробництва листових виробів. Лінія містить завантажувач полімера 1, живиль ник полімера 2, розплавлювач полімера 3, екструдер-змішувач 4 з живиль ником наповнювача 5, формуючий 6, охолодний 7, тягнучий 8, різальний 9 і стопувальний 10 пристрої. Розплавлювач полімера З, виконаний у вигляді черв'ячно-дискового екструдера, з'єднано за допомогою розплавопроводу 11 з екструдером-змішувачем 4, виконаним у вигляді двочерв'ячного преса. Між формуючим 6 та охолодним 7 пристроями розташовано гладиль ний каландр 12 (при виробництві погонажних виробів формуючий пристрій має відповідну форму, а гладильний каландр 12 відсутній). Лінія працює таким чином. Полімер у вигляді гранул або порошку завантажувачем полімера 1 подається в бункер живиль ника полімера 2, шнеком транспортується до завантажувальної воронки черв'ячно-дискового розплавлювача полімера 3, захоплюється черв'яком і переміщується ним уздовж осі циліндра від зони живлення до зони плавлення. У зоні плавлення за рахунок теплоти нагрівачів і енергії дисипації внаслідок в'язкого тертя відбувається плавлення полімера. Утворений розплав разом з гранулами, які ще не розплавилися, надходить у зазор між диском, що обертається разом з черв'яком, і елементами дискової головки, де відбувається його остаточне плавлення і гомогенізація. Екструдер-змішувач 4, виконаний у вигляді двочерв'ячного преса, одночасно приймає наповнювач з живиль ника наповнювача 5 та розплав полімера з черв'ячнодискового розплавлювача полімера 3. Наповнювач захоплюється черв'яками екструдера-змішувача 4 і поступово транспортується до формуючого пристрою 6. Розплав полімера розплавопроводом 11 подається під тиском безпосередньо до міжвиткового простору, заповненого транспортованим наповнювачем. Це сприяє ефективному розподіленню розплаву полімера і заповненню ним всіх порожнин між частинками наповнювача. Подаль ше змішування отриманої композиції в екструдері-змішувачі 4 остаточно її гомогенізує. Далі ПКМ проходить крізь формуючий пристрій 6 (у даному випадку - крізь плоскощілинну головку), а потім у вигляді листа надходить на гладиль ний каландр 12, де відбувається остаточне калібрування листового виробу. Потім сформований виріб охолоджується в охолодному пристрої 7, захоплюється робочими органами тягнучого пристрою 8, ріжеться на мірні шматки на різальному пристрої 9 та вкладається в стопи на стопувальному пристрої 10 (при виробництві погонажних виробів цей пристрій може бути відсутнім). Лінія, що пропонується, показала свою високу ефективність у виробничих умовах. Заявник: Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» Заст. проректора НТУ з наукової роботи/v СО. Воронов Лінія для виробництва листових і погонажних виробів з полімернаповнених композиційних матеріалів 10 Ю.Ю. Лукач П.М. Магазій І.О. Мікульонок Г.Л. Рябцев