CZ298097A3 - Vstřikovací zařízení s topným pláštěm - Google Patents

Description

Předložený vynález se týká rozstřikovacího nástroje s horkými kanálky (dále rozstřikovacího horkokanálkového nástroje) podle hlavního pojmu patentových nároků 1 a 8.

U tradičních roztřikovacích horkokanálkových nástrojů se přiváděcím šnekem rozstřikovacího stroje přiváděná kapalná umělá hmota vede ve vyhřívaném rozdělovacím bloku na rozstřikovací trysky umístěné na jeho postranní ploše. Rozdělovači vedení uvnitř rozdělovačiho bloku jsou vytvářena obvykle navzájem pravoúhle ležícími vývrty. Výroba takového rozdělovacího bloku s pravoúhle probíhajícími rozdělovacími kanálky je velmi nákladná a na místech pravoúhlých obratů kanálků vznikají přes nákladný způsob zpracování odtrhující se okraje, jež mohou zaprvé poškodit sem dopravovaný umělohmotný materiál a na nichž se mohou usazovat určité usazeniny. Za další je vytápění známých rozdělovačích bloků řešeno jen neuspokojivě, jelikož v kanálcích nacházejících se v dané chvíli blíže k topným tyčím zapuštěným v bloku se mohou vyskytovat vyšší teploty než v dále vzdálených oblastech. Navíc je teplotní průběh v jednotlivých kanálech rozdílný. To může vést k místním nekontrolovaným přehřátím plastového materiálu, zejména je-li stroj během výrobních přestávek delší dobu odstaven.

Stejné problémy ohledně teplotního průběhu se vyskytují rovněž v horkokanálkových tryskách v rozstřikovacích nástrojích. Pro jejich vytápění jsou kolem nebo v tělese trysky umístěny elektrické odporové dráty. Odporové dráty mohou být uloženy v nosném materiálu nebo mohou být umístěny přímo na povrchu tělesa trysky. Těleso trysky je v roztřikovacím nástroji spojeno tepelně ·· ·· ·· · · • · · · · · · • · ···· ··· • · ·· · ···· ··· · • · · · · · · »»······ ··♦· · · · vodivě na straně patky s horkokanálkovým rozdělovačem a horkokanálkovou deskou stejně jako na straně výtoku s kavitaci tvořící základní nosnou deskou. Přes tato kontaktní místa teče z horkokanálkového rozdělovacího bloku teplo do tělesa trysky a od něho do horkokanálkové desky, a na straně základní desky teče teplo od vytápěné trysky k chlazené základní desce. Tyto přívody a odvody tepla způsobují, že tryska není vyhřívána rovnoměrně po celé své délce. Teplotní průběh ale ve svém radiálním rozměru rovněž není rovnoměrný. Toto nestejnoměrné tepelné rozdělení může vést k tomu, že jednotlivé úseky trysky mohou v důsledku přehřátí poškodit rozstřikovaný umělohmotný materiál, což vede ke ztrátám kvality produktu vyráběného na umělohmotném rozstřikovacím stroji.

Úkolem tohoto vynálezu je vytvoření horkokanálkové trysky s topením, které vytváří v podstatě konstantní tepelné rozdělení nebo rovnoměrný teplotní průběh přes celé těleso trysky.

Dalším úkolem předloženého vynálezu je vytvoření horkokanálkového rozstřikovacího nástroje, který umožňuje šetrné a bezezbytkové vedení kapalné umělé hmoty k horkokanálkové trysce a u něhož je navíc zaručen rovnoměrný přívod tepla k rozdělovacím kanálům.

Tento úkol je řešen horkokanálkovým rozstřikovacím nástrojem s horkokanálkovou tryskou se znaky patentových nároků 1 a 8. Přednostní výtvory vynálezu jsou definovány v závislých nárocích.

Dobrá vodivost kapaliny nacházející se v rozdělovacím bloku v meziprostoru mezi tělesem trysky a je obklopujícím pláštěm, event.

vyložením, umožňuje optimální, rovnoměrné rozdělení tepla přiváděného z topného článku pod tryskou, event. rozdělovačími vedeními. Prouděním zahřívaná kapalina může' být místně vedena kolem event. rozdělovačích vedení, a zejména horkokanálkovou deskou a základní deskou topným článkem dokola tělesa do kontaktních silněji trysky, úseků s

Zvlášť optimální rozdělení přiváděného tepla podél trysky, event. rozdělovačích vedení, může být způsobeno příslušnými vodivými prostředky. Ty probíhají v přednostním příkladu provedení ze středního úseku trysky proti oběma jejím koncům a řídí proud kapaliny do zón odvodu tepla. Topný článek může být nasazen zvenčí na plášť a může být tedy při závadě bez námahy nahrazen.

Daná teplota, jež je konstantní po celou délku trysky v úzkém teplotním rozsahu, umožňuje zpracovávání teplotně citlivých plastů. Tím může být zcela zabráněno ztrátám na nálitcích vyskytujících se při studenokanálkovém postupu.

Rozdělovači blok je dutý a je naplněn kapalným topným médiem, které stejnoměrně obklopuje v bloku umístěné, bez zlomu ohnuté rozdělovači trubky. Topení je nasazeno u dna pod rozdělovačimi trubkami a způsobuje prouděním vytvořenou cirkulaci topného média kolem dokola rozdělovačích trubek. Vhodně umístěné vodivé prostředky zvyšují cirkulaci a způsobují absolutně stejnoměrné zahřívání rozdělovačích trubek a v nich vedené kapalné umělé hmoty.

Rozdělovači trubky se dají - jelikož jsou vkládány plynule dutým prostorem - vyrábět s optimálními ohýbanými poloměry a jejich délka může být, je-li to žádoucí, provedena identicky pro všechny trubky nezávisle na vzdálenosti vstupního místa umělé hmoty do kanálového bloku. Z toho vyplývá absolutně stejně dlouhá doba zdržení umělé hmoty uvnitř rozdělovačích trubek.

Vynález ukazuj i se vysvětlí blíže podle vyobrazených příkladů provedení. Ty obrázek 1 obrázek 2 obrázek 3 obrázek 4 obrázek 5 obrázek 6 obrázek 7 dílčí průřez nástrojem na rozstřikování plastů, diagram teplotního průběhu podél trysky, perspektivní zobrazení tělesa trysky s vloženými vodivými prostředky a naznačeným pláštěm, průřez horkokanálkovým rozstřikovacím nástrojem se čtyřmi vertikálně nad sebou ležícími rozstřikovacími tryskami, průřez podél linie II-II rozdělovacím blokem na obr. 4, průřez dalším výtvorem vynálezu podél linie III-III na obr. 4 se čtyřmi nad sebou ležícími rozvstřikovacími tryskami, průřez podél linie IV-IV na obr. 6.

Referenčním číslem 1 je označena celá horkokanálková tryska, jež vykazuje trubkovité těleso trysky 3 s centrálním vývrtem, jenž tvoří rozváděči (vstřikovací) kanálek 5 a na vstupní straně v úseku A je v jedné ose s vývrtem 7 v horkokanálkové desce 2. V oblasti B

TóríčT výVrt 5“, tam “se^-“ovšem zužuje před dutinou naznačenou v čerchovaných úsecích. Dutina se nachází v tzv. základní desce 11, jež je zvána také nasazovací deska. Těleso trysky 3 bude obklopeno přibližně po celé své délce obalem 13, přičemž se vytvoří dutina

15. Uvnitř této dutiny 15 jsou obsaženy dva vodivé prostředky 17 a

19, jež opásají těleso trysky 3. Obvody obou vodivých prostředků 17 a 19 přiléhají přednostně k vnitřní straně obalu 13. Celá dutina je vyplněna kapalinou, např. olejem. Dutina se plní otvorem 21.

Alternativně k oleji by mohla být dutina vyplněna jinou tepelně vodivou kapalinou nebo plynem.

• « • · • · • · · · • · · · ····· ···· • · · · ♦ · · ········ ···· ·· ·

Pod obalem 13 je umístěn topný článek 23. Ten přiléhá těsně k povrchu obalu 13.

Ze zobrazení na obr. 3 je perspektivně patrná poloha obou vodivých prostředků 17 a 19 uvnitř naznačeného obalu 13.

Obr. 2 ukazuje průběh teploty T přes celkovou délku L tělesa trysky 3 a na obou koncích ještě dílčí úseky v horkokanálkové desce 2 a v základní desce 11.

Alternativně k obalu 13 zobrazenému cylindricky na obrázcích by mohl být nasazován také kónicky formovaný plášť, aby se přenos tepla podporoval odpovídajícím způsobem.

Alternativně k elipticky tvarovaným vodivým prostředkům 17 a 19 by mohlo být na plášti umístěno 12 vroubků, jež sahají do dutiny 15 a přebírají úkol vodivých prostředků 17 a 19. Tyto prováděcí formy nejsou na obrázcích zobrazeny.

V následujícím bude nejprve vysvětlen funkční způsob vytápění trysky 1 s horkými kanálky. Od topného článku 23 spěje v něm vyrobené teplo zezdola přes plášť obalu 13 k oleji v prostoru 15.

Olej se zahřívá a stoupá z nejhlubšího místa v úseku vrcholu S oboustranně vzhůru. Vzestup ale neprobíhá vertikálně, nýbrž oba vodivé plechy 17 a 19 způsobují, že zahřátý stoupající olej se obrací ke koncům tělesa trysky. V těchto úsecích A, B se těleso trysky 3 silně zahřívá, event. ochlazuje, v důsledku přívodu, event. odvodu tepla do sousedních úseků. Tam přicházející olej vyrovnává teplotní rozdíly a obrací se, aby se pak v úseku dolního vrcholu S tepelným zdrojem, totiž topným článkem 23, znovu zahřál.

• · • · · ·

Pak může svou cestu prostorem 15 znovu začít. Olej, jenž se nachází mezi oběma vodivými plechy 17 a 19, se také zde ještě dost silně zahřeje, aby mohl stoupat nahoru a způsobit v podstatě stejnoměrné rozdělení tepla podél nahoře ležící plástové plochy tělesa trysky

3. Pokusy ukázaly, že u horkokanálkové trysky 1 vybavené podle obr.

vyplývá přibližně konstantní, v rámci několika mála °C se nacházející teplotní průběh podle obr. 2. Z této křivky je zřejmé, že v úseku A je teplota nejvyšší, jelikož totiž rozdělovač horkých kanálků 2 je rovněž vytápěn, aby se plastový materiál v otvoru 7 udržoval kapalný. Až přibližně ke konci trysky 3 na straně základní desky zůstává teplota T skoro konstantní a pohybuje se rovněž v pásmu několika °C. Teprve v úseku přechodu ke chlazené základní desce 11 nedosahuje teplota střední hodnoty. Zůstává ale přesto uvnitř optimálního zpracovatelského rozmezí pro plastový materiál. Teplotnímu vrcholu, jenž může vést k poškození materiálu, se úspěšně zabrání.

Prováděcí příklad popsaný na obr. 1-3 ukazuje dva vodivé plechy 17,

19. Samozřejmě by mohl být u delší trysky nasazen modifikovaný výtvor vodivých plechů. Rovněž tak hy byl samozřejmý takový výtvor jedTňym“voůTvým“plečliem; je-li tryska' velmi krátrkár

Na obr. 4 je zobrazen horkokanálkový rozstřikovací nástroj, který obsahuje tři bloky, totiž základní desku 103, horkokanálkovou desku 105 a krycí desku 107. V základní desce 103 jsou nasazeny čtyři rozstřikovací trysky 109, jež leží svisle přímo nad sebou. V krycí desce 107 je nasazena výtoková část 117, v níž se nachází výstupní otvor pro zkapalněný plastový materiál, který se přivádí příkladně ze šneku k horkokanálkovému rozstřikovacímu nástroji 101 a je do něho uveden. Horkokanálková deska 105 vykazuje vybrání 113, v němž • · · · · • · · · · • · · · · · · ········ ·· · · · · je v zobrazených prováděcích příkladech nasazeno duté těleso 15. V dutém tělese 115 nebo ve vybrání 113 je nasazena výtokové část 117 k zavádění kapalné plastové hmoty. Z této části se kapalná plastová látka přes rozdělovači vedení 119 rozděluje na rozstřikovací trysky

109. Rozdělovači vedení 119 končí v postranní stěně 121 dutého tělesa 115 a jsou s ním těsně spojeny, např. pájením natvrdo, svařením nebo něčím podobným. Trubkovitá rozdělovači vedení 119 vykazují mezi spojovacím místem A s výtokovou částí 117 a jejím koncem ve stěně 121 obloukovité úseky 123, jejichž poloměr ohnutí vykazuje prostorovými poměry danou co možná největší hodnotu. Obě vedení 119 vedoucí k nejvýše a nejdoleji ležícím rozstřikovacím tryskám 109 vykazují na obr. 4 a 5 v jedno rovině ležící průběh s obloukem 90°. Obě další rozdělovači vedení 119, jež vedou k oběma mezi nimi ležícím rozstřikovacím tryskám 109, vystupují nejprve horizontálně z výtokové části 117 a vedou v prostorovém průběhu k rozstřikovacím tryskám 109 (srv. zejména obr. 5).

V dutině 125 dutého tělesa 115 nebo pod ní je dále nasazeno topení, např. topná vložka 127. Přednostně leží topná vložka 127 chráněna v trubce 129, jež je otevřena na obě strany a dovoluje výměnu topné vložky 127, aniž by se muselo otevřít duté těleso 115. To je plně vyplněno tepelně vodivým médiem, např. kapalinou, jako je olej, nebo plynem. Médium obklopuje rozdělovači vedení 119 nacházející se v dutině 125 a rovněž výtokovou část 117.

V následujícím bude vysvětlen funkční způsob vytápění rozdělovačích vedení 119 v horkokanálkové desce 105. Teplo vyrobené topením pod rozdělovacími vedeními 119 se ve vnitřku dutého tělesa 115 přenese na teplo vedoucí médium a příslušným prouděním začíná cirkulace a tím stejnoměrné obsáhnutí všech povrchů rozdělovačích vedení 119 • · • · · · · · · Q ···· ···· ·· ·· ·· · ležících v tepelně vodivém médiu. Cirkulace média způsobuje vyrovnaný přenos tepla z média na rozdělovači vedení 119 a na v nich vedený plastový materiál. Místní přehřátí, např. v úseku rozdělovači trubky 119 ležící nejblíže rozdělovači trubce 119, je vyloučeno. Alternativně k cirkulaci média prouděním může u velmi velkých nástrojů probíhat cirkulace pomocí čerpadla (není zobrazeno).

V dalším přednostním výtvoru podle obr. 6 a 7 jsou v dutině 125 dutého tělesa 115 po straně rozdělovačích vedení 119 nasazeny vodivé plechy 131, jež topením 127 zahřáté médium vedou uvnitř úzkého kanálku 133 podél nad sebou ležících rozdělovačích vedení 119 nahoru a tím nahoře ochlazené a proto specificky těžší médium nechají vně vodivých plechů 131 klesnout dolů, kde je na topení 127 médium znovu ohřáto. Aby vodivými plechy 131 tvořený vertikální kanálek byl udržován co možná nejužší, pronikají vodivými plechy 131 smyčku tvořící úseky rozdělovačích vedení.

Claims (13)

1. Horkoka-ná lkavý rozsLiIkuvací nástroj- zahrnující rozstřikovací trysku s jejím tělesem, jež obsahuje rozváděči (vstřikovací) kanálek, obalem uzavřený topný plást obklopující těleso trysky a elektrický topný článek, vyznačující se tím, že topný plást je tvořen fluidem v dutině ležící mezi tělesem trysky (3) a obalem (13) a že topný článek (23) leží pod obalem (13).

2. Horkokanálková tryska podle nároku 1, vyznačující se tím, že je nasazen minimálně jeden vodivý prostředek (17, 19), který těleso trysky (13) částečně nebo zcela ovine.

3. Horkokanálková tryska podle nároku 2, vyznačující se tím, že vodivým prostředkem (17, 19) je eliptický kruh.

4. Horkokanálková tryska podle nároku 2, vyznačující se tím, že vodivý prostředek (17, 19) je tvořen dovnitř směrovaným vroubkem na obalu (13).

5. Horkokanálková tryska podle jednoho z nároků 1-4, vyznačující se tím, že topným článkem (23) zahřáté fluidum je vedeno od vodivého prostředku (17, 19) k oběma koncům tělesa trysky (13) .

6. Horkokanálková tryska podle jednoho z nároků 1-5, vyznačující se tím, že topný článek (23) je umístěn v oblasti dolního vrcholu (S) obalu (13).

• · · · · · · · • · ·· ····· · · · · • · · · · · · ιθ ···· ···· ·· ·· ·· ·

7. Horkokanálková tryska podle jednoho z nároků 1-6, vyznačující se tím, že daným fluidem je kapalina nebo plyn.

8. Horkokanálkový rozstřikovací nástroj (101) obsahující horkokanálkovou desku (105) s topením (127), v kteréžto desce (105) vede minimálně jedno rozdělovači vedení (119) kapalný plastový materiál z výtokové části (117) minimálně k jedné rozstřikovací trysce (109), vyznačující se tím, že horkokanálková deska (105) zahrnuje skříňovíté duté těleso (115), v jehož dutině (125) je vedeno minimálně jedno rozdělovači vedení (119) z centrální rozdělovači trubky (117) minimálně k jedné nedaleko umístěné rozstřikovací trysce (109) a že topení (127) je umístěno pod minimálně jedním rozdělovacím vedením (117).

9. Horkokanálkový rozstřikovací nástroj podle nároku 8, vyznačující se tím, že pod dutinou (125) je umístěno několik rozdělovačích vedení (119) stejné délky, jež se skládají z trubek ohnutých beze zlomu.

TO. THorTčokánálkový rožstřiTovači~naštroj podle jednoho z nároku 8 a 9, vyznačující se tím, že dutina (125) je vyplněna tepelně vodivým kapalným nebo plynným médiem.

11. Horkokanálkový rozstřikovací nástroj podle jednoho z nároků

1-5, vyznačující se tím, že topení (127) je nasazeno v úseku dna dutiny (125).

12. Horkokanálkový rozstřikovací nástroj podle nároku 11, vyznačující se tím, že topení (127) je umístěno v trubce (129) • · • · • · • · · · uvnitř nebo vně na spodní straně dutého tělesa (115) a lze jej vyměňovat zvenčí.

13. Horkokanálkový rozstřikovací nástroj podle jednoho z nároků 8-12, vyznačující se tím, že v dutině (125) jsou na straně rozdělovačich vedení (119) umístěny vodivé plechy (131).

14. Horkokanálkový rozstřikovací nástroj podle jednoho z nároků 11-13, vyznačující se tím, že tepelně vodivé médium v dutině (125) cirkuluje prouděním nebo pomocí čerpadla.