RU2595679C1 - Device for extrusion of polymer and graphite composition - Google Patents
Device for extrusion of polymer and graphite composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2595679C1 RU2595679C1 RU2015109556/05A RU2015109556A RU2595679C1 RU 2595679 C1 RU2595679 C1 RU 2595679C1 RU 2015109556/05 A RU2015109556/05 A RU 2015109556/05A RU 2015109556 A RU2015109556 A RU 2015109556A RU 2595679 C1 RU2595679 C1 RU 2595679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- holes
- matrix
- punch
- holder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для изготовления изделий методом экструдирования из смеси порошков композиционного материала, содержащей преимущественно графит с термопластом, в качестве связующего.The invention relates to devices for the manufacture of products by extrusion from a mixture of powders of a composite material containing mainly graphite with a thermoplastic as a binder.
Известно устройство для экструзионного формирования изделий (а. с. №1537558 от 17.01.88 г.), содержащее закрепленную на торцевой части опорную плиту, в которую ввернут корпус с несколькими, например с семью, входными сквозными отверстиями, шесть из которых периферийные, а одно из них центральное и является одним выходным цилиндрическим отверстием. Центральное коническое выходное отверстие установлено строго выходному цилиндрическому отверстию. Шесть периферических конических отверстий выполняют роль крестовидной формы. В выходном отверстии установлены на скользящей посадке шайбодержатель и калибровочная шайба с конической поверхностью. Вершина конца, образующая с формой один формирующий канал, направлена в сторону выходного отверстия.A device for the extrusion formation of products (and.with. No. 1537558 from 01/17/08), containing a support plate fixed to the end part, into which a housing is screwed with several, for example, seven, inlet through holes, six of which are peripheral, and one of them is central and is one outlet cylindrical hole. The central conical outlet is set strictly to the cylindrical outlet. Six peripheral conical holes serve as a cross-shaped. A washer holder and a calibration washer with a conical surface are mounted on the sliding hole in the outlet. The tip of the end, forming one forming channel with the shape, is directed towards the outlet.
Устройство сложно и ограничено в применении. Для получения профилей в процессе экструзии используют смесь порошка полимера без его нагрева, что ускоряет экструзию композиции полимера с наполнителем и не позволяет получить электропроводящие полимеры, например, с графитом в качестве наполнителя. При этом получают изделия в основном сложной конфигурации в единичном количестве за один ход шнека. Крестовина с шестью отверстиями и наличие центрального отверстия большого размера способствуют упрочнению одиночного изделия на выходе, но электропроводность при этом получают с большим электросопротивлением (МОм) объемную и нулевую на поверхности за счет образования плотной, прочной оболочки поверхности изделия.The device is complex and limited in use. To obtain profiles during the extrusion process, a mixture of polymer powder is used without heating, which accelerates the extrusion of the polymer composition with a filler and does not allow to obtain electrically conductive polymers, for example, with graphite as a filler. At the same time, products are obtained in a generally complex configuration in a single quantity in one stroke of the screw. A cross with six holes and the presence of a large central hole contribute to the hardening of a single product at the outlet, but the electrical conductivity is obtained with high electrical resistance (MΩ) volume and zero on the surface due to the formation of a dense, durable shell of the product surface.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для мундштучного формования, содержащее обойму с мундштуком переменного сечения, над которым установлена звездочка, выполненная в виде элемента цилиндрической формы со сквозными центральным и периферическими отверстиями, иглу, ввинченную в центральное сквозное отверстие, и пуансон. При этом заявленное устройство снабжено набором сменных игл, выполненных с одинаковым диаметром в части, ввинчивающейся в центральное отверстие звездочки, и разными диаметрами в их рабочей - нижней подрезьбовой части в зависимости от заданной толщины получаемой трубки. Причем периферийные отверстия расположены вокруг центрального отверстия звездочки на равных расстояниях относительно друг друга, а диаметр центрального отверстия звездочки больше диаметра периферийного отверстия, и в периферийных отверстиях выполнена резьба (патент РФ №2486056 от 27.06.13 г.). Данное устройство выбрано в качестве прототипа.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a mouthpiece molding device containing a clip with a mouthpiece of variable cross section, over which an asterisk is installed, made in the form of a cylindrical element with through central and peripheral holes, a needle screwed into the central through hole , and punch. Moreover, the claimed device is equipped with a set of interchangeable needles made with the same diameter in the part that is screwed into the center hole of the sprocket, and with different diameters in their working - lower thread section depending on the given thickness of the tube obtained. Moreover, the peripheral holes are located around the center hole of the sprocket at equal distances relative to each other, and the diameter of the center hole of the sprocket is larger than the diameter of the peripheral hole, and a thread is made in the peripheral holes (RF patent No. 2486056 of 06/27/13). This device is selected as a prototype.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - полая обойма цилиндрической формы; в обойму вставлена цилиндрической формы полая матрица с пуансоном цилиндрической формы в ней; сквозные отверстия.Signs of the prototype, coinciding with the essential features of the claimed invention, a hollow clip of a cylindrical shape; a hollow matrix with a cylindrical punch in it is inserted into the holder of a cylindrical shape; through holes.
Недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются:The disadvantages of the known device adopted for the prototype are:
- получение в результате экструзии за один ход пуансона только одного изделия;- obtaining as a result of extrusion in one stroke of the punch only one product;
- обойма выполнена предельного сечения, так же как и полость, в которую вставляется мундштук, что усложняет технологию получения изделия. Это создает большое напряжение в зонах перехода массы из конической части мундштука в цилиндрическую;- the clip is made of the limit section, as well as the cavity into which the mouthpiece is inserted, which complicates the technology for obtaining the product. This creates a lot of tension in the zones of mass transfer from the conical part of the mouthpiece to the cylindrical;
- звездочка выполнена с малой высотой и размещена отдельным элементом над мундштуком, что является не окончательным процессом экструдирования, а начальным. Это позволяет получать прямые элементы малого диаметра в виде микропрутков, не обладающих электропроводностью, даже после того, как в конусе и цилиндре мундштука они объединяются в единый монолит, например пруток;- the sprocket is made with low height and placed as a separate element above the mouthpiece, which is not the final extrusion process, but the initial one. This allows you to get straight elements of small diameter in the form of micro-rods that do not have electrical conductivity, even after they are combined into a single monolith in the cone and cylinder of the mouthpiece, for example, a bar;
- устройство ограничено получением изделия из смеси реактопласта с графитом без нагрева массы - для холодного экструдирования. При этом механически получают таблетки путем прессования под большим давлением. При получении прутка из композиции, в состав которой входят пластичный полимер и графит, экструдирование необходимо проводить в пластичном состоянии, т.е. с нагревом, что должно обеспечить непрерывность связи электропроводящей составляющей, а так как масса проходит сложный путь (с одного сечения на другое), то это приводит к неоднократному деформированию формирующегося изделия в обойме, и соответственно к разрыву связей;- the device is limited to receiving the product from a mixture of thermoset with graphite without heating the mass for cold extrusion. In this case, tablets are mechanically obtained by pressing under high pressure. Upon receipt of the rod from the composition, which includes a plastic polymer and graphite, extrusion must be carried out in a plastic state, i.e. with heating, which should ensure the continuity of the connection of the electrically conductive component, and since the mass passes a difficult path (from one section to another), this leads to repeated deformation of the formed product in the cage, and, accordingly, to bond breaking;
- пуансон выполнен цилиндрической формы по диаметру полости матрицы и при экструдировании деформирует звездочку, так как отсутствует ограничитель хода;- the punch is made of a cylindrical shape along the diameter of the cavity of the matrix and during extrusion deforms the sprocket, since there is no travel limiter;
- сквозное центрированное отверстие в звездочке имеет больший диаметр, чем периферические отверстия, что приводит к процессу волокнообразования полимера;- the through center hole in the sprocket has a larger diameter than the peripheral holes, which leads to the process of fiber formation of the polymer;
- при экструдировании имеется несколько застойных участков (от матрицы к звездочке) и большое расстояние от одного сквозного отверстия до другого, что ухудшает электропроводящие свойства из-за разницы деформации в этих зонах массы композиции и сквозном отверстии.- when extruding, there are several stagnant sections (from the matrix to the sprocket) and a large distance from one through hole to another, which worsens the conductive properties due to the difference in deformation in these areas of the mass of the composition and the through hole.
Задача изобретения - повышение производительности устройства для получения изделий, обладающих электропроводящими свойствами из композиции, содержащей полимер и графит.The objective of the invention is to increase the productivity of a device for producing products having electrically conductive properties from a composition containing polymer and graphite.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном устройстве для экструдирования композиции из полимера и графита, содержащем полую обойму цилиндрической формы, в которую вставлена цилиндрической формы полая матрица с пуансоном цилиндрической формы в ней, сквозные отверстия, согласно изобретению обойма выполнена из верхней части в виде П-образной полости и нижней рабочей части, причем диаметр рабочей части обоймы равен диаметру полости матрицы, а диаметр матрицы равен диаметру П-образной полости обоймы, сквозные отверстия выполнены в рабочей части обоймы и размещены друг от друга на расстоянии, равном b≤0,2 5d, где d - диаметр отверстия; b - расстояние между отверстиями; при этом высота рабочей части обоймы, количество, диаметр сквозных отверстий и расстояние между отверстиями регулируются в зависимости от задаваемой величины электропроводности экструдируемых изделий, причем количество сквозных отверстий равно не менее трех, а диаметр сквозных отверстий равен 7-15 мм, пуансон выполнен переменного сечения в виде двутавровой балки, его верхняя горизонтальная часть выполнена в виде кругового упора, ограничивающего перемещение пуансона в матрице, с диаметром, превышающим диаметр матрицы, а нижняя горизонтальная часть выполнена съемной в двух видах: в виде круговой опоры диаметром, равным диаметру полости матрицы, и в виде такой же круговой опоры со стержнями, размещенными в ее нижней части соосно сквозным отверстиям с возможностью вхождения в отверстия, при этом диаметр пуансона между верхней и нижней горизонтальными частями меньше диаметра нижней горизонтальной части.The problem was solved due to the fact that in the known device for extruding a composition of polymer and graphite containing a hollow sleeve of a cylindrical shape, into which a hollow die with a cylindrical punch in it is inserted, the through holes, according to the invention, the sleeve is made from the upper part in the form of a U-shaped cavity and the lower working part, and the diameter of the working part of the cage is equal to the diameter of the cavity of the matrix, and the diameter of the matrix is equal to the diameter of the U-shaped cavity of the cage, through holes made in the working part of the cage and placed from each other at a distance equal to b≤0,2 5d, where d is the diameter of the hole; b is the distance between the holes; the height of the working part of the cage, the number, diameter of the through holes and the distance between the holes are regulated depending on the set value of the electrical conductivity of the extruded products, and the number of through holes is at least three, and the diameter of the through holes is 7-15 mm, the punch is made of variable cross-section in in the form of an I-beam, its upper horizontal part is made in the form of a circular stop restricting the movement of the punch in the matrix, with a diameter exceeding the diameter of the matrix, and the lower horizon The linen part is removable in two types: in the form of a circular support with a diameter equal to the diameter of the cavity of the matrix, and in the form of the same circular support with rods placed in its lower part coaxially through holes with the possibility of entering into the holes, while the diameter of the punch between the upper and lower horizontal parts less than the diameter of the lower horizontal part.
Признаки заявляемого изобретения, отличительные от прототипа: обойма выполнена из верхней части в виде П-образной полости и нижней рабочей части; диаметр рабочей части обоймы равен диаметру полости матрицы; диаметр матрицы равен диаметру П-образной полости обоймы; сквозные отверстия выполнены в рабочей части обоймы и размещены друг от друга на расстоянии, равном b≤0,25d, где d - диаметр отверстия; b - расстояние между отверстиями; высота рабочей части обоймы, количество, диаметр сквозных отверстий, расстояние между отверстиями регулируются в зависимости от задаваемой величины электропроводности экструдируемых изделий; количество сквозных отверстий равно не менее трех; диаметр сквозных отверстий равен 7-15 мм; пуансон выполнен переменного сечения в виде двутавровой балки, его верхняя горизонтальная часть выполнена в виде кругового упора, ограничивающего перемещение пуансона в матрице, с диаметром, превышающим диаметр матрицы, а нижняя горизонтальная часть выполнена съемной в двух видах: в виде круговой опоры диаметром, равным диаметру полости матрицы, и в виде такой же круговой опоры со стержнями, размещенными в ее нижней части соосно сквозным отверстиям с возможностью вхождения в отверстия; диаметр пуансона между верхней и нижней горизонтальными частями меньше диаметра нижней горизонтальной части.Signs of the claimed invention, distinctive from the prototype: the clip is made of the upper part in the form of a U-shaped cavity and the lower working part; the diameter of the working part of the holder is equal to the diameter of the cavity of the matrix; the diameter of the matrix is equal to the diameter of the U-shaped cavity of the holder; through holes are made in the working part of the cage and are spaced from each other at a distance equal to b≤0.25d, where d is the diameter of the hole; b is the distance between the holes; the height of the working part of the cage, the number, diameter of through holes, the distance between the holes are regulated depending on the set value of the electrical conductivity of the extruded products; the number of through holes is at least three; the diameter of the through holes is 7-15 mm; the punch is made of variable cross-section in the form of an I-beam, its upper horizontal part is made in the form of a circular stop restricting the movement of the punch in the matrix with a diameter exceeding the diameter of the matrix, and the lower horizontal part is removable in two forms: in the form of a circular support with a diameter equal to the diameter cavity of the matrix, and in the form of the same circular support with rods placed in its lower part coaxially through holes with the possibility of entering into the holes; the diameter of the punch between the upper and lower horizontal parts is less than the diameter of the lower horizontal part.
Выполнение обоймы из верхней части в виде П-образной полости и нижней рабочей части, диаметром, равным диаметру полости матрицы, а диаметр матрицы, равный диаметру П-образной полости обоймы, позволяет избежать потери массы в процессе экструдирования и снизить напряжения в самой массе перед входом ее в сквозные отверстия обоймы.The execution of the cage from the upper part in the form of a U-shaped cavity and the lower working part, with a diameter equal to the diameter of the cavity of the matrix, and the diameter of the matrix equal to the diameter of the U-shaped cavity of the holder, avoids mass loss during extrusion and reduces stress in the mass itself before entering it into the through holes of the clip.
Выполнение сквозных отверстий в самой обойме на всю высоту рабочей части значительно упрощает технологию получения изделий, обладающих электропроводностью, и позволяет ее регулировать, меняя состав композиции, соотношение компонентов в ней. Обойма при этом устойчиво функционирует в связи с упрощением конструкции и отсутствием множества элементов и связей (звездочка, мундштук, переменные сечения пуансона и обоймы).The implementation of through holes in the cage to the entire height of the working part greatly simplifies the technology for producing products with electrical conductivity, and allows you to adjust it by changing the composition of the composition, the ratio of components in it. In this case, the cage stably functions due to the simplification of the design and the absence of many elements and connections (asterisk, mouthpiece, variable cross-section of the punch and cage).
Возможность регулирования высоты рабочей части обоймы, количества, диаметра сквозных отверстий и расстояния между отверстиями в зависимости от задаваемой величины электропроводности экструдируемых изделий обеспечат прямоточную экструзию и выход калиброванных прутков с зафиксированной (не увеличивающихся в объеме) формой и на выходе из отверстий. Это очень ответственный момент для получения изделий, обладающих электропроводностью с малым электросопротивлением. Без начальной калибровки и последующем фиксировании формы в отверстиях не удается обеспечить электропроводность прутков. Увеличение же времени прохождения массы вдоль отверстия, когда масса вначале еще пластично формуется, а затем при снижении температуры в нижней части фиксируются связи электропроводящей составляющей композиции, позволит гарантировать заданные электропроводящие свойства экструдируемого композита.The ability to control the height of the working part of the cage, the number, diameter of through holes and the distance between the holes, depending on the specified value of the electrical conductivity of the extrudable products, will provide direct-flow extrusion and output of calibrated rods with a fixed (not increasing in volume) shape and at the exit from the holes. This is a very crucial moment for obtaining products with electrical conductivity with low electrical resistance. Without initial calibration and subsequent fixation of the form in the holes, it is not possible to ensure the conductivity of the rods. The increase in the time of passage of the mass along the hole, when the mass is first plastic molded, and then with a decrease in temperature in the lower part, the bonds of the electrically conductive component of the composition are fixed, will guarantee the specified conductive properties of the extrudable composite.
Размещение сквозных отверстий друг от друга в рабочей части обоймы на расстоянии, равном b≤0,25d, где d - диаметр отверстия; b - расстояние между отверстиями, обеспечит отсутствие застойных участков между ними при прохождении в отверстия массы пластичного композита и исключит волокнообразование полимера, входящего в состав композита при поступлении пластической массы в них.The placement of through holes from each other in the working part of the cage at a distance equal to b≤0,25d, where d is the diameter of the hole; b - the distance between the holes, ensures the absence of stagnant sections between them when passing through the holes of the mass of the plastic composite and eliminates fiber formation of the polymer that is part of the composite upon receipt of the plastic mass in them.
В заявляемом устройстве производительность процесса экструзии, удовлетворяющая требованиям выхода прутков с электропроводящими свойствами при малом электросопротивлении (в Ом), зависит от задаваемого диаметра прутков и отношения 
При этом оптимизация отношений «K» позволяет использовать те варианты, которые обеспечивают отсутствие застойных участков на поверхности рабочей части обоймы. Исследования показали, что чем меньше диаметр сквозного отверстия, тем чувствительней система получения изделия со стабильной электропроводностью к застойным зонам, т.к. они тормозят продвижение массы композита в отверстиях. Поэтому необходимо обеспечить расстояние между сквозными отверстиями, равным b, при этом b≤0,2 5 d, где d - диаметр отверстия. Иначе полимерная составляющая композиция, деформируясь, образует волокна и рвет связи электропроводящей составляющей - графита.In this case, the optimization of the “K” relations allows the use of those options that ensure the absence of stagnant sections on the surface of the working part of the holder. Studies have shown that the smaller the diameter of the through hole, the more sensitive the system for producing products with stable electrical conductivity to stagnant zones, because they inhibit the progress of the mass of the composite in the holes. Therefore, it is necessary to provide a distance between the through holes equal to b, with b≤0.2 5 d, where d is the diameter of the hole. Otherwise, the polymer component composition, deformed, forms fibers and breaks the bonds of the electrically conductive component - graphite.
Выполнение сквозных отверстий диаметром 7- 15 мм позволяет сохранить целостность связей в композите между графитовыми частицами в полимере как на поверхности, так и в объеме прутка. Диаметр отверстия меньше 7 мм не позволяет получить электропроводящие прутки из композита, содержащего термопластичный полимер с графитом.The implementation of through holes with a diameter of 7-15 mm allows you to maintain the integrity of the bonds in the composite between graphite particles in the polymer both on the surface and in the volume of the rod. The diameter of the hole less than 7 mm does not allow to obtain conductive rods from a composite containing a thermoplastic polymer with graphite.
Диаметр отверстия более 15 мм приводит к увеличению площади застойных участков, вследствие увеличения расстояния между отверстиями, усиление давления и волокнообразования полимера, поэтому в рабочей части обоймы возможно выполнение только двух отверстий. При этом невозможно увеличить производительность устройства, так как для увеличения производительности количество сквозных отверстий должно быть не менее трех.The hole diameter of more than 15 mm leads to an increase in the area of stagnant sections, due to an increase in the distance between the holes, increased pressure and fiber formation of the polymer, therefore, only two holes can be made in the working part of the cage. At the same time, it is impossible to increase the productivity of the device, since in order to increase productivity the number of through holes should be at least three.
Производительность устройства также зависит от диаметра рабочей части обоймы и заданного диаметра прутка. Чем больше диаметр рабочей части, тем большее количество сквозных отверстий можно в ней выполнить. Так, например, расчет показал, что при диаметре рабочей части 36 мм можно оптимально выполнить за один ход пуансона 11 прутков диаметром 8 мм, 7 прутков диаметром 10 мм, 3 прутка диаметром 15 мм, а при 50 мм - 23 прутка диаметром 8 мм, 16 прутков диаметром 10 мм, 7 прутков диаметром 15 мм, при стабильном получении электропроводящего изделия, удовлетворяющего требованиям эксплуатации.Productivity of the device also depends on the diameter of the working part of the cage and the given diameter of the bar. The larger the diameter of the working part, the greater the number of through holes can be made in it. So, for example, the calculation showed that with a diameter of the working part of 36 mm, it is possible to optimally perform 11 rods with a diameter of 8 mm, 7 rods with a diameter of 10 mm, 3 rods with a diameter of 15 mm in one stroke of a punch, and at 50 mm - 23 rods with a diameter of 8 mm, 16 rods with a diameter of 10 mm, 7 rods with a diameter of 15 mm, with a stable receipt of an electrically conductive product that meets the requirements of operation.
Выполнение пуансона переменного сечения в виде двутавровой балки позволяет улучшить его работу в процессе экструзирования за счет отсутствия контакта со стенками матрицы в его средней части. Это приводит к формированию прутков без воздушных полостей, улучшает сам процесс экструзии, т.к. не создает противодействия продвижению массы в сквозных отверстиях обоймы, улучшает процедуру освобождения пуансона из матрицы после экструдирования. Выполнение пуансона с верхней упорной частью позволяет фиксировать уровень погружения его в матрицу, что, в свою очередь, позволяет уберечь рабочую поверхность обоймы от деформации. Больший диаметр верхней части пуансона позволяет легко вывести пуансон из матрицы после экструдирования, организовав за счет большей выступающей части обратный ход.The implementation of the punch of a variable section in the form of an I-beam makes it possible to improve its operation during extrusion due to the lack of contact with the walls of the matrix in its middle part. This leads to the formation of rods without air cavities, improves the extrusion process itself, because does not counteract the advancement of the mass in the through holes of the cage, improves the procedure for releasing the punch from the die after extrusion. The implementation of the punch with the upper thrust part allows you to fix the level of immersion in the matrix, which, in turn, allows you to save the working surface of the cage from deformation. The larger diameter of the upper part of the punch makes it easy to remove the punch from the die after extrusion, organizing a return stroke due to the larger protruding part.
Выполнение пуансона со съемной нижней горизонтальной частью позволяет использовать ее в двух вариантах - для экструзии и для выталкивания изделия из отверстия после экструзии. Съемные части отличаются друг от друга наличием стержней, размещенных в нижней части, для выталкивания прутков, что упрощает технологию изготовления, вывод изделий из устройства, расширяет возможности устройства и его ремонтопригодность. А соосное размещение стержней со сквозными отверстиями рабочей части обоймы позволяет ускорить вывод изделий из устройства и обеспечить качество изготавливаемых изделий.The implementation of the punch with a removable lower horizontal part allows you to use it in two versions - for extrusion and for pushing the product out of the hole after extrusion. Removable parts differ from each other by the presence of rods located in the lower part for pushing out the rods, which simplifies the manufacturing technology, withdrawal of products from the device, expands the capabilities of the device and its maintainability. And the coaxial placement of the rods with through holes of the working part of the holder allows you to accelerate the output of products from the device and ensure the quality of manufactured products.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-8.The proposed device is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-8.
На фиг. 1 схематично показано устройство, в разрезе.In FIG. 1 schematically shows a device, in section.
На фиг. 2-6 схематично показаны варианты рабочей части обоймы со сквозными отверстиями, вид сверху.In FIG. 2-6 schematically shows options for the working part of the cage with through holes, top view.
На фиг. 7 схематично представлено устройство в момент экструдирования и получения прутков, в разрезе.In FIG. 7 schematically shows the device at the time of extrusion and receipt of the rods, in the context.
На фиг. 8 схематично представлено устройство в момент извлечения из сквозных отверстий прутков после экструзии, в разрезе.In FIG. 8 schematically shows the device at the time of removal from the through holes of the rods after extrusion, in section.
Устройство (фиг. 1) содержит полую обойму 1 цилиндрической формы, в которую вставлена цилиндрической формы матрица 2, имеющая полость 3. В полость 3 матрицы 2 вставлен пуансон 4. Верхняя часть обоймы имеет П-образную полость 5 для матрицы 2, а в нижней части под П-образной полостью 5 расположена рабочая часть 6 обоймы. Диаметр рабочей части 6 обоймы (D1) равен диаметру полости 3 матрицы 2 (D2), а диаметр матрицы 2 (D3) равен диаметру П-образной полости 5 обоймы (D4). В рабочей части 6 обоймы выполнены сквозные отверстия 7 (фиг. 2-6), размещенные друг от друга на расстоянии, равном b≤0,25d, где d - диаметр отверстия; b - расстояние между отверстиями. Количество сквозных отверстий 7 равно не менее трех. Диаметр сквозных отверстий 7 равен 7-15 мм. Высота рабочей части 6 обоймы, количество сквозных отверстий 7 в ней, диаметр сквозных отверстий 7 и расстояние между отверстиями 7 регулируются в зависимости от задаваемой величины электропроводности экструдируемых изделий.The device (Fig. 1) contains a
Пуансон 4 (фиг. 1) выполнен цилиндрической формы переменного сечения в виде двутавровой балки, ее верхняя горизонтальная часть 8 выполнена в виде кругового упора, ограничивающего перемещение пуансона 4 в матрице 2, с диаметром (D5), превышающим диаметр матрицы (D3). Нижняя горизонтальная часть 9 выполнена съемной в двух видах: в виде круговой опоры диаметром (D6), равным диаметру полости матрицы (D2) (фиг. 1), и в виде такой же круговой опоры со стержнями 10 (фиг. 8), размещенными в ее нижней части, соосно сквозным отверстиям 7 с возможностью вхождения в отверстия 7. Диаметр пуансона 4 (D7) между верхней и нижней горизонтальными частями 8 и 9 меньше диаметра (D6) нижней горизонтальной части 9.The punch 4 (Fig. 1) is made of a cylindrical shape of variable section in the form of an I-beam, its upper
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В зависимости от заданного уровня электропроводности и электросопротивления (в Ом, кОм, мОм), заданного диаметра изделия и производительности процесса экструдирования предварительно готовят состав композиции и экструдер (фиг. 1) с заданной высотой и диаметром рабочей части 6 обоймы и диаметром сквозных отверстий 7 в обойме 1 (фиг. 2-6). Компонуют устройство (фиг. 1), для этого в обойму 1 вставляют полую матрицу 2 в П-образную полость 5 обоймы и закрепляют матрицу 2, например, резьбой. Предварительно смесь порошка полимера с графитом (измельченным, терморасширенным ТРГ преимущественно, так как он показал наилучшие данные по электропроводности в изделиях) выдерживают в печи до получения композита в виде пластичной массы, легко формирующей в таблетку. Таблетку помещают в матрицу 2 и слегка подпрессовывают вручную. Затем помещают устройство под пресс вместе с пуансоном 4 (фиг. 1), приводя в контакт таблетку с нижней частью 9 пуансона 4. Проводят экструзию пластичной массы (фиг. 7). Композиция экструдируется без больших усилий за счет того, что сквозные отверстия 7 (фиг. 2-6) равномерно размещены по всей рабочей части 6 обоймы без участков, где бы эта масса могла «застаиваться» и оказывать сопротивление массе, заходящей в сквозные отверстия 7. В сквозных отверстиях 7 обоймы 1 за счет оптимизации их диаметра (>7 мм) происходит формообразование изделия, сопровождающееся вначале калибровкой для сохранения связей электропроводящей составляющей пластичной массы. Затем в отверстиях происходит окончательное фиксирование этой калиброванной части изделия за счет перепада температуры в рабочей части 6 обоймы из-за протяженности сквозных отверстий при перемещении изделия к выходу из обоймы 1 (фиг. 7). Поэтому для сохранения связей в электропроводящей составляющей композиции после выхода из обоймы важно реализовать в сквозных отверстиях обоймы оба эти этапа. Поскольку экструдируют пластичную массу, то на пуансон действуют силы в пределах 1-2 тонны, чтобы масса в полой обойме 1 вся беспрепятственно поступала в сквозные отверстия 7 при сохранении условия (D1=D2=D6). А для сохранения целостности верхней рабочей части 6 обоймы верхняя горизонтальная часть 8 пуансона 4 выполнена в виде кругового упора большего диаметра, чем диаметр матрицы 2 (D3<D4). При этом верхняя горизонтальная часть 8 пуансона 4 не допускает контакта с рабочей частью 6 обоймы пуансона 4, а большой диаметр (D5) обеспечивает беспроблемную процедуру его извлечения из матрицы после экструдирования. Таким образом, устройство за один проход пуансона 4 позволяет получить готовые изделия 11 (фиг.7, 8) от трех и более прутков заданной длины в зависимости от количества отверстий в рабочей части, высоты обоймы, объема матрицы экструдера. Для того чтобы пластичная масса композита продвигалась из матрицы 2 без застойных участков, т.е. без задержки в сквозные отверстия 7, так как полимерная составляющая образует волокна, а у электропроводящей составляющей разрываются связи, полость 3 матрицы 2 должна иметь диаметр (D2), равный диаметру (D1) рабочей части 6 обоймы (фиг. 1, 7). После формирования изделий 11, оставшуюся в обойме формующуюся массу освобождают с помощью нижней горизонтальной части пуансона в виде круговой опоры со стержнями (фиг.8).Depending on the given level of electrical conductivity and electrical resistance (in Ohm, kOhm, mOhm), the given diameter of the product and the performance of the extrusion process, the composition of the composition and the extruder are preliminarily prepared (Fig. 1) with a given height and diameter of the working
Преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом состоят в том, что оно позволяет:The advantages of the claimed device compared to the prototype are that it allows you to:
- расширить функциональные и конструктивные возможности, получая за один проход пуансона от трех до пятнадцати прутков, выходящих прямоточно из обоймы, и обеспечивая при этом заданные электропроводящие свойства полимеру;- to expand the functional and design capabilities, receiving in one pass of the punch from three to fifteen rods emerging straight-through from the cage, and while providing the specified conductive properties of the polymer;
- упростить получение изделия, обладающего электропроводностью во всем объеме;- to simplify the receipt of a product having electrical conductivity in its entirety;
- увеличить работоспособность, сохраняя рабочую часть обоймы при действии на экструдируемую массу пуансона за счет наличия ограничителя хода в верхней части пуансона;- increase efficiency, while maintaining the working part of the cage when acting on the extrudable mass of the punch due to the presence of a stroke limiter in the upper part of the punch;
- упростить извлечение пуансона из матрицы за счет выполнения его в виде двутавровой балки и большего диаметра верхней горизонтальной части, чем диаметр матрицы, из которой извлекается пуансон;- to simplify the extraction of the punch from the matrix by performing it in the form of an I-beam and a larger diameter of the upper horizontal part than the diameter of the matrix from which the punch is removed;
- упростить извлечение из сквозных отверстий изделия после экструзии за счет выполнения нижней съемной части пуансона со стержнями.- to simplify the removal from the through holes of the product after extrusion by performing the lower removable part of the punch with rods.
Это свидетельствует о значительном повышении производительности заявляемого устройства.This indicates a significant increase in the performance of the claimed device.
Claims (1)
b≤0,25d,
где d - диаметр отверстия; b - расстояние между отверстиями,
при этом высота рабочей части обоймы, количество, диаметр сквозных отверстий и расстояние между отверстиями регулируются в зависимости от задаваемой величины электропроводности экструдируемых изделий, причем количество сквозных отверстий равно не менее трех, а диаметр сквозных отверстий равен 7-15 мм, пуансон выполнен переменного сечения в виде двутавровой балки, его верхняя горизонтальная часть выполнена в виде кругового упора, ограничивающего перемещение пуансона в матрице, с диаметром, превышающим диаметр матрицы, а нижняя горизонтальная часть выполнена съемной в двух видах: в виде круговой опоры диаметром, равным диаметру полости матрицы, и в виде такой же круговой опоры со стержнями, размещенными в ее нижней части соосно сквозным отверстиям с возможностью вхождения в отверстия, при этом диаметр пуансона между верхней и нижней горизонтальными частями меньше диаметра нижней горизонтальной части. A device for extruding a composition of a polymer and graphite containing a hollow holder of a cylindrical shape, into which a hollow die is inserted with a cylindrical shape with a cylindrical punch in it, through holes, characterized in that the holder is made of an upper part in the form of a U-shaped cavity and a lower working parts, and the diameter of the working part of the holder is equal to the diameter of the cavity of the matrix, and the diameter of the matrix is equal to the diameter of the U-shaped cavity of the holder, through holes are made in the working part of the holder and placed from each other on p at a distance equal to:
b≤0.25d,
where d is the diameter of the hole; b is the distance between the holes,
the height of the working part of the cage, the number, diameter of the through holes and the distance between the holes are regulated depending on the set value of the electrical conductivity of the extruded products, and the number of through holes is at least three, and the diameter of the through holes is 7-15 mm, the punch is made of variable cross-section in in the form of an I-beam, its upper horizontal part is made in the form of a circular stop restricting the movement of the punch in the matrix, with a diameter exceeding the diameter of the matrix, and the lower horizon The linen part is removable in two types: in the form of a circular support with a diameter equal to the diameter of the cavity of the matrix, and in the form of the same circular support with rods placed in its lower part coaxially through holes with the possibility of entering into the holes, while the diameter of the punch between the upper and lower horizontal parts less than the diameter of the lower horizontal part.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109556/05A RU2595679C1 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Device for extrusion of polymer and graphite composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109556/05A RU2595679C1 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Device for extrusion of polymer and graphite composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2595679C1 true RU2595679C1 (en) | 2016-08-27 |
Family
ID=56892157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015109556/05A RU2595679C1 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Device for extrusion of polymer and graphite composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2595679C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107160687A (en) * | 2017-06-07 | 2017-09-15 | 淮阴工学院 | Entity wire modeling device |
| CN112388970A (en) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 中国科学院化学研究所 | Rapid forming device for ultrahigh molecular weight polymer |
| CN112388969A (en) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 中国科学院化学研究所 | Rapid forming device for ultrahigh molecular weight polymer |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1537558A1 (en) * | 1988-01-17 | 1990-01-23 | Черновицкий Завод "Эмальпосуда" | Extrusion head for making shapes from polymeric materials |
| RU2105670C1 (en) * | 1995-06-13 | 1998-02-27 | Кабардино-Балкарский государственный университет | Method for manufacture of rod-shaped articles from polymer |
| WO1999007538A1 (en) * | 1997-08-07 | 1999-02-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Paste extrusion method |
| US6000927A (en) * | 1997-01-11 | 1999-12-14 | W K Worek Kunststofftechnik Gmbh | Paste extruder |
| RU2486056C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-06-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Extrusion forming device |
-
2015
- 2015-03-18 RU RU2015109556/05A patent/RU2595679C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1537558A1 (en) * | 1988-01-17 | 1990-01-23 | Черновицкий Завод "Эмальпосуда" | Extrusion head for making shapes from polymeric materials |
| RU2105670C1 (en) * | 1995-06-13 | 1998-02-27 | Кабардино-Балкарский государственный университет | Method for manufacture of rod-shaped articles from polymer |
| US6000927A (en) * | 1997-01-11 | 1999-12-14 | W K Worek Kunststofftechnik Gmbh | Paste extruder |
| WO1999007538A1 (en) * | 1997-08-07 | 1999-02-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Paste extrusion method |
| RU2486056C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-06-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Extrusion forming device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107160687A (en) * | 2017-06-07 | 2017-09-15 | 淮阴工学院 | Entity wire modeling device |
| CN112388970A (en) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 中国科学院化学研究所 | Rapid forming device for ultrahigh molecular weight polymer |
| CN112388969A (en) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 中国科学院化学研究所 | Rapid forming device for ultrahigh molecular weight polymer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2595679C1 (en) | Device for extrusion of polymer and graphite composition | |
| DE2401383C2 (en) | Screw extruder | |
| JP2004513787A (en) | Manufacturing apparatus for metal curved pipes and metal curved rods having arbitrary cross-sectional shapes | |
| CN103492156A (en) | Method for manufacturing of a tubular object for insertion into a body passageway | |
| CN101024304A (en) | Rectifying device of bulking machine | |
| JP6937378B2 (en) | Methods and Extrusion Molding Equipment for Producing Elementary Body Consists of Ceramic Ingots and Elementary Body | |
| US4921414A (en) | Extrusion apparatus for producing marbeleized thermoplastic extrusions | |
| DE102008047208B4 (en) | Extrusion line, process for cooling plastic profiles and plastic pipe | |
| RU2486056C1 (en) | Extrusion forming device | |
| CN205018162U (en) | Noodless preparation equipment | |
| DE1113970B (en) | Process for the production of a cavity-insulated electrical line | |
| RU2284914C1 (en) | Double-screw extruder | |
| CN206242221U (en) | Honeycomb environment-friendly materials extrusion shaping machine | |
| RU2492965C1 (en) | Method of forming long-length hollow articles from powders and plasticised materials and device to this end (versions) | |
| CN102514214B (en) | PTFE (Polytetrafluoroethylene) unsintered tape forming device | |
| RU2614279C1 (en) | Powder compaction device | |
| CN210816777U (en) | Accurate temperature control micro hot extrusion die for preparing zinc and magnesium alloy bars by extruder | |
| DE3815297C2 (en) | ||
| CN106273529A (en) | A kind of polytetrafluoroethylfiber fiber film | |
| CN106738780B (en) | A kind of e-PTFE plunger extrusion process | |
| CN203854189U (en) | Hand piece device for three-layer insulated wire extruding machine | |
| CN105104470A (en) | Noodle production device | |
| CN103143584A (en) | Device for preparing alloy with uniform organization and performance | |
| CN216263283U (en) | Cold heading spring clamp die | |
| CN210911084U (en) | Rubber tube extrusion device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200319 |