NO129837B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til smøring av kompresjonskamre i presser.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til smoring av kompresjonskamre i presser til fremstilling av f.eks. pellets ved kompresjon av organisk eller uorganisk, fast, partikkelformet arbeidsgods.

Ved komprimering av pulvere må matrisens innervegg smores.

Dette oppnår man i almindelighet v>ed å innlemme et smoremiddel i det tilforte råmateriale. F.eks. er det ved pelletisering av keramiske pulvere vanlig enten å tilsette smøremiddelet under fremstillingen av det tilforte kornede materiale eller å belegge kornene med et lag av findelt fast smoremiddel.

Disse metoder gjor det i almindelighet mulig å fremstille pellets i hoy kvalitet i industriell målestokk, men de kompliserer fabrikasjonsforlopet. Videre kan det når de resulterende pellets un-derkastes efterbehandling i ovn for å gjores enda tettere, forekomme at spaltningen eller fordunstningen av det gjenværende smoremiddel i pelletene forurenser ovnen, produktet eller atmosfæren rundt' ovnen.

Der har også vært gjort forsok på å smore innerveggene av kompresjonskammeret på en mere direkte måte. Mange presser er ut-styrt med ovre og nedre stempler hvorav det nedre er innrettet til på et bestemt stadium av sin arbeidsperiode å passere gjennom et forråd av smoremiddel for å bli belagt med en hinne av dette. Stemplene be-veger seg så, med den medtrukne smoremiddelhinne sittende på, til kontakt med matrisen og overforer en del av smøremiddelet til den. Denne metode begrenser den effektive hoyde av kompresjonskammeret -

og er tilbøyelig til å gi en storre avleiring av smoremiddel i den nedre del av matrisen enn i den ovre. Er smøremiddelet tilfort i tilstrekkelig mengde til å gi skikkelig smoring av den ovre del av matrisen, kan der således i den nedre del foreligge tilstrekkelig overskudd til å forbinde seg med de finere partikler i det tilforte pulver for å danne en tynn avleiring som stenger for smoremiddeltilforselen og/ eller blokerer det nedre stempel.

Flytende smoremidler såvel som torre smoremidler i flyktig opplosningsmiddel har også vært påfort veggene av komprimeringsmatri-ser ved hjelp av sprøytepistoler synkronisert med pressens arbeids-takt. Også med dette system får man problemer med ujevn påføring. Problemet blir desto storre jo mere komplisert og jo hoyere kompre-sjonskammeret er.

Den foreliggende oppfinnelse gir anvisning på en fremgangsmåte til smoring av kompresjonskamre i presser, hvormed de ovennevnte ulemper blir unngått.

,Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er karakterisert ved

at et elastisk bæremateriale som smøremiddelet er fordelt på, fores inn i et kompresjonskammer i fravær av arbeidsgods, og sammen med smøremiddelet komprimeres ved den mekaniske virkning av pressens sammentrykningsorganer for derved å overfore en tynn hinne på kompresjonsmekanismens innvendige flater, hvorefter;bærematerialet med gjenværende smoremiddel avlastes for å gjeninnta sin opprinnelige form og drives ut av kammeret, som derefter kan motta arbeidsgods til kompresjon.

Et ytterligere trekk ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen går ut på at det elastiske bæremateriale inneholder det fordelte smoremiddel i tilstrekkelig mengde til under gjentatt bruk å gi samme tilfredsstillende smorevirkning uten tilsetning av ytterligere smoremiddel.

I den foreliggende beskrivelse refererer betegnelsen "fast", anvendt på smøremiddelet, seg til smoremidler «om vesentlig foreligger i fast fase under de forhold med hensyn til temperatur og trykk som hersker i komprimeringspressen under deres innføring i og fjernelse fra denne. Forekommer der en forbigående flytendegjorelse av smoremiddelet mens pressen er lukket, efterfulgt av en tilbakevenden til fast fase når den åpnes, vil prosessen stadig virke. Imidlertid synes mange av de tilgjengelige faste smoremidler - herunder de som foretrekkes - å forbli i fast fase under hele pressens arbeidssyklus.

Vekten av smoremiddel et, regnet på vekten av bærematrerialet det er fordelt på, vil i almindelighet utgjore fra ca. 0,1 til ca. 2. 0%. Hvis det fordelte materiale med smorende egenskaper er en væske, vil det være nodvendig å begrense mengden av denne i forhold til bæreren til en andel som ikke vil berove smøremiddelet dets hovedsake-lig faste karakter.

Smøremiddelet kan være organisk, uorganisk eller begge

deler. F.eks. kan der benyttes såper av fettsyrer, herunder stearater, palmitater, lauriater og arakinater av hvilket som helst egnet metall, som f ..'eks. aluminium, sink, magnesium ,og kalsium, eller estere av fettsyrer som f.eks. glycerol-monostearåt. Andre illustrerende eksempler på smoremidler innbefatter parafinvoks, molybden-disulfid, grafitt etc. Flytende stoffer som har smorende •egenskaper og kan fordeles på en bærer, innbefatter f.eks. syntetisk og naturlig olje, som animalske, marine, vegetabilske og mineraloljer, om nodvendig raffinert for fjernelse av eventuelle inneholdte skadelige stoffer. Det vil selvsagt også forstås at bæreren skal være fri for slipende og andre uheldige egenskaper.

Størrelsen av partiklene som utgjor bærematerialet, kan variere sterkt, og den storrelse som skal brukes, kan.lettvint velges av fagfolk. Stort sett er det bedre jo mindre partiklene er, da liten partikkelstorrelse gir best flyting og hoyeste grad av kontakt mellom partiklene og veggene av kompresjonskammeret.

Også formen av partiklene som bærer smøremiddelet, kan variere sterkt. Således kan partiklene være kuler, pulverpartikler, korn eller skjell eller ha vilkårlig annen form. Kuler foretrekkes på grunn av sin evne til å flyte lett og dermed til lett å kunne inn-mates i pressens kompresjonskammer.

Bærematerialepartiklene er elastiske og "eftergivende".

Det vil si at de når de presses sammen, undergår en formendring som bringer dem mer fullstendig i kontakt med kompries jonskammeret s veg-ger, samtidig som de under kompresjon har tilbøyelighet til stort sett å foye seg efter kammerets form. Formendringen er imidlertid forbigående, da de elastiske bærepartikler er tilboyelige til å vende tilbake til sin opprinnelige form når trykket er fjernet.

Bær epa irt i kl ene kan være polymere, f. eks. polystyren (som foretrekkes fordi det er billig), polyetre, polyuretaner, polysiloksa-ner, polybuten, polypropylen, polybutadien og naturlig gummi. Et hvilket som helst syntetisk eller naturlig polymert stoff med plastiske eller elastiske egenskaper kan benyttes som bærer ved utnyttelse av oppfinnelsen.. Hvis det onskes å få mer rue bærepartikler (noe som bidrar til å holde på smøremiddelet) kan det være av oppskummet har-piks eller gummi.

Ved uttrykket 'skiftevis", anvendt på rekkefølgen av sam-menpresningen av det faste partikkelformede arbeidsgods og bærematerialet med smoremiddelet, menes det å innbefatte en arbeidsmåte hvor bærematerialet med smoremiddel og arbeidsgods blir sammenpresset efter tur, forst bæremateriale med smoremiddel, så arbeidsgods, så bæremateriale med smoremiddel, så arbeidsgods o.s.v. i gjentatt eller kontinuerlig rekkefolge. Imidlertid er uttrykket også ment å innbefatte en arbeidsmåte hvori der inngår flere sammenpresninger av arbeidsgods mellom hver sammenpresning av bæremateriale med smoremiddel," og om-vendt.

Oppfinnelsen vil forstås bedre ved betraktning av en fore-trukken utforelsesform som er belyst på tegningen og i den folgende tekst.

Tegningen viser skjematisk en dobbeltsidig roterende kompresjonspresse. Slike presser er velkjent innen faget og er f.eks. beskrevet i en artikkel av G. Snyder: "High Volume Production of P/M Parts" offentliggjort i "International «Journal of Powder Metallurgy", bind 3, nr. 4 (1967)- Slike presser har et horisontalt plasert roterende bord forsynt med en flerhet av vertikale, gjennomgående matrise-åpninger fordelt i omkretsretningen nær periferien. Disse presser har således to matestasjoner, to sammenpresningsstasjoner og to ut-stotnings-stasjoner på den motsatte side av apparatet.

For å utnytte fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen rasjonelt blir den ene side av en dobbeltsidig, roterende presse matet med par-tikkelf ormet bæremateriale med fordelt smoremiddel, mens den annen mates med partikkelformet fast arbeidsgods. På denne måte blir hver matrise med tilhorende stempler skiftevis smurt og benyttet til

kompresjon.

Den dobbeltsidige presse som er anskueliggjort på tegningen for å belyse oppfinnelsens anvendelse for slike presser, innbefatter et sirkelrundt bord som roterer i den retning som er vist ved pilen,

og (bare for anskuelighets skyld) kan tenkes inndelt i avdelinger I

og II. Som vist passerer matrisene i bordets avsnitt I under utlopet fra en trakt 1 hvorfra bæremateriale med smoremiddel avgis ned i de åpne matriser. Så dreier matrisene seg mot urviseren til en posisjon 2, hvor ikke viste kammer skyver stemplene delvis ut for kompresjon av bærematerialet med smoremiddelet. Bordet med matrisene dreier seg videre i samme retning til stasjonen 3 for fullførelse av kompri-meringen og derfra til utstotningsposisjonen 11, hvor de (ikke viste) nedre stempler trenger bærematerialet med smøremiddelet ut av matrisen så at det blir avboyet av en skranke 12 til en' utkastrenne 4«

Hvis det 6nskes,kan bærematerialet med smoremiddelet fores tilbake i sirkulasjon enten manuelt eller med en automatisk tilbake-foringsanordning 10, f.eks. en transportår, fra utkastrennen 4 tilbake til trakten 1.

Mens matrisene i avdeling I mates med bærematerialet med smoremiddel som så komprimeres i den, blir matrisene i avdeling II matet med og benyttet til kompresjon av arbeidsgods som kommer fra en trakt 5 i en materamme 6 og derfra ned i matrisene. Matrisene roterer til en forkompresjonsposisjon 7, en sammenpresningsposisjon 8 og en utkaskposisjon 13, hvor de ved hjelp av en avboyningsbarriere 14 trenges ut i en utkastrenne 9- Matrisene i bordets avdeling II passerer så igjen under trakten 1, opptar en sats av bæremateriale med smoremiddel, komprimerer den og avgir den ved å passere posisjonene henholds-vis 2, 3 og 11 og kommer så tilbake til trakten 5 for å oppta en ny sats av arbeidsgods. Under normal drift dreier bordet seg kontinuerlig mens matrisene hver for seg mottar, komprimerer og avgir bæremateriale med smoremiddel og arbeidsgods skiftevis.

Tilbakeføringen av bæremateriale med smoremiddel i sirkulasjon er særlig gunstig når arbeidsgodset er kostbart eller radio-aktivt. For å gi de beste resultater bor resirkulasjon foretas med et bæremateriale med smoremiddel fordelt på partikler av elastiske kuler som ikke blir varig deformert ved kompresjon.

Skjont oppfinnelsen er anskueliggjort med en dobbeltsidig, roterende presse, vil det forstås at oppfinnelsen også kan benyttes ved mer konvensjonelle presser med ett eller flere resiproserende stempler til å forme små eller store deler, og der ved slike presser foreligger mulighet for å utfore flere formningsoperasjoner mellom hver smoreoperasjon.

Foruten sin enkelhet har fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen folgende fordeler: 1. Den sikrer smoring av alie flater på arbeidsorganene (matriser og stempler) uansett disses form og dimensjoner. 2. Den muliggjor fremstilling av regelmessige pellets med noyaktige dimensjoner, da laget av avsatt smoremiddel er ytterst tynt. 3. Den kan benyttes uansett art og granulometri av det råmateriale som benyttes til pelletisering.

Andre fordeler ved oppfinnelsen vil melde seg for folk med normal fagkunnskap.

Som eksempler til illustrasjon . og ikke til begrensning kan folgende anfores:

Eksempel 1.

Polystyrenkuler med en diameter av 0,3 mm rulles i en sylindrisk beholder med findelt sinkbehenat inntil kulene har tatt opp gjennomsnittlig 1-3 vektprosent av saltet.

Eksempel 2.

Eksempel 1 gjentas, men fortsettes inntil kulene i gjen-nomsnitt har opptatt 5 - 10 vektprosent.

Eksempel 3.

En dobbeltsidig roterende kompresjonspresse av den ovenfor beskrevne type drives kontinuerlig. Produktet ifolge eksempel 1 tilfo-res i dan ene posisjon og uranoksyd-pulver i den annen. Pulveret og pressens virkemåte og arbeidsforhold er i alle henseender sammenlign-bare med dem som vanlig brukes ved pelletisering av uran-oksyd, unn-tagen når det gjelder tilforselen av bærematerialet med smoremiddelet. Dette tilfores i tilstrekkelig mengde til å fylle hver av matrisene det innfores i. Fremforing og tilbaketrekning av stemplene skjer på samme måte under arbeids- og smoreoperasjonene som gjennomfores skiftevis. De avgitte elastiske kuler med sitt overskudd av smoremiddel blir fort tilbake i sirkulasjon og får periodisk tilsatt nytt smoremiddel når dette nesten er oppbrukt.

De brukte partikler behandles for gjenvinning av resterende uranoksyd. De pellets som fås fra prosessen, har ypperlig ensartethet når det gjelder dimensjonene, og har et meget lite innhold av organisk forurensning, som er begrenset til overflaten av tett nærliggende par-tier av pelletene istedenfor å være fordelt i hele deres masse. Man har ingen vanskeligheter med flriften av pressen.

Eksempel 4.

Fremgangsmåten ifolge eksempel 3 gjentas, når unntas at produktet ifolge eksempel 2 settes isteden som bæremateriale med smoremiddel og uran-karbidpulver som arbeidsgods.

Eksempel 5.

Eggformede partikler av naturlig gummi belegges med kalsiumstearat i en mengde av 10% og finnes å ha tilfredsstillende smoreegenskaper.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til smoring av kompresjonskamre i presser til fremstilling av f.eks. pellets ved kompresjon av organisk eller uorganisk, fast, partikkelformet arbeidsgods, karakterisert ved at et elastisk bæremateriale som smoremiddelet. er fordelt på, fores inn i et kompresjonskammer i fravær av arbeidsgods, og sammen med smoremiddelet komprimeres ved den mekaniske virkning av pressens sammentrykningsorganer for derved å overfore en tynn smoremiddelhinne på kompresjonsmekanismens innvendige flater, hvorefter bærematerialet med gjenværende smoremiddel avlastes for å gjeninnta sin opprinnelige form og drives ut av kammeret, som derefter kan motta arbeidsgods til kompresjon. •

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det elastiske bæremateriale inneholder det fordelte smoremiddel i tilstrekkelig mengde til under gjentatt bruk å gi samme tilfredsstillende smorevirkning uten tilsetning av ytterligere smoremiddel.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at der for det elastiske bæremateriale anvendes elastomert materiale i form av småkuler.

4« Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at der som elastomert materiale anvendes polystyren.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at der som arbeidsgods anvendes uranoksydpulver.