Ультразвуковое сопло к литьевой машине для переработки термопластов

Ультразвуковое сопло к литьевой машине для переработки термопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СОПЛО К ЛИТЬЕВОЙ МАШИНЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОПЛАСТОВ , содержащее мундштук с наконечником и смонтированньш на мундштуке ультразвуковой преобразователь, о тличающееся тем, что, с целью повьшгения его эффективности и надежности в работе и увеличения фор-мируемости термопластов, ультразвуковой преобразователь установлен под углом 30-6о к продольной оси мундштука и на расстоянии от наконечника, не превышачмцем (/8, где Л - длина ультразвуковой волны.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

П9) И) С С%63НАЯ с 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I I

Е- л АОТЕй

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3665699/23-05 (22) 30.09.83 (46) 07.. 05 . 85. Бюл. № 1 7 (72) Ю.К.Сударушкин, К.И.Долгушин, В.Г.Моисеев, Т.В.Громова и С.Д.Лебедева (53) 678.057.745.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 551184, кл. В 29 F 1/03, 1975.

2. Басов Н.И. и др. Виброформование полимеров. Л., "Химия", 1979, с. 84-85 (прототип).

1д1) В 29 С 45/20 // В 29 К i01:00 (54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СОПЛО К ЛИТЬЕВОЙ МАШИНЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОПЛАС—

ТОВ, содержащее мундштук с наконечником и смонтированный на мундштуке ультразвуковой преобразователь, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его эффективности и надежности в работе и увеличения формируемости термопластов, ультразвуковой преобразователь установлен под углом

30-60 к продольной оси мундштука и на расстоянии от наконечника, не превышающем h /8, где h — длина ультразвуковой волны.

1154096

Изобретение относится к литью под дявлением изделий из термопластов и может быть использовано в химической промышленности и в машиностроении.

Известно сопло литьевой машины для 5 переработки термопластов, содержащее корпус, мундштук с наконечником и запирающий элемент (1), Недостаток этого сопла состоит в том, что оно обеспечивает незначитель-1б ную формуемость термопластов иэ-за отсутствия вибрационного воздействия на перерабатываемый материал.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является ультразвуковое сопло к литьевой машине для переработки термопластов, содержащее мундштук с наконечником и ультразвуковой преобразователь, смонтированный на мунд- 11 штуке. В известной конструкции сопла продольные колебания ультразвуковой частоты сообщаются полимеру непосредственн в канале сопла эа счет колебаний его стенки. Кроме того, за счет снижения внешнего трения в канале мундштука скорость впрыска формуемой массы повышается (2) .

Однако известное сопло обладает 30 недостаточной эффективностью и надежностью в работе. Объясняется это тем, что пьезокерамический элемент ультразвукового преобразователя находится в сопле-мундштуке, который с одной З5 стороны крепится на материальном цилиндре литьевой машины, а с другой— упирается s литниковую втулку формы, испытывая при литье под давлением сжатие. Высокая температура выходной 4в зоны материального цилиндра (250300 С) и дополнительный электрообо— грев наконечника сопла при литье термопластов (поликарбоната, Дакрила-2М, полисульфона, стеклонаполненного по- 45 лиамида) в значительной степени снижает пьезоэлектрический эффект (точка Кюри преобразователя равна 280 С).

Одновременное воздействие давления и температуры приводит к сильному сжа- у тию, перегреву и разрушению пьезоке— рамического элемента ультразвукового преобразователя. Кроме того, для повышения формуемости термопластов важным является обеспечение оптимально- 5 го варианта возбуждения полуволновой колебательной системы, что не достигается в известной конструкции.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности в работе сопла и увеличение формуемости термопластов.

Указанная цель достигается тем, что в ультразвуковом сопле к литьевой машине для переработки термопластов, содержащем мундштук с наконечником и смонтированный на мундштуке ультразвуковой преобразователь, последний установлен под углом 30-60 к продольной оси мундштука и на расстоянии от наконечника, не превышающему/8, где % — длина ультразвуковой волны.

Предлагаемая конструкция сопла обеспечивает выведение ультразвукового преобразователя из зоны смыкания формы с мундштуком и из области высоких температур. Конкретное расположение ультразвукового преобразователя обеспечивает оптимальный вариант возбуждения полуволновой колебательной системы, что способствует повыше-. нию формуемости термопластов.

На фиг. 1 показано ультразвуковое сопло, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1, Ультразвуковое сопло состоит из обогреваемого элемента 1, монтируемого на наконечнике 2 мундштука 3, имеющего теплоизолирующий кожух 4.

Ультразвуковые преобразователи расположены по периметру мундштука 3 в одной плоскости под углом 30 — 60 (на о чертеже — под углом 30 ) к продольо ной оси мундштука 3 и под углом 120 один относительно другого. От наконечника 2 ультразвуковые преобразователи размещены на расстоянии, не превышающем ф /8, где Я вЂ” длина ультразвуковой волны. Ультразвуковые преобразователи состоят иэ активной накладки 5,.пьезокерамических элементов 6, втулки 7, пассивной накладки 8 и гайки 9.

Работа сопла осуществляется следующим образом.

При включении литьевой машины расплав термолласта иэ материального цилиндра поступает в мундштук 3, где ультразвуковые преобразователи, подсоединенные к генератору (не показан) обеспечивают эффективное вибрационное воздействие на расплав термопласта. Например, при переработке поликарбоната PK-6 используют узел впрыска,где в мундштуке 3 под углом 30 к о

f15409"

его продольной оси на расстоянии от наконечника 2, равном Я /8, установлеHbl три преобразователя ультразвуковой энергии частотой 18 кГц и амплитудой колебания сопла 3,5 мкм. Время 5 действия на расплав составляет 4060 с.

Выбранный угол наклона обусловлен тем, что один и тот же ультразвуковой преобразователь возбуждает в мундшту- 10 ке 3 продольные и поперечные волны, которые имеют различную скорость распространения, а следовательно, и длину волн — в сопле узловые плоскости изгибной и продольной волн не совпа- 15 дают. Таким образом, в любой точке канала сопла всегда имеется один из видов колебаний волн: продольные, продольно-поперечные и поперечные. Увеличение предлагаемого диапазона углов N наклона ультразвуковых преобразователей относительно продольной оси мундштука 3 способствует увеличению размеров сопла и уменьшению амплитуды ультразвуковых колебаний в нем. Напри 25 мер, при угле наклона, равном 15о длина ультразвукового сопла увеличивается на 20 мм. При углах наклона ультразвукового .преобразователя, равных 15 и 75, амплитуда колебаний на- зб е конечника 2 сопла снижается до 1,31,5 мкм.

Выбранное расстояние ультразвуковых преобразователей от наконечника 2 сопла связано с тем, что в нем дости-З гается амплитуда, равная 3-5 мкм, обеспечивающая увеличение формуемости термопластов по сравнению с известным соплом на 20-30Х.

Указание расстояния — не более g /8 предполагает допустимый предел 0—

9/8. При установке ультразвукового преобразователя от наконечника 2 мундштука 3 до h /8, амплитуда продольных колебаний изменяется в пределах 10Х от максимальной, что и обеспечивает повышение эффективности сопла и узла впрыска, т.е. формуемости термопластов. Дальнейшее увеличение расстояния преобразователя до 9 /4 приводит к увеличению входного акустического со противления ультразвукового сопла, а следовательно, к резкому снижению амплитуды (от 20 до 907.) и снижению формуемости термопластов (до 507).

Выбор расстояния ультразвуковых преобразователей от торца сопла 2 определяется экспериментально, исходя из допустимого значения потерь

УЗ-энергии, которое было. принято равным lOX. Амплитуду колебаний определяют виброметром типа ИВ-2-1 и индикаторной головкой с ценой деления

1 мкм (ГОСТ 6934-62), а формуемость термопластов определяют на пресс-форме по длине проникновения расплава термопласта.

Преимуществами предлагаемой конструкции сопла для виброформирования термопластов с применением ультразвука перед известной являются: повышение эффективности работы сопла и узла впрыска за счет расположения в мундштуке под углом 30-60 к его проо дольной оси на расстоянии от наконечника не более 9,;8 преобразователя ультразвуковой энергии; снижение снл трения на границе мундштук — термопласт за счет возбуждения дополнительных поперечных колебаний, увеличивающих амплитуду наконечника сопла до 3-5 мкм; увеличение производительности процесса на 307.

Равномерное распределение волноводов-преобразователей (3-4 шт.) по периметру мундштука сопла способствует повышению интенсивности и амплитуды ультразвуковых волн. Использование одного ультразвукового преобразователя менее эффективно из-sa недостаточной амплитуды сопла, по сравнению с использованием нескольких преобразователей.

Таким образом, предлагаемая конструкция сопла более надежна в экс-.. плуатации и улучшает процесс виброформования термопластов.

1I54096

Составитель Л.Кольцова

Редактор Н.Яцола Техред О.Ващишина Корректор Г.Решетник

Заказ 2591/13 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4