устройство для формования непрерывных полимерных материалов и вязких композиций

Формула изобретения

Устройство для формования непрерывных полимерных материалов и вязких композиций, содержащее корпус и матрицу с каналами, отличающееся тем, что матрица подключена к источнику высокочастотных колебаний электродами, закреплена в корпусе при помощи упругого демпфера, позволяющего совершать матрице линейные колебания в плоскости, перпендикулярной движению формуемого материала, при этом матрица изготовлена из пьезоэлектрического материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области формования, а именно к устройству для непрерывного формования полимерных материалов и вязких композиций.

Известно устройство для формования непрерывных полимерных материалов, содержащее корпус и многоканальную матрицу с каналами (Авторское свидетельство №846305, кл. В 29 С 47/30, 1979).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, состоящее из корпуса, матрицы с формующими и калибрующими каналами. Калибрующие каналы выполнены в твердосплавных втулках. Рабочая поверхность устройства выполнена из композиционного сплава. В качестве материала втулок используют твердый сплав WC-Co, и/или WC - сталь 110Г13, и/или TiC-NiCr (авторское свидетельство №2146195, кл. В 29 В 9/06, 1997).

Недостатками известных устройств являются большое гидравлическое сопротивление каналов и, как следствие этого, необходимость создания высокого давления перед входом в устройство.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего снижение усилия формования непрерывного потока материалов.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для формования непрерывных полимерных материалов и вязких композиций, содержащем корпус и матрицу с каналами, согласно изобретению матрица подключена к источнику высокочастотных колебаний электродами, при этом матрица закреплена в корпусе при помощи упругого демпфера, позволяющего совершать матрице линейные колебания в плоскости, перпендикулярной движению формуемого материала, при этом матрица изготовлена из пьезоэлектрического материала.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 - конструктивное оформление закрепления матрицы; на фиг.2 - схема работы устройства.

Устройство для формования непрерывных полимерных материалов и вязких композиций состоит из корпуса 1, в котором при помощи упругого демпфера 2 закреплена матрица 3 с каналами, изготовленная из пьезоэлектрического материала. При этом матрица 3 подключена к источнику высокочастотных колебаний электродами 4. Устройство работает следующим образом.

При подключении электродов 4 матрицы 3, изготовленной из пьезоэлектрического материала, к цепи переменного электрического тока высокой частоты возникают колебания, вызывающие линейные перемещения матрицы 3, т.е. в результате пьезоэффекта происходит расширение и сжатие кристалла. Та же картина наблюдается и для канала в матрице 3.

При пропускании вязкой композиции 5 через матрицу 3 в результате линейных перемещений последней происходит уменьшение гидравлического сопротивления за счет того, что время контакта боковых стенок каналов матрицы 3 и формуемой вязкой композиции 5 за один период колебания ничтожно мало по сравнению со временем, необходимым для адгезии вязкой композиции 5 к стенкам канала, т.е. смачивания соприкасающейся поверхности. Таким образом, под давлением, необходимым для продавливания вязкой композиции 5 сквозь матрицу 3, здесь подразумевается напор на преодоление местного сопротивления - вход в отверстие матрицы 3. Движение вязкой композиции 5 в каналах матрицы 3 происходит за счет действия гравитационной силы. Упругий демпфер 2 позволяет совершать матрице 3 линейные колебания в плоскости, перпендикулярной движению формуемого материала.

Материалом для изготовления матрицы является кристалл кварца (SiO₂). Рабочая частота колебаний 980-1000 кГц.

Принцип работы устройства. При отсутствии колебаний (фиг.2а) вязкая композиция 5 за счет достаточно больших сил поверхностного натяжения находится в состоянии покоя (т.е. не протекает через отверстия матрицы 3 с начальным диаметром отверстия А0). Во время сжатия (фиг.2б) композиция 5 выдавливается из матрицы 3 с минимальным диаметром A0-d. При расширении кристалла (фиг.2в, г) и соответственно канала матрицы 3 вязкая композиция 5 за счет сил тяжести и невысокого начального давления поступает внутрь канала матрицы 3 максимального диаметра A0+d. После чего процесс начинается сначала и т.д.

Предлагаемое устройство не требует сложного аппаратурного оформления при установке на производстве, предполагается только наличие емкостей для вязких композиций.