установка для изготовления лент неограниченной длины из порошковых материалов

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕНТ НЕОГРАНИЧЕННОЙ ДЛИНЫ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая корпус, попарно и противоположно расположенные с образованием оформляющей полости с входным и выходным отверстиями и с возможностью периодического синхронного и синфазного перемещения прессующие плиты в направлении прессования и в направлении перемещения ленты, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества ленты путем обеспечения прессующих плит выполнен в виде индивидуальных толкателей возвратно-поступательного перемещения, а прессующие плиты снабжены направляющими для обеспечения их перемещения в направлении прессования и в направлении перемещения ленты.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод прессующих плит снабжен регулятором величины и скорости перемещения прессующих плит в направлении прессования и в направлении перемещения ленты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки порошковых материалов, а именно к устройствам непрерывного производства лент неограниченной длины из полимерных, керамических, металлических и других порошковых материалов и композиций на их основе, преимущественно из порошкообразного политетрафторэтилена (ПТФЭ, фторопласта-4, Ф-4) и композиционных материалов на его основе.

Известно устройство для непрерывного изготовления листовых полимерных материалов, содержащее корпус, оформляющую полость, образованную двумя приводными бесконечными лентами, установленными вертикально под регулируемым углом друг к другу и кинематически связанными с калибрующими валками в нижней части оформляющей полости, и привод лент и валков [1]

Материал, засыпаемый в оформляющую полость, увлекается в сторону вальцов и прессуется металлическими лентами. Воздух при прессовании выходит из материала вверх через оформляющую полоcть, заполненную материалом с увеличивающейся книзу плотностью.

Недостатком этого устройства является невысокое качество ленты из-за разной плотности отдельных участков материала ленты. Разноплотность возникает из-за неодинаковой степени удаления воздуха из отпрессованных участков, отстоящих на разном расстоянии от краев ленты, особенно при использовании таких порошков, как тонкомолотые отходы Ф-4, в которых при прессовании участков с большими площадями имеются остатки воздуха, неравномерно распределенные по объему заготовки. Больше всего это проявляется при больших скоростях движения металлических прессующих лент и получении готовых изделий небольшой толщины.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для изготовления лент неограниченной длины из порошковых материалов, включающая корпус, попарно и противоположно расположенные в нем прессующие и ограничивающие кромки ленты плиты, установленные с образованием оформляющей полости с входным и выходным отверстиями и с возможностью периодического синхронного и синфазного перемещения прессующих плит в направлении прессования и в направлении перемещения ленты, и привод перемещения прессующих плит [2]

Недостатком этой установки является неудовлетворительное качество лент, что обусловлено неоднородностью структуры материала ленты. Остатки воздуха, особенно при больших скоростях движения деталей оснастки, прессующих порошок, образуют полости, которые могут привести к растрескиванию неспеченных заготовок сразу после снятия давления прессования, при хранении заготовок или их спекании. В известной установке удаление воздуха из порошкового материала в процессе прессования ленты осуществляется за счет образования в порошковом материале вибрирующими стержнями вибратора, закрепленного на корпусе на входе в оформляющую полость, дезаэрационных каналов, через которые выпускают воздух из прессуемого материала, что предотвращает псевдоожижение материала. Однако известное решение не обеспечивает получение лент достаточно высокого качества, особенно из тонкодисперсного порошка, так как однородность структуры материала ленты определяется одинаковой степенью удаления воздуха из порошка по всей площади любого сечения оформляющей полости. Известное решение не обеспечивает этого в достаточной мере, так как зона действия каждого дезаэрирующего стержня ограничена радиусом, зависящим от толщины ленты, диаметра, глубины погружения стержня в порошок и величины амплитуды его колебания. Зоны действия стержней должны перекрывать всю площадь каждого поперечного сечения оформляющей полости, но увеличение числа стержней или их амплитуды мешает равномерному распределению загружаемого порошка в оформляющей полости, что затрудняет достижение однородности материала. При получении лент из тонкодисперсных порошков поток вытесняемого вверх воздуха разбивается на струи. Перемещать их с порошком колебанием стержней для получения однородной смеси не удается. Эффективность работы вибраторов на разной глубине в оформляющей полости определяется возможностью перемещения стержней в порошке для достижения требуемой степени удаления воздуха из уплотняемого порошка. Стержнями приходится рыхлить прессуемый рабочими плитами материал, который защемляет стержни, особенно их нижние концы, опущенные в наиболее уплотненные слои материала, препятствующие колебанию стержней. Защемляемый стержень при больших колебаниях относительно порошка производит местную перепрессовку материала, что приводит к анизотропии получаемой ленты.

Цель изобретения повышение качества ленты за счет обеспечения однородности ее структуры.

Поставленная цель достигается тем, что в известной установке для изготовления лент неограниченной длины из порошковых материалов, включающей корпус, попарно и противоположно расположенные в нем прессующие и ограничивающие кромки ленты плиты, установленные с образованием оформляющей полости с входным и выходным отверстиями и с возможностью периодического синхронного и синфазного перемещения прессующих плит в направлении прессования и в направлении перемещения ленты, и привод перемещения прессующих плит, согласно предлагаемому решению привод перемещения прессующих плит выполнен в виде индивидуальных толкателей возвратно-поступательного перемещения, а прессующие плиты снабжены направляющими для обеспечения их перемещения в направлении прессования и в направлении перемещения ленты, причем привод прессующих плит снабжен регулятором величины и скорости перемещения прессующих плит в направлении прессования и в направлении перемещения ленты.

На фиг. 1 изображен продольный разрез установки; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Установка состоит из корпуса 1, попарно и противоположно расположенных в нем прессующих плит 2 и ограничивающих кромки ленты плит 3, установленных с образованием оформляющей полости 4 с входным 5 и выходным 6 отверстиями. Прессующие плиты 2 установлены с возможностью возвратно-поступательного линейного перемещения в направлении прессования по направляющим, в качестве которых используются колонки 7, установленные во втулках 8, смонтированных в плитах 9. К каждой плите 2 жестко прикреплены накладки 10 и 11, сопряженные цилиндрическими поверхностями для регулирования наклона плит 2 относительно друг друга, что позволяет регулировать ширину входного и выходного отверстия оформляющей полости, а следовательно, и толщину получаемой ленты, и толкатель 12, соединенный со штоком соответствующего гидроцилиндра 13. Эти толкатели снабжены колонками 7 и передвигаются под действием гидроцилиндров 13 для перемещения плит 2 в направлении прессования. Для ограничения хода толкателя 12 используются регулировочные шайбы 14, меняя высоту которых можно регулировать толщину получаемой ленты.

Плиты 9 вместе со стяжками 15 образуют силовую раму, установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении по направляющим 16, смонтированным в корпусе 1. Эта рама с размещенными на ней прессующими плитами и их индивидуальными приводами установлена с возможностью периодического поступательного линейного перемещения в направлении выхода готовой ленты и возврата назад толкателями 17 под действием гидроцилиндров 18. В нижнем положении плиты 9 опускаются на сменные упоры 19. Во время сближения прессующих плит каркас спускается вниз в крайнее нижнее положение на шаг заданной величины, что определяет длину участка готовой ленты, получаемую за один рабочий цикл. В гидравлической схеме управления приводом прессующих плит предусмотрена установка регуляторов расхода масла, подаваемого в гидроцилиндры 13 и 18 для управления скоростью перемещения прессующих плит в направлении прессования и в направлении перемещения ленты (на чертежах не показано). Установка снабжена бункером 20, заполняемым исходным порошком, дозатором 21 для регулирования величины подачи порошка и лотком 22 для направления потока порошка на вход в оформляющую полость.

Установка по предлагаемому решению работает следующим образом.

Порошок из бункера 20 дозатором 21 по лотку 22 подают во входное отверстие 5 оформляющей полости 4. При каждом сближении прессующих плит увеличивается степень уплотнения порошка выше этого участка на величину, равную заданной кратности прессования порошка за один цикл, и отпрессовывается участок готовой ленты. Скорость сближения прессующих плит для каждого вида материала в зависимости от его фракционного состава подбирается экспериментальным путем так, чтобы выход воздуха из порошка осуществлялся в режиме его фильтрации через порошок без существенного изменения взаимного расположения частиц порошка, определяемого только механической вибрацией плит при их опускании с силовой рамой на упоры 19. Порошок, засыпанный в оформляющую полость, встряхивается, при этом разрушаются своды и полости между частицами порошка. После выдержки материала под давлением в течение заданного времени плиты 2 расходятся. Рама поднимается в крайнее верхнее положение, завершая рабочий цикл. Для получения ленты неограниченной длины далее циклы повторяются. Подбор скорости уплотнения материала для получения лент повышенного качества с удалением воздуха из порошка в необходимом режиме обеспечивается изменением скорости сближения прессующих плит регулированием подачи масла в гидроцилиндры 13 и изменением величины участка ленты, отпрессовываемого за каждый цикл, регулированием величины хода прессующих плит в вертикальном направлении заменой упоров 19, имеющих разную толщину.

При использовании предлагаемого решения за счет регулирования степени удаления воздуха из порошка можно достигать уменьшенной газопроницаемости и увеличения плотности материала или повышения пористости лент. Повышение качества ленты за счет достижения однородной структуры материала позволяет удовлетворять все возрастающие требования различных отраслей техники.