Материал: [SHipinsky_V.G.]_Oborudovanie_i_osnastka_upakovoch2(z-lib.org)

где δ – средняя толщина изделия, мм; а – коэффициент температуропроводности полимера в рабочем интервале

температур, мм2/с; ТЗ – температура заготовки, К;

ТИ – температура изделия в момент раскрытия формы, К; принимается на 20 градусов ниже температуры формоустойчивости;

ТФ – температура раздувной формы, К.

Таблица 12.1 – Скорость прохождения сжатого воздуха в зависимости от диаметра сопла и давления

И, наконец, длительность процесса извлечения из формы готового изделия τИ выбирается в зависимости от конструктивного исполнения и быстродействия применяемого съемного механизма.

Далее по рассчитанному времени полного цикла τц определяется производительность экструзионно-раздувного агрегата.

Широкая номенклатура разнообразных моделей серийно изготовляемых многими фирмами экструзионно-раздувных агрегатов с их техническими характеристиками приведена в соответствующих справочниках.

Наряду с рассмотренными созданы также и такие агрегаты, которые в едином технологическом цикле обеспечивают не только изготовление выдувной тары, но и ее заполнение жидкой продукцией с герметичной заваркой горловины. К таковым, в частности, относится серия экструзионно-раздувных

автоматов типа «Боттл-Пак» фирмы «Роммелаг» (Швейцария).

Изготовление тары и упаковывание в нее продукции с заваркой горловины осуществляется в этих автоматах на двух позициях. При этом на первой позиции из экструдера через экструзионную головку 1 (рис.12.12а) в разомкнутую форму 2 выдается трубчатая заготовка 3, которая обрезается

86

механизмом 4 обрезки и удаления облоя по линии 5, а затем захватывается и перемещается вместе с формой 2 на вторую позицию. Здесь сверху в полость заготовки вначале вводится ниппель 6 (рис.12.12б) наполнительного устройства 7, а затем форма 2 смыкается, пережимая и сваривая при этом нижнюю часть заготовки 3 и формуя на ниппеле сопрягающимися поверхностями горловину тары. Далее в канал ниппеля 6 через штуцер 8 подается сжатый воздух, раздувающий заготовку во флакон, а затем через штуцер 9 и ниппель 6 изготовленная тара заполняется из дозатора устройства 7 порцией упаковываемой продукции, а воздух из нее удаляется в это время через соединяющийся с атмосферой штуцер 8. Заполнив тару, ниппель 6 устройства 7 извлекается из тары (рис.12.12в), а затем смыкаются нагреваемые электрическим током полуформы 10, подогревающие верхнюю часть заготовки и одновременно формующие из нее герметично завариваемую горловину.

Рис. 12.12. Схема работы агрегата типа «Боттл-Пак»

Далее механизмом 4 обрезаются остатки заготовки, располагающиеся над горловиной, и удаляется с нее облой, а также готовая упаковочная единица 11 удаляется из синхронно размыкающихся форм 2 и 10 на приемную позицию. Здесь на нее навинчивается колпачок, наклеивается этикетка и далее готовые флаконы 11 укладываются в транспортную тару, а разомкнутые формы 2 и 10 в это время возвращаются на первую позицию и цикл повторяется. Высокая же производительность в этих автоматах достигается за счет применения многоручьевых экструзионных головок (до 4 ручьев) и многоместных форм.

В Московском институте химического машиностроения был разработан способ и создан экспериментальный агрегат, позволяющий выполнять все операции по изготовлению, заполнению и укупорке полимерной тары на одной позиции. В нем поверхности деталей угловой экструзионной головки, соприкасающиеся с расплавом термопласта, имеют обтекаемую форму и хорошо отполированы. Этим исключается образование застойных зон, приводящих к термической деструкции материала. Особенностью этой головки является и отсутствие в ней решетки – дорнодержателя, что позволяет избежать рассечения потолка расплава на отдельные струи и образования продольных полос, обусловливающих наличие «холодных» спаев. В отверстии дорна этой головки располагается в свою очередь фасовочная трубка, образующая с ним кольцевой зазор, через который подается сжатый воздух для раздува. В процессе работы после выдачи экструдером агрегата через головку трубчатой

87

заготовки в разомкнутую форму она смыкания. При этом верх формы охватывает сопрягающуюся часть дорна и формует из заготовки на нем горловину, а снизу заготовка пережимается и сваривается пресс-кантами. Затем через кольцевой зазор в отверстии дорна внутрь заготовки подается сжатый воздух, раздувающий ее в тару. По окончании времени выдержки по фасовочной трубке в полость отформованной тары из дозатора заливается порция упаковываемой жидкости, а воздух из нее в это время вытесняется через кольцевой зазор в отверстии дорна, соединяющийся с атмосферой. После окончания процесса заполнения фасовочная трубка выводится из горловины тары и далее производится ее заварка с помощью электронагреваемого инструмента, две части которого при смыкании обжимают разогретый участок горловины и выдавливают часть ее пластичного материала в фасовочное отверстие, формируя там герметичный укупорочный шов. Опыт работы на этом экспериментальном агрегате показал, что от правильности выбора метода заварки и конструкции сварочного инструмента во многом зависит качество изготовленных упаковочных единиц.

Применяются приведенные и подобные агрегаты для упаковывания в полимерные флаконы различных минеральных масел, моющих средств, фармацевтических жидкостей и суспензий, а также другой жидкой продукции.

12.3.Инжекционно-раздувное технологическое оборудование

Винжекционно-раздувных агрегатах литьем под давлением изготовляются вначале на оправках ампулообразные заготовки с отформованной горловиной и дном (рис.12.2), а затем в горячем состоянии они переносятся в выдувные формы и там оформляются в готовые изделия.

Инжекционно-раздувные агрегаты классифицируют:

по числу рабочих позиций – на двух-, трех и многопозиционные;

по кинематике движения заготовки – на агрегаты с возвратнопоступательным периодическим движением, а также с ротационным периодическим или непрерывным движением;

по числу одновременно формуемых изделий – на одно- и многоместные;

по способу формования – с неориентированным и ориентированным формованием.

Вчастности, двухпозиционный многоместный инжекционно-раздувной агрегат состоит из станины 1 (рис.12.13) на которой соосно установлены:

возвратно-поступательно перемещающаяся от гидроцилиндра 2 плита 3, несущая смыкающиеся в горизонтальной плоскости выдувные полуформы 4;

Рис. 12.13. Схема двухпозиционного многоместного инжекционно-раздувного агрегата

88

поворачивающийся на 180о стол 5, несущий на противолежащих вертикальных стенках две пары оправок 6;

плита 7, на которой со стороны стола 5 закреплены смыкающиеся в горизонтальной плоскости литьевые формы 8, соединяющиеся каналами 9 с литниковым отверстием 10 плиты;

червячное инжекционно-пластикационное устройство 11, сопрягающееся своим соплом 12 с литниковым отверстием 10 плиты 7.

Вначале рабочего цикла гидроцилиндром 2 плита 3 и стол 5 перемещаются к плите 7, запирая сомкнутые формы 4 и 8, в полостях которых при этом размещаются соответствующие оправки 6. Затем инжекционно-пластикационным устройством 11 через сопло 12 и литниковое отверстие 10 в литьевые формы 8 под давлением подается пластифицированная полимерная масса, из которой на оправках 6 формуются ампулообразные заготовки. Одновременно в выдувных формах 4 сжатым воздухом, подаваемым через оправки 6, ранее отлитые в формах 8 заготовки раздуваются в готовые изделия, плотно прижимаемые к стенкам их оформляющей полости. После окончания этих процессов, гидроцилиндром 2 плита 3 и стол 5 перемещаются в исходное положение, одновременно с этим формы

4 и 8 размыкаются, а готовые изделия удаляются с оправок 6. Затем стол 5 поворачивается на 180о, перенося оправки 6 с вновь отлитыми заготовками к выдувным формам 4, и цикл повторяется.

Втрехпозиционных инжекционно-раздувных агрегатах, например модели FIB-517, выпускаемых фирмой «Фишер» (ФРГ), технологические позиции

последовательно располагаются вокруг револьверного стола 1 (рис.12.14), несущего три оправки 2, которые установлены под углом в плане 120о.

Рис. 12.14. Схема трехпозиционного инжекционно-раздувного агрегата модели FIB-517 фирмы «Фишер» (ФРГ)

При этом на первой позиции этого агрегата в литьевой форме 3, установленной на плите 4, из пластифицированной полимерной массы, подаваемой под давлением из инжекционно-пластикационного устройства 5 через сопло 6 и литниковое отверстие, на оправке 2 формуется ампулообразная заготовка. Одновременно в сомкнутой выдувной форме 7, установленной на плите 8, выдвигающейся головкой оправки 2 заготовка предварительно вытягивается в продольном направлении, а затем подаваемым через нее сжатым воздухом раздувается в готовое изделие, по конфигурации оформляющей полости формы. При раздуве с предварительной вытяжкой совместное действие продольного и

89

тангенциального растяжений приводит к возникновению двухосной ориентации полимера, в результате чего существенно улучшаются его механические и оптические свойства, а также уменьшается газопроницаемость стенок изготовляемого изделия. На третьей же позиции в это время готовое изделие 9 снимается с оправки 2 съемником 10 и направляется по лотку 11 в накопитель. По окончании этих процессов формы 3 и 7 размыкаются в горизонтальной плоскости, а съемник 10 возвращается в исходное положение. Затем револьверный стол 1 приподнимается и поворачивается на 120о, перенося при этом на оправках 2 отлитую заготовку на вторую позицию, а готовое изделие – на третью позицию. После этого стол опускается в исходное положение, формы снова смыкаются и цикл повторяется.

Четырехпозиционный многоместный инжекционно-раздувной агрегат

модели АИПТ-0,5, предназначенный для изготовления из термопластов тары вместимостью до 0,5 дм3, в свою очередь содержит сварную станину 1 (рис.12.15), устанавливаемую на семи регулируемых виброопорах 2. На станине же располагаются следующие его функциональные устройства и механизмы:

Пластикационное устройство, червяк которого, находящийся в материальном цилиндре 3, приводится во вращение гидромотором 4 и продольно перемещается штоком гидроцилиндра 5, а также содержащее на материальном цилиндре нагревательные элементы сопротивления и бункер 6 с гранулированным материалом;

Блок измерительный 7, термореле 8 которого электрически связаны с нагревательными элементами сопротивления пластикационного устройства и обеспечивают установку на них по зонам требуемой температуры нагрева и автоматическое ее поддержание;

Револьверный стол 9, который несет на своих четырех гранях комплекты из трех оправок 10 и циклически поворачивается в плане на 90о от гидромотора с фиксацией положения, а также перемещается вертикально штоком расположенного под ним гидроцилиндра;

Механизм запирания 11, несущий на вертикально перемещающейся от гидроцилиндра верхней и неподвижной нижней плитах смыкающиеся литьевые трехместные полуформы 12, в формообразующих полостях которых соосно размещается первый комплект оправок 10;

Обогреваемая головка впрыска 13, закрепленная на сопле материального цилиндра 3 и обеспечивающая разделение потока подаваемого пластифицированного материала на три порции, а также их впрыск через литниковые каналы стыковочной колодки 14 в формообразующие полости сомкнутой литьевой формы 12, где на оправках 10 формуются ампулообразные заготовки;

Механизм смыкания 15, несущий на вертикально перемещающейся от гидроцилиндра верхней и неподвижной нижней плитах смыкающиеся раздувные трехместные полуформы 16, в формообразующих полостях которых соосно размещается второй комплект оправок 10 с отлитыми на них ампулообразными заготовками;

Блок 17, три гидроцилиндра которого подводят к смыкающейся раздувной форме 16 части, формирующие дно раздуваемых в ней изделий;

90