Установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия

Установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ, содержащая последовательно расположенные подающее и нагревательное устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем обеспечения адгезионной связи покрытия без подложки с металлом изделия, мундщтук выполнен с конусным выступом и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа и наружной поверхностью полого дорна охлаждаемого кольцевого канала для расплава полимера и последовательно с ним расположенного канала нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

SU„„1141000

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ь

Ю

4Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3638201/23-05 (22) 01.09.83 (46) 23.02.85. Бюл. № 7 (72) В. И. Слисков (71) Проектно-конструкторское бюро Производственного объединения «Ремстройтехника» (53) 678.057 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 753669, кл. В 29 F 3/10, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 570497, кл. В 29 F 3/10, 1976 (прототип). (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ, содержащая последовательно расположенные подающее и

4(Sn В 29 С 47 02 /В 29 К 23:00 В 29 L 23:00 нагревательное устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия путем обеспечения адгезионной связи покрытия без подложки с металлом изделия, мундштук выполнен с конусным выступом и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа и наружной поверхностью полого дорна охлаждаемого кольцевого канала для расплава полимера и последовательно с ним расположенного канала нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука.

1141000

Изобретение относится к нанесению полимерных покрытий на наружную поверхность цилиндрических изделий путем экструдирования и может быть использовано в машиностроении при поточном производстве стальных труб с противокоррозионным покрытием.

Известна установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия, содержащая последовательно расположенные подающее устройство для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в корпусе полым дорном и мундштуком, причем между дорном и мундштуком установлен распылитель охлаждающей жидкости (1).

Однако охлаждающая жидкость нагнетается внутрь изделия — трубы и душируется на ее внутреннюю поверхность, что вызывает отверждение полимера в контактирующей зоне его с трубой. Это противоречит условиям образования адгезионной связи модифицированного полиэтилена низкой плотности с поверхностью трубы. При выходе из экструзионной головки расплав полимера калибруется мундштуком, который разглаживает расплав по охлажденному слою полимера. В таком случае получается покрытие на трубе в виде чулка, при надрезе которого покрытие отслоится.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические изделия, содержащая последовательно расположенные подающее и нагревательные устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения.

В известной установке мундштук с эластичной диафрагмой, внутрь которой подается охлаждающая жидкость под давлением, предназначен для охлаждения уже нанесенного покрытия до температур ниже точки плавления полимера, поскольку сначала расплав полимера обволакивает изделие — трубу по поверхности, а затем уже калибруется по толщине эластичной диафрагмой, внутрь которой подается охлаждающая жидкость.

Камера охлаждения расположена за пределами зоны контактирования расплава с трубой и не предусматривает охлаждения расплава полимера перед контактированием его с поверхностью металла. В установке, расплав полимера перегреваться не будет, так как изделие — труба нагревается ниже температуры плавления полимера (2).

Однако известная установка не отвечает условиям образования адгезионной связи покрытия — модифицированного полиэтилена низкой плотности без подложки с поверхностью металла. Объясняется это тем, что

5

1О

35 для получения адгезионной связи поверхнос= ти металла с модифицированным полиэтиле. ном низкой плотности без применения подложки необходимо и достаточно выполнить условия для металла и полимера: поверхность изделия — металла должна быть обезжирена и покрыта фосфатной пленкой и перед нанесением покрытия температуры изделия — металла должна быть выше температуры полимера не менее, чем на 100 С.

Однако при высоком нагреве изделия перед покрытием будет происходить перегревание расплава полимера. Температура его будет приближаться к температуре предварительно нагретой трубы — изделия, а это отрицательно влияет на адгезионную связь полимера с поверхностью трубы. Для обеспечения качественного покрытия из модифицированного полиэтилена низкой плотности, применяемого без подложки, процесс экструзии должен происходить при высоком радиальном давлении, а температура поверхности трубы должна быть выше температуры расплава полимера в момент контактирования не менее, чем на 100 С. Из условия экономичного прохождения через экструдер расплав полимера имеет температуру не менее

180 — 200 С. Если к моменту контакта расплава с поверхностью трубы полимер не охлаждать, то трубу следует нагревать не ниже, чем 300 †3 С, чтобы обеспечить разность температур расплава и поверхности металла 100 С. При работе на данных температурных режимах через короткий промежуток времени горячая труба перегреет головку экструзионную и разность температур нарушится. Следовательно,для поддержания заданного режима необходимо охлаждать расплав полимера внутри экструзионной головки перед контактированием его с поверхностью трубы так, чтобы температура изде-лия в зоне контактирования с полимером не превышала 250 С для исключения перегревания полимера. В известной установке не обеспечивается проведение процесса в указанных условиях.

Цель изобретения — повышение качества покрытия путем обеспечения адгезионной связи покрытия без подложки с металлом изделия.

Указанная цель достигается тем, что в установке для нанесения полимерных покрытий на цилиндрические иэделия, содержащей последовательно расположенные подающее и нагревательное устройства для изделий, экструдер с экструзионной головкой, снабженной размещенными в ее корпусе полым дорном и мундштуком с камерой охлаждения, мундштук выполнен с конусным выступом и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа и наружной поверхностью полого дорна охлаждаемого кольцевого канала для распла1141000

Предлагаемая установка позволяет не только поддерживать данный режим, но и обеспечивает это при более экономичных показателях, т. е. снижает температуру расплава полимера до температуры 130 — 150 С, следовательно, исключает необходимость нагрева трубы до 300 — 350 С (достаточно нагрева ее до 230 — 250 С).

На фиг. 1 схематично показана технологическая схема установки для нанесения полимерного покрытия без подложки на трубы экструзионным способом; на фиг. 2 — узел на фиг. 1.

Установка для нанесения покрытий содержит экструдер 1 с экструзионной головкой 2, подающее 3, нагревательное 4 и охлаждающее 5 устройства. Экструзионная головка состоит из корпуса 6, полого дорна 7 и мундштука 8, который выполнен с камерой охлаждения а. Камера охлаждения а заполнена агентом, например маслом, с температурой кипения не ниже 150 С, который охлаждается водой, циркулирующей по змеевику 9. Для первоначального разогрева корпуса в экструзионной головке 2 установлен нагреватель 10. Мундштук 8 выполнен с конусным выступом б и смонтирован с образованием между внутренней поверхностью конусного выступа б и наружной поверхностью полого дорна 7 охлаждаемого кольцевого канала в для расплава полимера и последовательно с ним расположенного канала г для ва полимера и последовательно с ним расположенного канала нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука.

В предлагаемой установке мундштук выполнен с развитой конусной частью, которая в корпусе головки с дорном образует охлаждаемый кольцевой канал для подвода расплава, а с трубой образует кольцевую зону— канал контактирования и зону калибрования покрытия на выходе. Камера охлаждения мундштука расположена в зоне выхода расплава полимера на контактирование с поверхностью трубы. Такое расположение камеры охлаждения обеспечивает снижение температуры расплава полимера перед контактированием и позволяет работать при более низких температурных потенциалах. нанесения и калибрования покрытия, ограниченного внутренней поверхностью мундштука 8.

Установка работает следующим образом.

Включают разогрев экструдера 1 и экструзионной головки 2. После набора температуры включают подачу расплава и подающим устройством 3 последовательно - одну за другой подают изделия — трубы 11 через нагревательное устройство 4 в экструзионную головку 2, где происходит процесс нанесения расплава полимера на поверхность трубы 11. При выходе экструдера на рабочий температурный режим, когда температура расплава полимера установится 160 — 180 С, т. е. выше температуры плавления его на

30 — 50 С, и расплав свободно проходит через каналы экструзионной головки 2 и равномерно по окружности выходит на конусную поверхность мундштука 8, нагреватель

10 отключают.

При контактировании расплава полимера с конусным выступом б мундштука 8 последний охлаждается до температуры, близкой к температуре агента и при более высокой вязкости входит в контакт с поверхностью нагретой трубы 11.

Для поддержания необходимого режима экструзии агент в камере охлаждения а охлаждают до температуры, близкой к точке плавления полимера, например, 130 — 150 С.

Охлаждение агента производят циркулирующей по змеевику 9 водой. Контроль и регулирование температуры агента и расплава в зоне контакта производится автоматически (контактные термометры, самописцы и исполнительные механизмы не показаны). Покрытая труба 11 охлаждается на выходе из экструдера в охлаждающем устройстве 5.

Предлагаемая установка позволяет получить прочную адгезионную связь покрытия из модифицированного полиэтилена низкой плотности, содержащего адгезионные присадки, изготавливать тонкостенные стальные трубы с покрытием без подложки. Трубы стыкуются при помощи муфт с резиновыми кольцами и выдерживают испытательное гидравлическое давление до 2,5 МПа. Изготовление труб с данным покрытием позволяет экономить до 10 кг металла на каждом килограмме полиэтилена.

1141000

Составитель Л. Кольцова

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 392/16 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытнй

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4