The special design of extrusion head for manufacturing of polymer pipes with increased mechanical strength

• Autorzy: Baranowski W. , Palutkiewicz P. , Werner K.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.066

Warianty tytułu

PL

Konstrukcja głowicy wytłaczarskiej do wytwarzania rur z tworzyw polimerowych o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work presents a proposal of the new design of an extrusion head for polymer pipes manufacturing, especially from polyethylene. The most significant feature of this head is that the conical core of the conical nozzle and the nozzle port of the core have on their surfaces coils made along a helical path which are shifted relatively to each other. As a result, the channel created between these parts contributes to helical twisted polymer flow. Helical flow causes tangential stresses which is a result of the orientation of the macromolecules in the flow direction. This makes that the pipe has increased strength to internal pressure. This current state of knowledge of this kind of extrusion heads and the mathematical interpretation of increasing the strength of the polymer pipes during the extrusion process were also presented. The proposed new extrusion head allows the production of polymer pipes with increased mechanical strength using a very easy and inexpensive method.

PL

W pracy przedstawiono projekt nowej konstrukcji głowicy wytłaczarskiej do wytwarzania rur z tworzyw polimerowych, zwłaszcza z polietylenu. Cechą charakterystyczną opisywanej głowicy jest to, że część stożkowa rdzenia od strony dyszy oraz część stożkowa dyszy od strony rdzenia mają na swych powierzchniach zwoje rozmieszczone wzdłuż linii śrubowej. Zwoje te są przesunięte względem siebie, tworząc kanał kształtujący przepływ strumienia uplastycznionego polimeru. Przepływ w kanałach śrubowych powoduje powstawanie naprężeń stycznych na skutek orientacji makrocząsteczek w kierunku przepływu, co przyczynia się do wzrostu wytrzymałości rur na ciśnienie wewnętrzne. W niniejszym artykule opisano również aktualny stan wiedzy o tego typu głowicach wytłaczarskich oraz przedstawiono matematyczną interpretację wzrostu wytrzymałości rur polimerowych w procesie wytłaczania. Zaproponowane rozwiązanie konstrukcyjne głowicy umożliwia stosunkowo prosty i tani sposób produkcji rur o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej z tworzyw polimerowych.

Słowa kluczowe

EN

extrusion process; extrusion head; polymer pipes; polyethylene; mechanical strength

PL

wytłaczanie; głowica wytłaczarska; rury z tworzyw polimerowych; polietylen; wytrzymałość mechaniczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 1
• Strony: 66—71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Baranowski W.

• Czestochowa University of Technology, Department of Polymer Processing, Al. Armii Krajowej 19c, 42-201 Czestochowa, Poland

autor

Palutkiewicz P.

• Czestochowa University of Technology, Department of Polymer Processing, Al. Armii Krajowej 19c, 42-201 Czestochowa, Poland

autor

Werner K.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Technology of Construction Processes and Materials, ul. Akademicka 3, 42-200 Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Sikora R.: „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, Wydawnictwo Edukacyjne, Warsaw 1993.
• [2] Bortnikov W.G.: „Osnovy tekhnologii pererabotki plasticheskikh mass”, Chimia, Leningradskoje Otdielenie, Leningrad 1983.
• [3] Pol. Pat. 180 032 (1997).
• [4] Pol. Pat. 124 605 (1985).
• [5] Sikora J.W.: Przetwórstwo tworzyw 2009, No. 2, 4.
• [6] „Przetwórstwo tworzyw polimerowych, podstawy logiczne, formalne i terminologiczne” (Ed. Sikora R.), Lublin University of Technology, Lublin 2006.
• [7] Sikora J.: “Selected Problems of Polymer Extrusion”, Lublin University of Technology, Lublin 2008.
• [8] Gol’dman A.Ja.: „Prochnost’ konstrukcionnykh plastmass”, Leningrad 1979.
• [9] Fracz W., Krywult B.: „Projektowanie i wytwarzanie elementów z tworzyw sztucznych”, Rzeszow University of Technology, Rzeszow 2005.
• [10] Pusz A.: „Materiałowe i technologiczne uwarunkowania stanu naprężeń własnych i anizotropii wtórnej powłok cylindrycznych wytłaczanych z polietylenu”, Zeszyty Naukowe No. 1676, Silesian University of Technology, Gliwice 2005.
• [11] Niezgodzinski M.E., Niezgodzinski T.: „Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe”, PWN, Warsaw 2005.
• [12] Pol. Pat. Appl. P. 399 326 (2012).
• [13] Baranowski W., Zajac B., Golubow B.: Mechanik 1981, No. 4, 201.
• [14] Baranowski W.: „Badania wytrzymałości mechanicznej wytłaczanych rur polietylenowych” in „Postęp w przetwórstwie materiałów polimerowych” (Eds. Koszkul J., Bociaga E.), CWA Regina Poloniae, Czestochowa 2006, p. 9.
• [15] Baranowski W.: Przetwórstwo Tworzyw 2007, No. 4, 100.
• [16] BaranowskiW., Palutkiewicz P.: Tworzywa Sztuczne i Chemia 2010, No. 2, 14.
• [17] Baranowski W., Werner K.: „Ocena procesu wytłaczania rur z polietylenu oraz ich jakości” in „Przetwórstwo materiałów polimerowych” (Ed. Bociąga E.), CWARegina Poloniae, Czestochowa 2010, p. 13.
• [18] Baranowski W., Werner K.: Tworzywa Sztuczne i Chemia 2010, No. 5, 36.
• [19] Baranowski W., Werner K.: Przetwórstwo Tworzyw 2011, No. 3, 108.
• [20] Baranowski W., Palutkiewicz P.: Przetwórstwo Tworzyw 2012, No. 5, 404.
• [21] Garbacz T.: Polimery 2011, 56, 129.
• [22]Werner K., Baranowski W.: „Analiza możliwośeci szybkiej propagacji pęknięć w rurach z polietylenu z wadami”, University of Technology and Life Sciences, Bydgoszcz 2012.