RU2529329C1 - Press-tool for through-feed compaction of powder materials - Google Patents
Press-tool for through-feed compaction of powder materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529329C1 RU2529329C1 RU2013105237/02A RU2013105237A RU2529329C1 RU 2529329 C1 RU2529329 C1 RU 2529329C1 RU 2013105237/02 A RU2013105237/02 A RU 2013105237/02A RU 2013105237 A RU2013105237 A RU 2013105237A RU 2529329 C1 RU2529329 C1 RU 2529329C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- female die
- section
- channel
- press
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Press Drives And Press Lines (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к прессам, а более конкретно к пресс-инструменту для прессования порошковых энергосодержащих материалов, преимущественно таблеток из пиротехнических композиций.The invention relates to presses, and more particularly to a press tool for pressing powdered energy-containing materials, mainly tablets from pyrotechnic compositions.
Уровень данной области техники характеризует пресс-инструмент для проходного прессования порошковых материалов, описанный в учебном пособии для вузов М.Б.Генералов «Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии», Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 2002, с.240-243, который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.The level of this technical field is characterized by the press tool for continuous pressing of powder materials described in the textbook for universities MB Generalov "Mechanics of solid dispersed media in the processes of chemical technology", Kaluga: Publishing House N. Bochkareva, 2002, p.240-243 which, according to the technical nature and the number of matching features, is selected as the closest analogue to the proposed one.
Проходное прессование осуществляется в пресс-инструменте, матрица которого имеет свободный выход. Необходимое при прессовании усилие противодействия создается за счет сил трения уплотняемого порошкообразного материала на внутренней поверхности формующего канала матрицы и соответствующим профилированием его геометрического профиля.Through pressing is carried out in a press tool, the matrix of which has a free exit. The reaction force required during pressing is created due to the friction forces of the compacted powder material on the inner surface of the forming channel of the matrix and the corresponding profiling of its geometric profile.
Из характера нагружения пуансона при прессовании порошкового материала согласно проведенным теоретическим и экспериментальным исследованиям влияния геометрических параметров формующих элементов канала матрицы на технологические характеристики процесса прессования и качество получаемых изделий в прототипе определен необходимый геометрический профиль рабочего канала: сужающийся от входа канал рабочего участка до диаметра сопряженного калибрующего участка цилиндрической формы, который оснащен выходным раструбом.From the nature of the loading of the punch during pressing of the powder material, according to the theoretical and experimental studies of the influence of the geometric parameters of the forming elements of the matrix channel on the technological characteristics of the pressing process and the quality of the products obtained in the prototype, the necessary geometric profile of the working channel is determined: the channel of the working section tapering from the entrance to the diameter of the conjugate calibrating section cylindrical shape, which is equipped with an outlet bell.
В рабочем участке длиной l1, равной (1,5-2,5) диаметра калибрующего участка (D0), создается основное противодавление со стороны сужающегося конического канала.In the working section with a length l 1 equal to (1.5-2.5) the diameter of the calibrating section (D 0 ), the main back pressure is created from the side of the tapering conical channel.
Калибрующий участок канала матрицы длиной l2 придает прессуемой таблетке окончательную форму поперечного сечения и выполнен в форме цилиндра с соотношением длины к диаметру: l2/D1 = 0,5-0,8.The calibrating section of the matrix channel with a length of l 2 gives the pressed tablet the final cross-sectional shape and is made in the form of a cylinder with a ratio of length to diameter: l 2 / D 1 = 0.5-0.8.
Расширяющийся участок раструба длиной l3 обеспечивает плавное снятие упругих деформаций и исключает образование поверхностных и внутренних трещин в отпрессованных таблетках. Протяженность этого участка ограничена в диапазоне (0,4-0,6) D1.The expanding section of the socket with a length of l 3 provides a smooth removal of elastic deformations and eliminates the formation of surface and internal cracks in the pressed tablets. The length of this section is limited in the range of (0.4-0.6) D 1 .
Суммарная протяженность формующего канала матрицы определена (2,5-4,0) D1. The total length of the forming channel of the matrix is defined as (2.5-4.0) D 1.
При этом следует понимать, что соотношение диаметра калибрующего участка матрицы к диаметру пуансона характеризует степень сжатия порошкового материала в рабочем канале матрицы и рассчитывается с учетом физико-механических свойств обрабатываемого материала и качественных параметров готовой отпрессованной таблетки. Для большинства композитных порошков это отношение D0/D1 = 0,85-0,95.It should be understood that the ratio of the diameter of the calibrating section of the matrix to the diameter of the punch characterizes the degree of compression of the powder material in the working channel of the matrix and is calculated taking into account the physicomechanical properties of the processed material and the quality parameters of the finished pressed tablet. For most composite powders, this ratio is D 0 / D 1 = 0.85-0.95.
Предложенный в известном пресс-инструменте профиль формующей части канала матрицы был получен из расчета напряженного состояния порошкообразных материалов при условии постоянства произведения коэффициента внешнего трения на коэффициент бокового давления f·ζ = const.The profile of the forming part of the channel of the matrix proposed in a well-known press tool was obtained from the calculation of the stress state of powder materials under the condition that the product of the external friction coefficient and the lateral pressure coefficient f · ζ = const are constant.
Однако для малопластичных материалов это допущение не выполняется, так как коэффициент бокового давления является функцией среднего напряжения, возникающего в насыпном материале, а коэффициент внешнего трения практически не меняется от давления прессования.However, for low-plastic materials, this assumption is not fulfilled, since the lateral pressure coefficient is a function of the average stress arising in the bulk material, and the external friction coefficient remains almost unchanged from the pressing pressure.
Под малопластичным материалом понимается смесевая композиция твердофазных порошковых материалов с содержанием пластифицирующих вязких материалов, не превышающим 6 мас.%, к которым относятся пиротехнические порошковые составы.By a low-plastic material is meant a mixed composition of solid-phase powder materials with a plasticizing viscous content of not more than 6 wt.%, Which include pyrotechnic powder compositions.
Применение известного пресс-инструмента для проходного прессования малопластичных пиротехнических материалов затруднено из-за высокой чувствительности к трению, что может послужить причиной недопустимого воспламенения.The use of a known press tool for continuous pressing of low-plastic pyrotechnic materials is difficult due to the high sensitivity to friction, which can cause unacceptable ignition.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известного пресс-инструмента для безопасного прессования функциональных таблеток из пиротехнических составов.The technical problem to which the present invention is directed is to improve the known press tool for the safe pressing of functional tablets from pyrotechnic compositions.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном пресс-инструменте для проходного прессования порошковых материалов, содержащем примыкающую к объемному дозатору, расположенному под окном загрузочного бункера с пиротехническим составом, и соосную пуансону матрицу, формующий участок канала которой сужается до диаметра калибрующего участка, согласно изобретению профиль формующего участка канала матрицы выполнен криволинейным, в калибрующем участке канала матрицы радиально закреплены распределенные по периферии пилоны, причем матрица снаружи снабжена многозаходными канавками для прохода охлаждающего воздуха.The required technical result is achieved by the fact that in the known pressing tool for continuous pressing of powder materials containing adjacent to the volumetric dispenser located under the window of the hopper with a pyrotechnic composition, and a coaxial punch matrix, the forming section of the channel which narrows to the diameter of the calibrating section, according to the invention the profile of the forming section of the channel of the matrix is made curved, in the calibrating section of the channel of the matrix radially distributed distributed around the periphery of the saw s, the matrix is provided with multistart outside grooves for the cooling air passage.
Отличительные признаки предложенного технического решения позволили оптимизировать технологические параметры проходного прессования энергонасыщенного пиротехнического состава в форме порошкообразной смеси компонентов, которые исключают его воспламенение.Distinctive features of the proposed technical solution made it possible to optimize the technological parameters of continuous pressing of an energy-saturated pyrotechnic composition in the form of a powdery mixture of components that exclude its ignition.
При этом достигнутое снижение трибодинамических нагрузок в спрофилированном формующем участке матрицы позволило исключить выходной раструб релаксации изготовленных таблеток, периметр которых имеет развитую рифлями поверхность горения за счет установки в калибрующем участке матрицы дополнительных пилонов.At the same time, the achieved decrease in tribodynamic loads in the profiled forming section of the matrix made it possible to exclude the output bell of relaxation of the manufactured tablets, the perimeter of which has a burning surface developed by corrugations due to the installation of additional pylons in the calibration section of the matrix.
Пресс-инструмент по изобретению характеризуется безопасностью автоматического прессования пиротехнических таблеток и расширением технологических возможностей по формированию профиля изготавливаемых функциональных изделий.The press tool according to the invention is characterized by the safety of automatic pressing of pyrotechnic tablets and the expansion of technological capabilities for forming the profile of manufactured functional products.
Заявленная математическая зависимость позволяет получить криволинейный профиль формующего участка канала матрицы, где внешнее воздействие возмущающих сил внутри прессуемой таблетки минимизировано и гарантированно не превышает критических, исключая тем самым возможность воспламенения ее пиротехнического состава.The claimed mathematical dependence allows you to get a curved profile of the forming section of the matrix channel, where the external influence of the disturbing forces inside the pressed tablet is minimized and guaranteed does not exceed critical, thereby excluding the possibility of ignition of its pyrotechnic composition.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential sign is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical problem posed in the invention is solved not by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the signs.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалистов по прессованию пиротехники, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления таблеток из пиротехнических композиций проходным прессованием, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for pyrotechnic pressing specialists, showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of tablets from pyrotechnic compositions by continuous pressing, we can conclude that patentability criteria.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративную цель и не ограничивают объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертежах изображены:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which have a purely illustrative purpose and do not limit the scope of claims of the totality of the essential features of the formula. The drawings show:
на фиг.1 - схема предложенного пресс-инструмента;figure 1 - diagram of the proposed press tool;
на фиг.2 - вид по стрелке А;figure 2 is a view along arrow A;
на фиг.3 - матрица, разрез Б-Б на фиг.2.figure 3 - matrix, section bB in figure 2.
Пресс-инструмент (фиг.1) для изготовления проходным прессованием штучных таблеток из пиротехнической смеси, имеющих продольные рифли по периметру, развивающие поверхность горения, представляет собой цилиндрическую матрицу 1, рабочий канал которого сужается к выходу.A press tool (figure 1) for the manufacture by continuous pressing of piece tablets from a pyrotechnic mixture having longitudinal grooves around the perimeter, developing a combustion surface, is a
Профиль формующего участка 2 канала матрицы выполнен криволинейным от диаметра загрузки до диаметра цилиндрической формы калибрующего участка 3 канала матрицы 1.The profile of the forming section 2 of the matrix channel is made curved from the diameter of the load to the diameter of the cylindrical shape of the calibrating section 3 of the channel of the
К рабочему каналу матрицы 1 примыкает объемный дозатор 4, который через загрузочное окно 5 сообщается с бункером 6, наполненным сыпучим порошковым пиротехническим составом.A
В дозаторе 4 с возможностью продольных возвратно-поступательных перемещений установлен сопряженный пуансон 7, соосный матрице 1, который связан с приводом (условно не показан).In the
Криволинейный профиль формующего участка 2 матрицы 1 выполнен согласно регрессивной зависимости:The curved profile of the forming section 2 of the
r=r0·{l-[a·(f·ζн·l/r0)2+b·f·ζн·l/r0]}, r = r 0 · {l- [a · (f · ζ н · l / r 0 ) 2 + b · f · ζ н · l / r 0 ]},
где r - текущий радиус поперечного сечения канала матрицы;where r is the current radius of the cross section of the matrix channel;
r0 - радиус входящего сечения канала формующего участка матрицы;r 0 is the radius of the incoming section of the channel of the forming section of the matrix;
f - коэффициент внешнего трения;f is the coefficient of external friction;
ζн - коэффициент бокового давления;ζ n is the lateral pressure coefficient;
a, b - безразмерные эмпирические коэффициенты, учитывающие влияние вязкой составляющей смеси на изменение значения коэффициента бокового давления от давления прессования.a, b are dimensionless empirical coefficients that take into account the influence of the viscous component of the mixture on the change in the value of the lateral pressure coefficient from the pressing pressure.
Количественные значения произведения коэффициента внешнего трения на коэффициент бокового давления (f·ζн) и эмпирических коэффициентов а и b для практически применяемых пиротехнических составов были определены в результате экспериментальных исследований по проходному прессованию функциональных таблеток, сведенные в Таблицу.The quantitative values of the product of the external friction coefficient and the lateral pressure coefficient (f · ζ n ) and the empirical coefficients a and b for the practically used pyrotechnic compositions were determined as a result of experimental studies on continuous pressing of functional tablets, summarized in the Table.
Особенностью предложенного пресс-инструмента является то, что в калибрующем участке 3 канала матрицы 1 продольно закреплены распределенные по периферии радиальные пилоны 8 (фиг.2 и 3) для формирования на периферии прессуемых таблеток распределенных рифлей, которые развивают поверхность горения.A feature of the proposed press tool is that in the calibrating section 3 of the channel of the
При этом снаружи матрицы 1 сформированы многозаходные спиральные канавки 9 (фиг.3) для прохода охлаждающего воздуха, усиливающие конвективный отвод тепла от матрицы 1.At the same time, multi-helical spiral grooves 9 (Fig. 3) are formed outside the
Функционирует пресс-инструмент следующим образом.The press tool operates as follows.
Из бункера 6 через загрузочное окно 5 сыпучий материал пиротехнической композиции заполняет объемный дозатор 4, когда пуансон 7 отведен в крайнее левое по чертежу фиг.1 положение.From the
При подаче пуансона 8 к матрице 1 он выполняет функции шиберной заслонки, отделяя порцию материала в дозаторе 5 от массы, находящейся в бункере 6, удерживая ее на своей поверхности.When applying the
В начальный период прессования торец пуансона 7 при своем движении в цилиндрическом участке дозатора 4 не испытывает заметного сопротивления со стороны уплотняемого материала.In the initial period of pressing, the end face of the punch 7 when it moves in the cylindrical section of the
При достижении порошкового материала плотной упаковки начинаются их упругопластические деформации, что приводит к резкому увеличению давления до его максимального значения, когда прессуемый материал достигнет входа в сужающийся рабочий канал матрицы 1.When the powder material of dense packing is reached, their elastoplastic deformations begin, which leads to a sharp increase in pressure to its maximum value when the pressed material reaches the entrance to the tapering working channel of the
С этого момента весь слой порошкового материала начинает перемещаться внутри профилированного формующего участка 2 на длину запрессовки, испытывая реактивное плавное сжатие под воздействием ее криволинейного профиля, которое заканчивается, когда пуансон 7 достигает калибровочного участка 3 матрицы 1.From this moment, the entire layer of powder material begins to move inside the profiled molding section 2 by the length of the press-fit, experiencing reactive smooth compression under the influence of its curved profile, which ends when the punch 7 reaches the calibration section 3 of the
Давление прессования заметно снижается при уменьшении суммарной силы внешнего трения на поверхности контакта материала с криволинейной стенкой формующего участка 2 матрицы 1 как за счет снижения коэффициента трения при скольжении, так и уменьшения длины спрессованного слоя порошкового материала.The pressing pressure decreases markedly with a decrease in the total external friction force on the contact surface of the material with the curved wall of the forming section 2 of the
Средняя плотность запрессованного слоя материала в этот момент достигает максимального значения и соответствует среднему значению плотности готовой таблетки.The average density of the pressed-in layer of material at this moment reaches its maximum value and corresponds to the average density of the finished tablet.
После этого цикл повторяется и спрессованный новый слой материала проталкивает через калибрующий участок 3 предыдущий слой, на периферии которого, при перемещении вдоль радиальных пилонов 8, формируются продольные канавки на периферии дополнительно сжимаемой пиротехнической таблетки, формуемой в окончательный размер и профиль, которые не изменяются после выхода из матрицы 1 в технологический накопитель.After this, the cycle repeats and the pressed new layer of material pushes through the gage section 3 the previous layer, on the periphery of which, when moving along the
Таким образом, осуществляется непрерывное циклическое прессование штучных таблеток в автоматическом режиме, при котором исключается воспламенение пиротехнической композиции от превышения усилий трения при радиальном сжатии материала.Thus, continuous cyclic pressing of piece tablets is carried out automatically, in which ignition of the pyrotechnic composition from exceeding the friction forces during radial compression of the material is excluded.
Опытное опробование предложенной конструкции пресс-инструмента подтвердило ее технологичность и функциональность при прессовании штатных пиротехнических композиций, формируя различные звездки, таблетки, заряды, что позволяет рекомендовать ее для промышленного использования в серийном производстве.Experimental testing of the proposed design of the press tool confirmed its manufacturability and functionality when pressing standard pyrotechnic compositions, forming various stars, tablets, charges, which allows us to recommend it for industrial use in serial production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013105237/02A RU2529329C1 (en) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Press-tool for through-feed compaction of powder materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013105237/02A RU2529329C1 (en) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Press-tool for through-feed compaction of powder materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013105237A RU2013105237A (en) | 2014-09-10 |
| RU2529329C1 true RU2529329C1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51539567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013105237/02A RU2529329C1 (en) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Press-tool for through-feed compaction of powder materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2529329C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2601475C2 (en) * | 2015-03-24 | 2016-11-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Press-tool for fabrication of burning products |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1345233A (en) * | 1971-06-25 | 1974-01-30 | Ici Ltd | Controlled feeding of powdered material |
| SU477865A1 (en) * | 1971-08-24 | 1975-07-25 | Одесский завод прессов | Press for batch pressing of explosive mechanical mixtures |
| SU1627320A1 (en) * | 1989-03-03 | 1991-02-15 | Витебский технологический институт легкой промышленности | Device for continuous powder moulding |
| RU2291030C1 (en) * | 2005-06-20 | 2007-01-10 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Consumable electrode semi-continuous pressing method and die for perfoming the same |
-
2013
- 2013-02-08 RU RU2013105237/02A patent/RU2529329C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1345233A (en) * | 1971-06-25 | 1974-01-30 | Ici Ltd | Controlled feeding of powdered material |
| SU477865A1 (en) * | 1971-08-24 | 1975-07-25 | Одесский завод прессов | Press for batch pressing of explosive mechanical mixtures |
| SU1627320A1 (en) * | 1989-03-03 | 1991-02-15 | Витебский технологический институт легкой промышленности | Device for continuous powder moulding |
| RU2291030C1 (en) * | 2005-06-20 | 2007-01-10 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Consumable electrode semi-continuous pressing method and die for perfoming the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2601475C2 (en) * | 2015-03-24 | 2016-11-10 | Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") | Press-tool for fabrication of burning products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013105237A (en) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110278987A (en) | For squeezing, especially then cutting elastic strip, especially meat bar method and cutting machine | |
| FR2490995A1 (en) | EXTRUDER-TYPE TRANSFORMATION DEVICE FOR PRODUCING INTERMEDIATE PRODUCTS, SUCH AS BANDS, PELLETS, FROM PULVERULENT RUBBER MIXTURES | |
| CN103785702A (en) | Vortex extrusion type large-plastic deformation device | |
| RU2529329C1 (en) | Press-tool for through-feed compaction of powder materials | |
| Sokhey et al. | Effects of die dimensions on extruder performance | |
| US2617167A (en) | Method and apparatus for extruding and briquetting coal and other materials | |
| CN102990900B (en) | Single screw extruder for forming propellant with high solid content | |
| RU184933U1 (en) | Extruder for processing dissimilar secondary polymeric materials | |
| Eckert et al. | Application of compaction equations for powdered pharmaceutical materials | |
| RU2519604C1 (en) | Pressing method of multi-layered pyrotechnic charges | |
| RU2347646C1 (en) | Device for forming powders of hard deformed materials in long-length briquettes | |
| US309117A (en) | willcox | |
| Ivanova et al. | Theoretical modelling of the briquetting process with different pressing equipment. | |
| RU137506U1 (en) | PRESS FORM | |
| RU2632726C1 (en) | Method of manufacturing shell circuit of protection casing | |
| RU86513U1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS PRESSING OF POWDER MATERIALS | |
| CN104173191A (en) | Pelletizer | |
| RU2740651C1 (en) | Screw-type granulator | |
| RU221906U1 (en) | Twin screw extruder for extracting oil from oilseed material | |
| RU2291030C1 (en) | Consumable electrode semi-continuous pressing method and die for perfoming the same | |
| RU2531187C1 (en) | Extruder for processing of thermoplastic materials | |
| SU1289605A1 (en) | Apparatus for continuous pressing of elongated articles from powder | |
| RU165655U1 (en) | EXTRUDER MATRIX FOR FORMING SOLID WASTE FERTILIZER | |
| US3669588A (en) | Apparatus for manufacturing construction elements | |
| RU2745991C1 (en) | Method for making briquettes from an electrode mass and a device for its implementation |