PL209567B1 - Urządzenie do formowania rury z tworzywa sztucznego - Google Patents

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy urządzenia do formowania rury z tworzywa sztucznego z ruchomym tunelem formującym zawierającym korek chłodzący do ustalania kształtu rury w ruchomym tunelu formującym.

W dziedzinie formowania rur znane jest stosowanie bloków formują cych, które poruszają się po drodze formowania, nazywaną zwykle ruchomym tunelem formującym. Te bloki formujące są zasilane roztopionym tworzywem sztucznym z wytłaczarki tworzywa sztucznego, przy czym takie tworzywo sztuczne jest formowane zgodnie z kształtem bloku formującego w ruchomym tunelu formującym. W ruchomym tunelu formują cym umieszczone jest urzą dzenie do zestalania tworzywa sztucznego, zwane w przemyśle korkiem chłodzącym.

Konwencjonalny korek chłodzący jest zwykle chłodzony zimną wodą, która przepływa przez wężownicę przy jego powierzchni. Wewnętrzna ścianka rury z tworzywa sztucznego może być przyciągana przez podciśnienie do powierzchni korka chłodzącego, aby wspomagać ustalanie kształtu ścianki rury.

Opisane powyżej działanie korka chłodzącego jest bardzo skuteczne, dopóki ma on ciągły styk ze ścianką rury. Jednakże niektóre rury wytwarzane są ze ściankami wewnętrznymi, których części nie stykają się z korkiem chłodzącym. Takimi częściami ścianki mogą być przykładowo części złączowe wbudowane bezpośrednio w ściankę rury. Takie części złączowe mają większą średnicę wewnętrzną niż główny korpus rury, a zatem są odsunięte od korka chłodzącego na zewnątrz.

Formowanie głównego korpusu rury i części złączowych w ściance rury jest procesem ciągłym. Po uformowaniu części złączowej dalsza część ścianki powraca do średnicy, przy której ponownie styka się z zewnętrzną powierzchnią korka chłodzącego. Jednakże korek chłodzący podczas formowania złączowej części ścianki ma zbyt niską temperaturę. Jest to spowodowane tym, że chłodzenie korka chłodzącego jest zwykle równoważone przez styk z gorącym roztopionym tworzywem sztucznym. Kiedy gorące roztopione tworzywo sztuczne nie styka się z korkiem chłodzącym, jak np. podczas formowania części złączowej, nie ma potrzeby wywoływania spadku temperatury korka chłodzącego. W takim przypadku część ścianki rury następująca po części złączowej i wchodząca w styk z nadmiernie ochłodzonym korkiem chłodzącym jest zbyt silnie chłodzona przez ten korek. Powoduje to nadmierne, zbyt szybkie zestalanie, a nawet pękanie ścianki rury. Trwa to aż do chwili, gdy temperatura korka chłodzącego powróci do akceptowanej wartości na skutek dalszego kontaktu z gorącym tworzywem sztucznym ścianki rury.

Skutkiem tego jest niepożądane odrzucanie części ścianki rury bezpośrednio za częścią złączową wbudowaną w ściankę rury.

Niniejszy wynalazek stanowi urządzenie do formowania rury skonstruowane w celu przezwyciężenia przedstawionych wyżej problemów. W szczególności urządzenie do formowania rury według przedmiotowego wynalazku, które wytwarza rurę z tworzywa sztucznego, zawiera wiele ruchomych pierwszych sekcji bloku formującego i ruchomych drugich sekcji bloku formującego. Pierwsze sekcje bloku formującego są usytuowane blisko drugich sekcji bloku formującego, aby utworzyć ruchomy tunel formujący. Urządzenie takie zawiera elementy do doprowadzania roztopionego tworzywa sztucznego do pierwszych i drugich sekcji bloku formującego, aby wytwarzać rurę z tworzywa sztucznego. Przewidziany jest również korek chłodzący do zestalania tworzywa sztucznego w ruchomym tunelu formującym.

Istotą wynalazku jest to, że korek chłodzący jest podzielony na pierwszy stopień i drugi stopień, a pierwszy stopień ma obwód chłodzący i układ sterujący do usuwania nadmiaru ciepła z rury z tworzywa sztucznego do częściowego zestalenia rury z tworzywa sztucznego bez jej nadmiernego schłodzenia, zaś drugi stopień ma obwód chłodzący, aby kontynuować usuwanie ciepła z rury dla jej dalszego zestalania, przy czym pierwszy stopień jest sterowany oddzielnie przez zawór, aby reagował na zmieniające się warunki pierwszego stopnia.

Korzystnie, korek chłodzący jest podzielony na dwie oddzielne sekcje, odpowiadające pierwszemu stopniowi i drugiemu stopniowi.

Korzystnie, urządzenie zawiera człon izolujący cieplnie pomiędzy stopniami korka chłodzącego.

Korzystnie, układ sterujący pierwszego stopnia utrzymuje medium chłodzące pierwszego obwodu chłodzącego w pierwszym zakresie temperatury, w którym rura z tworzywa sztucznego jest chłodzona bez uszkodzeń od nadmiernego chłodzenia i jej temperatura jest obniżana.

PL 209 567 B1

Korzystnie, układ sterujący pierwszego stopnia chłodzenia monitoruje temperaturę pierwszego stopnia i dopasowuje przepływ medium chłodzącego krążącego w pierwszym obwodzie chłodzącym w zależ noś ci od temperatury pierwszego stopnia.

Korzystnie, drugi stopień zawiera układ sterujący do monitorowania temperatury drugiego stopnia i dopasowywania przepływu medium chłodzącego krążącego w obwodzie chłodzenia drugiego stopnia w zależności od temperatury drugiego stopnia.

Korzystnie, obwód chłodzenia pierwszego stopnia zawiera zbiornik medium chłodzącego krążącego w pierwszym stopniu, zbiornik ten zawiera czujnik temperatury i urządzenie chłodzące do utrzymywania temperatury medium chłodzącego w ustalonym zakresie oraz pompę i układ sterujący do wystarczającego przepływu medium chłodzącego krążącego w pierwszym stopniu, aby utrzymywać zakres temperatury pierwszego stopnia w określonym zakresie, niezależnie od kształtu wyrobu przechodzącego poprzez pierwszy stopień.

Korzystnie, urządzenie zawiera czujnik temperatury do monitorowania temperatury pierwszego stopnia i zawór sterujący w pierwszym obwodzie chłodzenia sterowany w zależności od monitorowanej temperatury pierwszego stopnia chłodzenia.

Korzystnie, urządzenie zawiera drugi regulator temperatury, który zastępuje pierwszy regulator temperatury w zapobieganiu nadmiernemu chłodzeniu korka, kiedy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

Korzystnie, korek chłodzący jest chłodzony przez doprowadzaną zimną wodę, przy czym drugi regulator temperatury zawiera regulator przepływu wody, aby zmniejszać przepływ zimnej wody do korka chłodzącego, kiedy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

Korzystnie, korek chłodzący jest chłodzony przez doprowadzaną zimną wodę, w pierwszej temperaturze, gdy pierwsza część ścianki przemieszcza się po korku chłodzącym, a drugi regulator temperatury zawiera regulator temperatury wody, który podnosi temperaturę zimnej wody powyżej pierwszej wartości, gdy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

Korzystnie, korek chłodzący jest wewnętrznie chłodzony przez doprowadzaną zimną wodę, drugi regulator temperatury zawiera grzejnik usytuowany na zewnątrz korka chłodzącego i doprowadzający ciepło do tego korka, kiedy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym i który jest wyłączony, kiedy pierwsza część ścianki wewnętrznej rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

Korzystnie, układ zawiera elementy do wytwarzania podciśnienia przy korku chłodzącym, gdy pierwsza część ścianki przemieszcza się po korku chłodzącym, aby wspomagać utrzymywanie pierwszej części ścianki w styku z korkiem chłodzącym, przy czym elementy do wytwarzania podciśnienia są wyłączone, kiedy drugi regulator temperatury działa podczas przemieszczania się drugiej części ścianki wewnętrznej rury po korku chłodzącym.

Korzystnie, korek chłodzący ma pierwszą i drugą sekcję, przy czym pierwsza sekcja korka jest poddawana działaniu podciśnienia, a jej temperatura jest regulowana tylko przez pierwszy regulator temperatury pierwszej części ścianki, aby zapobiec nadmiernemu ochłodzeniu korka, gdy pierwsza część ścianki przemieszcza się po pierwszej sekcji korka, a równocześnie druga sekcja korka jest pozbawiona podciśnienia i podlega tylko drugiemu regulatorowi temperatury, aby uniemożliwić nadmierne schłodzenie korka, gdy druga część wewnętrznej ścianki rury przemieszcza się po drugiej sekcji korka, a następnie, gdy rura przemieszcza się wzdłuż tunelu formującego, pierwsza sekcja korka jest pozbawiona podciśnienia, a jej temperatura jest sterowana tylko przez drugi regulator temperatury, aby zapobiegać nadmiernemu schłodzeniu korka, gdy druga część ścianki wewnętrznej rury przemieszcza się po pierwszej sekcji korka, a równocześnie druga sekcja korka podlega działaniu podciśnienia, a jej temperatura jest sterowana tylko przez pierwszy regulator temperatury pierwszej części ścianki, gdy ta pierwsza część ścianki wewnętrznej rury przemieszcza się po drugiej sekcji korka.

Rura z tworzywa sztucznego ma warstwę ścianki wewnętrznej z pierwszą częścią ścianki, która porusza się po korku chłodzącym i w styku z nim oraz drugą część ścianki, na przykład kielichową część złączową, która przemieszcza się ponad korkiem chłodzącym, na zewnątrz niego i w odstępie od niego.

Pierwsza część ścianki wewnętrznej warstwy ścianki rury przekazuje ciepło bezpośrednio do korka i zapewnia pierwsze sterowanie temperaturą, aby uniemożliwiać nadmierne chłodzenie korka, gdy ta pierwsza część ścianki początkowej warstwy ścianki rury porusza się po korku chłodzącym. Urządzenie to zapewnia ponadto drugie sterowanie temperaturą, służące do zastąpienia pierwszego sterowania temperaturą w zapobieganiu nadmiernego schłodzenia korka, gdy druga część ścianki wewnętrznej warstwy ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

PL 209 567 B1

To drugie sterowanie temperaturą może być realizowane przez zmienianie natężenia przepływu i/lub temperatury zimnej wody służącej do schładzania korka chłodzącego. Alternatywnie to drugie sterowanie temperaturą może być realizowane przez grzejnik, który działa na korek chłodzący, gdy druga część ściankowa wewnętrznej warstwy ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

Dalsza korzystna cecha przedmiotowego wynalazku polega na tym, że sam korek chłodzący może mieć wiele sekcji, przy czym w każdej z tych sekcji zastosowane jest sterowanie, zarówno podciśnieniem, jak i temperaturą. Takie sterowanie podciśnieniem i temperaturą będzie następować zależnie od tego, która określona część ścianki, to znaczy pierwsza lub druga część ścianki, jest usytuowana na odpowiednich sekcjach korka chłodzącego.

Powyższe, jak też inne zalety i właściwości przedmiotowego wynalazku zostaną opisane bardziej szczegółowo zgodnie z korzystnymi przykładami realizacji niniejszego wynalazku.

Przedmiot wynalazku jest pokazany na rysunkach, które pokazują:

fig. 1 jest widokiem z boku całego urządzenia do formowania rury według korzystnego przykładu realizacji niniejszego wynalazku;

fig. 2 jest przekrojem poprzez tunel formujący urządzenia do formowania rury z fig. 1;

fig. 3 jest schematycznym widokiem przedstawiającym zespół narzędzia dyszowego i korka chłodzącego urządzenia z fig. 1;

fig. 4 - 7 przedstawiają różne fazy ruchu rury z tworzywa sztucznego kształtowanej w urządzeniu z fig. 1 na narzędziu dyszowym przedstawionym na fig. 3;

fig. 8 jest częściowym schematem układu sterowania zaworów sterujących natężenia przepływu z temperaturowym sprzężeniem zwrotnym;

fig. 9 jest częściowym schematem alternatywnego przykładu realizacji;

fig. 10 przedstawia alternatywnie stosowany korek chłodzący jednostopniowy lub dwustopniowy; a fig. 11 przedstawia sterowany jednostopniowy korek chłodzący.

Figura 1 przedstawia urządzenie do formowania rur oznaczone ogólnie przez 1. Urządzenie to zawiera wytłaczarkę 3, która doprowadza roztopione tworzywo sztuczne poprzez dyszowe narzędzie 5 do ruchomego formującego tunelu 11 urządzenia 1. Formujący tunel 11 jest utworzony przez sekcje 7 i 9 bloków formujących, które przemieszczane są na przenośnikach taśmowych. Te sekcje bloków formujących łączą się ze sobą podczas ruchu przez formujący tunel 11.

Figura 2 pokazuje, że sekcje 7 i 9 bloków formujących mają powierzchnie wewnętrzne o zmiennych konturach. W szczególności, niektóre z tych sekcji bloków formujących mają kontur oznaczony ogólnie przez 13, który ma zasadniczo kształt ściętej sinusoidy. Inne z sekcji bloków formujących mają bardziej otwarty kształt czołowej części 15. Należy zauważyć, że kształt ściętej sinusoidy powierzchni bloków formujących jest zastosowany po każdej stronie bardziej otwartej części 15.

Figura 2 pokazuje również, że narzędzie dyszowe 5 ma parę kanałów 17 i 19. Kanały te przyjmują roztopione tworzywo sztuczne z wytłaczarki 3 i podają to roztopione tworzywo sztuczne poprzez narzędzie dyszowe 5 na wewnętrzne powierzchnie formujących bloków 7 i 9.

Za kanałami 17 i 19 usytuowany jest chłodzący korek 35.

Figury 4 - 7 przedstawiają ściankę 21 rury, która jest utworzona przy użyciu narzędzia dyszowego z fig. 3. Ta ścianka rury ma pierwszą i drugą część ścianki. Pierwsza część ścianki jest utworzona przez gładką płaską wewnętrzną warstwę 25 ścianki przymocowaną do rowków pofalowanej zewnętrznej warstwy 23 ścianki. Część ścianki utworzona przez gładką wewnętrzną warstwę 25 ścianki w pofałdowaniach 23 jest ukształtowana przez konturowany obszar 13 czołowych powierzchni sekcji bloków formujących.

Druga część ścianki zawiera kielichowe złącze 27. W tym kielichowym złączu wewnętrzna i zewnętrzna warstwa ścianki rury są przymocowane w sposób ciągły do siebie. Kielichowe złącze jest kształtowane w części 15 powierzchni czołowej formujących bloków 7 i 9.

Roztopione tworzywo sztuczne podawane jest poprzez kanał 17 bezpośrednio w pofałdowania 13 i też bezpośrednio w formującą kielich część 15 czołowych powierzchni bloków formujących. Można zastosować podciśnienie do wspomagania wciągania roztopionego tworzywa sztucznego w te obszary czołowych powierzchni bloków formujących. Powoduje to utworzenie zewnętrznej warstwy ścianki rury.

Dla utworzenia wewnętrznej warstwy ścianki rury roztopione tworzywo sztuczne doprowadza się poprzez kanał 19 na podstawy pofałdowań 13 i dalej na wewnętrzną powierzchnię kielichowego złącza utworzoną w zewnętrznej warstwie ścianki rury. Taka technika formowania rury jest znana w przemyśle.

PL 209 567 B1

Istota niniejszego wynalazku polega na sterowaniu chłodzącym korkiem 35, który jest najlepiej widoczny na fig. 3 - 7.

Aby najlepiej opisać formowanie ścianki rury względem korka chłodzącego, pierwsza część ścianki, opisana powyżej, będzie traktowana jako główny korpus rury. Złączowa część kielichowa będzie opisywana pod tą nazwą.

Jak to najlepiej widać na fig. 4, główna część korpusu rury, a zwłaszcza warstwa wewnętrzna ścianki głównej części korpusu rury porusza się nad zewnętrzną powierzchnią chłodzącego korka w bezpośrednim styku z nią. Korek chłodzący, opisany bardziej szczegółowo poniżej, jest korzystnie chłodzony zimną wodą. Temperatura wody chłodzącej jest taka, że korek chłodzący będzie miał sterowaną temperaturę bez uszkadzania tworzywa sztucznego w ściance rury. Aby określić temperaturę wody chłodzącej, trzeba uwzględnić kompensacyjne i opóźniające chłodzenie działanie tworzywa sztucznego w ściance rury. Inaczej mówiąc, pierwsza część ścianki rury, ponieważ styka się bezpośrednio z korkiem chłodzącym i ponieważ jest zasadniczo w stanie roztopionym, gdy dochodzi do korka chłodzącego, ma tendencję do nagrzewania go. Temperatura wody chłodzącej jest zatem ustawiana na stosunkowo niską wartość, aby likwidować lub powstrzymywać ogrzewanie korka chłodzącego przez ściankę rury.

Z powyższego opisu wynika, że pierwsza część ścianki zapewnia sterowanie temperaturą, aby uniknąć nadmiernego niepożądanego chłodzenia korka.

Figurę 6 trzeba porównać teraz z fig. 4. Na fig. 6 widać, że pierwszy lub dopływowy koniec chłodzącego korka 35 nie styka się z drugą częścią ścianki utworzoną przez kielichowe złącze w ściance rury. Odpływowy koniec korka chłodzącego jest jednak nadal w styku ze ścianką rury.

W położeniu z fig. 6 temperatura dopływowego końca korka chłodzącego maleje do zbyt niskiej temperatury, ponieważ jest nadal chłodzona do takiego samego poziomu bez równoważenia ciepłem doprowadzanym bezpośrednio do powierzchni korka chłodzącego. Jest tak dlatego, że kielich łączący jest oddalony od dopływowego końca korka chłodzącego. Część ciepła może być wypromieniowywana ze ścianki rury do korka chłodzącego, ale to ciepło promieniowania ze ścianki rury nie wystarcza do utrzymywania żądanej temperatury działania dopływowego końca korka chłodzącego.

Na skutek nadmiernego chłodzenia, które miało dotąd miejsce, dopływowy koniec korka chłodzącego, jak opisano powyżej, ścianka rury, a zwłaszcza główny korpus ścianki rury bezpośrednio za częścią łączącą był szkodliwie przechładzany przez część korka chłodzącego, która nie styka się bezpośrednio z tworzywem sztucznym. Takie przechłodzenie tworzywa sztucznego w części głównego korpusu powoduje zestalanie, a nawet pękanie co najmniej pierwszej lub drugiej fałdy w części głównego korpusu rury za złączem kielichowym. Końce takie stanowią odpad, który należy odciąć od rury.

Zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem zastosowany został drugi układ sterujący temperatury, aby uniknąć nadmiernego chłodzenia korka chłodzącego, kiedy ścianka rury nie styka się bezpośrednio z korkiem chłodzącym, to znaczy, kiedy kielichowa część ścianki mija korek chłodzący.

Ten drugi układ sterujący może przyjmować wiele różnych postaci. Przykładowo może to być regulator przepływu wody, który reguluje dopływ wody chłodzącej do korka chłodzącego. Przy mniejszych wartościach przepływu korek chłodzący nie będzie schładzany tak szybko, albo do tak niskiej temperatury.

Drugi układ sterujący temperatury mógłby stanowić dodatkowo regulator temperatury wody, który powoduje, że woda cieplejsza niż normalnie schłodzona dopływa do wężownicy w korku chłodzącym, kiedy korek chłodzący nie styka się bezpośrednio ze ścianką rury.

Inna możliwość polega na tym, że drugi układ sterujący temperatury może stanowić zewnętrzny grzejnik, taki jak grzejnik taśmowy usytuowany na zewnątrz wokół korka chłodzącego. Ten grzejnik taśmowy będzie doprowadzać ciepło do korka chłodzącego i będzie działać tylko wtedy, gdy nie ma bezpośredniego styku pomiędzy roztopionym tworzywem sztucznym i ścianką rury a zewnętrzną powierzchnią korka chłodzącego.

Figury 4 - 7 przedstawiają różne etapy działania chłodzącego korka o regulowanej temperaturze według przedmiotowego wynalazku. Na fig. 4 cała zewnętrzna powierzchnia chłodzącego korka 35 styka się z pierwszą częścią ścianki rury. Kielichowa złączowa część 21 ścianki jest usytuowana w kierunku wytwarzania przed korkiem chłodzącym.

Korek chłodzący z fig. 4 otrzymuje wodę chłodzącą o normalnej temperaturze chłodzenia na całej długości korka chłodzącego.

Na fig. 5 cała zewnętrzna powierzchnia korka chłodzącego styka się nadal bezpośrednio z tworzywem sztucznym pierwszej części ścianki rury. Jednakże kielichowa część 27 zbliża się do miejsca, w którym wkrótce minie korek chłodzący. Jest to położenie, w którym drugi układ sterujący temperatury

PL 209 567 B1 zacznie działać przy dopływowym końcu korka chłodzącego. Zmniejszanie chłodzenia przy dopływowym końcu korka chłodzącego nie musi natychmiast powodować żądanego wyniku, ale zacznie działać, kiedy kielichowe złącze 27 osiągnie położenie z fig. 6. W tym położeniu kielichowe złącze zbliża się do odpływowego końca korka chłodzącego, który będzie teraz podlegać sterowaniu powodowanemu przez drugi układ sterujący temperatury.

Na skutek powyższego, gdy ścianka rury osiągnie położenie z fig. 7, dopływowy koniec korka chłodzącego nie osiąga nadmiernie niskiej temperatury. Dlatego, pierwsza część ścianki rury bezpośrednio sąsiadująca i usytuowana w kierunku przepływu przed kielichową częścią łączącą 27 nie jest nadmiernie chłodzona przez dopływowy koniec korka.

Ponadto, w położeniu z fig. 7, drugi układ sterujący temperatury jest wyłączony przy dopływowym końcu korka, który znowu podlega pierwszemu układowi sterującemu temperatury, to znaczy oddziaływaniu ciepła doprowadzanego bezpośrednio do dopływowego końca korka chłodzącego przez tworzywo sztuczne ścianki rury.

W położeniu z fig. 7 odpływowy koniec korka chłodzącego będzie nadal pod wpływem drugiego układu sterującego temperatury, aż główny korpus rury za kielichowym złączem 27 całkowicie przykryje całą długość korka chłodzącego. Gdy ścianka rury osiągnie już to położenie, cały korek wchodzi całkowicie w obszar sterowania prowadzonego przez pierwszy układ sterujący temperatury, oddziaływanie ciepłem przenoszonym ze ścianki rury do korka.

Należy zauważyć, że woda chłodząca będzie ciągle przepływać przez wężownicę korka chłodzącego, jak to opisano dalej bardziej szczegółowo. Jednakże temperatura wody doprowadzanej do korka chłodzącego może być różna w różnych miejscach ścianki rury, pokazanych na fig. 4 - 7.

Figura 3 przedstawia korzystny przykład realizacji konstrukcji chłodzącego korka 35. W konstrukcji tej korek chłodzący ma pierwszą dopływową sekcję 37 i drugą odpływową sekcję 39. Wężownica 41 z płynem jest owinięta wokół sekcji 37 korka, natomiast wężownica 43 z płynem jest owinięta wokół sekcji 39. Wężownicę 41 i 43 nie są płynowo ze sobą połączone.

Przy dopływowym końcu dyszowego narzędzia 5 usytuowana jest wodna chłodnica 51. Pompa 53 zasysa wodę z tej chłodnicy 51 i tłoczy ją poprzez narzędzie dyszowe do chłodzącego korka 35.

Pompa 53 zasila pierwszy przepływowy przewód 59 i drugi przepływowy przewód 69. Przy dopływowym końcu przewodu 59 usytuowany jest zawór 57 sterowania przepływem wody, a przy dopływowym końcu przewodu 69 usytuowany jest zawór 67 sterowania przepływem wody.

Jak pokazano na fig. 3, przepływowy przewód 59 zasila wlot 61 wody do części 37 korka. Wlot ten zasila wężownicę 41 owiniętą wokół części 37 korka.

Gdy woda z przewodu 59 zakończy swój przepływ wokół śrubowo owiniętej wężownicy 41, opuszcza tę wężownicę poprzez wylot 63 wody. Ten wylot 63 wody prowadzi poprzez powrotny przewód 65 z powrotem do chłodnicy 51.

Woda doprowadzana przewodem 69 przez sterujący zawór 67 dopływa do wlotu 71 wody. Wlot ten zasila owiniętą w sposób ciągły śrubową wężownicę 43 drugiej sekcji 39 chłodzącego korka 35. Po przejściu przez wężownicę 43 woda opuszcza drugą sekcję korka chłodzącego poprzez wylot 73 wody prowadzący do powrotnego przewodu 75. Powrotny przewód 75 doprowadza wodę z powrotem do chłodnicy 51.

Z powyższego opisu wynika, że istnieje ciągły przepływ wody pomiędzy chłodnicą a pierwszą i drugą sekcją korka chłodzącego. Woda doprowadzana do sekcji korka chłodzącego z chłodnicy będzie początkowo bardzo zimna. Jednakże woda ta będzie się stopniowo nagrzewać w miarę przepływu przez wężownicę w tych dwóch sekcjach korka chłodzącego. Jest to spowodowane działaniem na wodę chłodzącą ciepła z roztopionego tworzywa sztucznego ścianki rury. Jeżeli drugi układ sterujący temperatury zawiera grzejnik usytuowany na zewnątrz korka chłodzącego, grzejnik ten będzie również mieć tendencję do grzania wody w sekcjach korka chłodzącego. Woda ta musi następnie powrócić do chłodnicy, gdzie jej temperatura jest obniżana, zanim dotrze ona z powrotem do sekcji korka chłodzącego.

Przy stosowaniu układu z fig. 3 i ze ścianką rury przykładowo w położeniu z fig. 5 zawór 57 w przewodzie 59 prowadzącym do pierwszej sekcji 37 korka chłodzącego byłaby regulowany tak, aby zmniejszać przepływ wody chłodzącej do sekcji 37 korka. Miałoby to miejsce tuż przed dojściem kielicha 27 do sekcji 37 korka chłodzącego. Przepływ wody do sekcji 39 korka chłodzącego byłby kontynuowany w normalnym działaniu ze ścianką rury w położeniu z fig. 5.

Kiedy ścianka rury dojdzie do położenia z fig. 6 i znów przy stosowaniu układu z fig. 3, zawór 57 pozostaje w swym ustawionym położeniu, aby zmniejszać przepływ wody chłodzącej do pierwszej sekcji 37 korka chłodzącego. Równocześnie zawór 67 byłby ustawiany tak, aby zmniejszać również

PL 209 567 B1 przepływ wody chłodzącej do sekcji 39 korka chłodzącego. Miałoby to miejsce tuż przed dojściem złączowego kielicha 27 do sekcji 39 korka chłodzącego.

Kiedy ścianka rury dojdzie do położenia z fig. 7, zawór 57 jest przestawiany do położenia pełnego przepływu, aby przywrócić normalny przepływ wody chłodzącej do sekcji 37 korka. Zawór 67 pozostaje w swym położeniu zmniejszania przepływu, podczas gdy złączowa część 27 pozostaje na sekcji 39 korka.

Kiedy rura przemieszcza się z powrotem do położenia z fig. 4, oba zawory 57 i 61 są ustawiane do swych położeń pełnego otwarcia, aby zapewnić chłodzenie wystarczające do kompensowania bezpośredniego styku ścianki rury z całą powierzchnią zewnętrzną obu sekcji korka chłodzącego.

Inną cechą przedmiotowego wynalazku jest zastosowanie podciśnieniowych szczelin 45 w sekcji 37 korka chłodzącego i podciśnieniowych szczelin 47 w sekcji 39 korka chłodzącego. Te szczeliny podciśnieniowe są dołączone do oddzielnych źródeł podciśnienia. Podciśnienie to jest wykorzystywane do przytrzymywania pierwszej części ścianki rury na zewnętrznej powierzchni korka chłodzącego. Jednakże, kiedy kielich złączowy jest przemieszczony do położenia, w którym jest on usytuowany na jednej z sekcji korka chłodzącego, podciśnienie dla tej sekcji zostaje wyłączone. Jest to przeprowadzane w powiązaniu z działaniem drugiego układu sterującego temperatury, aby uniemożliwić nadmierne chłodzenie tej sekcji korka chłodzącego.

Znów przykładowo, zarówno pełne podciśnienie, jak i pełny przepływ wody chłodzącej będą stosowane wobec obu sekcji korka, gdy ścianka rury jest w położeniu pokazanym na fig. 4. Kiedy ścianka rury jest w położeniu pokazanym na fig. 6, podciśnienie jest wyłączane w pierwszej sekcji korka i pierwsza sekcja korka podlega sterowaniu za pomocą drugiego układu sterującego temperatury. Podciśnienie będzie nadal dołączone do drugiej, dopływowej sekcji korka, gdy ścianka rury jest w położeniu z fig. 6. Ponadto przy tym położeniu ścianki rury dopływowa druga sekcja 39 korka podlega nadal sterowaniu temperatury zapewnianemu przez ciepło pochodzące ze ścianki rury.

Kiedy ścianka rury dojdzie do położenia z fig. 7, wyłączane jest podciśnienie dla dopływowej sekcji 39 korka, a drugi układ sterujący temperatury zastępuje pierwszy układ sterujący temperatury, aby uniemożliwić nadmierne chłodzenie dopływowej sekcji korka.

W położeniu z fig. 7 podciśnienie jest z powrotem włączane dla dopływowej sekcji 37 korka, a drugi układ sterujący temperatury jest wyłączany. Pierwsze sterowanie temperaturą, zapewniane przez ciepło przechodzące bezpośrednio ze ścianki rury do pierwszej sekcji 37 korka, jest wykorzystywane do uniemożliwiania nadmiernego spadku temperatury tej sekcji korka.

Układ 100 chłodzenia z fig. 8 służy do kontrolowanego chłodzenia dwustopniowego chłodzącego korka 104. Taki korek chłodzący zawiera pierwszy stopień 106 i drugi stopień 108. Zasilający przewód chłodzący 102 doprowadza płyn chłodzący do przewodu 110 zasilającego pierwszy stopień po przejściu przez zawór sterujący 124 pierwszego stopnia. Zasilający przewód 114 drugiego stopnia jest dołączony do zasilającego przewodu 102 przed zaworem 124 sterowania temperaturą. Drugi stopień 108 korka chłodzącego ma sterujący zawór 126 drugiego stopnia w tym przypadku pokazany w połączeniu ze zwrotnym przewodem 116.

Pierwszy stopień 106 korka chłodzącego zawiera czujnik 120 temperatury, który podaje na sterujący zawór 124 pierwszego stopnia sygnał zwrotny dotyczący temperatury pierwszego stopnia korka chłodzącego. Czujnik 122 temperatury drugiego stopnia podaje na sterujący zawór 126 drugiego stopnia sygnał zwrotny. Regulator 118 otrzymuje sygnały z czujników temperatury i odpowiednio steruje zaworami 124 i 126.

W układzie z fig. 8 osiąga się dokładne sterowanie temperaturą stopnia 106 korka chłodzącego i drugiego stopnia 108 korka chłodzącego. Za pomocą obu tych układów można utrzymywać temperaturę w zakresie odpowiednim dla danego wytłaczanego wyrobu. W powyższym układzie dokładne sterowanie pierwszego stopnia uzyskuje się dla spowodowania żądanego chłodzenia wyrobu bez uszkadzania go. Nadmierne chłodzenie może spowodować kruchość wyrobu, natomiast sterowane chłodzenie części pozwala na chłodzenie wyrobu do uzyskania wyrównanej temperatury tworzywa sztucznego. W układzie pokazanym na fig. 8 wytłaczarka zdolna jest do znacznie szybszego wytłaczania wyrobu bez początkowych odpadów wyrobu. Jest to możliwe dzięki sterowanemu chłodzeniu i dokładności umożliwianej przez układ sterowania temperaturą ze sprzężeniem zwrotnym i przez sterowanie dwóch sterujących zaworów 124 i 126.

Alternatywny układ pokazano na fig. 9. Znów korek chłodzący ma pierwszy stopień 131 i drugi stopień 133. Pierwszy stopień 131 korka chłodzącego ma czujnik 140 temperatury. Układ 130 z fig. 9

PL 209 567 B1 zapewnia dokładne sterowanie chłodzenia pierwszego stopnia i zwykłe chłodzenie drugiego stopnia 133 korka chłodzącego, jak to zostanie w pełni opisane.

Układ 130 zawiera zbiornik 132, który jest częścią chłodnicy. Ten zbiornik 132 służy do przechowywania medium chłodzącego o żądanej temperaturze. Pompa 134 powoduje przepływ medium chłodzącego przez przewód 136 do pierwszego stopnia 131 korka chłodzącego, przy czym stopień ten ma zasadniczo temperaturę utrzymywaną w tym zbiorniku. Medium chłodzące powraca do zbiornika 132 poprzez powrotny przewód 138. Zbiornik 132 ma własny czujnik 142, który jest wykorzystywany przez regulator 144 do zmieniania ilości wody chłodzącej doprowadzanej zasilającym przewodem 148 do wężownicy 150 wymiany ciepła. Natężenie przepływu przez wężownicę 150 jest regulowane za pomocą sterującego zaworu 160. Ten sterujący zawór 160 jest ustawiany przez czujnik 142 temperatury i/lub czujnik 140 temperatury, podczas gdy temperatura w zbiorniku jest utrzymywana na żądanej wartości. Obsługujący może zatem ustawić temperaturę zbiornika, która określa temperaturę pierwszego stopnia 131 korka chłodzącego. W układzie tym utrzymywana jest żądana temperatura korka chłodzącego, a ilość płynu pompowanego przez korek chłodzący zapewnia, że chłodzenie wytłaczanego wyrobu zasadniczo nie zmienia temperatury korka chłodzącego. Wszelkie zmiany powodowane przez kształt produkowanego wyrobu nie powodują szkodliwej zmiany temperatury korka chłodzącego. Przy takim układzie obsługujący może ustawić i utrzymywać żądaną temperaturę chłodzącego korka 131 w stosunkowo wąskim zakresie. Przy takim układzie wyrównywanie temperatury wyrobu uzyskuje się, gdy wyrób ten przechodzi przez pierwszy stopień, a po skutecznym wyrównaniu temperatury wyrobu możliwe jest dalsze odprowadzanie ciepła z wyrobu przez drugi stopień 133 korka chłodzącego. Sterowanie chwilową temperaturą drugiego stopnia nie jest krytyczne i w takim przypadku chłodzenie drugiego stopnia jest zapewniane przez dołączenie zasilającego przewodu 148 dla utworzenia źródła chłodzenia dla zasilającego przewodu 154 drugiego stopnia 133 korka chłodzącego. Przewód powrotny drugiego stopnia korka chłodzącego jest oznaczony przez 156 i jest on doprowadzony do odpływowego przewodu 152.

W układzie pokazanym na fig. 9 dokładne sterowanie pierwszego stopnia korka chłodzącego umożliwia zwykłe chłodzenie w drugim stopniu nadal z możliwością utrzymania doskonałej kontroli nad wyrobem. Układ ten nadaje się również do szybkiego uruchamiania wytłaczarki bez początkowego wytłaczania odpadowych wyrobów. Ponadto taki układ sterowania zapewnia dobrą reakcję na inne warunki otoczenia, takie jak zmiany w wytłaczarce, zmiany w prędkości wytwarzania, temperatury otoczenia itd. Odnosi się to również do układu z fig. 8, jednakże w układzie z fig. 8 dodatkowe sterowanie uzyskuje się dzięki nadzorowaniu drugiego stopnia 108 korka chłodzącego.

Układ opisany w przedmiotowym zgłoszeniu stanowi pełny układ sterowania wytłaczarki. Taka możliwość zapewnienia różnego monitorowanego chłodzenia pierwszego stopnia i drugiego stopnia korka chłodzącego jest również korzystne w zastosowaniu do przeróbek unowocześniających. Jednostopniowy korek chłodzący o długości odpowiadającej dwustopniowemu korkowi chłodzącemu z fig. 10 można zastąpić dwustopniowym korkiem chłodzącym 170. Taki dwustopniowy korek chłodzący może być używany z każdym z układów sterowania z fig. 8 i 9.

W niektórych wytłaczarkach potrzebny jest prawdopodobnie tylko jednostopniowy korek chłodzący i można wprowadzić chłodzący korek 172. W takim przypadku do pierwszego stopnia można zastosować sterowanie temperaturą według fig. 8 lub sterowanie temperaturą według fig. 9. Zmiany długości korka chłodzącego są możliwe przy użyciu uzupełniającego członu przy odpływowej części chłodzącego korka 172, jeśli jest to konieczne.

Korki chłodzące przedstawione na fig. 8 i 9 są korzystnie niezależne od siebie, aby zmniejszać ilość ciepła przenoszonego pomiędzy korkami. W razie potrzeby korki te mogą zawierać człon izolujący cieplnie 135 w miejscu połączenia, tworzący przerwę termiczną, aby dodatkowo zmniejszać przenoszenie ciepła pomiędzy nimi. Zasadniczo podział korka na pierwszy stopień i drugi stopień pozwala w razie potrzeby zastosować pomiędzy nimi częściowe rozdzielenie cieplne.

Poprzednie figury przedstawiają zmiany zaworów sterujących związanych z pierwszym stopniem i drugim stopniem w zależności od kształtu wytwarzanego wyrobu. Znajomość kształtu wyrobu można wykorzystać przy ustawianiu zaworów sterujących, aby osiągnąć żądany stopień chłodzenia. Na fig. 8 i 9 pomiar temperatury korków chłodzących i/lub płynu w przewodach odpływowych można wykorzystać w układzie sprzężenia zwrotnego do zmieniania ustawienia zaworów sterujących. W układzie takim nie jest konieczna znajomość wytłaczanego wyrobu, ponieważ zawór sterujący umożliwia bardzo szybkie osiągnięcie żądanego stopnia chłodzenia. W układzie z fig. 9 zbiornik jest objęty sterowaniem, aby zapewnić wymaganą temperaturę i ilość płynu chłodzącego doprowadzanego do korka

PL 209 567 B1 pierwszego stopnia, tak że w dużym stopniu nie mają nań wpływu zmiany kształtu wytłaczanego wyrobu. Układ taki jest bardziej elastyczny w odniesieniu do początkowego wytwarzanego wyrobu oraz do wszelkich zmian, jakie wystąpią podczas procesu produkcyjnego.

Opisane układy pozwalają uniknąć przechłodzenia korków chłodzących, a temperatura korków chłodzących nie ulega znacznym zmianom, które mogłyby powodować nadmierne chłodzenie wyrobu i jego uszkodzenie. Taka możliwość uszkodzenia wyrobu jest większa w odniesieniu do pierwszego stopnia chłodzenia i zwykle drugi stopień chłodzenia jest mniej podatny na szerokie zmiany temperatury, które powodują uszkodzenie wyrobu. Zależnie od konkretnego zastosowania i rodzaju wytwarzanego wyrobu pożądane jest również sterowanie drugim stopniem, jak to przedstawiono w niniejszym zgłoszeniu.

Chociaż opisane zostały szczegółowo różne korzystne przykłady realizacji niniejszego wynalazku, dla fachowców jest oczywiste, że bez odchodzenia od ducha wynalazku i zakresu załączonych zastrzeżeń patentowych możliwe jest wprowadzanie zmian.

Claims (14)

1. Urządzenie do formowania rury z tworzywa sztucznego, zawierające wiele ruchomych pierwszych sekcji bloku formującego i ruchomych drugich sekcji bloku formującego, przy czym pierwsze sekcje bloku formującego są usytuowane blisko drugich sekcji bloku formującego, aby utworzyć ruchomy tunel formujący, elementy do doprowadzania roztopionego tworzywa sztucznego do pierwszych i drugich sekcji bloku formującego, aby wytwarzać rurę z tworzywa sztucznego oraz korek chłodzący do zestalania rury z tworzywa sztucznego w ruchomym tunelu formującym, znamienne tym, że korek chłodzący (35) jest podzielony na pierwszy stopień (37, 106, 131) i drugi stopień (39, 108, 133), a pierwszy stopień ma obwód chłodzący (41, 61, 63, 65) i układ sterujący (57, 120, 124) do usuwania nadmiaru ciepła z rury z tworzywa sztucznego do częściowego zestalenia rury z tworzywa sztucznego bez jej nadmiernego schłodzenia, zaś drugi stopień ma obwód chłodzący (43, 67, 69, 71, 73, 75, 51), aby kontynuować usuwanie ciepła z rury dla jej dalszego zestalania, przy czym pierwszy stopień (37) jest sterowany oddzielnie przez zawór (57), aby reagował na zmieniające się warunki pierwszego stopnia.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że korek chłodzący jest podzielony na dwie oddzielne sekcje (37, 39), odpowiadające pierwszemu stopniowi i drugiemu stopniowi (37, 39).

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zawiera człon izolujący cieplnie (135) pomiędzy stopniami (37, 39) korka chłodzącego.

4. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że układ sterujący (57, 120, 124) pierwszego stopnia (37) utrzymuje medium chłodzące pierwszego obwodu chłodzącego (41, 61) w pierwszym zakresie temperatury, w którym rura z tworzywa sztucznego jest chłodzona bez uszkodzeń od nadmiernego chłodzenia i jej temperatura jest obniżana.

5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że układ sterujący (120, 124) pierwszego stopnia monitoruje temperaturę pierwszego stopnia i dopasowuje przepływ medium chłodzącego krążącego w pierwszym obwodzie chłodzącym (110, 112) w zależności od temperatury pierwszego stopnia (106).

6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że drugi stopień zawiera układ sterujący (126) do monitorowania temperatury drugiego stopnia i dopasowywania przepływu medium chłodzącego krążącego w obwodzie chłodzenia drugiego stopnia w zależności od temperatury drugiego stopnia.

7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że obwód chłodzenia pierwszego stopnia zawiera zbiornik (132) medium chłodzącego krążącego w pierwszym stopniu (131), zbiornik ten zawiera czujnik temperatury (142) i urządzenie chłodzące (150) do utrzymywania temperatury medium chłodzącego w ustalonym zakresie oraz pompę (134) i układ sterujący (144) do wystarczającego przepływu medium chłodzącego krążącego w pierwszym stopniu (131), aby utrzymywać temperaturę pierwszego stopnia w określonym zakresie, niezależnie od kształtu wyrobu przechodzącego poprzez pierwszy stopień (131).

8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zawiera czujnik temperatury (140) do monitorowania temperatury pierwszego stopnia i zawór sterujący (120, 160) w pierwszym obwodzie chłodzenia sterowany w zależności od monitorowanej temperatury pierwszego stopnia chłodzenia (106, 131).

PL 209 567 B1

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera drugi regulator temperatury (118), który zastępuje pierwszy regulator temperatury w zapobieganiu nadmiernemu chłodzeniu korka, kiedy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że korek chłodzący jest chłodzony przez doprowadzaną zimną wodę, przy czym drugi regulator temperatury (118) zawiera regulator przepływu wody, aby zmniejszać przepływ zimnej wody do korka chłodzącego, kiedy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że korek chłodzący jest chłodzony przez doprowadzaną zimną wodę, w pierwszej temperaturze, gdy pierwsza część ścianki przemieszcza się po korku chłodzącym (35), a drugi regulator temperatury (118) zawiera regulator temperatury wody, który podnosi temperaturę zimnej wody powyżej pierwszej wartości, gdy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

12. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że korek chłodzący jest wewnętrznie chłodzony przez doprowadzaną zimną wodę, drugi regulator temperatury (118) zawiera grzejnik usytuowany na zewnątrz korka chłodzącego i doprowadzający ciepło do tego korka (35), kiedy druga część ścianki rury przemieszcza się po korku chłodzącym (35) i który jest wyłączony, kiedy pierwsza część ścianki wewnętrznej rury przemieszcza się po korku chłodzącym.

13. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zawiera elementy (45, 47) do wytwarzania podciśnienia przy korku chłodzącym, gdy pierwsza część ścianki przemieszcza się po korku chłodzącym, aby wspomagać utrzymywanie pierwszej części ścianki w styku z korkiem chłodzącym, przy czym elementy (45, 47) do wytwarzania podciśnienia są wyłączone, kiedy drugi regulator temperatury działa podczas przemieszczania się drugiej części ścianki wewnętrznej rury po korku chłodzącym.

14. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że korek chłodzący (35) ma pierwszą i drugą sekcję korka, przy czym pierwsza sekcja korka jest poddawana działaniu podciśnienia, a jej temperatura jest regulowana tylko przez pierwszy regulator temperatury pierwszej części ścianki, aby zapobiec nadmiernemu ochłodzeniu korka, gdy pierwsza część ścianki przemieszcza się po pierwszej sekcji korka, a równocześnie druga sekcja korka jest pozbawiona podciśnienia i podlega tylko drugiemu regulatorowi temperatury, aby uniemożliwić nadmierne schłodzenie korka, gdy druga część wewnętrznej ścianki rury przemieszcza się po drugiej sekcji korka, a następnie, gdy rura przemieszcza się wzdłuż tunelu formującego, pierwsza sekcja korka jest pozbawiona podciśnienia, a jej temperatura jest sterowana tylko przez drugi regulator temperatury, aby zapobiegać nadmiernemu schłodzeniu korka, gdy druga część ścianki wewnętrznej rury przemieszcza się po pierwszej sekcji korka, a równocześnie druga sekcja korka podlega działaniu podciśnienia, a jej temperatura jest sterowana tylko przez pierwszy regulator temperatury pierwszej części ścianki, gdy ta pierwsza część ścianki wewnętrznej rury przemieszcza się po drugiej sekcji korka.