Устройство для изготовления криволинейных профильных изделий

Устройство для изготовления криволинейных профильных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОюз Соватсиик

Социалистичвсиик

Реслублии (i >889459 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зая влено 17.03.80 (21) 2893191/23-05 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (5 ) ) Nl. Кл.

В 29 F 3/014

3Ьеудеретеекеьй кеиитет

CCCP ае дмаи нзебретенкк к открытий (53) УДK 678.057..3 (088.8) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень М46

Дата опубликования описания 15.12.81

О. А. Росляков, А. П. Нестеренко, А. Г. и Ю. А. Полферов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к переработке пластмасс, к изготовлению профильных изделий из политетрафторэтилена (ПТФЭ) и высокомоле кулярного полиэтилена (ВП) методом поршневой экструзии, например для изготовления спиральных винтовых изоляторов для коаксиальных кабелей, поршневых колец для компрессоров и т.д.

Поршневая экструзия — один из наиболее экономичных, технически совершенных спосо. бов переработки гранульного ПТФЭ и .ВП в профильное изделие.

Известно устройство для изготовления профильных изделий из ПТФЭ, содержащее вертикально установленный материальный цилитщр с пуансоном, смонтированным с возможностью,. возвратно-поступательного движения, и камеру спекания с мундштуком в нижней части. При работе устройства порошок ПТФЭ загружается в материальный цилиндр, возвратно-поступательными ходами пуансона уплотняется и проталкивается в камеру спекания, в которой отдельные спрессованные порции ПТФЭ сплавляются в сплошное профильное изделие прямолинейной формы, которое при прохождении мундштука калибруется до заданных размеров (1).

Недостаток указанного устройства заключается в roM, что с его помощью может быль

S изготовлено профильное изделие, имеющее толь ко прямолинейную ось. Для изготовления из таких профильтияи изделий спиральных изоляторов для коаканиВных кабелей или поршневых колец для компрессоров, необходимо изог.нуть при нагреве полученный профиль в кольтО цо заданного диаметра, закрепить его в форме, нагреть до температуры размягчения ПТФЭ и в таком. состоянии охладить вместе с формой до комнатной температуры, зафиксировав таким образом размер диаметра будущего поршневого кольца или винтового изолятора. При этом в материале кольца возникают внутренние напряжения. Такие "напряженные" поршневые кольца, или изоляторы, плохо работают в условиях высоких температур и знакопеременных темпера26 тур, так как под воздействием внутренних напряжений они разворачиваются во внешнюю сторону и клинят поршень компрессора или искривляют, коаксиальный кабель.

3 88

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для получения криволинейных профильных изделий, содержащее вертикально установленные материальный цилиндр, камеру спекания и прессующий элемент.

Прессующий элемент представляет собой поршень, установленнъ|й с возможностью возвратно-поступательного движения, а на камере спекания, на нижней части закреплен криволинейный шаблон с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны формуемого изделия. При этом в зависимости от изготовляемого профильного изделия оформляющая полость материального цилиндра, камеры спекания и пуансон могут быть прямоугольной, квадратной, или круглой формы, но их продольная ось всегда остается прямолинейной. С помощью такого устройстВа можно получать криволинейной формы изделия, из которых сразу же изготовляют, например, поршневые кольца, разрезая эти изделия на части (2) .

Однако получаемые изделия обладают внутренними напряжениями, которые возникают в процессе придания изделию криволинейной формы. Это объясняется тем, что в процессе экструзии макромолекулы полимера сориентированы и сплавлены в прямолинейном канале вдоль оси канала и поэтому при выходе не имеют внутренних напряжений, Но как только изделие начинает изгибаться по шаблону, макромолекулы, находящиеся во внутренних слоях полимера, сжимаются, а макромолекулы наружных слоев растягиваются. Возникшие в изделии внутренние напряжения проявляются затем при работе его в высоких температурах, например в поршневых кольцах, которые работают при температурах

160-200 С, Цель изобретения — повышение качества криволинейных изделий за счет устранения внутренних напряжений в них.

Цель достигается тем, что в устройстве для изготовления криволинейных профильных изделий, содержащем вертикально установленные материальный цилиндр, камеру спекания и прессующий элемент, прессующий элемент снабжен приводом винтового его перемещения относительно продольной оси устройства и имеет ряд пуансонов, выполненных каждый в виде витка винтовой спирали, а материальный цилиндр и камера спекания выполнены с рядом рабочих полостей в виде винтовых спиралей, количество и размеры поперечного сечения которых выбраны равными количеству и размерам поперечных сечений пуансонов.

Данное устройство обеспечивает спекание полимера в рабочих полостях криволинейной формы, что обеспечивает необходимую ориентацию макромолекул полимера.

9459

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид, разрез; на фиг, 2 — то же, поперечное сечение; на фиг. 3 — рабочие полости для прямоугольного сечения профильного изделия; на фиг. 4 — то. же, для квадратного сечения; на фиг. 5 — то же, для круглого сечения; на фиг. 6 — схема работы устройства.

Устройство состоит из вертикально установленного материального цилиндра, состоящего

10 из наружной 1 и внутренней 2 цилиндрических частей, на поверхностях которых находятся оформляющие изделие рабочие полости 3, выполненные в виде винтовых спиралей, причем количество полостей 3 должно быть больше одной и они должны быть симметрично расположенными. Камера спекания является продолжением материального цилиндра и в данном случае выполнена с ним заодно целое, и состоит из тех же цилиндрических частей 1 и 2 с оформляющими полостями 3 и имеет нагреватели 4.

По оси материального цилиндра и камеры спекания установлен стержень 5 с винтовой нарезкой 6. На стержне 5 установлен прессующий элемент в виде резьбовой втулки 7, в нижней части которой установлен ряд пуансонов 8, выполненных в виде витка винтовой спирали, количество которых равно количеству рабочих полостей 3. На стержне 5 над резьбовой втулкой 7 установлена пружина 9, закрытая стеклом 10, на котором крепится нажимная пята

ll; воспринимающая давление прессования на прессе (не показан). Стержень 5 с винтовой нарезкой 6 и резьба на втулке 7 являются элементами привода винтового перемещения прессующего элемента с пуансонами 8 относительно

З5 продольной оси устройства.

Устройство работает следующим образом.

В материальный цилиндр 1 и 2 засыпают гранульный порошок ПТФЭ, винтовыми движениями пуансонов 8 его уплотняют в.рабочих

4о полостях 3 материального цилиндра и постепенно проталкивают в камеру спекания. В винтовых рабочих полостях 3 камеры спекания отдельные порции ПТФЭ спекаются в сплошной экструдат и выходят из устройства в форме

15 спирали, диаметр и сечение которой соответствует диаметру и сечению рабочей полости 3 материального цилиндра. Такие спирали могут быть непосредственно использованы для изготовления изоляторов коаксиальных кабелей или

50 разрезаны на части для изготовления поршневых колец компрессоров. При изготовлении профильных изделий криволинейной формы больших диаметров целесообразно использовать устройство с материальным цилиндром И камерой спекания, имеющими 4, 6 или 8 оформляющих рабочих полостей в зависимости от мощности пресса. Один или нечетное количество пуансонов устанавливать нецелесообразно, это значительно ухудшает работу устройства из-за неравномерного распределения усилий прессования и снижает его производительность.

По сравнению с известным данное устройство позволяет получать более качественные криволинейные изделия, так как при винтовом прессовании микромолекулы полимера принимают форму спирали и спекаются в оформляющих полостях по криволинейной оси, что обеспечивает получение изделия беэ внутренних напряжений. Так поршневые кольца, изготовленные в данном устройстве, не обладая внутренними напряжениями, долго работают при высоких температурах, не разгибаются и не заклшщвают компрессор.

889459 экструзии составляет 1,3 м/ч. Полученные вин; товые спирали имеют диаметр 145 мм, шаг

120 мм и сечение 8 х 8 мм, плотность материала составляет 2,15 г/сглаз. Отрезок спирали, состоящий иэ трех витков, помещают в муфельную печь и выдерживают в течение 5 ч при

250 С, затем спираль вынимают из печи, охлаждают на воздухе и визуально определяют ее состояние. Испытываемая спираль не имеет от30 клонений по геометрическим размерам от контролькой, не нагреваемой в печи.

Экономический эффект от внедрения укаэанного устройства составит около 2000 руб. в год.

Формула изобретения

П р и. м е р. Для изготовления криволинейного профильного изделия используют предлагаемое устройство с материальным цилиндром и - камерой спекания, имеющими внутренний диаметр двух оформляющих рабочих полостей

145 мм и сечение их 8,8 х 8,8 мм с шагом спирали 120 мм. На резьбовой втулке диаметpUIbHo противоположно установлены 2 пуансона с тем же сечением — 8,8 х 8,8 мм, шагом

120 мм и внутренним диаметром 145 мм.

В материальный цилиндр вибропитателем подается порциями порошок ПТФЭ, гранулированный, свободносыпучий с размером гранул от

0,08 до 0,5 мм марки Ф-4. От привода пресса через пяту создают усилие прессования 5 тс.

Пуансоны движутся в оформляющих рабочих полостях материального. цилиндра и далее в камеру спекания, в которой поддерживается температура 380 + 5 С. Проходя по винтовым рабочим полостям камеры спекания, отдельные порции ПТФЭ сплавляются в сплошной экструдат. Выходящие из камеры спекания винтовые спирали поступают на приемное устройство и постепенно охлаждаются на воздухе. Скорость

Устройство для изготовления криволинейных профильных изделий, содержащее вертикально рр установленные материальный цилиндр, камеру спекания и прессующий элемент, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества криволинейных изделий за счет устранения внутренних напряжений в них, прессующий элемент снабжен приводом винтового его перемещения относительно продольной оси устройства и имеет ряд пуансонов, выполненных каждый в виде витка винтовой спирали, а материальный цилиндр и камера спекания выполнены с рядом рабочих полостей в виде винтовых спиралей, количество и размеры поперечного сечения которых выбраны равными количеству и размерам поперечных сечений пуансонов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3483597, кл. 425 — 387, опублик. 1969.

2. Патент Японии Р 47 — 1697, кл. 25 (5) Е 2, опублик. 1972 (прототип).

889459

Составитель Л. Кольцова

Редактор М, Бандура Техред Н.Майорош Корректор E. Рошко

Заказ 10860/32 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4