CS197204B2 - Facility for pressing the expansive products - Google Patents

Description

(54) Zařízení pro lisování expansivních výrobků

Vynález se týká zařízení pro lisování expansivních výrobků, zejména pro lisování polystyrenu.

losování expansivních materiálů pro získání výrobků s požadovaným tvarem se provádí na lisech, jejichž podstatnou částí je zařízení pro lisování, které má zpravidla několik forem, jejichž matrice se k sobě přikládají v dělicí čáře.

Materiál, který je předběžně expandován, se do formy vstřikuje. Teplota, při které proces probíhá, je řádově 120 °C a dosahuje se jí párou, která se přivádí do komory, jež obklopuje formu.

Takové zařízení, které je podrobněji popsáno v dalším, je nevýhodné, protože má velkou spotřebu energie a doba potřebná pro lisování je poměrně dlouhá. Mimoto výměna jedné matrice vyžaduje výměnu všech matric uspořádaných na téže straně zařízení.

Tyto nevýhody se odstraňují vynálezem, který znamená zásadní změnu koncepce v upevnění matric a ve vytvoření sítě pro vytápění a chlazení.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení má několik forem, z nichž každá je tvořena dvěma matricemi o malé hmotě a malé tepelné kapacitě, a tyto matrice jsou opatřeny otvory pro průchod páry nebo jiných plynů a jsou uloženy samostatně vyměnitelně na protilehlých plochách dvou rámů, přiložitelných proti sobě v dělicí čáře, jejichž vnitřek je vytvořen z tepelně izolační hmoty, k níž je připojen alespoň jeden vstup a jeden výstup plynu nebo páry a jeden vstup a jeden výstup vody.

Matrice jsou s výhodou vytvořeny z hliníku nebo jiného kovu nebo pryskyřice, zajišťujících dobrý přestup tepla. Zejména mohou být vytvořeny - z aralditu a z hliníku.

Matrice mají s výhodou tloušťky řádově 2 mm a jsou děrovány množstvím otvorů o průměru zhruba 0,5 mm. Matrice jsou upevněny ve svých rámech uložením do otvorů uspořádaných v deskách, upevněných na rámech a vytvářejících tak příčky rámů.

Tepelně izolační hmotou, tvořící vnitřek rámů, je tvrdá pryskyřice, obalená izolační a mechanicky odolnou pryskyřicí s uzavřenými buňkami. V tepelně izolační hmotě jsou upraveny kanály, vyúsťující v oblastech obklopujících každou matrici.

Podle varianty provedení může být . izolační hmota dostatečně pórovitá pro průchod kapaliny potřebné pro lisování a vyloučí se tak nutnost vytvářet kanály.

Dík popsanému uspořádání lze snadno a rychle provádět demontáž matric, -což usnad197204 ňuje výměnu některých částí zařízení a dovoluje snadné čištění matric.

Náhradu matric lze provádět jednotlivě, aniž je třeba měnit celek všech matric.

Množství energie potřebné pro lisování je poměrně malé. Bylo zjištěno, že pro lisování jednoho kilogramu polystyrenu není třeba více než ' dvou až tří kilogramů páry, zatímco u tradičního způsobu práce je k tomu třeba 28 až 35 kg. Z uvedeného je patrno, že se dosahuje zhruba desetinásobného zlepšení.

Další znaky a výhody vynálezu jsou patrny z příkladů praktického'provedení. Vynález je v dalším podrobněji popsán na několika příkladech provedení a srovnán s dosavadním stavem techniky, a to ve spojení s výkresovou částí v níž znázorňují: na obr. 1 známé provedení zařízení; obr. 2 jednu variantu provedení zařízení podle vynálezu v příčném řezu; obr. 3 ve větším měřítku detail tohoto zařízení v rovině téže . formy; obr. 4 nárys uspořádání kanálů v sousedství stěny jedné matrice; obr. 5 řez, který ukazuje profil uvedených kanálů; obr. 6 řez profilem dvou sítí kanálů, které jsou uloženy nad sebou.

Zařízení, které je znázorněno na obr. 1, představuje obvyklý typ používaný pro lisování částic polystyrenu. Toto zařízení má několik forem 1, vytvořených matricemi 2 a 3, které jsou vytvořeny z hliníku a jsou relativně tlusté, pokud jsou srovnány s matricemi podle vynálezu.

Tyto matrice 2 a 3, které jsou děrovány velkým počtem otvorů, zajišťujících průchod páry a ostatních kapalin používaných v průběhu lisování, jsou uspořádány jedna vedle druhé a vytvářejí jeden blok, upevněný na osazení 4 a 5, přičemž tato osazení 4, 5 vytvářejí vnitřní okraj rámů 6 a 7.

V rámu 6 jsou uspořádány příčky 8, které zpevňují jednotlivé polohy matric 2. Vstřikování páry se provádí přívodem 9, jehož vyúdtění je uspořádáno v rámech 6, 7 ve všech prostorech obklopujících formu 1. Pára se odvádí výstupem 11. Z vyobrazení je je ještě patrno, že potrubí 12 je uspořádáno pro vstřikování plastické hmoty v předexpandovaném stavu a že škrabák 13 umožní na konci lisovacího procesu snadné vyjmutí vylisovaného výrobku:

Hlavní nevýhoda tohoto známého zařízení spočívá v tom, že formy, jejichž hmota je poměrně značná, spotřebují mnoho energie pro svoje ohřátí. Je známo, že pro vylisování 100 g polystyrenu, to jest například pro vylisování 10 kusů o váze 10 g, se běžně používá forma o váze 250 kg.

Zařízení podle vynálezu, které je znázorněno na obr. 2, má několik forem, tvořených dvěma matricemi 20 a 30, které jsou děrovány množstvím malých otvorů o průměru zhruba 0,5 mm. Tyto matrice 20, 30 jsou zhotoveny z hliníku nebo z podobného materiálu, který zajišťuje formě malou hmotu a určitou mechanickou odolnost. Tyto matrice 20, 30 jsou uloženy na protilehlých stranách dvou rámů 31, 32. Tím se zajistí že při vzájemném přiblížení obou rámů 31, 32 k sobě matrice 20 a 30 navzájem spolupracují a vytvoří formu. Tyto matrice 20 a 30 jsou na . - sobě nezávislé a jsou upevněny uložením do otvorů uspořádaných v desce 33, která je upevněna svými konci v odpovídajících okrajích 34 příslušného rámu 31. Obdobně i deska 35 obsahuje příslušné otvory pro zaražení a polohové zajištění matric 20, 30. Vnitřek rámů 31. a 32 je vytvořen blokem tepelně izolační pryskyřice, jako například z aralditu. _e

Sběrné přívodní potrubí páry, ' horké vody nebo plynu ústí do rámu 31, 32 přívodním potrubím 3B, které se rozvětvuje do potrubí 37, připojených k neznázorněným sítím kanálů, vytvořených v dutině 38, 38‘ [viz obr. 3) mezi blokem pryskyřice a matricemi 20, 30.

Potrubí 39, shodně jako potrubí 37, jsou uspořádána na výstupu z dutiny 38 a jsou spojena s výstupním potrubím 40, které vyúsťuje do výstupního sběrného potrubí.

Jak je patrno zejména z obr. 3, přivede-li se kapalina přívodním potrubím 36, nemůže odejít potrubí 39, aniž omývá vnitřní povrch matric 20 a 30, a vzhledem k tomu, že tyto mají jen malou hmotu, je třeba jen málo energie k tomu, aby se ohřály nebo . ochladily. Montáž a demontáž matric 20 a 30 se usnadní tím, že se jejich kuželové základny 41 a 42 zasouvají do kuželových otvorů desek 33, 35 s odpovídajícím sklonem kužele. V případě potřeby je možné nahradit každou z matric 2D, 30 nezávisle na sobě.

Na obr. 3 je znázorněn vnitřek- dutiny 38, 38‘, který je rýhován rovnoběžnými kanály

43, jejichž - profil je ' patrný z obr. 5. Tyto kanály 43 zajišťují rovnoměrné rozdělení prostředí a jeho těsný dotyk s formou dříve, než toto prostředí odejde potrubím 39. Mimoto tyto kanály 43 zpevňují svými stěnami matrice 20, 30 a -zvětšují jejich mechanickou odolnost.

Podle neznázorněné varianty řešení je možné vyhnout se použití napájecích kanálů rýhujících pryskyřici a použít místo nich porésní pryskyřici, která umožní průchod prostředí v dostatečné míře.

Podle další varianty řešení, která je znázorněna na obr. 6, jsou -stěny matric 20, 30 opatřeny dvěma sítěmi kanálů - 44, 46, které jsou uspořádány nad sebou a jsou zapuštěny do hmoty 47 matric 20, 30. První síť kanálů

44, určená pro oběh chladicí kapaliny, má neděrovanou stěnu 45, aby se -zabránilo vstupu chladicí kapaliny do lisovaného polystyrenu při chlazení a vstřikování. Druhá síť kanálů 46 je určena pro cirkulaci páry při lisování -a vzduchu při- vyjímání z formy. Hmota 47, ve které jsou vyhloubeny obě sítě kanálů 44, 46, je děrována množstvím otvorů 48 pro průchod páry při svařování a- pro průchod vzduchu při vymršťování vylisovaných předmětů.

Dík tomuto uspořádání a zejména dík otvorům upraveným mezi kanálovými sítěmi není ' třeba nijak zvlášť zajišťovat unikání vzduchu v průběhu vstřikování polystyrenu.

Je samozřejmé, že popsané příklady provedení vynález v žádném případě neomezují a je možná celá řada úprav a variací, aniž se překročí rámec nebo myšlenka vynálezu. Tak zejména se vynález neomezuje jen na lisování polystyrenu, ale je možné použít jej pro lisování a tváření ve formě u všech hmot, jejichž teplota tváření je slučitelná s tepelným odporem hmoty, ze které jsou zhotoveny matrice.

V dalším je popsán výhodný příklad provedení vynálezu, který odpovídá provedení podle .obr. 6 a který je podrobněji vysvětlen na dalších obrázcích.

Na obr. 7 je schematicky znázorněn řez částí formy.

Na obr. 8 je axonometrický pohled na částečný řez formou.

Na obr. 9 je znázorněn řez potrubím nebo tryskou z obr. 8.

Jak je patrno z obr. 7 forma 50 je tvořena dvěma nosnými prvky 51, 52, které při vzájemném přibližování ponechávají mezi sebou volný prostor 53, který buď vytváří, nebo je v něm vložena forma 50, kam se přivádí lisovaný materiál. Volný prostor 53 je vymezen matricemi 54, 55, které samy o sobě jsou omezeny uvedenými nosnými prvky 51, 52.

Tyto nosné prvky 51, 52 mají shodnou konstrukci a jsou v nich vytvořeny rovnoběžně a navzájem nezávisle nad sebou uspořádané komory, to jest topná komora 56 a chladicí komora 57. Průchody 58, vystupující z topné komory 56, procházejí příčkou 59, oddělující obě komory 56, 57 a vyúsťují na povrchu matric 54, 55. V těchto průchodech 58 jsou upravena potrubí 60 nebo trysky z kovu, které jsou opatřeny štěrbinami 61 o šířce 0,5 až 0,6 mm nebo otvory o průměru 0,5 až 0,6 mm, podle toho, jaký se požaduje reliéf na povrchu lisovaného výrobku.

Tato potrubí 60 nejsou spojena s chladicí komorou 57 a jsou průchody 58, v nichž jsou umístěna, obklopena materiálem vytvářejícím spojovací části 62. Spojovací části 62 jsou upraveny rovněž v topné komoře 56, kde zpevňují její tvar a současně vytvářejí deflektory pro prostředí procházející topnou komorou 56. Tyto spojovací části 62 jsou vzhledem ke spojovacím částem 62 vytvářející deflektory přesazeny.

V dalším je popsána činnost tohoto provedení vynálezu.

Jakmile se oba nosné prvky 51, 52 přiblíží jeden k druhému, vstříkne se do volného prostoru 53 lisovaný materiál ve tvaru expandovaných kuliček. Do topné komory 56 se přivede horké prostředí C, které prochází kolem spojovacích částí 62, kde se rozděluje, homogenizuje a potrubím 60 nebo přes trysky vstupuje do volného prostoru 53, kde zahřívá kuličky do blízkosti bodu měknutí, upravuje se jejich poréznost a dochází posléze k jejich ' svařování.

Chlazení se provádí přívodem chladného prostředí S do chladicí komory 57, kde jsou obcházeny spojovací části 62, kde dochází k homogenizaci tohoto prostředí a posléze ke chlazení matric 54, 55 to jest příček 59 formy 50, které mají tloušťku řádově 1,5 mm a které jsou zahřívány prakticky jen v šířce několika milimetrů, přičemž zbytek příčky 59 zůstává na teplotě kolem 10 °C, tedy hluboko pod teplotou svařování, což vysvětluje snadnost a rychlost ochlazování. Potom se toliko forma 50 otevře a hotový vylisovaný výrobek se vysune.

Již -sama konstrukce zařízení ukazuje, že ' každý prvek lze vytvořit jako monoblok, například litím, nebo že jej lze vytvořit jako dva bloky, uložené jeden do druhého.

V následující tabulce jsou uvedeny dvě varianty použití zařízení podle vynálezu, přičemž první z nich . počítá jako s chladicím a topným prostředím s vodou nebo párou a druhá se vzduchem. Je třeba uvést, že byla použita forma 50 s povrchem 0,250 m2 a tloušťka vylisovaného výrobku měla hodnotu 12 mm. V této tabulce jsou uvedeny doby různých etap lisování a celková doba pracovního procesu, která je stejná u obou příkladů provedení.

Je třeba uvést, že při natavování teplým vzduchem, u kterého se používá množství vzduchu 30 litrů za sekundu pro 100 cm² povrchu - lisování pod tlakem 15 MPa, je doba potřebná pro stabilizaci kratší než v případě natavování parou a v obou případech je získaný výrobek zcela suchý.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT

   1. Zařízení pro lisování expansivních výrobků z plastické hmoty, zejména z polystyrenu, které má několik forem, tvořených jednak přibližujícími se nosnými prvky s matricemi pro kažkou z forem, jednak prostředky pro plnění forem lisovaným materiálem a jednak prostředky pro přívod a odvod topného a chladicího prostředí, vyznačené tím, že příčky (59) matric (54, 55) mají dvě komory (56, 57), umístěné navzájem nezávisle nad sebou, a to topnou komoru (56) a chladicí komoru (57), upravené prakticky rovnoběžně mezi sebou, a na povrchu matric (54, 55), to jest na vnitřním povrchu formy (50), procházejí průchody (58), vycházející z vnitřku topné komory (56), chladicí komoru (57) a přecházejí do potrubí (60) nespojených s chladicí komorou (57) a vyúsťující v příčce (59) matrice (54, 55), přičemž materiál formy (50) je odolný proti deformaci a poškození při lisování do teploty 120 °C a tlaku 10 MPa.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že topným prostředím je vzduch nebo voda, popřípadě ve stavu páry, které je přiváděno

   VYNÁLEZU a odváděno průchody (58) vyúsťujícími v komorách (56, 57).
3. 3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že příčky (59) topné komory (56) a chladicí komory (57) jsou spojeny spojovacími částmi (62), přičemž spojovací části (62) topné komory (56) jsou mimo prodloužení spojovacích částí (62) chladicí komory (57).
4. 4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že v průchodech (58) procházejících chladicí komorou (57) jsou upravena potrubí (60) nebo trysky, uzavřené zčásti štěrbinami (61), nebo mají seřizovatelné otvory pro průtok prostředí.
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že štěrbiny (61) mají šířku 0,5 až 0,6 mm a otvory mají průměr 0,5 až 0,6 mm.
6. 6. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že oba prvky formy (50) jsou vytvořeny z plastické hmoty typu epoxidu.
7. 7. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že příčka (59) formy (50), tvořící současně jednu z příček chladicí komory (57), má tloušťku 0,5 až 1,5 mm.