Роторная литьевая установка для переработки полимеров

)9) ( 54 В 29 С 45/06, В 29 1. 22:00 7/20 / ТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пористых изделий с различной степенью отверждения по поперечному их сечению, головка снабжена закрепленным на ней дорном, выступающим за торец головки на длину прессформы и выполненным с продольным каналом с входным штуцером и размещенными по винтовой линии группами наклонных отверстий с выходами, направленными в сторону конца дорна, причем суммарная площадь групп отверстий или их число пропорциональны разности площадей секторов формующей полости и дорна в ограниченной области отверждения, установка снабжена распределителем, соединенным с входным штуцером дорна и патрубками вспенивающего агента и нагретой среды системы термообработки для,последовательной их подачи в продольный канал дорна, поджимной шток снабжен закрепленным на его торце электромагнитом удержания пресс-формы, причем в поджимном штоке и электромагните выполнены каналы подвода хладОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Московское протезно-ортопедическое предприятие и Московский ордена Ленина и Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им, Д.И. Менделеева(56) Завгородний В.К., Механизация и автоматизация переработки пластических масс. М., "Машиностроение", 1970, с. 224, 225.Завгородний В.К. , Механизация. и автоматизация переработки пластических масс. М., "Машиностроение", 197 С, с. 244, 245.(54)(57) 1. РОТОРНАЯ ЛИТЬЕВАЯ УСТА- НОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ, содержащая инжекционный цилиндр, червяк, расположенный в инжекционном цилиндре и связанный с приводом вращения, головку, установленную на инжекционном цилиндре и снаб. женную приводным запирающим. элементом, ротор для установки разъемных пресс-форм с формующими полостями, смонтированный на горизонтально расположенном валу, узел поджатия пресс-форм в виде силового цилиндра с поджимным штоком, механизм разгрузки пресс-форм, систему термообработки с патрубками и систему управления, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью расши- . рения технологических возможнос- . тей путем обеспечения формования агента из системы термообработки,сообщенные с формующей полостью пресс-формы посредством пропускных отверстий, которые выполнены в прессформе и размещены по периметру формующей полости,2. Установка по и. 1, о т л и ч а" ю щ а я с я тем, что она снабжена транспортными направляющими для пресс форм, размещенными друг над другом между головкой и ротором, а ротор выполнен с проходными камерами с направляющими для размещения пресс 1168427168427 4- Д(по 5 ерну Фиг. У 7 Составитель Л, Кольцоведакуор В. Иванова Техред О.Вашишина орректор В. Синицкая Закаэ 4551/17ВНИИ Тираж 645Государственного комитета СССделам иэобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д Подписное 4/ 113 ОИзобретение относится к области переработки полимеров в иэделия и может быть использовано для формования пористых иэделий типа облицовок протезов конечностей, типа муляжей, и может быть использовано в легкой н медицинской отраслях промышленности.Цель изобретения - расширение технологических воэможностей путем обеспечения формования пористых изделий с различной степенью отверждения по поперечному их сечению.На фиг. 1 представлена роторная литьевая установка, общий вид; на фиг, 2 - запирающий элемент головки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг,1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - пресс-форма с механизмом эапирания и поджимным штоком, разрез; на фиг. 6 - электропневмосхема управления установки; на фиг. 7 - изделие на дорне, продольный разрез; на фиг. 8 - 11 - сечения В-В, Г-Г, Д-Д и Е-Е на фиг 7.Роторная литьевая установка содержит закрепленные на общей станине (не показана) электропривод 1 с фрикционной управляемой электромагнитной односторонней муфтой 2 сцепления, пару шарнирных опор 3 для размещения в них горизонтально расположенного вала 4, зубчатую пару 5, ротор в виде барабана 6, выполненного с проходными кЪмерами а. и фиксаторами 7 для размещения и фиксации в .них полукорпусов 8 пресс-форм, контактирующих с транспортными направляющими 9 и 10, последняя из которых выполнена в виде фермы с установленным на ней подвесным сердечником 11 соленоида 12 " для смыкания и размыкания полукорпусов 8 пресс-форм, а первая иэ которых расположена ниже уровня верхней проходной амеры барабана 6 и также закреплена на станине вместес головкой 13. Причем головка 13 1снабжена закрепленным на ней и выступающим за торец головки 13 на длину полукорпусов 8 пресс-Формы дорном 14, выполненным с продольным каналом Г и размещенными по винтовой линии группами наклонных под углом 3 отверстий 6 с выходами, направленными в сторону конца дорна 14, причем суммарная площадь групп от верстий 3 или их число пропорциональны рабочей площади сектора формующей полости в ограниченной области отверстия, т.е. площади сек тора формующей полости полукорпусов8 пресс-формы эа вычетом сектора самого дорна 14.Указанное соответствует следующему выражению пропорциональности 1 Оо " г г+Бг4 Ь,где Б Б 1 - Б,коэффициент пропорциональности;площадь кругового жесткого сектора изделия;площадь воображаемого сектора дорна,диаметр отверстий 1-го сектора .дорна;шаг винтовой линии отверстий дорна;длина дуги М, секторадорна;центральный угол 1-го кругового сектора от центрадорна;длина дуги Ж; по отверждаемому контуру изделия;длина развертки винтовойлинии отверстий дорна,проецируемой на М,:;межцентровое расстояние,по группам отверстий сдиаметром Й"; Бг 20 Бг 30г Бг Ь;35 г. Бг- -+максимальное количество хмотверстий диаметром. мин ф проецируемые на воображаемом круговом секторе дорна с центральным углом К или наоборот хмари при макс(в последнем случае Ь соответстЕвенно увеличивается), поскольку 40 45 о гс 1 5в , 155 х хх (х л 50 Запирающий элемент 15 головки 13выполнен в виде двухсекционной зубча той пары с вырезами для обхвата дорна 14.Дорн 14 со стороны входного штуцера 16 связан с распределителем 17,которым снабжена установка, выпол 1ненным в виде поворотного диска с (Г-образным каналом и соединенным спатрубками 18 вспенивающего агента и нагретой среды системы термообработки для последовательной подачи вспенивающего агента (порофора) и нагретой среды в продольный канал 3 дорна. 14,С противоположного торца дорна 14имеется обратный клапан 19, которыйможет быть вмонтирован в полукорпусах 8 пресс-форм и вход которогосоосно расположен со сквозными каналами г ив электромагните 20,установленным на рабочем торце управляемого дифференциального поджимного штока 2 1, узла поджатия, силовой цилиндр-пневмоцилиндр 22 которого также закреплен на станине., Каналы 1 иэлектромагнита 20 и поджимного штока 2 1 предназначены дляподвода хладагента из системы термообработки. В поджимном штоке 21 вмонтирован обратный клапан 23, нормально открытый, выполненный в видеподпружиненного шарика (не показан).Для разгрузки пресс-форм предназначен механизм разгрузки в виде пневмоцилиндра 24.На транспортной направляющей 10установлены кнопочные пусковые выключатели 25 и 26, последний изкоторых - без самовозврата, а свозвратом посредством вторичногонажатия кнопки. Другие кнопочныепутевые выключатели 27 установленына переднем торце. пневмоцилиндра 22и три выключателя 28 размещены через120 на пути траектории боковойповерхности барабана 6.В цепи мотор-редуктор - электропривод 1 включен пускорегулирующийаппарат, например командоконтроллер 29, .а в цепи муфты 2 - электроиндукционный кнопочный пускатель 30.Непосредственно на боковой поверх"ности барабана 6 закреплена однимконцом пружинящая пластина 31,взаимодействующая попеременно скаждым из трех путевых выключателей 28, в положении соосности верхней проходной камеры а барабана 6с головкой 13.Поворотный диск с Г-образным ка"налом распределителя 17 оснащенподпружиненным до упоров .32 управляемым штоком ЗЗ.5 10 15 20 Злектропневмосхема управления пневмоцилиндрами 22 и 24, штоком 33 распределителя 17 с Г-образным каналом для подачи нагревающей среды и порофора, запирающим элементом 15 головки 13, электроприводом 1, зубчатой пары 5 барабана 6, электроприводом 34 распределителя 35 пневмопотоков с охлаждающей средой источников давления - низкого 36 ивысокого 37 (которые могут быть объединены клапаном двойной регулировки), электроприводом 38 регулируемого дросселя 39, и установленными на магистрали потоков к пневмоцилиндрам 22 и 24, электромагнитным шариковым клапаном 40 с катушками 41 (ЬЗ) и 42 (Ь 4), катушкой 43 (Ь 5) фиксатора 44 положения барабана 6, а также подвесным сердечником 11 соленоида 12 (Ь 1) и электромагнитом 20(Ь 2) по сигналам от путевых выключа, телей 25 - 28 и обратным сигналомот электроманометра 45 включает в 25 себя следующие релейные элементы, реагирующие на воздействие перечисленных операторов управления РелеК 1 - К 12, из них с контактамиК 1. 1 - К 1 .5, К 2 . 1 в ,К 2 .3, КЭ .- К 3,2, ЗО К 6.1 - К 6.3, К 7.1-К 7.2, К 8.1-К 8.2,К 9.7-К 9.2. Схема также содержит предохранительный проходной клапан 46,струйный насос 47, охладитель 48 сиспарением, установленный на магистрали источника 36 низкого давления,и дроссельные клапаны 49.Распределитель 35 пневмопотоковвыполнен в виде поворотного в корпусе 50 штока 51 с поперечными каналами 52, расположенными под разнымиуглами к его центру, и управляетсяпосредством электропривода 34 сзубчатым редуктором 53.фиксатор 44 положения барабана 6подпружинен пружиной 54 сжатия длявзаимодействия со всеми тремя гнездами 55, выполненными через 120 вбарабане 6 сооснымнПри этом фиксатор 44 может бьггь вмонтирован в наружной стойке шарнирной опоры 3.На уровне нижней проходной камеры а барабана 6 с противоположнойпневмоцклиндру 24 стороны установлен на станине наклонный стол 56приема пресс-фоРм с отформованвьави вних изделиями.Головка 13 закреплена на инжекционном цилиндре 57, в котором раэ-1 О 15 20 25 30 35 40 45 55 мещен червяк 58, связанный с приводом вращения (не показан). Запирающий элемент 15 соединен с приводомперемещения - мотор-редуктором 59,Подвесной сердечник 11 выполненконическим и смонтирован с составным элементом из неферромагнитногоматериала в своей периферийной части, выходящим эа габариты охватывающей его обмотки 12 (Ь 1), по которой проходит ток.Для поглощения энергии удароврабочей поверхности подвесного сердечника 11 и смягчения действия наполукорпуса 8 пресс-формы установлена эластичная прокладка 60Для сокращения времени пребывания пружиныфиксатора 7 под нагрузкой подвеснойсердечник 11 выполнен с пазом 61.Каналыисообщены с формующейполостью пресс-формы посредствомпропускных отверстий 62, которыевыполнены в полукорпусах 8 пресс-формы и размещены по периметру формующей полости для подачи хладагентапротивоположно нагретой среде. Пропускные отверстия 62 могут быть образованы пористым материалом, пропускающим только. гаэ, например шелком с несмачиваемой поверхностью.В полукорпусах 8 смонтированысменные гипсовые вставки 63, ограничивающие формующие полости.Позициями 64-66 обозначены слоииэделия соответственно наружная корка, получаемая за счет сопротивленияформы, эластичный стол, получаемыйза счет не прореагированного доконца самого исходного материалапри отвердевании, и отвержденныйслой, получаемый за счет экэотермии реакции.Установка работает следующим образом.Во всех трех проходных камерахО ротора-барабана б устанавливают сфиксацией фиксаторами 7 долукорпуса 8 с заправленными в них исходными по объему и площади отливки гипсовыми вставками 63,После включения электропривода 1и муфты 2 одна из трех позиций покоманде от путевого выключателя 28останавливается в фиксированном фиксатором 44 положении соосном с головкой 13 и поджимным штоком 21пневмоцилиндра 22, Под действием струйного насоса 47, служащегодля органиэации пневмопотока в систе ме, создаваемое в ней давление воспринимается электроманометром 45,по команде которого распределитель35 переключает направление потокаиз источника 37 высокого давленияв полость пневмоцилиндра 22, приводя поджимной шток 21 в рабочее положение. При этом пресс-форма с полукорпусами 8 выводится из проходной камеры д барабана 6 по транспортной направляющей 9 навстречу к головке 13.На этом переходе, когда еще находится в проходной камере ц барабана 6 третья часть пресс-формы, обмотка 12 включает электромагнит при контакте с транспортной направляющей 10 с концевым выключателем 25.При этом, следует указать, чтоверхний полукорпус 8 пресс-формы понаправлению головки 13 толкал подвесной сердечник 11 соленоида, последний несколько утоплен в полукорпусе 8 пресс-формы. При замыкании контакта пускового выключателя 26 открывается головка 13 включением привода 59 в направлении разведения рычагов запирающего элемента 15 головки 13 на время заполне" ния формующей полости пресс-формы полимер.ой смесью. По истечении запланированного времени реверсивный электропривод запирает головку 13 сведением рычагов запирающего элемента 15 вместе. При этом прессформа по транспортным направляющим 9 и 10 вместе с соленоидом 12 несколько отводится назад от запирающего элемента 15, и по команде от системы с электроконтактным манометром 45 через распределитель 35 сообщается источник 36 низкого давления, пройдя через охладитель 48 хладагент по каналамив подвижном штоке 21 и электромагните 20 поступает в периферийную область отвердеваемого иэделия, 3 указанномохлажденном поТоке целесообразно вводить соответствующие ингибиторыОбратный путь пресс-формы осуществляется после сообщения источника 37 высокого давления по следующей команде.от электроманометра 45 посредством распределителя 35с передней полостью пневмоцилиндра 22, под действием которого клапан 23, вмонтированный в полости поджимного штока 21, запирается.На обратном пути пресс-форма снова 5 отключает обмотку 12 электромагнита пока, следуя вместе с электромагнитом 20 ее передняя третья часть не окажется в проходной камере О барабана 6.10Электропневмосхема роторной литьевой установки обеспечивает своевременный останов барабана 6 в одном из фиксированных положений, через 120 О, фиксатором 44, являясь сердеч ником катушки 43 (Е 5), в результате переключения цепи электрического тока путевым выключателем 28 (ЯЗ) вслед за пуском электропривода 1 от командоконтроллера 29 (Я 1) и под ключением муфты 2 от кнопочного пускателя 30. При этом происходит размыкание цепи муфты 2 нормально замкнутым (н.э,) контактом К 6.1, а также открывание пневмопотока через 25 распределитель 35 включением на за- . программированное время поворота вала электропривода 34 (М 4) на требуемый угол нормально разомкнутым (н,р.) контактом К 6.2 с .подключени ем электромагнитной катушки ЬЗ шарикового клапана 40 н.р. К 6.3 для направления пневмопотока, увлекаемого струйным, насосом 47, в рабочие полости пневмоцилиндров 22 и 24, первый из которых обеспечивает выталкивание очередной пресс-формы из проходной камеры а барабана 6 и дальнейшее ее продвижение по транспортным направляющим 9 и 10. При этом фик сированное положение первого поперечного канала 52 распределителя 35 обусловливает подачу подлщмного што ка 21 до подхода к.головке 13 прессформы вплотную. 45Затем после переключения цепи путевым выключателем 25 (Я 4), без самовоэврата, вмонтированным в транспортной направляющей 10, катушка соленоида 12 (Ь 1) срабатывает при выходе передней части пресс"формы из барабана 6 на выталкивание подвесного сердечника.11 для плотного смыкания верхней половины. пресс-формы с ее нижней половинойа .с учетом ограничения хода сердечника 11, не препятствуя при этом свободному перемещению пресс-формы вместе с соле. ноидом 12 между транспортными направляющими 9 и 10. При этом барабан 6 остается в том же фиксирован- . ном фиксатором 44 положении при отключенной муфте 2 сцепления, На выталкивание подвесного сердечника 11 срабатывает контакт н.з. К 3.1 и блокирующий контакт К 4, н.э. К 3.2.К 4 остается в н.з. состоянии после возвращения в исходное положение, пока соленоид 12 с сомкнутой пресс- формой на своем обратном пути. не разомкнет вторым нажатием на путевой выключатель 25 (Я 4) цепь электрического тока.После переключения цепи путевым выключателем 26 (Я 5) обеспечивается открывание головки 13 для заполнения формующей полости пресс-формы путем. разведения в противоположные стороны рычагов запирающего элемента 15 открывания и запирания головки 13. Это происходит в результате включения электропривода 59. При этом работа электропривода 59 рассчитана как на открывание головки 13, обеспечивающееся перекидным контак" том н.з. К 2.2 при блокировании К 1 н.з. К 2.3, так и на останов электро привода 59 на запланированное время заполнения пресс-формы за счет последующего возвращения контакта н.з. К 2.2 в исходное положение при оставшимся подключенным на эту же шину заблокированные контактом н.з. К 1.4 (на минусовую шину),Вслед за закрытием головки 13 следует подключенный н.р. К 1.2 электромагнита 20 (Ь 2);После запирания головки 13 и подключения к переднему торцу пресс-.формы электромагнита. 20 (Ь 2) по команде от среднего контакта, текущего выходного сигнала электроманометра 45, характеризующего текущее состояние в момент наполнения прессформы полимером с подачей порофора через распределитель 17 с Г-образныю пазом, по абсолютному давлению К 11 включается на расчетное время электродвигатель 34 (М 4)редуктор 53, который поворачивает.на заданный угол шток -51.распределителя 35 для подачи нагретой среды, требуемой для отвердевания. смеси; через выполненные в .дорне 14 группы отверстиякаждая из которых по суммарным площадям на выходе у своего сектора25 примерно пропорциональна площади последнего в отвердеваемой области.Вслед за этим незамедлительноподается по команде К 12 электроманометра 45, со значительно большейскоростью, чем подавалась, тепловаясреда, сильно охлажденная струя хлад-.агента от источника 36 низкого давления через клапан двойной регулировки после распределителя 35, свя 10занный с обратным клапаном 23 поджимного штока 21, Если подача тепловойсреды проводится на выводах отверстий о дорна 14 с дозвуковыми скоростями, то подача хладагента и врисутствии ингибиторов в любом случае осуществляется со сверхзвуковойскоростью (простреливает).Такое встречное, пограничное степловым воздействие на задаваемую от центра дорна 14,глубину по отвердеваемой областиформуемого изделия резко охлаждающейсреды обеспечивает на границе ихраздела сосуществование различнойструктурной пластикации наружногослоя иэделия по отношению к его основной центральной области.Команда на отвод пресс-формы между параллельными транспортным направляющими 9 и 10, в сомкнутом виде вместе с сопровождающим ее подвесным сердечником 11 соленоида 12,установленного на шариковой опоре, дается в результате замыкания"сцепи электрического. тока н.з. К 9.1катушки 42 (Ь 4) электромагнитного клапана, шариковый клапан 40 которого запирает прямоточный ходструи источника 37 высокого давления после выхода из распределителя35, при одновременном срабатыванииконтакта н.р. К 9.2 на включение цепиК 7, перекидные К 7.1 и К 7.2 определяют направление вращения электропривода 38 (МЗ) регулируемого дросселя 39 на запирание.В этой цепи также имеются и н,э.контакты других реле своевременного обесточивания электропривода 38 50(МЗ) после каждого его срабатываниякак на открывание потока струи,так и ее отсечки.Таким образом, если для остановаподжимного штока 21 с пресс-формы 55достаточна одна команда К 9.1 назапирание шарикового клапана 40,то для отвода .поджимного штока 21 от голонки 13 необходимо одновременное запирание и дросселя 39 и электромагнитного шарикового клапана 40 соответственно н.р, К 9.1 и К 9.2.Подошедший в крайнюю позицию сзади верхней проходной камеры 4 барабана 6 электромагнит 20 (Ь 2) нажимает на путевой выключатель 27 (86), а сопровождающий пресс-форму солено нд 12 (Ь 1) вторично нажимает на путевой выключатель 25 (54), который без возврата. При этом подвесной сердечник 11 (Ь 1) освобождает прессформу для ее введения в проходную камеру О барабан 6, где она фиксируется подпружиненными фиксаторами 7. За этим следует также отключение н.з. К 8.2 электромагнита 20 (Ь 2), а н.р. К 8.1 - подключение катушки 43 (Ь 5) фиксатора 44 для расфиксации барабана 6 и цикл завершается последующим включением электромагнитного пускателя 30 (82) подключения муфты 2 привода барабана 6, что осуществляется после выгрузки из нижней проходной камеры О барабана 6 посредством пневмоцилиндра 24 прессформы с отформованным иэделием.Далее цикл изготовления изделий повторяется.На предлагаемой роторной установке можно формовать полые изделия, в частности вспененые, с различной структурной пластикацией наружного слоя по отношению к его основной центральной области (сердцевине), что важно и для современного протезостроения при групповом изготовлении облицовок протезов по гипсовым индивидуальным промоделям, ряда анатомических изделий. Использование предлагаемого технического решения в протезостроении позволяет получить облицовки ис" кусственных голеней с жесткостными характеристиками, приближающимися к степени упругости топографии сохранившейся конечности.Благодаря тому, что последовательно подаваемое на боковой вход дорна 14 среды на его выходе обладают кинетической энергией и энергией потенциальной за счет того, что они находятся под давлением и, кроме того, имеют зоны взаимодействия с предварительно введенной в полость пресс-формы массой, имеющей некоторую вязкость для не1168 разрывного контакта с дорном 14, тосоответственно эти энергии передаютсяна вспениваемую массу, которая заполняет весь объем пресс-формы привспенивании, а при отвердевании теп- Зловая среда Достигает заранее выделенного контура в соответствии сраспределенными по секторам зонами, с разной отдаленностью от центра дорна 14, Поскольку внутри дорна 1 О14 температура среды одинакова, адиаметр дорна 14 тоже одинаковыйпо всей длине и потерями по длине3можно пренебречь, то давление можно считать практически постоянным внутри дорна 14, а в канале ои отверстиях , в частности на выходах давление зависит от площадейэффективных сечений. Таким образом,достижение цели обеспечивается не 2 Оза счет разностей давлений, а засчет разности скоростей проникновения теплоносителя, учитывая, то,чем больше скорость, тем большетеплоотдача, а в кажДой точке на вы 427 12ходах отверстийдорна 14 она зависит от суммарных площадей эффективных сечений каналов. Своевременная подача с большей скоростью хладаген" та по периферии отверждаемой области формуемого изделия противоположно нагретой. среде позволяет, в частности, в присутствии соответствующих ингибиторов частично подавить функциональные группы по которым проходит отвердение.материала со смещением равновесия реакции, оставляя наружный слой требуемой конфигурации эластичным, за счет частичного отвердевания вокруг сердцевины самого исходного материала. Наружная корка при этом образуется за счет сопротивления пресс-формы, а отвердеваемая ограниченная область в поперечных сечениях и продольном направлении в соответствии с шагом винтовой линии отверстий 1с учетом направленности последних образуется эа счет экэотермии ре" акции.