Способ охлаждения литого изделия и устройство для охлаждения литого изделия

Способ охлаждения литого изделия и устройство для охлаждения литого изделия

Реферат

 

В заявке описаны усовершенствованные способ и устройство для литья под давлением и охлаждения заготовок отлитых изделий, позволяющие избежать их кристаллизации. В устройстве и способе по изобретению используется плита, которая служит для перемещения извлеченных из формы и удерживаемых в ней заготовок из зоны литья. Данная плита может иметь теплообменные устройства, предназначенные для охлаждения внешних поверхностей отлитых изделий или заготовок, и систему контролируемого охлаждения внутренних поверхностей отлитых изделий или заготовок. Способ охлаждения изделий содержит 2 участка с различным количеством тепла. Литое изделие извлекают из 2-х половин формы и переносят его в держатель на конце рычажного подвижного робота и перемещают во II положение вне раскрытой формы. В процессе этого перемещения во внутреннюю полость находящегося в держателе литого изделия вводят выходное сопло охлаждающего пальца. Между охлаждающим пальцем и литым изделием формируют открытую систему с проходом для выхода в окружающее пространство подаваемого через внутреннюю полость литого изделия газообразного охладителя. Подают газообразный охладитель через внутренний канал охлаждающего пальца, простирающегося до его выходного сопла. Выходное сопло при введении охлаждающего пальца в литое изделие поддерживают на некотором расстоянии от его первого участка. Поэтому, по существу, весь выходящий из сопла газообразный охладитель направлен в сторону наиболее интенсивно охлаждаемого первого участка литого изделия. Технический результат заявленной группы изобретений: предотвращение возникновения кристаллизованных участков для улучшения качества заготовки и фокусированное охлаждение намеченных участков, содержащих большое количество теплоты. 2 с. и 18 з.п. ф-лы, 52 ил.

Предпосылки создания изобретения Настоящее изобретение относится к способу и устройству для литья и охлаждения изделий из пластмассы, например заготовок, отлитых либо из одного, либо из нескольких материалов, например из пластических смол. В изобретении, в частности, предлагается способ быстрого изготовления литьем под давлением различных изделий, например заготовок из полиэтилентерефталата (ПЭТ), которые извлекаются из формы до их окончательного охлаждения. Возможность осуществления такого способа изготовления связана с использованием нового способа и устройства для охлаждения заготовок после их отливки, когда заготовки после их извлечения из формы охлаждаются, находясь вне формы, изнутри в процессе конвективного теплообмена. В настоящем изобретении предлагается также дополнительное и происходящее по крайней мере частично одновременно с внутренним охлаждением внешнее охлаждение, осуществляемое либо конвективным теплообменом, либо за счет теплопроводности.

Должное охлаждение изготавливаемых литьем изделий является чрезвычайно важным аспектом всего процесса изготовления различных изделий методом литья под давлением, поскольку от него непосредственно зависит качество готовых изделий и продолжительность всего технологического цикла. Процесс охлаждения изготавливаемых литьем изделий приобретает особое значение при изготовлении таких изделий из полукристаллических смол, в частности при изготовлении литьем под давлением заготовок из ПЭТ. После литья ПЭТ смола остается в рабочей полости формы для ее охлаждения в течение определенного времени, позволяющего избежать образования в заготовке участков кристаллизации и достаточного для необходимого затвердевания пластмассы до извлечения заготовки из формы.

При слишком быстром извлечении заготовки из формы с целью сокращения продолжительности всего цикла литья обычно возникают две проблемы. Первая из них связана с неравномерным охлаждением заготовки. В большинстве случаев неравномерное охлаждение заготовки приводит к кристаллизации расположенной напротив литникового канала формы части заготовки. Под действием тепла, которое накапливается во время литья в стенках заготовок в достаточно большом количестве, происходит процесс послелитьевой кристаллизации пластмассы, протекающий особенно интенсивно в литниковой части заготовки. Литниковая часть заготовки легко подвержена кристаллизации, во-первых, из-за недостаточно эффективного охлаждения этой части формы, а во-вторых, из-за того, что смола, заполняющая эту часть литейного гнезда формы, по окончании процесса литья все еще остается в течение некоторого времени в контакте с горячим стержнем горячего питателя сопла. Наличие в заготовке участка остающейся в кристаллическом состоянии пластмассы, превышающего по размеру и толщине определенный предел, снижает качество готового изделия. Вторая проблема заключается в том, что заготовка, остающаяся при быстром извлечении из формы слишком мягкой, легко подвержена нежелательным деформациям на последующих стадиях всего технологического процесса. Еще одним критическим с точки зрения охлаждения местом заготовки является участок, который в готовом изделии образует поперечное сужение и который во многих случаях имеет утолщенную стенку, которая удерживает больше тепла, чем остальные участки заготовки. Наличие у изделия такого поперечного сужения требует более интенсивного послелитьевого охлаждения, позволяющего избежать нежелательной кристаллизации этого места заготовки. Более интенсивное охлаждение позволяет также повысить твердость участка поперечного сужения заготовки, сделав ее более пригодной для дальнейших манипуляций.

Предпринимавшиеся в прошлом многочисленные попытки, направленные на повышение эффективности охлаждения систем, предназначенных для изготовления литьем под давлением изделий из ПЭТ, не дали существенных результатов и не привели к заметному повышению качества литых заготовок или значительному сокращению длительности рабочего цикла. В этой связи можно упомянуть патент US 4382905 на имя Valyi, в котором описан способ литья под давлением, в котором отлитую заготовку сначала помещают в первую форму для отпуска, в которой осуществляется первая стадия ее охлаждения, а затем во вторую форму для отпуска, в которой происходит ее окончательное охлаждение. Обе формы для отпуска выполнены аналогично форме, в которой отливают заготовку, и имеют расположенные внутри них устройства для охлаждения стенок, с которыми соприкасается заготовка в процессе охлаждения.

В упомянутом патенте US 4382905 на имя Valyi нет никаких упоминаний об устройствах охлаждения, имеющихся в устройствах, которые переносят заготовки из формы, в которой их отливают, или о дополнительных охлаждающих устройствах, обеспечивающих прокачку охлаждающей жидкости внутри отлитой заготовки.

В патенте US 4592719 на имя Bellehache предложен способ изготовления литьем под давлением заготовок из ПЭТ, в котором отлитые заготовки снимают с литейных стержней с помощью первого подвижного устройства с удерживающими заготовки вакуумными присосами и в котором также предусмотрено охлаждение наружной поверхности заготовки воздухом, поглощающим ее тепло в процессе конвективного теплообмена. В этом патенте используется и второе охлаждающее устройство со вторым подвижным устройством, охлаждающим внутреннюю часть заготовки также поглощающим ее тепло воздухом (см. фиг.22 прилагаемых к настоящему описанию чертежей). В этом патенте US 4592719 на имя Bellehache ничего не говорится об охлаждении заготовки изнутри продувкой через нее охлаждающего воздуха, который обеспечивает более эффективное охлаждение, чем при отсосе воздуха или отборе тепла окружающим воздухом, а также нет никаких сведений об использовании охлаждающих устройств, отбирающих от заготовки тепло за счет теплопроводности и плотно прилегающих к стенкам заготовки, и устройств, предназначенных для обдува воздухом куполообразной части заготовок.

Предложенный у Bellehache способ обладает целым рядом недостатков, к которым относятся невысокая эффективность охлаждения, неравномерное охлаждение, сравнительно большое время охлаждения и высокая вероятность деформации заготовок.

К известным способам и устройствам для охлаждения заготовок относятся также способ и устройство, описанные в патентах US 5176871 и US 5232715. В этих патентах надетую на литейный стержень отлитую заготовку охлаждают вне зоны отливки. Охлаждение заготовки осуществляется путем охлаждения литейного стержня охладителем, который непосредственно не воздействует на отлитую заготовку. На заготовку также надевают охлаждающую трубку, диаметр которой больше диаметра заготовки, после чего заготовку охлаждают, обдувая ее снаружи проходящим через трубку воздухом.

Основная проблема, присущая описанным в этих патентах устройствам и способам, связана с необходимостью выдерживания заготовки надетой на литейный стержень и заключается в существенном увеличении продолжительности технологического цикла. Кроме того, предлагаемые в этих патентах способы внутреннего охлаждения не предусматривают непосредственного воздействия на заготовку охладителем воздухом или охлаждающей жидкостью.

К известным способам охлаждения относятся и способы, описанные в патентах US 5114327, US 5232641, US 5338172 и US 5514309, в которых предлагается охлаждать заготовку изнутри, используя для этого охлаждающую жидкость. Извлеченные из формы заготовки попадают в специальный держатель с вакуумными присосами, которые, удерживая заготовки, не касаются их наружных стенок. Такой держатель, однако, не имеет никаких устройств для охлаждения заготовок. Внутрь извлеченных из формы и удерживаемых держателем заготовок вводят охлаждающие стержни, через которые внутрь заготовок подают охладитель. Этот охладитель затем с помощью удерживающих заготовки присосов держателя удаляется из камеры, внутри которой находятся заготовки.

В этих патентах нет никаких рекомендаций, касающихся продувки заготовок изнутри охлаждающим воздухом, свободно выходящим из заготовок наружу после их охлаждения. В этих патентах, кроме того, ничего не сказано ни о возможности одновременного охлаждения заготовок изнутри и снаружи, ни о держателе заготовок, имеющем устройство для их охлаждения (см. фиг.21 прилагаемых к настоящему описанию чертежей).

Еще одно устройство и способ охлаждения заготовок описаны в JP 7-172888. В этой публикации предлагается использовать удерживающий отлитые заготовки робот, который переносит их на установку, предназначенную для их охлаждения. Робот имеет систему для внешнего охлаждения стенок заготовок за счет теплопроводности с использованием для этого охлаждающей воды. Установка для охлаждения заготовок имеет первый переносящий заготовки робот с поворотным захватом, на котором расположены удерживающие заготовки вакуумные присосы, и использующую эффект теплопроводности систему внешнего охлаждения стенок заготовок. Захват переносящего робота снимает (сталкивает) отлитые заготовки с удерживающего их робота. Затем захват перемещается из положения А в положение В, в котором он поворачивается на 90^o, после чего заготовки (охлажденные к этому моменту только снаружи) попадают в специальное приспособление, предназначенное для их охлаждения. Это приспособление имеет удерживающие заготовки устройства, устройства для охлаждения заготовок изнутри продуваемым через них воздухом и устройства для внешнего охлаждения заготовок либо обдувающим их воздухом, либо охлаждающей водой. Система внутреннего охлаждения заготовок, использованная в этом патенте, показана на фиг.19 и 20 прилагаемых к настоящему описанию чертежей.

Однако и в этом патенте нет никаких упоминаний о способе охлаждения, обеспечивающем внутреннее и наружное охлаждение заготовок сразу же после их извлечения из формы и переноса на плиту держателя. В этом патенте также ничего не говорится о возможности одновременного охлаждения заготовок изнутри и снаружи непосредственно во время переноса отлитых заготовок из формы на установку охлаждения предназначенным для этого роботом. Кроме того, предложенный в этом патенте способ охлаждения не обеспечивает достаточно быстрого охлаждения и не исключает вероятности кристаллизации извлеченных из формы заготовок.

На фиг. 19 и 20 прилагаемых к настоящему описанию чертежей показаны схемы, иллюстрирующие известные способы внутреннего охлаждения заготовок с использованием охлаждающего устройства, расположенного вне заготовки и направляющего поток холодного воздуха внутрь заготовки. Поскольку воздушное сопло расположено вне заготовки, попадающий внутрь заготовки холодный воздух неизбежно встречается и по крайней мере частично смешивается с потоком выходящего из заготовки теплого воздуха. В результате, как очевидно, эффективность охлаждения существенно снижается. Если охлаждающее устройство расположить на оси заготовки, то в этом случае эффективность охлаждения будет невысокой из-за отсутствия циркуляции воздуха внутри заготовки (см. фиг.19). Сместив охлаждающее устройство в сторону от оси заготовки (см. фиг.20), можно создать циркуляцию воздуха внутри заготовки, однако и в этом случае эффективность охлаждения оказывается низкой из-за того, что одна из сторон заготовки охлаждается интенсивнее и быстрее ее другой стороны. При таком взаимном расположении заготовки и воздушного сопла образующийся внутри заготовки поток охлаждающего воздуха имеет квазирасходящийся профиль с несимметричным распределением скоростей. Такой профиль распределения скоростей крайне неэффективен, поскольку при этом не весь поток охлаждающей жидкости или охлаждающего газа течет в направлении центрального литникового канала или куполообразной части заготовки.

Краткое изложение сущности изобретения Основной задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для изготовления заготовок, позволяющих повысить эффективность их охлаждения.

Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для изготовления заготовок, позволяющих повысить качество изготавливаемых заготовок.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для изготовления заготовок, позволяющих сократить общую продолжительность всего цикла их изготовления.

Указанные выше задачи решаются с помощью предлагаемых в настоящем изобретении способа и устройства.

В одном из вариантов в настоящем изобретении предлагается новый способ отливки и охлаждения заготовок, при осуществлении которого заготовки извлекают из формы до их окончательного охлаждения в форме, т.е. когда в заготовках остается некоторое количество тепла, которое потенциально может привести к кристаллизации центральной литниковой части заготовки, ее поперечного сужения или всей заготовки, удерживают заготовки вне формы и охлаждают заготовки изнутри путем конвективного теплообмена, исключая при этом возможность кристаллизации упомянутых выше участков.

В другом варианте в изобретении предлагается новый способ отливки и охлаждения заготовок, в котором заготовки извлекают из формы до их окончательного охлаждения внутри формы, т.е. когда в заготовках остается некоторое количество тепла, которое потенциально может привести к кристаллизации центральной литниковой части заготовки, ее поперечного сужения или всей заготовки, удерживают заготовки вне формы, охлаждают заготовки изнутри путем конвективного теплообмена при непосредственном воздействии на них охладителем, исключая при этом возможность кристаллизации упомянутых выше участков заготовки, а также охлаждают заготовки снаружи в процессе конвективного теплообмена, который также исключает возможность кристаллизации упомянутых выше участков. Внешнее охлаждение заготовок можно проводить одновременно, по крайней мере частично одновременно с внутренним охлаждением заготовок или же после внутреннего охлаждения заготовок.

Еще в одном варианте предлагаемого в настоящем изобретении нового способа отливки и охлаждения заготовок последние извлекают из формы до их окончательного охлаждения внутри формы, т.е. когда в заготовках остается некоторое количество тепла, которое потенциально может привести к кристаллизации центральной литниковой части заготовки, ее поперечного сужения или всей заготовки, удерживают заготовки вне формы, охлаждают заготовки изнутри путем конвективного теплообмена при непосредственном воздействии на них охладителем, исключая при этом возможность кристаллизации упомянутых выше участков заготовки, а также охлаждают заготовки снаружи за счет теплопроводности, также исключая возможность кристаллизации упомянутых выше участков. Внешнее охлаждение заготовок можно проводить одновременно, по крайней мере частично одновременно с внутренним охлаждением заготовок или же после внутреннего охлаждения заготовок.

В каждом их этих вариантов заготовки извлекают из формы и удерживают вне ее с помощью выполненного отдельно от формы устройства типа подвижной плиты, предназначенной для извлечения заготовок из формы и перемещения их из зоны литья. Такое выполненное отдельно от формы устройство может удерживать как одну партию отлитых заготовок, так и одновременно несколько партий заготовок. Заготовки одной партии, одновременно удерживаемые перемещающей их из зоны литья плитой, могут иметь различную температуру из-за разной продолжительности их отливки. В соответствии с предлагаемым в настоящем изобретении способом охлаждения отлитые заготовки можно охлаждать изнутри и снаружи в разной последовательности. В каждом варианте изобретения для внутреннего охлаждения заготовок используется соответствующее устройство, в частности охлаждающие стержни или пальцы, которые по крайней мере частично входят внутрь заготовок и используются для продувки через внутреннюю полость заготовки соответствующего охладителя. Охлаждение каждой заготовки осуществляется предпочтительно квазисимметричным потоком подаваемого внутрь заготовки охладителя, который направлен к тем участкам заготовки, которые требуют более эффективного, чем ее другие участки, охлаждения, в частности к участку вертикального литникового канала и участку поперечного сужения заготовки. В предпочтительном варианте настоящего изобретения внутри заготовки образуется кольцеобразный поток охладителя, который движется в направлении нижней стенки или куполообразного участка заготовки.

В некоторых вариантах настоящего изобретения предлагаемое в нем внутреннее охлаждение заготовок сопровождается их внешним охлаждением, которое может быть реализовано различными путями. Так, например, внешнее охлаждение заготовок можно проводить на удерживающей их и перемещающей их из зоны литья плите (одно- или многопозиционной) с охлаждающим устройством, отбирающим от заготовок тепло за счет теплопроводности (водяное охлаждение) или за счет конвективного теплообмена (обдувка воздухом/газом). Внешнее охлаждение заготовок можно также проводить на удерживающей и перемещающей заготовки из зоны литья плите (одно- или многопозиционной), не имеющей охлаждающего устройства, при частичном контакте заготовок с держателями. В этом случае для охлаждения заготовок используется отдельное охлаждающее устройство, направляющее поток охлаждающего газа/воздуха непосредственно на внешнюю поверхность заготовок.

В еще одном варианте изобретения заготовки удерживаются на перемещающей их из зоны литья плите, которая вообще не имеет никаких охлаждающих устройств, и охлаждаются только изнутри с помощью предлагаемых в настоящем изобретении охлаждающих пальцев новой конструкции.

При осуществлении предлагаемого в одном из вариантов настоящего изобретения нового способа охлаждения заготовки или отлитые изделия извлекают из формы, удерживают их на выполненной в виде робота перемещающей заготовки из зоны литья плите, имеющей систему охлаждения внешних поверхностей заготовок или отлитых изделий, а затем внутрь заготовок или отлитых изделий вводят охлаждающие устройства, используемые для одновременного охлаждения их внешних и внутренних поверхностей. Предлагаемый в настоящем изобретении способ предусматривает дополнительное охлаждение заготовок, позволяющее снизить температуру заготовки методом конвективного теплообмена путем, например, продувки через внутреннюю полость заготовки охлаждающего газа.

Предлагаемые в настоящем изобретении и описанные выше способ и устройство можно с успехом использовать для того, чтобы полностью исключить возможность кристаллизации наиболее ответственных участков заготовок, а именно, ее нижней или куполообразной части, где расположен вертикальный литниковый канал, и поперечного сужения. Следует также отметить, что предлагаемое в настоящем изобретении устройство, позволяющее реализовать предлагаемый в изобретении способ охлаждения, может быть встроено в существующую пневмоформовочную литьевую машину, в которой из не имеющих участков кристаллизации охлажденных заготовок в определенном температурном режиме выдувают бутылки.

Одним из объектов настоящего изобретения является далее способ изготовления литьем под давлением заготовки, не имеющей за счет охлаждения формы участков кристаллизации, при осуществлении которого в форму, состоящую из двух половин или плит, которые в открытом положении находятся на некотором расстоянии друг от друга и образуют зону литья, под давлением заливают расплавленный материал, охлаждают расплавленный материал, находящийся в рабочей полости формы, образованной ее двумя половинами, до температуры, фактически близкой к температуре перехода расплавленного материала из стеклообразного состояния в кристаллическое, при которой с отлитым изделием, извлеченным из формы, можно механически манипулировать, не подвергая его при этом какой-либо геометрической деформации, открывают форму, раздвигая ее половины на расстояние, достаточное для того, чтобы в зазор между ними можно было ввести подвижный держатель отлитых изделий, извлекают отлитые изделия из формы и переносят их в подвижный держатель, охлаждают за счет теплопроводности находящиеся в подвижном держателе отлитые изделия с целью уменьшения их кристалличности, используя для этого в качестве охладителя поток воздуха, и после этого по существу не имеющие участков кристаллизации отлитые изделия охлаждают изнутри путем конвективного теплообмена. Такой же способ может быть осуществлен и при использовании подвижного держателя с предназначенным для внешнего охлаждения отлитых изделий устройством для конвективного теплообмена.

Еще одним объектом настоящего изобретения является устройство для изготовления литьем под давлением не имеющих участков кристаллизации изделий, имеющее форму из двух половин, которые можно перемещать относительно друг друга из положения, соответствующего закрытой форме, в положение, соответствующее открытой форме, устройство для подачи под давлением внутрь находящейся в закрытом положении формы расплавленного материала, устройство для охлаждения расплавленного материала, находящегося в рабочей полости формы, образованной ее двумя половинами, до температуры, фактически близкой к температуре перехода расплавленного материала из стеклообразного состояния в кристаллическое, при которой с отлитым изделием, извлеченным из формы, можно механически манипулировать, не подвергая его при этом какой-либо геометрической деформации, устройство для открытия формы и образования между ее двумя половинами зазора, в который можно ввести подвижный держатель отлитых изделий, устройство для извлечения отлитых изделий из формы, устройство для переноса отлитых изделий в подвижный держатель, который имеет устройства для удерживания заготовок и для охлаждения отлитых изделий за счет теплопроводности с целью уменьшения их кристалличности, и устройство для дальнейшего внутреннего охлаждения путем конвективного теплообмена отлитых изделий, осуществляемого в то время, когда каждое отлитое изделие, предпочтительно целиком, не имеет по существу ни одного участка кристаллизации, и, в частности, в месте расположения центрального литникового канала. Такой же способ может быть осуществлен с использованием подвижного держателя с устройством для конвективного теплообмена для внешнего охлаждения отлитых изделий.

Встречающиеся в описании термины "плита для извлечения заготовок из раскрытой формы", "плита для перемещения удерживаемых заготовок из зоны литья " и "приспособление для захвата и перемещения заготовок, расположенное на конце рычага", имеют один и тот же смысл и относятся по существу к одному и тому же устройству.

Предлагаемые в настоящем изобретении способ и устройство, а также другие задачи и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одни и те же элементы обозначены одинаковыми позициями.

Краткое описание чертежей На прилагаемых к описанию чертежах показано: на фиг. 1 - график изменения во времени температуры заготовки на этапе отливки и после него; на фиг. 2 - схема, на которой изображена заготовка, находящаяся внутри формы; на фиг.3(а) и 3(б) - перепад температуры на стенках отлитой заготовки во время ее охлаждения; на фиг.3(в) - профиль изменения температуры по длине стенок заготовки; на фиг.4 - поперечное сечение известной литьевой формы; на фиг. 5 - поперечное сечение имеющегося на конце рычажного подвижного робота устройства, расположенного в зоне литья между неподвижной и подвижной плитами формы; на фиг.6(а) и 6(б) - виды сбоку предлагаемого в изобретении устройства, имеющего робот с плитой для перемещения удерживаемых заготовок из зоны литья (или рычажный робот для перемещения заготовок с расположенным на конце рычага захватным устройством) и раму с держателями, выполненными в виде охлаждающих пальцев; на фиг. 6(в) и 6(г) - виды спереди деталей устройства, показанного на фиг.6(а) и 6(б); на фиг. 7(а)-7(г) - рама и охлаждающие пальцы первого варианта предлагаемого в изобретении устройства; на фиг.8(а)-8(ж) - различные варианты конструктивного выполнения предлагаемого в настоящем изобретении охлаждающего пальца; на фиг. 9(а)-9(б) - подробное изображение двух вариантов конструкции предлагаемого в настоящем изобретении охлаждающего пальца; на фиг. 10 (а) - заготовка с участками кристаллизации, образующимися в ней при ее изготовлении известными способами; на фиг.10(б) - заготовка, не имеющая участков кристаллизации и изготовленная предлагаемым в настоящем изобретении способом; на фиг.11(а)-11(м) - другой предлагаемый в настоящем изобретении вариант конструктивного выполнения рамы и охлаждающих пальцев; на фиг.12 - поперечный разрез системы, в которой каналы для подачи охлаждающего воздуха выполнены в обеих половинах формы; на фиг.13(а)-13(б) - вид сбоку другого варианта предлагаемой в настоящем изобретении системы охлаждения; на фиг.14 - вид сверху системы для литья под давлением с другим вариантом предлагаемой в настоящем изобретении системы охлаждения; на фиг.15 - поперечный разрез еще одного варианта предлагаемой в настоящем изобретении системы охлаждения с изображением устройства для охлаждения изнутри отлитых изделий, расположенных на плите, предназначенной для перемещения удерживаемых заготовок из зоны литья; на фиг. 16 - поперечный разрез предлагаемой в настоящем изобретении плиты, не имеющей охлаждающего устройства и используемой для перемещения удерживаемых отлитых заготовок из зоны литья; на фиг. 17 - другой вариант конструкции предлагаемого в настоящем изобретении охлаждающего пальца; на фиг.18(а) и 18(б) - еще один вариант конструктивного выполнения предлагаемого в настоящем изобретении охлаждающего пальца; на фиг. 19 и 20 - схемы, иллюстрирующие известные способы внутреннего охлаждения заготовки; на фиг. 21 - схема, поясняющая еще один известный способ внутреннего и внешнего охлаждения заготовки; на фиг.22 - схема известной системы со всасыванием окружающего воздуха, которым охлаждается заготовка; и на фиг.23 - альтернативный вариант конструкции рамы с охлаждающими пальцами, расположенными на нескольких ее поверхностях.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения На приведенном на фиг.1 графике показано, каким образом с течением времени изменяется температура заготовки во время и после литья под давлением. На фиг. 2 схематично показана заготовка, которая находится внутри используемой для ее отливки формы. На этом чертеже показано, что охлаждение отлитой заготовки, находящейся внутри формы, осуществляется с помощью охлаждающих трубок 12 и 14, расположенных соответственно внутри имеющей литейные гнезда части 16 литьевой формы и литейного стержня 18. При этом заготовка 11 охлаждается с обеих сторон. Кроме того, на фиг.2 показано, что образующая литейные гнезда часть 16 формы имеет литниковый участок 20, в месте расположения которого отливается нижний или куполообразный участок 22 заготовки. Заготовка имеет поперечное сужение 13 с утолщенной стенкой, которая из-за проблем с охлаждением легко подвержена кристаллизации.

На фиг.3(а) и 3(б) показаны перепады температуры стенок отлитой заготовки в процессе ее охлаждения. На фиг.3(а) показана температура стенок заготовки, которая находится в форме, а на фиг.3(б) - заготовки, извлеченной из формы. На фиг.3(в) показано изменение температуры по длине стенок заготовки. Резкий подъем температуры, показанный на этом графике, характеризует температуру куполообразной или вертикальной литниковой части заготовки.

Показанная на фиг.4 литьевая форма состоит из неподвижной половины или плиты 32, в которой выполнен ряд литейных гнезд 34, и подвижной половины или плиты 36 с соответствующим количеством расположенных на ней литейных стержней 38. Плита 32 с литейными гнездами сообщается с коллекторной плитой (не показана), в которую из питателя (не показан) машины для литья под давлением подается расплавленный материал. В литейные гнезда 34 расплавленный материал подается через литниковые каналы 40 нагретыми до высокой температуры соплами (не показана), например соплом с клапаном (не показано). Вокруг каждого литейного гнезда расположено охлаждающее устройство 42, предназначенное для охлаждения расплавленного материала, заполняющего рабочую полость, образованную в закрытой форме с прижатыми друг к другу половинами 32 и 36 литейным стержнем 38 и литейным гнездом 34. Охлаждающее устройство 42 предпочтительно выполнить в виде охлаждающих каналов в неподвижной половине 32 формы, через которые прокачивается охлаждающая жидкость. Как уже было отмечено выше, литейные стержни 38 и литейные гнезда 34 образуют в закрытой форме ряд рабочих полостей (не показаны), которые в процессе литья под давлением заполняются через литниковые каналы 40 расплавленным материалом. Охлаждение расплавленного материала, которым заполнены рабочие полости формы, осуществляется также с помощью охлаждающих устройств 44 литейных стержней 38. Такие охлаждающие устройства предпочтительно выполнить в виде расположенной в каждом литейном стержне охлаждающей трубки. Плита 36 с литейными стержнями имеет также выполненный в виде пластины съемник 46, который предназначен для снятия отлитых заготовок 48 с литейных стержней 38. Конструкция такого съемника 46 и принцип его работы достаточно хорошо известны и поэтому не являются частью настоящего изобретения. Фактически в качестве такого имеющего форму пластины съемника 46 можно использовать любой известный съемник подобного типа.

В соответствии с настоящим изобретением, используя форму, показанную на фиг.4, после заполнения под давлением расплавленным материалом (пластмассой, металлом или керамикой) рабочей полости формы и его последующего охлаждения, из этого материала можно изготовить любое изделие соответствующей формы. В предпочтительном варианте настоящего изобретения в качестве расплавленного материала используется ПЭТ, а отлитое из него изделие представляет собой заготовку. В соответствии с настоящим изобретением можно также отливать заготовки из нескольких материалов, например из чистого ПЭТ, вторичного ПЭТ и соответствующего защитного или изолирующего материала, такого как EVOH.

Известно, что процесс отливки заготовок состоит из следующих операций: закрытие формы, подача под давлением расплавленного материала в рабочую полость формы, начало процесса охлаждения рабочей полости, заполнение рабочей полости, выдерживание расплавленного материала в рабочей полости под избыточным давлением, окончательное охлаждение находящегося в форме материала, открытие формы, снятие затвердевших изделий или заготовок с литейных стержней и перенос их в плиту, предназначенную для их удержания и перемещения из зоны литья. В соответствии с настоящим изобретением для сокращения общей продолжительности технологического цикла изготовления заготовок литьем под давлением предлагается свести до минимума время, в течение которого заготовка находится в форме, увеличив тем самым скорость изготовления в одной форме отдельных партий заготовок. Проблема, которая возникает при сокращении времени нахождения в форме отлитых изделий или заготовок, связана с происходящим при этом сокращением продолжительности их охлаждения, которое должно быть таким, чтобы в момент извлечения из формы отлитые изделия или заготовки имели достаточно высокую твердость, исключающую возможность их деформации на дальнейших стадиях технологического процесса. Сокращение времени охлаждения является достаточно проблематичным, поскольку охлаждающие устройства 42 и 44 не обеспечивают достаточного и равномерного охлаждения изделий или заготовок. Количество тепла, удерживаемого изделием или заготовкой после охлаждения внутри формы при сокращении продолжительности охлаждения и остающегося в них сразу же после открытия формы, оказывается весьма существенным и зависит от толщины отлитого изделия или отлитой заготовки. Такое сохраняющееся в изделиях или заготовках тепло служит причиной появления участков кристаллизации, расположенных в литниковой или куполообразной части отлитого изделия или заготовки на участке поперечного сужения или даже охватывающих всю заготовку целиком. Во избежание кристаллизации отлитого изделия или заготовки охлаждение их должно быть очень интенсивным и эффективным. Во время охлаждения отлитых изделий необходимо строго контролировать их усадку, величина которой может отрицательно сказаться на размерах готового изделия.

На фиг. 5 показан вариант конструкции выполненного в виде плиты робота 60, который предназначен для перемещения удерживаемых отлитых изделий или заготовок из зоны литья и используется для осуществления предлагаемого в настоящем изобретении способа охлаждения. Предназначенный для перемещения удерживаемых отлитых изделий (заготовок) из зоны литья и выполненный в виде плиты робот 60 имеет определенное количество гнезд 62 с держателями, которые охлаждаются протекающей через трубки водой. Примером устройства такого типа являются предназначенные для перемещения удерживаемых заготовок (изделий) из зоны литья и выполненные в виде плит устройства 60, описанные в патенте US 5447426 на имя Gessener и др. и в заменяющем патенте US 33237 на имя Defler, III, которые включены в настоящее описание в качестве ссылок. Во время работы приемные отверстия гнезд 62 с держателями совмещаются с литейными стержнями 38 подвижной плиты 36 формы. Перенос отлитых изделий 48 в гнезда 62 с держателями осуществляется с помощью выполненного в виде пластины съемника 46. В соответствии с настоящим изобретением количество гнезд 62 с держателями, расположенных на перемещающей удерживаемые отлитые изделия из зоны литья плите 60, выбирается равным или большим в целое число раз (например, в три или четыре раза) количества литейных стержней 38 формы. При количестве гнезд 62 с держателями, большем, чем количество литейных стержней 38, отлитые изделия могут находиться на плите, перемещающей их из зоны литья, в течение времени, которое превышает время одного цикла литья, что позволяет увеличить продолжительность их охлаждения без всякого уменьшения производительности литейной машины. Предлагаемый в настоящем изобретении способ может быть осуществлен независимо от относительного к