CN101284405B - 制备无接缝高压胶囊的模具及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备无接缝高压胶囊的模具，该模具包括：内模具：该内模具设置有向外延伸的定位轴和方便移动且设置在定位轴附近的限位件；和外模具：该外模具具有与定位轴和/或限位件形状及大小相匹配的开放部。利用上述模具经过定位制型、二次补胶、硫化和取模步骤制成高压胶囊。因本发明只用一次性硫化即可制作高压胶囊，与现有技术相比可节省二倍的能源，其工效可提高三倍，且该种胶囊没有缝隙，其质量特别好。
Description
技术领域：
本发明涉及一种制备无接缝高压胶囊所用的模具及利用该模具制备无接缝高压胶囊的方法。
背景技术：
高压胶囊是一种由片状橡胶构成的袋状体，且在袋状体的一个端部设置有用于向其内注入流体的气嘴，如蓄能器内的胶囊就属于这种结构的高压胶囊。由于高压胶囊的含胶量一般在60-70％之间，且通常被应用在压力为31.5兆帕以上的场合，所以，在制备胶囊时均采用硫化罐或硫化机等设备对经混炼和压延后的成胶囊形的生胶片进行硫化，而采用这类设备硫化时，一般需要外模具和与该外模具形状相同或相近似的内模具相互配合来硫化生胶片。
然而，现有技术中认为制作无接缝高压胶囊是不可能的，因为高压胶囊是一个袋状体，要想使其无接缝，则需要将生胶片一次性地全部包覆在内模具的表面，然后才能将外模具扣合在生胶片的表面对其进行硫化，在用生胶片包覆内模具的过程中，要是不将内模具悬空就无法完成包覆任务，而要想使其悬空，其支撑点部位无法包覆生胶片；其次是因为高压胶囊端部只具有一个相对小的开口，如果采用整体模具，特别是整体的内模具对生胶片进行硫化，因其直径远大于开口的直径，致使内模具无法从开口部位取出；在这种思想的支配下，一种技术偏见是制作胶囊或类似物件必需采用分体式，另一种技术偏见是生胶片不具有弹性，直接连接有相当的困难，而组成胶囊的各分体胶囊只有通过硫化使其具有一定的弹性后才适合于连接，所以，在制作高压胶囊时，一般采用将经混炼和压延后的生胶片制作成二块或三块分胶囊，然后将分胶囊分别硫化，再将硫化后的分胶囊粘结成一个整体，再对其进行二次硫化的工艺过程。该种制作高压胶囊的方法首先反应出来的问题是成本高，因为制作高压胶囊的成本主要体现在原料成本和硫化成本这两个方面，且在橡胶制品中，硫化是相对复杂的一道工序，且每一次硫化的时间较长，所以，采用二次硫化的方法不仅会大大增加其制作成本和浪费较大量的能源，并且还大大延长制作高压胶囊的时间；其次是当第一次分体胶囊硫化完成后，生胶片已经变成具有橡胶本质特性的熟胶，而第二次硫化主要是为了硫化粘结接合缝部位，但，即使接合缝隙部位经硫化能够结合在一起，在外观上也能形成明显的环缝痕迹，该环缝不仅严重地影响其外观美感，而且也严重地影响了高压胶囊的质量，高压胶囊是在高压氛围内工作的部件，特别是蓄能器胶囊在工作时，总是处在被高压流体压缩蓄能或释放能量的状态，而在这种状态下工作的高压胶囊极易在接合缝部位断裂，所以，该种结构的高压胶囊使用寿命较短。
发明内容：
本发明的任务是提供一种利用可活动固定内模具的方式解决生胶片不能完整覆盖内模具问题的制备无接缝高压胶囊的模具。
本发明的另一个任务是提供一种利用能分块拆卸以解决高压胶囊不能一次硫化成型问题的制备无接缝高压胶囊的模具。
本发明的另一项任务是提供一种利用上述模具制备高压胶囊的方法。
本发明所提出的制备无接缝高压胶囊的模具包括：
内模具：该内模具设置有相对于内模具长度方向向外延伸的定位轴和方便移动且轴向设置在定位轴侧面的限位杆件；外模具：该外模具具有与定位轴和限位杆件形状及大小相匹配的开放部。定位轴和限位杆件可以使内模具在三维方向上悬空固定，而限位杆件方便移动可以向内模具裸露部位补充生胶片，进而使内模具的表面能形成完整的生胶片囊体。
所述内模具包括一个定位轴和安装在该定位轴周边且按轴向排列的分立模块，以及用于固定分立模块的固接件，该固接件由设置在分立模块端部的环形凹槽和可安装在该环形凹槽内与其紧密配合的环形圈构成。所述分立模块中至少有一个分立模块的横断面为矩形体或接近于矩形体，分立模块沿着定位轴的径向设置有1-4层。
利用上述模具制备无接缝高压胶囊的方法，包括以下步骤：
a、定位制型：首先用定位轴和限位杆件将内模具定位，然后将生胶片放在内模具外表面上，再用外模具挤压该生胶片，使生胶片在挤压时延展并覆盖在内模具裸露部位的表面，以形成缺口的生胶囊体；b、二次补胶：让定位轴和限位杆件与内模具表面脱离，并在定位轴和限位杆件固定内模时留下的空穴部位补充生胶片，再将补充的生胶片通过挤压的方式与缺口生胶囊体边沿连接形成完整的生胶囊体；c、硫化：对模具内的生胶囊体进行硫化；d、取模：将内模具从硫化后的胶囊内取出，再对胶囊的口部安接硫化封头后即为成品无接缝胶囊。所述定位制型和二次补胶步骤中，对生胶片的挤压压力为441-588N/cm2。所述硫化步骤中，其硫化温度为100℃-160℃，硫化压力在245N/cm2-686N/cm2，硫化时间在30-90分钟。
取模步骤中，采用将内模具中的分立模块依次从胶囊内取出的步骤。将内模具中的分立模块依次从胶囊内取出的步骤中，采用先取横断面为矩形的分立模块，然后再依次从胶囊内取出其他模块的步骤。
利用上述模具制备无接缝高压胶囊的方法，包括以下步骤：
a、定位制型：首先用定位轴和限位杆件将内模具定位，然后将生胶片放在内模具的外表面上，再用外模具挤压该生胶片，使生胶片在挤压时延展并覆盖在内模具裸露部位的表面，形成缺口的生胶囊体；b、二次补胶：让定位轴和限位杆件与内模具表面脱离，在定位轴和限位杆件固定内模具时留下的空穴部位补充生胶片，再将补充的生胶片通过挤压的方式与缺口生胶囊体边沿连接形成完整的生胶囊体；c、硫化：对模具内的生胶囊体进行硫化；d、取模：将内模具从硫化后的胶囊内整体取出，然后在胶囊的口部安装气嘴封头和补充生胶，对补充的生胶进行二次硫化，所得到的胶囊即为成品胶囊。所述定位制型和二次补胶步骤中，对生胶片的挤压压力为441-588N/cm2。所述硫化步骤中，其硫化温度为100℃-160℃，硫化压力在245N/cm2-686N/cm2，硫化时间在30-90分钟。
由于本发明采用了整体制型和一次性硫化的工艺步骤制作高压胶囊，与现有技术相比可节省二倍的能源，其工效可提高三倍，且该种胶囊没有缝隙，其质量特别好；同时在整体制型中，仅采用固定内模具和二次补生胶片，以及一次硫化的步骤，其工艺过程相当简单，制作成本较低；另外，内模具采用分立模块的结构，只要每一个分立模块的直径小于或略大于胶囊的口部，分立模块即可很方便地从内模具中取出，而分立模块与整体模块相比并不会增加多少成本。
附图说明：
附图1是本发明所提出的制备无接缝高压胶囊的模具中内模具1的一个实施例的外观分解示意图；
附图2是本发明所提出的制备无接缝高压胶囊的模具中内模具2的另一个实施例的外观分解示意图。
具体实施方式：
参见图1，该图给出本发明所提出的制备无接缝高压胶囊的模具的中内模具1的一个实施例的外观结构示意图。本实施例中给出的内模具1包括一个定位轴11和安装在该定位轴11周边且按轴向排列的分立模块，在诸分立模块中，有两个分立模块的横断面为矩形或接近于矩形模块12，且这两个矩形模块12沿着定位轴11的直径方向相对，其余的分立模块的横断面为梯形分立模块13。分立模块12和13组合后可由固接件固定，该固接件可由设置在分立模块12和13端部的环形凹槽14和可安装在该环形凹槽14内与其紧密配合的环形圈(图中没有给出)构成。
利用该模具制备无接缝高压胶囊时，要经过定位制型、二次补胶、硫化和取模步骤。在定位制型步骤中，首先将内模具1的定位轴11固定在硫化罐或硫化机设备上，然后采用限位杆件沿着定位轴11的轴向顶在内模具1的两端，使内模具1能轴向定位，将生胶片放在内模具1的外表面上，再用内表面与内模具1的外表面相同且两者间隔有预定距离的外模具(图中没有给出外模具的具体结构，但该外模具上只是设置有与定位轴11和限位杆件形状及大小相匹配的开放部，其它部位与现有技术中的外模具基本相同)挤压该生胶片，使生胶片在挤压时延展并覆盖在内模具1裸露部位的表面，以形成缺口的生胶囊体，该缺口是由定位轴11和限位杆件所占据的位置形成的；在二次补胶步骤中，首先让定位轴11和限位杆件与内模具1表面脱离，具体脱离方式是将限位杆件从内模具1的表面离开，将定位轴11沿着轴向拉动，且使定位轴11向内模具1内收缩的一端的端面与内模具1的外表面相平行，然后在限位杆件和定位轴11固定内模具1时留下的空穴部位补充生胶片，再将补充的生胶片通过限位杆件和与定位轴11端面相同的杆件挤压补充的生胶片，以使补充的生胶片与缺口的生胶囊体的缺口边沿通过挤压的方式连接并形成完整的生胶囊体，定位制型和二次补胶步骤中，对生胶片的挤压压力为441-588N/cm2；在硫化步骤中，首先对外模具和内模具1之间的生胶囊体进行硫化，其硫化温度为100℃-160℃，硫化压力在245N/cm2-686N/cm2，硫化时间在30-90分钟；在取模步骤中，首先将内模具1中的定位轴11从模具中取出，然后取横断面为矩形的分立模块12，再从胶囊内依次取出横断面为梯形的分立模块13，最后再对经硫化后的胶囊口部安接硫化封头即为成品无接缝高压胶囊。由于上述限位杆件的功能是用于限定内模具1的位置，可以采用端面形状与内模具1相接触部位形状相同或相近似的杆件或其它构件，本领域技术人员根据其作用，不经过创造性劳动完全可以实施，所以，图1中没有给出限位杆件的具体结构。
另外，利用整体结构的内模具制备无缝接接高压胶囊时，也可以采用与上述相同的定位制型、二次补胶和硫化的步骤，只是在取模步骤中，因被硫化后的生胶片具有一定的弹性，所以，可通过将胶囊口部扩大的方式将内模具从胶囊内整体取出，然后在胶囊的口部安装气嘴封头和补充生胶，对补充的生胶进行二次局部硫化，所得到的胶囊即为成品高压胶囊。
参见图2，该图给出本发明所提出的内模具2另一个实施例的外观结构示意图。内模具2与实施例1所提出的内模具1的结构基本相同，只是在实施例1所述内模具1的基础上增加一层分立模块21，即该实施例中设置有两层分立模块21，以用其制作较大体积的高压胶囊。参照本实施例，如需制作更大体积的高压胶囊，内模具2还可以由3层或4层的分立模块21构成。
Claims (7)
1.制备无接缝高压胶囊的模具，其特征在于包括：
内模具：该内模具设置有相对于内模具长度方向向外延伸的定位轴和方便移动且轴向设置在定位轴侧面的限位杆件，所述内模具包括一个定位轴和安装在该定位轴周边且按轴向排列的分立模块，以及用于固定分立模块的固接件，该固接件由设置在分立模块端部的环形凹槽和可安装在该环形凹槽内与其紧密配合的环形圈构成。；和
外模具：该外模具具有与定位轴和限位杆件形状及大小相匹配的开放部。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述分立模块中至少有一个分立模块的横断面为矩形体或接近于矩形体。
3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述分立模块沿着定位轴的径向设置有1-4层。
4.利用权利要求1或2或3所述模具制备无接缝高压胶囊的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、定位制型：首先用定位轴和限位杆件将内模具定位，然后将生胶片放在内模具外表面上，再用外模具挤压该生胶片，使生胶片在挤压时延展并覆盖在内模具裸露部位的表面，以形成缺口的生胶囊体；
b、二次补胶：让定位轴和限位杆件与内模具表面脱离，在定位轴和限位杆件固定内模具时留下的空穴部位补充生胶片，再将补充的生胶片通过挤压的方式与缺口生胶囊体边沿连接形成完整的生胶囊体；
c、硫化：对模具内的生胶囊体进行硫化；
d、取模：将内模具从硫化后的胶囊内取出，再对胶囊的口部安接硫化封头后即为成品无接缝胶囊。
所述定位制型和二次补胶步骤中，对生胶片的挤压压力为441-588N/cm2。
所述硫化步骤中，其硫化温度为100℃-160℃，硫化压力在245N/cm2-686N/cm2，硫化时间在30-90分钟。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述取模步骤中，采用将内模具中的分立模块依次从胶囊内取出的步骤。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述将内模具中的分立模块依次从胶囊内取出的步骤中，采用先取横断面为矩形体的分立模块，然后再依次从胶囊内取出其他模块的步骤。
7.根据权利要求4所述无接缝高压胶囊的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、定位制型：首先用定位轴和限位杆件将内模具定位，然后将生胶片放在内模具的外表面上，再用外模具挤压该生胶片，使生胶片在挤压时延展并覆盖在内模具裸露部位的表面，形成缺口的生胶囊体；
b、二次补胶：让定位轴和限位杆件与内模具表面脱离，在定位轴和限位杆件固定内模具时留下的空穴部位补充生胶片，再将补充的生胶片通过挤压的方式与缺口生胶囊体边沿连接形成完整的生胶囊体；
c、硫化：对模具内的生胶囊体进行硫化；
d、取模：将内模具从硫化后的胶囊内整体取出，然后在胶囊的口部安装气嘴封头和补充生胶，对补充的生胶进行二次硫化，所得到的胶囊即为成品胶囊。
所述定位制型和二次补胶步骤中，对生胶片的挤压压力为441-588N/cm2。
所述硫化步骤中，其硫化温度为100℃-160℃，硫化压力在245N/cm2-686N/cm2，硫化时间在30-90分钟。
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