Устройство для термоимпульсной сварки полимерных материалов

Союз Советских Социалистичесних Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ау(22) Заявлено 25.1 27 9 (21) 2858170/23-05с присоединением заявки йо(Р)М К 3 В 29 С 27/об Государственный омнтет СССР ио дедам изобретений н отрытий(72) Авторы изобретения Ю.Г. Ясинский, В.Т. Колесников и Е.В. КутЦов --Всесоюзный научно-исследовательский и эк ериментально" конструкторский институт тары и паковки(54) устРОйстВО для теРмоимпульснОЙ сВАРки ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для термоимпульсной сварки полимерных пленок.Известно устройство для термоимпульсной сварки пакетов из термопластичных пленок, содержащее сварочную плиту, на которой размещена изоляционная .прокладка с расположенным в ней с зазором нагревательным элементом, один конец которого жестко закреплен на сварочной плите, а другой снабжен растяжкой, закрепленной на сварочной плите через пружину 11).Недостаток этого устройства заключается в том, что при сварке пакетов с использованием нагревательЮЬ- го элемента, имеющего взаимно пересе. кающиеся участки, в местах стыка этих участков в момент сварки нагревательный элемент расширяется в различных направлениях и коробится, что приводит к образованию местных непроваров и пережогов и снижению качества сварки.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для термоимпульсной сварки полимерных материалов, содержащее сварочиую плиту со смонтированным на нейпрофилъньв 4 нагревательньва элементом,расположенным по контуру сварочного швар и средства для компенсациитеплового расширения нагревательногоэлемента 121.Недостатком указанного устройства является то, что в нем не обеспечивается равномерная температуранагревательного элемента по всему контуру, так как расположенные в местахстыка его пересекающихся участков. горизонтальные отростки в местах соединения с лентой нагревательного 15 элемента вызывают увеличение площадиего сечения и резкое падение омическое сопротивление, поэтому эти участки йагревательного элемента имеютболее низкую температуру, чем весь 20 контур нагревательного элемента. Врезультате шов получается неравнопрочным, причем ослабленные меставозникают в наиболее нагруженных прнэксплуатации местах пакета - углах..Цель изобретения - повышение качества сварного шва за счет обеспечения равномерного нагрева нагревательного элемента.указанная цель достигается тем, З 0 то в устройстве для тюжоимпульснойадуложен в канавку с зазором для того сФер 16 оказываются зажатыми между чтобы он имел возможность перемещать-б 5 нагревателями верхней и нижней плисварки полимерных материалов, содер-жащем сварочную плиту со смонтированным на ней профильным нагревательнымэлементом, расположенным по контурусварного шва, и средства для компенсации теплового расширения нагревательного элемента, нагревательныйэлемент по всему сечению выполненГ-образного профиля, горизонтальнаячасть которого расположена на поверхности сварочной плиты, а вертикальная часть утоплена в ней.С целью повышения качества шва,имеющего взаимно пересекающиеся участки, средства для компенсации теплового расширения нагревательного элемента выполнен в виде смонтированных на сварочной плите подпружиненных шаровых опор, взаимодействующихс нагревательным элементом и расположенных с его внутренней стороныв местах стыка пересекающихся участков .Такое выполнение устройства обеспечивает равномерный нагрев нагревательного элемента по всему контуру,что позволяет получить качественноесварное соединение.На фиг. 1 изображено предлагаемоеустройство, общий вид; на фиг. 2то же, вид сбоку, на фиг, 3 - сварочнаяплита, вид сверху; на Фиг, 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - раз- .рез Б-Б на Фиг. 3; на Фиг, 6 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 3; на Фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 7; на Фиг. 9, 10 и11 - варианты выполнения контуранагревателя; на Фиг. 1 - разрезЕ-Е на фиг. 9, 10 и 11; на фиг. 13вариант выполнения нижней неподвижной плиты для изготовления шаровыхемкостей,Устройство для термоимпульснойсварки термопластичных пленок содержит станину 1, на которой закреплены кронштейны 2 со смонтированнымина них неподвижной сварочной плитой3 и подвижной прижимной плитой 4.Неподвижная сварочная плита 3 состоит из электроизоляционной плиты5, термостойкой электроизоляционнойпрокладки б, например, из стеклолакоткани, пропитанной Фторопластом.На прокладке 6 расположен нагревательный элемент 7 из нихрома, выполненный по контуру свариваемого изделия. Нагревательный элемент в сечении Цмеет Г-образный профиль.ФГоризонтальная часть профиля расположена на поверхности электроизоляционной прокладки б, уложенной наповерхности плиты 5, а вертикальнаячасть профиля утоплена в тело плитыи размещена в канавке 8. Сверху нанагревательном элементе 7 лежит прокл ка 9. Наг евательный элемент ся в плоскости сварки при термическом расширении. Кроме этого, для термического расширения нагревателя вплоскости между электроизоляционными прокладками также имеется зазор10. Нагревательный элемент в местахвзаимно пересекающихся участков снабжен растяжками, выполненными, например, в виде пружин 11, работающих насжатие, заложенных в гнезда 12 иупирающихся через шаровые опоры 13 вгнездах 14 в вертикальную часть профиля нагревательного элемента, Гнезда13 и 14 выточены непосредственно втеге электроизоляционной плиты.В случае сварки по круговому кон 15 туру (фиг. 13) растяжек не требуется, так как нагревательный элементрасширяется равномерно в радиальномнаправлении в плоскости сварки. Сварочная плита в этом случае имеетЯ сквозное отверстие 15. Расширениебез коробления обеспечивается коль-цевой канавкой 8. Подвижная плита 4устройства также снабжена нагревательным элементом, аналогичным поконструкции нагревательному элементунеподвижной плиты,Контур нагревательного элементав зависимости от вида свариваемогоизделия может быть П-образным длясварки пакетов, прямоугольным замкнутым, например, для привариваниякрышек к лоткам, круговым, например,для сварки цилиндрических или шаровых емкостей, состоящих из двух частей с Фланцами по кромкам (фиг, 9,З 5 10Электроэнергия к нагревателям подводится в нижней части профиля черезклеммы 17, На Фиг. 12 показано местоподвода электроэнергии 18 к нагрева 40 телям различных контуров, но для всехоно выполняется одинаково: черезвертикальную часть профиля.Устройство работает следующим образом.Заготовка изделия, например пакеты,помещаются на неподвижную сварочнуюплиту 3. При пуске устройства поддействием пневмоцилиндра подвижнаяплита 4 опускается до смыкания сосварочной плитой 3, Нагревательныеплиты получают ьщпульс электротокаи происходит сварка, далее подачаэлектротока .прекращается и осуществляется охлаждение сварного шва поддавлением. По истечении установленного срока подвижная плита 4 поддействием пневмоцилиндра поднимается, приходя в исходное положение,Готовое изделие удаляется.В случае сварки иэделий из объем 0 ных заготовок, например полусфер(Фиг. 13), сварочная плита имеетсквозное отверстие 15 для их укладки, При смыкании плит фланцы полуты. В этом положении происходит сварка. Равномерно нагреваясь, Г-образный профиль перемещается в зазорах в плоскости сварки, исключая короб- ление.Предлагаемое устройство обеспечивает постоянство площади сечения рабочей части профиля нагревательного элемента, а следовательно и по" стоянство температуры по всему контуру. Подвод электроэнергии вне зоны сварки позволяет получить равно- прочные сварные швы по замкнутому контуру за один прием.Расположение растяжек внутри контура нагревателя с Г-образным профилем позволяет отказаться от отрост ков, через которые действует пружина и которые являются причиной падения сопротивления нагревателя в этих местах, Нежесткое крепление растяжек в углах контура и передача ра- Я стягивающего усилия сжатой пружины через шаровую опору не требует специального расчета направления действия растяжек. Все это позволяет повысить качество сварного шва к упростить конструкцию устройства.Формула изобретения1, Устройство для термоимпульсной сварки полимерных материалов, содер жащее сварочную плиту о смонтированными на нвй профильным нагревательным элементом, расположенным поконтуру сварного шва, и средствадля компенсации теплового расширениянагревательного элемента, о т л ич а ю щ в в с я тем, что, с цельюповышения качества сварки эа счетобеспечения равномерного нагревательного элемента, нагревательный элемент по всему сечению выполнен Г-образного профиля, горизонтальная часть которого расположена на поверхности сварочной плиты,а вертикальная часть утоплена в ней.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что с целью повышения качества шва, имеющего взаимно пересекающиеся участки, средствадля компенсации теплового расширения нагревательного элемента выполнены в виде смонтированных на сварочной плите подпружиненных шаровыхопор, взаимодействующих с нагревательным элементом и расположенныхс его внутренней стороны в местахстыка пересекающихся участков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 1479853,кл. 39 а 19/02, опублик. 19702. Авторское свидетельство СССРМ б 63597, кл. В 29 С 27/Об, 1977859176 г. 18 оставитель Н. Елисееваехред Ж, Кастелевич Корректор Л Иван Редактор Н зродная аказ 7433/30 лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,ВНИИ по 13035, Тираж Государ елам изо сква, Ж