Устройство для измерения температуры пресс-формы и способ его изготовления

9) (1 ф) СОЮЗ СОВЕТСКИХЗЗВЗИЩНЕШИКРЕСПУЬЛИН 8 01 К 7 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЯ ИСА корпус выполнен расположенным ТВ 10 юл У 48 едовательс ьных спосо Шенделис и овлитьяА.А.Крей 8.8)свидетельст01 К 1/14,идетельствоО 1 К 1/14,3757206,опублик.идетельство01 К 7/02,СССР962. 977 ССС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕ РАТУРЫ ПРЕСС-ФОРМЫ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ.(57) 1. Устройство для измтемпературы пресс-формы, скорпус и обойму, выполненматериала пресс-формы, и тизолированные термоэлектроустановлены без зазора в окорпуса, о т л и ч а ю щ еем, что с целью повышения в н со еренияодержащееные изермопару,ды которотверстиие с яэксплуат сев оотношен еформапуса. ВТОРСКОМУ СВИД(56) АвторскоеУ 158114, кл. САвторское свВ 150268, кл. СПатент США Вкл. С 01 К 7/02Авторское свВ 159310, кл. С ционнои надежности,с опорным элементомв зоне горячего сная термопары, причем диаметр корпуса не менее чем в два раза превышает расстояние от горячего спая термопары до контактной поверхности корпуса.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что корпус выполнен с концентратором напряжения в виде кольцевой канавки, расположенной симметрично относительно оси отверстия корпуса.3. Способ изготовления устройства для .измерения температуры пресс-формы, по которому термоэлектроды термопары устанавливают в отверстии корпуса и затем корпус деформируют в осевом направлении, о т л и ч а ю щ и йтем, что на корпус воздей тороны, противоположной оп енту, причем величину хода еформирования определяют и 15 - 1,25),величина хода осевойции;диаметр отверстия кИзобретение относится к термомет-.рии и может быть использовано в устройстве для измерения температурыпресс-формы.Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежностиустройства для измерения температуры пресс-Формы.Для достижения указанной целив устройстве для измерения температуры пресс-формы, содержащем корпуси обойму, выполненные из материала.пресс-формы, и термопару, изолированные электроды которой установлены без зазора в отверстии корпуса,последний выполнен с опорным элементом, расположенным в зоне горячего спая термопары, причем диаметркорпуса не менее, чем в два раза превышает расстояние от горячего спаятермопары до контактной поверхностикорпуса, при этом корпус предпочтительно выполнять с концентраторомнапряжения в виде кольцевой канавки,расположенной симметрично относи. тельно оси отверстия корпуса.Такое устройство изготавливаетсяспособом, согласно которому термоэлектроды термопары устанавливаютв отверстии корпуса и затем корпусдеформируют в осевом направлении,причем на корпус воздействуют состороны, противоположной опорномуэлементу, а величину хода осевогодеформирования определяют из соотношения1=(1,15-1,25)д,где Ь - величина хода осевой дефор-.мации;д - диаметр отверстия корпуса.На фиг. 1 схематически изображе: но устройство для измерения температуры пресс-формы, общий вид; нафиг. 2 - плоскость установки горячего спая термолары, поперечное сечение; на фиг. 3 - то же, продольноесечение; на фиг, 4 - заготовка корпуса; на фиг, 5 - то же, вид сверху.Устройство содержит корпус 1,обойму 2, термоэлектроды 3 в термостойкой электроизоляции 4. Параллельно контактной поверхности 5 выполнена щель 6, в центре которой без зазоров расположен горячи спай 7, опирающийся на опорный элемент 8, размещенный со стороны, противоположнойконтактной поверхности 5.Симметрично оси 9 щели 6 по контуру корпуса 1 размещена канавка 10, 201689 2 а на наружной поверхности 11 корпуса 1 выполнены пазы 12, в которых размещены электроды 3. Обойма 2 снаб жена фланцем 13, взаимодействующим с торцом 14 отверстия 15 для уста-: новки устройства в рабочую плиту 16 пресс-формы 17. В рабочей плите 16 пресс-формы 17 перпендикулярно формообраэующей поверхности 18 выполнено сквозное отверстие 19, в которое по плотной посадке устанавливается устройство так, что при упоре фланца 13 обоймы 2 в торец 14 отверстия 15 контактная поверхность 5 корпуса располагается эаподлицо с формообразующей поверхностью 18 рабочей плиты 16.Электроизоляция 4 термоэлектродов 3 имеется на всем их протяжении,5 1 О 5 кроме зоны горячего сная 7, составляющей один-два диаметра термоэлект 20 родов 3, и может быть выполнена на разных участках в виде фарфоровых трубок, термостойкого лака, окисных плен и т.л.Для поддержания заданного уровня температуры рабочие плиты пресс-формы литья под давлением снабжаются 25 охлаждением, выполняемым в диде ка наловф по хатор циркулирует охлаждающая жидкость. В месте установкиустройства также каналы выполнитьневозможно, и температура в зонегорячего спая выше, чем на соответствующей глубине в пресс-форме.Для повышения точности показанийустройства за счет обеспечения соответствия с температурой охлаждаемойпресс-формы корпус 1 устройства снабжен охладителем, представляющим собойтепловую трубу 24, Горячую зону 25тепловой трубы 24 располагают в опорной части 26 корпуса, а холоднаязона (не показана) располагаетсяв свободном пространстве пресс-формы,куда отводится избыточное тепло откорпуса 1 устройства.Описываемое устройство работаетследующим образом.При заливке расплава в пресс-фор-, 50 му 17 тепловой поток от расплава распространяется перпендикулярно ее формообразующей поверхности 18.вглубьтела пресс-Формы 17 в соответствиис теплопроводностью ее материала.55 Контактная поверхность 5 корпусав месте его установки также являетсячастью формообразующей поверхности 18. Поэтому при попадании расплавары с применением быстродействующиханалого-цифровых преобразователейи записью на ЭВМ, составляющее0,1 мс. Дополнительный эффект состоит в том, чтоиз-за большей разностйтемператур в направлении, перпендикулярном поверхности 5, именнов этом направлении преимущественноориентирован тепловой поток иэ зо-"ны 22. Поэтому запаздывание его увеличивается, и величина потока, который доходит до точки 8, уменьшается.Для получения опорного элементагорячего спая, плотного двустороннего контакта горячего спая 7 с корпу.сом 1 применяется способ изготовления описываемого устройства, по которому корпус деформируют в осевомнаправлении со стороны, противополож"ной опорному элементу в зоне установки горячего спая, причем величину хода осевого деформирования определяют иэ соотношенияЬ = (1,15 - 1,25)й,где Ь - величина хода деформирования;Й - диаметр отверстия корпусапод установку горячего спая,Выбор величины хода осевого деформирования корпуса, 1 обосновывается следующим образом.При сжатии корпуса 1 с установленным в отверстии 2, горячим спаем 7 на величину, равную диаметруотверстия 20, приходят в соприкосновение противоположные стенки отверстия 20, причем горячий спай 7оказывается при этом вдавленнымв тело корпуса 1 и обжатым материалом корпуса 1 по всему их перимет-.ру, При этом деформации подвергаются шейки 23 корпуса 1. При снятиидеформирующей нагрузки за счет вос"становления упругой части деформации шеек 23 происходит раскрытие щели 6, и между корпусом и горячим спаем образуется зазор, ухудшающий тепловой контакт. Для предотвращения раскрытия щели 6 ход деформирования корпуса 1 увеличивается на 15253 от первоначального диаметра отверстия 20. Нижний предел (15 Ж) обеспечивает десятикратное превышение величины упругого последствия,достаточное для надежной работы устройства (проверка в течение более1000 циклов не выявила отказов).Превышение верхнего предела (25 Х)приводит к перерезке, разрыву термо" 3 1201689 4на контактную поверхность 5 тепловойпоток также распространяется перпендикулярно ей вглубь датчика. Приэтом в месте расположения горячегоспая 7 термоэлектродов 3, как передгорячим спаем 7, так и за ним, находится материал, имеющий ту же теплопроводность, что и материал прессформы 17. Установка горячего спая 7плотно, беэ зазоров устраняет сопротивление тепловому потоку. Поэтомутемпературное. поле в устройствеидентично температурному полю в объеме пресс-,формы 17, и данные по температуре, полученные с помощью описываемого устройства точно соответствуют температуре в теле пресс-формыеТак как устройство представляетсобой сплошное жесткое тело и неимеет полостей, за счет которых мо- .жет деформироваться, усилие, передаваемое от расплава, просто передается через стенку корпуса и воспринимается опорными деталями прессформы, Обеспечивается длительнаянадежная работа устройства.Искажающее влияние на температурное поле установочного зазора междуобоймой 2 и отверстием 19 пресс-фор 30мы 17 и пазов 12 устраняется путемвыбора размеров корпуса 1 из соотношения Б)2,0 А (фиг.4). Выбор размеровкорпуса по приведенному соотношению обосновывается следующими соображениями. Прогрев идет от поверхности 5 вглубь тела пресс-Формы.Установочный зазор создает вокругдатчика ухудшенные условия теплоотвода вглубь тела. Из-эа этого температура датчика в зоне 22 становитсявыше температуры поверхности на осидатчика, Зона повышенной температуры становится источником нового потока, накладывающегося на основной,идущий перпендикулярно поверхности 5. Для устранения погрешности,вызываемой этим дополнительным потоком, необходимо, чтобы момент егоприхода в точку расположения горячего спая 7 наступил позднее момента прихода основного потока на величину времени измерения, Предлагаемоесоотношение размеров корпуса созда"ет минимальное увеличение пути дополнительного потока примерно на 403. 5Эта разница длины пути обеспечиваетзапаздывание дополнительного потока,достаточное для измерения температуВ 1электродов в местах выхода их из, отверстия 20.При осевом деформировании дляобеспечения надежного обжатия мате"риалом корпуса 1 горячего спая 7корпус 1 снабжают концентраторомнапряжений, расположенным симметрично оси отверстия для установки горячего спая и выполненным, например,в виде кольцевой канавки,П р и м е р. Известными способамиизготавливают обойму 2, корпус 1и соединенные в месте горячегоспая 7 термоэлектроды 3.В предлагаемом датчике горячийспай 7 образуют до его установкив корпус 1 датчика непосредственнымсоединением термоэлектродов, например точечной контактной сваркой. Приэтом инерционность зависит не отнаконечника, а только от сеченияприменяемых термоэлектродов. В заготовке корпуса 1 выполняют диаметральное отверстие 20 для расположения в нем горячего спая 7, кольцевуюканавку 10, расположенную симметрично оси отверстия 20 и превышающуюего по ширине, и пазы 12 на наружной поверхности 21, причем обой 201689бма 2 выполняется сопрягающейсяс корпусом 1 по скользящей пли болееплотной посадке по диаметру и корочепо длине. Затем горячий спай 7 располагают в отверстии 20, изолирован"ные термоэлектроды 3 укладывают в пазы 12 корпуса 1, помещают корпус 1в обойму 2, совмещают торцы 21 и 22корпуса 1 и обоймы 2 и деформируют1 о корпус 1 в осевом направлении. Приэтом должно быть приложено усилие,достаточное для пластического деформирования шейки 23 корпуса 1 и плотного соприкосновения противоположных15 сторон 8 отверстия 20 с горячим спаем 7 и между собой.Кольцевая канавка 10 и зазорыв пазах 12, в которые уложены термоэлектроды 3 в изоляции 4, после алас 2 О тического деформирования заполняюттермостойкой пастой,Датчик может быть снабжен несколькими горячими спаями 7, расположенными на различном расстоянии от кон 25 тактной поверхности 5, причем размеры корпуса 1 выбирают по наиболееудаленной щели 6, а ход деформирования выбирают как сумму ходов в зависимости от числа щелей 6 в датчике.301201689 23 Фиг,Ф10 оставитель В.КопаевТехред Т.Дубичнак Корректор В.Бутяга Редактор Н.Шв кая акаэ 79 ноеР 4 5 аушская наФ еав Мюае тная, 4 илиал ППП "Патент Ужгород Пр ВНИИПИ Г по де 035, Мос