форма для изготовления крупногабаритных изделий из термопластов

Формула изобретения

ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ, содержащая обогреваемый корпус, верхние и нижние крышки, верхнюю и нижнюю нагревательные плиты с нагревательными элементами на одной из сторон, верхняя из которых установлена внутри корпуса с возможностью аксиального перемещения и контактирования с термопластом стороной с нагревательными элементами, отличающаяся тем, что нижняя нагревательная плита установлена внутри корпуса с возможностью контактирования с термопластом стороной с нагревательными элементами, причем нагревательные плиты снабжены теплоизолирующими элементами, расположенными на вторых их сторонах, а нагревательные элементы выполнены в виде каналов для теплоносителей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переработке полимеров и может быть применено для изготовления крупногабаритных массивных заготовок изоляторов высоковольтных электрофизических установок, в частности ускорителей электронов.

Известна конструкция формы для изготовления крупногабаритных изделий из полиэтилена, в которой производится плавление гранул и охлаждение расплава.

Наличие на поверхности формы нагревателей позволяет производить направленное охлаждение, обеспечивая вывод основных дефектов в верхнюю часть заготовки. Однако описанная конструкция не обеспечивает выравнивание температурных градиентов по радиусам на разных уровнях для обеспечения заданной степени рыхлости.

Известна также форма для изготовления крупногабаритных изделий из термопласта, содержащая обогреваемый корпус, верхний и нижние крышки, верхнюю и нижнюю нагревательные плиты с нагревательными элементами на одной из сторон, верхняя из которых установлена внутри корпуса с возможностью аксиального перемещения и контактирования с термопластом стороной с нагревательными элементами.

Однако эта форма не обеспечивает решение задачи - выравнивание температурных градиентов по радиусам на разных уровнях для обеспечения заданной степени рыхлости.

Цель изобретения - обеспечение выравнивания температурных градиентов.

Для решения поставленной задачи в форме, содержащей корпус, верхние и нижние крышки, верхнюю и нижнюю нагревательные плиты с нагревательными элементами на одной из сторон, верхняя из которых установлена внутри корпуса с возможностью аксиального перемещения и контактирования с термопластом стороной с нагревательными элементами, нижняя нагревательная плита установлена внутри корпуса с возможностью контактирования с термопластом стороной с нагревательными элементами, причем нагревательные плиты снабжены теплоизолирующими элементами, расположенными на вторых их сторонах, а нагревательные элементы выполнены в виде каналов для теплоносителей.

На чертеже представлена предлагаемая форма для изготовления крупногабаритных заготовок из термопластов, общий вид.

Форма состоит из корпуса 1, имеющего на поверхности электронагреватель 2, верхней 3 и нижней 4 крышек. Внутри формы на крышке 4 закреплена нижняя нагревательная плита 5 с нагревательным элементом 6 на одной из сторон, выполненным в виде канала для теплоносителя, и теплоизолирующим элементом 7 с другой стороны, заполненным волокном. Канал нагревательного элемента 6 представляет собой змеевик из неметаллического материала, защищенным от контакта с изделием 8 из термопласта футеровкой 9. Концы змеевика гибкими трубками 10 и 11 соединены со штуцерами 12, 13 на нижней крышке 4.

Верхняя нагревательная плита 14 установлена внутри корпуса с возможностью аксиального перемещения и контактирования ее нагревательного элемента 15 с изделием 8 из термопласта. Теплоизолирующий элемент 16 также заполнен волокном, а нагревательный элемент представляет собой змеевик из неметаллического материала, защищенный от контакта с изделием 8 футеровкой 17. На поверхности нагревательной плиты 14 закреплен шток 18, выходящий из объема формы через сальник 19. Концы змеевика соединены эластичными трубками 20 и 21 со штуцерами 22 и 23. Воздух из формы откачивается через штуцер 24.

Форма работает следующим образом. После наложения футеровок 9 и 17 на нагревательные элементы 6 и 15 нижняя крышка герметично крепится на корпусе 1. Затем в форму засыпается гранулированный термопласт и на его поверхность ставится верхняя нагревательная плита 14. Эластичные трубки 20 и 21 надеваются на штуцеры 22 и 23. После этого шток 18 вставляется в сальник 19 и верхняя крышка 3 герметично крепится к корпусу 1.

Для нагрева термопласта включается электронагреватель 2, подается теплоноситель в змеевики нагревательных элементов 6 и 15 и откачивается воздух из формы. По мере его плавления высота формуемого изделия 8 из термопласта уменьшается и верхняя нагревательная плита 14 опускается.

Когда температура термопласта достигает заданной величины, превышающей температуру его плавления, давление в форме повышается до атмосферного, снижается температура в змеевиках нагревательных элементов 6 и 15 и электронагревателе 2 до температуры кристаллизации термопласта. Быстрое охлаждение расплава со всей поверхности формуемого изделия 8 из термопласта продолжается до тех пор, пока температура его в самой перегретой области (на оси в центре изделия) не достигнет заданной величины, которая несколько превышает температуру кристаллизации. В этот момент подача теплоносителя в змеевики нагревательных элементов 6 и 15 прекращается и дальнейшее охлаждение изделия 8 из термопласта ведется путем снижения температуры электронагревателя по заданному режиму.

Прекращение отвода тепла через нижнюю и верхнюю поверхность изделия 8 из термопласта теплоизолирующими элементами 7 и 16 и отвод его только через боковую поверхность, имеющую одинаковую температуру в разных точках, обеспечивает выравнивание ее по оси изделия 8 из термопласта и в точках, находящихся на одинаковом расстоянии от оси. Это вызывает разрыхление объема наиболее нагретой области формуемого изделия 8 из термопласта и затвердевание изделия начинается только с боковой поверхности. При этом термопласт, находящийся внутри, деформируется только в радиальном направлении. В осевом направлении деформация термопласта практически исключается, что и снижает степень разрыхления изделия из термопласта в осевой области. После того как температура в наиболее нагретой осевой области изделия снизится до 50-80^оС, регулируемое охлаждение прекращается, верхняя крышка 3 снимается вместе с нагревательной плитой 14. Затем отсоединяется крышка 4 и снимается вместе с нагревательной плитой 5 и изделие 8 из термопласта извлекается из формы.