SK137695A3 - Method of manufacture for solid castings from liquid reactive medium, device for carrying out the method and oven for heating of liquid medium - Google Patents

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby pevných odliatkov z v podstate kvapalného reaktívneho média, zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu a pece na ohrievanie v podstate kvapalného média.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti má výroba odliatkov veľmi široké uplatnenie. Vyrábajú sa aj odliatky, ktoré ako súčasť odliatku obsahujú určitú zložku alebo nejaké iné teleso, ktoré boli zaliate do odliatku. Jednou z oblastí, v ktorej je produkcia odliatkov spomenutého typu veľmi rozšírená, je oblasť produkcie elektrických súčiastok, ktoré sú zapuzdrené do odlievaného materiálu, napríklad s cieľom ochrany proti účinkom okolitého prostredia alebo s cieľom izolácie.

Spôsob výroby pevných odliatkov z reaktívneho kvapalného média, ako aj odlievaný materiál sú známe, napr. z DE-A-20 28 873. V tomto spôsobe je použitým odlievaným materiálom vysoko reaktívna epoxidová živica, ktorá sa vyznačuje najmä tým, že keď je prekročená teplota želatinácie tohto materiálu, prebehne reakcia, pri ktorej sa uvoľňuje tepelná energia, pričom uvoľnená tepelná energia zabezpečuje, že reakcia po počiatočnej iniciácii už ďalej prebieha sama a že odlievaný materiál stuhne. S cieľom vytvoriť odliatok sa odlievaný materiál umiestni do odlievacej formy, ktorej vnútorná stena bola ohriata na teplotu vyššiu ako je teplota želatinácie tohto odlievaného materiálu. Pri tomto spôsobe sa odlievaný materiál privádza do odlievacej formy pri teplote výrazne nižšej, ako teplota želatinácie odlievaného materiálu, v dôsledku čoho sa nemôže reakcia tohto odlievaného materiálu nikdy začať ešte pred tým, ako sa tento odlievaný materiál vložil do uvedenej formy.

Aj keď sa vyššie uvedený spôsob ukázal ako veľmi úspešný, určité zlepšenia sú doteraz možné. Napr. doba trvania cyklu, to znamená doba, počas ktorej sa odlievacia forma využíva na produkciu jedného odliatku, je pomerne dlhá, pretože teplota odlievaného materiálu je výrazne nižšia, ako teplota želatinácie tohto materiálu, keď je tento materiál privedený do odlievacej formy a odlievací materiál sa musí zahriať aspoň na teplotu želatinácie, pri ktorej potom reakcia odlievaného materiálu začne prebiehať. V dôsledku toho je doteraz priestor na zlepšenie, pokiaľ ide o využitie kapacity formy. Naproti tomu sa tiež musí dbať na to, aby odliatky neobsahovali žiadne vzduchové bubliny alebo praskliny. Praskliny vznikajú najmä v prípade, že je buď výrazne zvýšená reaktivita odlievaného materiálu, takže maximum energie počas reakcie epoxidovej živice je príliš vysoké, alebo je vnútorná stena formy ohriata na teplotu značne vyššiu ako je teplota želatinácie epoxidovej živice. Preto môže byt tepelné napätie v odlievanom materiále príliš vysoké, čo môže spôsobiť tvorbu prasklín.

Podstata vynálezu

Účelom vynálezu je preto skrátiť dobu cyklu, to znamená dobu, počas ktorej sa odlievacia forma využíva na produkciu jedného odliatku, a pri rovnakej dobe cyklu vyrobiť odliatky, ktoré nemajú bubliny a praskliny.

Uvedený účel sa dosiahne spôsobom, ktorého podstata spočíva v tom, že odlievaný materiál sa predhreje na teplotu blízku k jeho teplote želatinácie, ale nižšiu ako jeho teplota želatinácie, a to bezprostredne pred tým, ako vstúpi odlievaný materiál do odlievacej formy, ktorej vnútorná stena sa ohriala na teplotu vyššiu ako teplota želatinácie odlievaného materiálu. Také opatrenie, t.j. v podstate ohriatie odlievaného mate3 riálu na teplotu blízku jeho teplote želatinácie, ale nižšiu ako jeho teplota želatinácie bezprostredne pred tým ako vstúpi tento odlievaný materiál do odlievacej formy, bráni začatiu reakcie tohto odlievaného materiálu ešte pred tým, ako sa materiál priviedol do formy, takže sa odlievaný materiál po uvedenom ohriatí doteraz nachádza v stave vhodnom na jeho privedenie do odlievacej formy. Ohrievanie odlievaného materiálu v odlievacej forme nemusí byť preto začaté pri inak obvykle nižšej teplote odlievaného materiálu. V dôsledku toho je čas potrebný na ohriatie odlievaného materiálu na jeho teplotu želatinácie v odlievacej forme a teda na začiatok reakcie odlievaného materiálu, výrazne skrátený. Následkom toho je tiež skrátená doba cyklu. Súčasne je možné produkovať týmto spôsobom odliatky bez vzduchových bublín a prasklín.

V jednom príkladnom vyhotovení spôsobu podľa vynálezu je použitým odlievaným materiálom zmes diglycidylesteru kyseliny hexahydroftálovej, anhydridu kyseliny hexahydroftálovej, benzyldimetylamínu a silanizovaného kremenného prášku v pomere približne 100 dielov diglycidylesteru kyseliny hexahydroftálovej : približne 90 hmotnostných dielov anhydridu kyseliny hexahydroftálove j : približne 0,5 hmotnostného dielu benzyldimetylamínu : približne 285 hmotnostných dielov silanizovaného kremenného prášku. Odlievaný materiál v zásobnej nádrži má v tomto prípade teplotu približne od 30 °C do 60 °C, výhodne približne od 40 °C do 50 °C. Počas predhrievačej operácie, ktorá prebieha bezprostredne predtým, ako sa odlievaný materiál vloží do odlievacej formy, odlievaný materiál sa ohreje na teplotu približne od 90 °C do 110 °C, výhodne približne od 95 °C do 100 °C. Predhriaty odlievaný materiál sa potom privedie do odlievacej formy, ktorá má teplotu približne od 130 °C do 150 °C, výhodne približne od 140 °C do 145 °C. Využitím odlievaného materiálu a uvedených teplôt možno produkovať odliatky mimoriadne dobrej kvality.

Zariadenie podľa vynálezu vytvorené na dosiahnutie uvedených cieľov, obsahuje zásobnú nádrž na poskytovanie v podstate kvapalného reaktívneho média. V tejto zásobnej nádrži je tep4 lota uvedeného média, ktoré je odlievaným materiálom, nižšia ako jeho teplota želatinácie. Uvedené zariadenie tiež obsahuje prívodný prostriedok na privádzanie uvedeného média do odlievacej formy. Odlievacia forma sa ohrieva na teplotu vyššiu ako teplota želatinácie odlievaného materiálu. Tesne pred odlievacou formou je pec, cez ktorú preteká odlievaný materiál, ktorý sa týmto ohrieva. Nie je preto nutné ohrievať odlievaný materiál vo forme počínajúc od inak obvyklých nižších teplôt. Preto je doba potrebná na ohriatie odlievaného materiálu na jeho teplotu želatinácie vo forme a pre začatie reakcie odlievaného materiálu významne skrátená. Naproti tomu sa zaradením uvedenej pece priamo pred odlievaciu formu a teda v podstate ohriatím odlievaného materiálu krátko predtým ako odlievaný materiál vstúpi do odlievacej formy, zabráni začatiu reakcie odlievaného materiálu ešte predtým, ako bol odlievaný materiál privedený do formy. Týmto spôsobom možno trvanie cyklu, to znamená dobu, počas ktorej sa odlievacia forma využíva na produkciu jedného odliatku, výrazne skrátiť. Súčasne možno týmto spôsobom vyrobiť odliatky, ktoré nemajú vzduchové bubliny a praskliny, to znamená, že nedochádza ku zhoršeniu ich kvality.

V jednom príkladnom vyhotovení zariadenia podľa vynálezu je okrem toho medzi uvedenou zásobnou nádržou a uvedenou pecou zaradená samostatná tlaková nádoba, z ktorej sa odoberá odlievaný materiál, aby sa potom viedol cez uvedenú pec do odlievacej formy. Taká tlaková nádoba je výhodná vzhľadom na skutočnosť, že v nej môže byť uložený odlievací materiál a pripravený na odlievaciu operáciu. Predtým ako je použitý odlievaný materiál (napr. v tomto prípade epoxidová živica) pripravený na odlievaciu operáciu, je tento materiál v závislosti na jeho vlastnostiach, najskôr vystavený podmienkam odplyňovacej operácie, pri ktorej sa tento materiál mieša vo veľkej zásobnej nádrži, vybavenej miešačkou.

V rámci ďalšieho rozšírenia práve opísaného príkladného vyhotovenia je uvedená tlaková nádoba usporiadaná na súprave váh. Týmito váhami sa odváži hmotnosť naplnenej tlakovej nádo5 by a potom sa - a to ešte predtým, ako sa forma naplní odlievaným materiálom - tieto váhy vynulujú. Vynulovanie uvedených váh však nie je nevyhnutné. V prípade, že množstvo, ktoré sa má vložiť do formy, sa odoberá z tlakovej nádoby, potom, keď sa z tlakovej nádoby odobralo požadované množstvo odlievaného materiálu, váhy vyšlú signál riadiacej jednotke. Potom sa zvýši tlak, ktorým sa odlievaný materiál dopravuje do odlievacej formy.

Zariadenie podľa vynálezu predstavuje dôležitú oblasť využitia uvedenej pece podľa vynálezu, ktorá je priamo zaradená pred odlievaciu formu. Z doterajšieho stavu techniky, napr. z patentových prihlášok EP-A-0 252 542, FR-A-2 614 490, US-A-3 535 482 a tiež EP-A-0 136 453 je známe veľké množstvo modifikovaných pecí na ohrievanie rôznych materiálov.

Patentová prihláška US-A-3 535 482 opisuje zariadenie na rýchle ohrievanie tekutín, v ktorom je využitý mikrovlnný tepelný výmenník na ohrievanie tekutín. Patentová prihláška EP-A-0 136 453 opisuje mikrovlnnú pec na ohrievanie predmetov. Táto pec má dva mikrovlnné žiariče, ktoré generujú elektromagnetické polia, ktoré sa superponujú takým spôsobom, že sa maximum superponovaných elektromagnetických polí nachádza v ohrievanom predmete. Patentové prihlášky EP-A-0 252 542, FR-A-2 614 490 opisujú mikrovlnnú pec obsahujúcu magnetróny umiestnené pozdĺž kanála, ktorým preteká materiál, ktorý sa má ohriať. Mikrovlnami generované magnetróny sa zavedú prostredníctvom vlnovodov do uvedeného kanála, kde sú absorbované pretekajúcim materiálom, ktorý má byť ohriaty.

Uvedená pec podľa vynálezu je vyhotovená tak, aby médium, ktoré sa má ohriať, najmä reaktívny odlievaný materiál, prechádzalo cez vstup uvedeného kanála do potrubia umiestneného v tomto kanáli. Médium preteká cez pec v uvedenom potrubí. Médium pretekajúce cez uvedené potrubie, je ohrievané prostredníctvom elektromagnetického žiarenia, ktoré je vytvorené prostredníctvom niekoľkých samostatných ohrievacích jednotiek pozdĺž kanála. Každá ohrievacia jednotka obsahuje elek6 tromagnetický žiarič s vlnovodom, ktorý vedie elektromagnetické žiarenie ku kanálu, cez ktorý preteká médium, ktoré sa má ohriať a ktoré zavádza toto žiarenie do uvedeného kanála. Uvedené ohrievacie jednotky sú v podstate navzájom elektromagneticky rozpojené prostredníctvom priehradky na prerušenie elektromagnetickej väzby, umiestnenej v uvedenom kanáli a umiestnenej medzi dvoma priľahlými ohrievacími jednotkami alebo radiátormi v podstate kolmo na smer toku média. Spomenuté vzájomné elektromagnetické rozpojenie samostatných žiaričov zaisťuje zlepšenie pracovného priestoru týchto žiaričov a teda lepšie ohrievanie pretekajúceho média. Potrubie, cez ktoré preteká médium, prechádza cez prechod v priehradke na prerušenie elektromagnetickej väzby, ktorá takto tvorí nosič tomuto potrubiu.

Vo výhodnom príkladnom vyhotovení pece sú vlnovody samostatných žiaričov usporiadané pozdĺž kanála tak, aby zavádzali žiarenie do kanála priečne na smer toku média, ktoré sa má ohriať.

Žiarič spomenutej pece môže obsahovať vysokofrekvenčný generátor a ku generátoru pripojený vlnovod, ktorý ústi do uvedeného kanála. Tento vlnovod vedie žiarenie generované vysokofrekvenčným generátorom ku kanálu a zavádza ho do tohto kanála. Prierez tohto vlnovodu je výhodne pravouhlý. Prierez je dôležitý z hľadiska budenia vidov, ktoré je nutné pre uvedený ohrievací proces a schopnosti šírenia vín, ktoré poskytuje rovnomerné ohrievanie média pretekajúceho kanálom.

Ako bolo skôr uvedené, sú geometrický tvar a rozmery samostatného, v uvedenom kanáli uloženého potrubia, ktorým preteká médium, ktoré sa má ohriať, určené so zreteľom na nutnú požiadavku minimalizácie priestoru uvedenej pece, s ohľadom na druh odlievaného materiálu, ktorý má byť ohriaty. Požiadavka na minimalizáciu priestoru uvedenej pece poskytuje požadované začlenenie tejto pece do iných zariadení alebo častí zariadení. Uvedené potrubie prechádza cez prechod priehradky na prerušenie elektromagnetickej väzby a je -výhodne z materiálu, ktorého dielektrické straty sú zanedbateľné v prevádzkovom rozsahu vlnových dĺžok. Ako už bolo uvedené, funguje uvedená priehradka na prerušenie elektromagnetickej väzby v uvedenej sústave ako nosič potrubia.

Priehradka môže mať formu lievika a jej priebeh smeruje k otvoru, cez ktorý prechádza potrubie, pričom krivka tvoriaca v pozdĺžnom smere obrysovú líniu tohto lievikovito tvarovaného prechodu zobrazeného v rovine pozdĺžneho rezu má exponenciálnu funkciu so záporným exponentom. Exponenciálna funkcia, odpovedajúca krivke tvoriacej obrysovú líniu tohto lievikovito tvarovaného prechodu v pozdĺžnom smere, môže byť predovšetkým popísaná rovnicou a(z) = a_i x exp - (3,13x10^ x k x z x (1 - f_c/f)²) , kde z označuje súradnicu na pozdĺžnej osi kanála, a(z) označuje vzdialenosť príslušného bodu na krivke tvoriacej obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu priehradky od pozdĺžnej osi kanála, označuje vzdialenosť od pozdĺžnej osi kanála pri začiatku lievikovito tvarovaného prechodu, t.j. ak z = 0, k označuje vlnočet, y označuje útlm v dB vracajúcej sa zložky danej vlny porovnanej so zložkou danej vlny postupujúcej vpred, f označuje minimálne možnú frekvenciu, to znamená nižšiu limitujúcu frekvenciu, a f označuje skutočnú frekvenciu danej vlny. S takouto prerušovacou priehradkou je možné né dokonca i v prípade krátkej priehradky v smere pozdĺžnej osi dosiahnuť dobrý tlmiaci účinok (dĺžka priehradky v smere pozdĺžnej osi < 20 mm).

Prerušovacia priehradka je výhodne vždy medzi dvoma priľahlými ohrievacími jednotkami, takže je zaistené elektromagnetické rozpojenie samostatných ohrievacích jednotiek, najmä generátorov týchto jednotiek, v dôsledku čoho je zabezpečená stabilná prevádzka týchto generátorov.

Ako už bolo uvedené, žiariče môžu obsahovať vysokofrekvenčný generátor a k nemu pripojený vlnovod slúžiaci ako vodič žiarenia, ktorý vedie žiarenie generované vysokofrekvenčným generátorom smerom ku kanálu a zavádza ho do tohto kanála. V tejto zostave by mali byť výhodne priľahlé žiariče vzájomne elektromagneticky rozpojené. Pre to môžu byť žiariče usporiadané pozdĺž kanála tak, že v každom prípade dochádza k zavádzaniu vysokofrekvenčného žiarenia do kanála s rozdielnym smerom polarizácie. To sa môže dosiahnuť napríklad vzájomným pootočením priľahlých žiaričov po obvode kanála o určitý uhol, výhodne o uhol približne 90° a/alebo využitím vhodných polarizačných filtrov medzi samostatnými žiaričmi. Okrem toho sa týmto pootočením o uhol približne 90° lokálne obmedzia nežiadúce superpozície zložiek elektromagnetických polí produkovaných jednotlivými žiaričmi, v dôsledku čoho sa môže dosiahnuť väčšia homogenita tepelnej distribúcie v oblasti, v ktorej účinkuje vysokofrekvenčné žiarenie.

Vysokofrekvenčné žiariče možno dať pozdĺž kanála, to znamená bez využitia vlnovodu. Aby nedochádzalo medzi jednotlivými vysokofrekvenčnými generátormi k interferencii, môžu sa tieto vysokofrekvenčné generátory elektromagneticky rozpojiť, napríklad ich vzájomným pootočením po obvode kanála a/alebo využitím polarizačných filtrov medzi týmito generátormi.

Podľa ďalšieho hľadiska sa vynález týka možnosti opakovaného prechodu média, ktoré sa má ohriať v uvedenej peci a jeho ožiarenia elektromagnetickým žiarením s cieľom jeho ohriatia. Týmto opatrením sa dosiahne lepšie využitie vnútra pece, najmä kanála a tiež žiarenia privádzaného do kanála. V kanáli sú dopredné potrubia a spätné potrubia, pričom médium, ktoré sa má ohriať, preteká najskôr cez dopredné potrubie a potom cez spätné potrubie. Pozdĺžne osi oboch uvedených potrubí sú odsadené od pozdĺžnej osi kanálu v určitej vzdialenosti, stanovenej tak, aby zložka žiarenia prislúchajúca k elektrickému poľu mala maximum na pozdĺžnych osiach týchto potrubí. Týmto spôsobom je žiarenie do kanála zavedené dvakrát. To tiež zjednodušuje riadenie a reguláciu výkonu magnetrónov. Keď sa napríklad teplota živice na výstupe spätného potrubia zmeria a vyhodnotí ako príliš vysoká alebo príliš nízka, potom sa mu9 sí výkon uvedených magnetrónov regulovať menšou mierou, ako by bolo potrebné v prípade, že sa žiarenie zavedené do kanála využije iba raz, v dôsledku čoho môže prebiehať rýchlejšie regulácia výkonov uvedených magnetrónov. Okrem toho sa týmto homogenita tepelnej distribúcie v odlievanom materiáli zvýšila.

Podľa ďalšieho hľadiska sa vynález týka modulového vyhotovenia pece so samostatnými modulmi zahrňujúcimi elektromagnetické žiariče majúce vlnovody, ústiace do kanálovej časti ohraničenej na každom konci uzavierajúcimi stenami, ktorými sa definuje rezonančná komora. Elektromagnetické žiarenie sa zavedie do týchto rezonančných komôr. Prostredníctvom prechodov cez uvedené uzavierajúce steny sa cez rezonančnú komoru vedie apoň jedno potrubie, cez ktoré preteká médium, ktoré sa má ohriať. To je výhodné najmä v prípade, kedy sa má behom krátkej periódy ohriať pomerne veľké množstvo odlievaného materiálu, a následkom toho sa má dodať väčšie množstvo energie vo forme mikrovlnného žiarenia. Modulová konštrukcia je veľmi výhodná, pretože jednotlivé moduly možno jednoducho zostaviť a možno skonštruovať pece dokonca i s vyšším výkonom a s rovnakými modulmi spojením niekoľkých samostatných modulov za sebou.

Časť kanála uvedeného modulu je urobená napr. vo forme dutého valca s vnútorným priemerom veľkosti približne n x A.^/1,236, kde n je prirodzené číslo a je vlnová dĺžka žiarenia vo vlnovode. Okrem toho je dĺžka časti kanála menšia ako polovica vlnovej dĺžky a leží približne v rozmedzí polovice vnútorného priemeru časti kanála, pričom je možné túto dĺžku zmeniť o konštantu, ktorá závisí od frekvencie žiarenia a druhu média tečúceho potrubím. Táto konštanta A je nepriamo úmerná použitej frekvencii a dielektrickým konštantám odlievaného materiálu. Dĺžka časti kanála je určená tak, aby zložky elektrického poľa daného žiarenia mali minimum pri prechode cez uzavieraciu stenu. Väčšinou to možno dosiahnuť bez samostatných opatrení na prerušenie elektromagnetickej väzby, aj keď musia byť medzi samostatnými ohrievacími jednotkami uzaviera júcie steny s cieľom vymedzenia rezonančnej komory na vnútri sa šíriacu vlnu. Uzavieracia stena však nemusí mať lievikovito tvarovaný prechod s exponenciálnym zakrivením.

Vzdialenosť medzi pozdĺžnymi osami dopredného a spätného potrubia môže byť konkrétne pre priemery týchto potrubí od jednej štvrtiny do jednej polovice vnútorného priemeru časti kanála, približne jednou polovicou vnútorného priemeru časti kanála. Vzdialenosť medzi pozdĺžnymi osami dopredného a spätného potrubia môže byť pre priemery potrubí menších ako jedna štvrtina vnútorného priemeru kanála, približne polovicou vnútorného priemeru kanála zväčšenou o hodnotu získanú vynásobením činiteľa priemerom potrubia, kde činiteľ je v rozmedzí od 0,5 do 1,2.

Podľa ďalšieho hľadiska sa vynález týka možnosti dopravy média, ktoré sa má ohriať cez uvedenú pec prostredníctvom špirálového potrubia. V dôsledku toho môže byt dosiahnutá dlhšia interakcia medzi odlievaným materiálom a elektromagnetickým poľom, pričom také opatrenie slúži na dosiahnutie vyššej účinnosti pece, pretože je dlhšia dráha, po ktorej sa v peci dopravuje materiál.

Podľa ďalšieho hľadiska vynálezu je v každom vlnovode posúvateľná ladiaca skrutka, ktorá môže byt posúvateľná tak, že reprezentuje pre danú vlnu postupujúcu smerom k uvedenému kanálu prerušený obvod a pre danú vlnu vracajúcu sa od kanála skratový obvod. Uvedená ladiaca skrutka je posúvateľná v štrbine tak, že keď sa vyskytnú v prechodovej rovine medzi vlnovodom a kanálom rozdielne vysokofrekvenčné pomery, môže sa urobiť optimálna úprava výkonu žiariča. Táto ladiaca skrutka je tiež posúvateľná v smere dovnútra do vlnovodu a von z vlnovodu, v dôsledku čoho sa vždy môže vlnovod optimálne upraviť na rôzne frekvencie.

Stručný opis obrázkov

Na dokonalé pochopenie vynálezu a objasnenie ďalších zna11 kov a výhod vynálezu bude vynález v ďalšej časti opísaný s odkazmi na pripojené výkresy, na ktorých:

obr. 1 obr. 2 obr. 3 obr. 4 obr. 5 obr. 6 obr. 7 obr. 8 obr. 9 obr.10 obr.11 zobrazuje všeobecnú schému príkladného vyhotovenia zariadenia podľa vynálezu, zobrazuje prierez príkladného vyhotovenia pece podľa vynálezu, zobrazuje modifikáciu priehradky na prerušenie elektromagnetickej väzby s lievikovito tvarovaným prechodom, zobrazuje pohľad na príkladné vyhotovenie pece podľa vynálezu pozdĺž línie IV-IV z obr. 2, zobrazuje modifikáciu špirálovitého potrubia, cez ktoré preteká v peci odlievaný materiál, zobrazuje ďalšie príkladné vyhotovenie pece podľa vynálezu, zobrazuje prierez ďalšieho príkladného vyhotovenia pece podľa vynálezu pozdĺž línie VII-VII z obr. 6, zobrazuje ohrievaciu jednotku príkladného vyhotovenia pece podľa obr. 6, zobrazuje bočný pohľad na uzavierajúcu stenu ohrievacej jednotky, zobrazuje ďalší bočný pohľad na uzavierajúcu stenu z obr. 9 a zobrazuje modifikáciu pece podľa vynálezu, ktorá má dva moduly, pričom každý obsahuje tri ohrievacie jednotky.

V príkladnom vyhotovení zariadenia podľa vynálezu, ktoré je zobrazené na obr. 1, je zásobná nádrž vyhotovená ako odplyňovacia miešačka 1, v ktorej sa odlievaný materiál zbavuje plynu miešaním. Výstup tejto odplyňovacej miešačky 1 sa môže uzavrieť prostredníctvom ventilu VI. Odplynený odlievaný materiál sa môže privádzať do tlakovej nádoby zásobovacím potrubím, ktoré sa môže uzavrieť pomocou ventilu V2. V prípade, že netečie odlievaný materiál z odplyňovacej miešačky 1 do tlakovej nádoby 2, napr. v prípade, že sa opravuje tlaková nádoba 2, poskytne sa obtokové potrubie BP, ktoré sa môže uzavrieť prostredníctvom ventilu V3, a ktorým môže pretekať odlievaný materiál smerom od odplyňovacej miešačky 1. Obvykle sa však odlievaný materiál privádza z odplyňovacej miešačky 1 do tlakovej nádoby 2.

Uvedená tlaková nádoba 2 je na váhach 2. z tejto tlakovej nádoby 2 sa môže odlievaný materiál odviesť pomocou tlaku. V prípade, že preteká odlievaný materiál obtokovým potrubím BP, potom funkciu tlaku, pomocou ktorého sa odlievaný materiál odvádza z tlakovej nádoby 2, prevezme čerpadlo PI. Odlievaný materiál sa odvádza pod tlakom z tlakovej nádoby 2 (alebo sa dopravuje obtokovým potrubím BP prostredníctvom čerpadla Pl) preteká mikrovlnnou pecou 4 a potom sa privádza prívodným potrubím, ktoré sa môže uzavrieť pomocou ventilu V5, do odlievacej formy 5, ktorej vnútorná stena sa ohrieva na teplotu vyššiu ako je teplota želatinácie odlievaného materiálu. Odlievaný materiál sa privádza do uvedenej formy zospodu, ako je už opísané v patentovej prihlášky DE-A-20 28 873 uvedenej na začiatku.

Príkladné vyhotovenie zariadenia podľa vynálezu, zobrazené na obr. 1, okrem toho zahŕňa výtokový ventil V4, ktorý spája vypúšťacie potrubie so zbernou nádobou 6 a ktorý je uzavierateľný. Všetky ventily VI, V2, V3, V4 a V5, tlaková nádoba 2, čerpadlo Pl a váhy 3. sú pripojené k riadiacej jednotke 7, ktorej spôsob činnosti je ďalej opísaný v rámci opisu činnosti zariadení.

V prípade, že sa zariadenie uvedie do činnosti, najskôr sa naplní odlievaným materiálom, t.j. skôr uvedenou zmesou, iba odplyňovacie zariadenie 1. Teplota odlievaného materiálu v zásobnej nádrži je približne od 30 °C do 60 °C, výhodne približne od 40 °C do 50 °C, pričom táto teplota je výrazne nižšia ako je teplota želatinácie uvedenej zmesi a pri tejto teplote je uvedená zmes nereaktívna. Potom, čo sa odlievaný materiál (zmes) odplynil, otvorí riadiaca jednotka 7 ventily VI a V2, pričom ventil V3 ostáva uzavretý. Odlievaný materiál odvádzaný z odplyňovacej miešačky 1 sa privádza do tlakovej nádoby 2, ktorá sa týmto materiálom plní. Akonáhle sa naplní tlaková nádoba 2, znovu sa uzavrú ventily VI a V2. Odlievaný materiál sa teraz nachádza v tlakovej nádobe 2 a je pripravený na odlievaciu operáciu.

Potom riadiaca jednotka 7 otvorí ventil V4 a odlievaný materiál sa dopravuje potrubím z tlakovej nádoby 2 smerom ku zbernej nádobe 6, pokiaľ sa z potrubia a z pece 4 nevytlačí všetok vzduch, to znamená dokiaľ nedorazí odlievaný materiál ku zbernej nádobe 6. Ventil V4 sa potom znova uzavrie a ventil V5 sa otvorí, pokial nevytečie odlievaný materiál z odlievacej hlavy. Ventil V5 sa potom tiež znova uzavrie a zariadenie je potom úplne bez vzduchu a teda pripravené na odlievaciu operáciu.

Váhy 2 ^sa vynulujú a polovice 51 a 52 formy s ohrievacími doskami 510 a 520 sa uzavrú. Ventil V5 sa potom otvorí, takže sa môže odlievaný materiál priviesť do odlievacej hlavy 5. Teplota odlievacej hlavy 5 je približne od 130 °C do 150 °C, výhodne od 140 °C do 145 °C, to znamená, že táto teplota je vyššia ako je teplota želatinácie odlievaného materiálu. Uvedené váhy 3., ktoré monitorujú hmotnosť tlakovej nádoby s odlievaným materiálom vo vnútri, vyšlú riadiacej jednotke 7 signál, keď konkrétne nastaviteľné množstvo odlievaného materiálu sa odobralo z tlakovej nádoby 2 a riadiaca jednotka 7 zvýši tlak, pod ktorým sa do odlievacej formy 5 privádza odlievaný materiál. Nastaviteľné množstvo odlievaného materiálu závisí v každom prípade od použitého odlievaného materiálu a na geometrii produkovaného odliatku. Toto množstvo odlievaného materiálu, ktoré sa privádza pod zvýšeným tlakom do odlievacej formy 5, je iba také množstvo, ktoré je potrebné na kompenzáciu objemového zmršťovania počas reakcie zmesi v odlievacej forme 5 s cieľom produkcie odliatkov bez vzduchových bublín. Tento zvýšený tlak sa však ďalej udržuje. Akonáhle bolo v odlievacej forme 5 vykompenzované objemové zmršťovanie odlievaného materiálu, potom napriek tomu, že tlak v potrubí sa ďalej aplikuje, nie je privádzaný cez mikrovlnnú pec 4. do odlievacej formy už žiadny odlievaný materiál.

Ak sa odliatok vytvaroval a dotvoril do tej miery, že môže byť vyňatý z odlievacej formy 5, potom sa ventil V5 uzavrie a polovice 51 a 52 formy sa znova otvoria. Forma sa potom vyčistí, polovice 51 a 52 sa znova uzavrú, a ventil V5 znova otvorí, takže sa môže rovnakým spôsobom vykonať nové odlievanie .

V intervale medzi výrobou dvoch odliatkov zostáva potrubie, ktoré začína pri tlakovej nádobe 2 a vedie cez mikrovlnnú pec 4 do odlievacej hlavy 50, naplnené odlievaným materiálom. Ak tento interval prekročí konkrétnu dobu trvania, potom otvorí riadiaca jednotka 7 ventil V4 tak, aby sa mohol reaktívny odlievaný materiál, nachádzajúci sa v potrubí priviesť do zbernej nádoby é, pretože inak by mohlo dôjsť k reakcii odlievaného materiálu a následne by mohol ztuhnutý odlievaný materiál zablokovať uvedené potrubie, najmä v mikrovlnnej peci 4., v dôsledku čoho by sa musela prerušiť prevádzka celého zariadenia.

V mikrovlnnej peci 4, ktorá bola už niekoľkokrát opísaná a ktorá je zapojená priamo pred odlievaciu formu 5, je odlievaný materiál bezprostredne pred tým, ako sa dopravil do odlievacej formy 5, ohriaty prostredníctvom elektromagnetického žiarenia (prostredníctvom mikrovlnného žiarenia) na teplotu, ktorá je práve menšia ako je teplota želatinácie tohto materiálu, to znamená, napríklad pre skôr uvedenú zmes na teplotu približne od 90 °C do 110 °C, výhodne približne od 95 °C do 100 °C. Preto v zariadení podľa vynálezu nemusí byť odlievaný materiál, ktorý naplnil odlievaciu formu, ohrievaný z inak obvykle počiatočné nižšej teploty približne od 40 °C do 50 °C. V dôsledku toho sa značne skráti doba potrebná na to, aby sa odlievaný materiál nachádzajúci sa vo forme zahrial na teplotu želatinácie tohto materiálu a reakcia odlievaného materiálu sa mohla začať. Naproti tomu zaradenie mikrovlnnej pece priamo pred odlievaciu formu a teda v podstate ohriatie odlievaného materiálu skôr ako vstúpi do tejto formy, bráni tomu, aby sa reakcia materiálu začala ešte pred tým, ako sa odlieval materiál privedený do tejto formy. A preto sa môže výrazne skrátiť doba cyklu, to znamená doba, v ktorej je odlie15 vacia forma využitá na produkciu jedného odliatku. Súčasne sa môže uvedeným spôsobom vyrobiť odliatok bez vzduchových bubliniek a prasklín, to znamená odliatok, ktorého kvalita by nebola znížená.

Uvedené zariadenie podľa vynálezu je veľmi dôležitou oblasťou využitia mikrovlnnej pece 4 podľa -vynálezu, ktorá je zaradená priamo pred odlievaciu formu 5. Príkladné vyhotovenie mikrovlnnej pece 4 je ďalej podrobne opísané s odkazom na obr. 2. Zatiaľ, čo na obr. 1 je kanál, cez ktorý preteká v mikrovlnnej peci odlievaný materiál, v podstate tvarovaný do písmena U tak, aby sa splnila požiadavka na priestorovú minimalizáciu mikrovlnnej pece, iné príkladné vyhotovenie pece, v ktorej je rovný kanál, sa popíše ďalej s odkazom na obr. 2.

Kvôli zreteľnému znázorneniu vnútornej časti uvedenej pece nie je na obr. 2 zobrazená prístrojová skriňa tejto pece. Na miesto toho sú schematicky zobrazené iba také časti príkladného vyhotovenia tejto pece podľa vynálezu, ktoré sú potrebné na správne pochopenie funkcie tejto pece. Na uvedenom obrázku je zobrazený kanál 40 so vstupom 41 a výstupom 42 odlievaného materiálu. V tomto kanáli 40 je oddelené potrubie 43, cez ktoré preteká odlievaný materiál. S cieľom ohriať odlievaný materiál prostredníctvom mikrovlnného žiarenia je pozdĺž uvedeného kanála niekoľko ohrievacích jednotiek 44. Ohrievacia jednotka 44 v tomto prípade má dva mikrovlnné žiariče, 44a a 44b, ktoré majú magnetrón 440 ako vysokofrekvenčný generátor, ktorý privádza mikrovlnné žiarenie prostredníctvom svojej antény 441 do vlnovodu 442 pripojeného k tomuto magnetrónu 440. pričom tento vlnovod usmerňuje žiarenie do uvedeného kanála 40 a ústi do tohto kanála, takže sa týmto spôsobom žiarenie generované magnetrónom 440 zavedie do kanála 40. Uvedený vlnovod 442 je taký, že zavádza mikrovlnné žiarenie do uvedeného kanála kolmo na smer toku odlievaného materiálu s cieľom ohriať tento materiál. Anténa 441 privádza žiarenie so symetrickým výstupom do dvoch vetiev prstencového vlnovodu 442. V dôsledku toho je zvýšená homogenita energie dodanej do odlievaného materiálu a tým i homogenita teploty tohto materiálu, v tomto tu opisa16 nom príkladnom vyhotovení má v podstate prstencový vlnovod 442 pravouhlý prierez. Je však možný i vlnovod 442 s inak tvarovaným prierezom. Dôležitým činiteľom je zaistenie budenia elektromagnetického poľa, ktoré má stabilný tvar vlny. Rozmery vlnovodu 442 a frekvencia (alebo vlnová dĺžka) mikrovlnového žiarenia generovaného magnetrónom 440 sú navzájom zladené. Potrubie 43 je výhodne z materiálu, ktorý sa vyznačuje malými stratami pre mikrovlnné žiarenie, to znamená z materiálu, ktorý má minimálne dielektrické straty pre použité mikrovlnné žiarenie. Pre takéto potrubie je vhodným materiálom napr. teflon. Naproti tomu kanál 40 je vytvorený z materiálu, ktorý odráža mikrovlnné žiarenie, teda z materiálu, ktorý má dobrú vodivosť, napr. hliník, takže môže byť mikrovlnné žiarenie zavedené do tohto kanála šírené v kanáli 40. V dôsledku vzájomnej interakcie medzi mikrovlnným žiarením a odlievaným materiálom sa energia mikrovlnného žiarenia väčšinou premení na tepelnú energiu, čo spôsobuje ohriatie odlievaného materiálu pretekajúceho potrubím 43.

Ako je vidno z obr. 2, niekoľko uvedených ohrievacích jednotiek je pozdĺž kanála 40, pričom tieto jednotky sú usporiadané tak, aby sa v podstate zrušila elektromagnetická väzba medzi priľahlými mikrovlnnými žiaričmi. V uvedenom príkladnom vyhotovení sú vlnovody priľahlých žiaričov pozdĺž kanála 40 tak, že ústia do tohto kanála a sú po obvode kanála od seba vzájomne odsadené v uhle ď s veľkosťou približne 90°. Uhol a je určený spravidla tak, aby boli vlny budené každým žiaričom v kanáli 40 šírené s pokiaľ možno rozdielnou polarizáciou pre každý žiarič. Zvlášť účinné prerušenie elektromagnetickej väzby medzi priľahlými ohrievacími jednotkami 44 sa dosiahne pri uhle a približne 90°. Dobré prerušenie elektromagnetickej väzby je dôležité vzhľadom na priaznivé prevádzkové oblasti uvedeného magnetrónu. Ďalšie zlepšenie prerušenia elektromagnetickej väzby sa môže dosiahnuť elektricky fázovým posunom v jednotlivých magnetrónoch.

Ďalšie opatrenie, urobené s cieľom dosiahnuť pokiaľ možno čo najúčinnejšie a najspoľahlivejšie prerušenie elektromagne17 tickej väzby medzi priľahlými ohrievacími jednotkami, je tiež zrejmmé z obr. 2. Toto opatrenie zahŕňa prerušovaciu priehradku 45, ktorá je v podstate kolmo na smer toku odlievaného materiálu a medzi jednotlivými ohrievacími jednotkami 44 (posudzované v smere prúdenia). Je zrejmé, že prerušovacia priehradka 45 môže byť usporiadaná medzi všetkými mikrovlnnými žiaričmi, ale na obr. 2 je pre zjednodušenie zobrazená iba medzi priľahlými ohrievacími jednotkami 44. Okrem svojho prerušovacieho účinku má táto prerušovacia priehradka 45 ešte ďalšie výhody, napr. môže umožniť vloženie potrubia 43 do kanála 40. osobitne ak je jej prechod pre toto potrubie vytvarovaný do tvaru lievika. Okrem toho môže podopierať potrubie 43 vložené do kanála 40. Najmä ak je prechod cez prerušovaciu priehradku 45 vytvarovaný do tvaru lievika, je vloženie potrubia 43 . ktoré je pri normálnych podmienkach zložené z materiálu, ktorý je transparentný pre mikrovlnné žiarenie, do kanála 40 v podstate umožnené prostredníctvom priehradky 45. Na opísaný ohrievací proces je vhodné najmä teflónové potrubie.

Prerušenie elektromagnetickej väzby prostredníctvom prerušovacej priehradky 45. ktorej prechod je vytvarovaný do tvaru lievika, je uskutočnené spriahnutím vlny postupujúcej vpred s vlnou vracajúcou sa, a to takým spôsobom, že sa dosiahol vysoký stupeň útlmu. Ako je zrejmé z obr. 3, je prerušovacia priehradka vytvorená vo forme lievika, a smerujúca svojím výstupným otvorom k prechodu skôr uvedeného potrubia urobená tak, že krivka tvoriaca obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu tejto priehradky v pozdĺžnom smere vyhovuje exponenciálnej funkcii so záporným exponentom. Najmä táto krivka tvoriaca obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu priehradky 45 v pozdĺžnom smere vyhovuje funkcii a(z) = a x exp - (3,13 x 10“^ x k x z x (1 - f^/f)²) kde z označuje súradnicu na pozdĺžnej osi L, pričom z = 0 na pozdĺžnej osi L sa zhoduje s počiatkom lievikovito tvarovaného prechodu priehradky, a(z) označuje vzdialenosť príslušného bodu na krivke tvoriacej obrysovú líniu lievikovito tvarované18 ho prechodu priehradky od pozdĺžnej osi L, a^ označuje vzdialenosť začiatku lievikovito tvarovaného prechodu priehradky od pozdĺžnej osi L, to znamená vzdialenosť príslušného bodu na krivke tvoriacej obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu priehradky od pozdĺžnej osi L, v prípade, že z = 0, k označuje vlnočet, označuje útlm v dB vracajúcej sa zložky danej vlny porovnanej so zložkou danej vlny postupujúcej vpred, f označuje minimálnu možnú frekvenciu, to znamená nižšiu limitujúcu frekvenciu, f označuje skutočnú frekvenciu vlny. S takouto prerušovacou priehradkou je možné dokonca aj v prípade malej dĺžky prekážky v smere pozdĺžnej osi L, dosiahnuť dobrý tlmiaci účinok dopadajúcej vlny na malej dĺžke (dĺžka priehradky v smere pozdĺžnej osi L < 20mm).

Ako je zrejmé z obr. 2, je v blízkosti výstupu 42 termočlánok 46, ktorý meria teplotu ohriateho odlievaného materiálu. Tento termočlánok 46 je pripojený k rýchlemu regulačnému prostriedku 47 v riadiacej jednotke, ktorý pôsobí na magnetróny 440, pričom na obr. 2 sú zobrazené iba dve spojenia s magnetrónmi 440, ktoré reprezentujú spojenie so všetkými týmito magnetrónmi. Ak teplota ohrievaného odlievaného materiálu je na výstupe 42 príliš vysoká, potom sa energia generovaná magnetrónmi obmedzí, pretože potrubie 43 môže byt zablokované odlievaným materiálom, ak by odlievaný materiál reagoval v tomto potrubí 43. Existuje možnosť merať tepelnú distribúciu pozdĺž kanála 40 tak, aby sa dosiahli prostredníctvom optimalizovanej regulácie požadované výstupné profily, alebo požadované teplotné profily.

Na zlepšenie interakcie medzi odlievaným materiálom a elektromagnetickým poľom a teda dosiahnutie vyššej účinnosti uvedenej pece môžu mať dráhy, pozdĺž ktorých je odlievaný materiál dopravovaný, tvar skrutkovice súmernej pozdĺž pozdĺžnej osi L. Preto môže byť potrubie 43 zhotovené ako skrutkovnica, ktorá je súmerná pozdĺž pozdĺžnej osi L, ako je zobrazené na obr. 5.

V praktickom príkladnom vyhotovení sa môže použiť ako od19 lievaný materiál zmes diglycidylesteru kyseliny hexahydroftálovej, anhydridu kyseliny hexahydroftálove j, berizyldimetylamínu a silanizovaného kremenného prášku v pomere približne 100 dielov diglycidylesteru kyseliny hexahydroftálovej : približne 90 hmotnostných dielov anhydridu kyseliny hexahydroftálovej : približne 0,5 hmotnostného dielu benzyldimetylamínu : približne 285 hmotnostných dielov silanizovaného kremenného prášku. Teplota odlievaného materiálu v zásobnej nádrži môže byť približne od 30 °C do 60 °C, výhodne približne od 40 °C do 50 °C. Počas predhrievačej operácie v uvedenej mikrovlnnej peci môže byť potom odlievaný materiál ohriaty na teplotu približne od 90 °C do 110 °C, výhodne na teplotu približne od 95 °C do 100 °C. Teplota odlievacej formy 5 môže byť potom približne od 130 °C do 150 °C, výhodne približne od 140 °C do 145 °C. Prietok odlievaného materiálu v takomto prípade môže byť približne od 4,5 do 5 kg/min pri rozdiele teplôt odlievaného materiálu na vstupe a výstupe uvedenej pece 60 °C. Je zrejmé, že s rovnakou pecou (s rovnakým mikrovlnným výstupným výkonom) môže byť vyšší teplotný rozdiel medzi vstupom a výstupom dosiahnutý pri nižšom prietoku odlievaného materiálu a nižší teplotný rozdiel pri vyššom prietoku. Vyšší prietok pri konštantnom alebo vyššom teplotnom rozdiele T sa môže dosiahnuť využitím výkonnejších vysokofrekvenčných generátorov a/alebo kaskádovitým spojením niekoľkých pecí do série. Toto sériové spojenie uvedených pecí umožňuje ich modulová konštrukcia. Ako je vidno na obr. 2 je 6 mikrovlnných radiátorov, pričom každý vyžaruje výkon 1,26 kW a frekvencia týchto radiátorov výhodne leží v rozmedzí približne od 900 MHz do 30 GHz, predovšetkým približne 2,45 GHz ± 10 MHz. Je však tiež možné využiť inú frekvenciu, pričom geometrické rozmery uvedenej pece a využité frekvencie mikrovlnných radiátorov sú v každom frekvenčnom rozmedzí navzájom zladené. Pri využití uvedenej zmesi a pri uvedených teplotách je možné produkovať spoľahlivo a rýchlo odliatky bez vzduchových bublín a prasklín.

Ďalšie príkladné vyhotovenia uvedeného kanála a niekoľko ďalších podrobností v súvislosti s pecou podľa vynálezu sú ďalej opísané s odkazmi na obr. 6 až 11. Táto pec má kanál

140. ktorý má vstup pre niekoľko potrubí, pričom v tomto prípade pre dopredné potrubie 141 a pre spätné potrubie 142 (obr. 7), cez ktoré preteká odlievaný materiál, s cieľom jeho ohriatia, tiež i výstup pre tieto potrubia. Uvedené potrubia 141 a 142 sú usporiadané v konkrétnej vzdialenosti od pozdĺžnej osi uvedeného kanála, ktorá je určená nižšie uvedeným spôsobom. Odlievaný materiál preteká cez kanál 140 a to najskôr cez dopredné potrubie 141. Do písmena U” tvarovaný ohyb (nie je zobrazený) odlievaného materiálu pretekajúceho najprv dopredným potrubím 141 cez kanál 140 môže byť realizovaný pri výstupe tohto kanála, pričom odlievaný materiál potom preteká späť spätným potrubím 142 znova cez kanál 140. Týmto spôsobom je žiarenie zavedené do kanála 140 využité dvakrát. V dôsledku toho sa zjednoduší riadenie alebo regulácia výkonu magnetrónov. Keď je teplota živice na výstupe spätného potrubia 142 zmeraná a vyhodnotená ako príliš vysoká alebo príliš nízka, potom musí byť výkon uvedených magnetrónov regulovaný menšou mierou, ako by bolo nutné v prípade, že je žiarenie zavedené do kanálu 140 využité iba jedenkrát, v dôsledku čoho môže rýchlejšie prebiehať regulácia výkonov uvedených magnetrónov. Okrem toho je týmto homogenita tepelnej distribúcie v odlievanom materiáli zvýšená.

Samotný kanál 140 zahŕňa niekoľko, v tomto prípade tri samostatné priľahlé ohrievacie jednotky 143, 144 a 145, ktoré sú navzájom spojené (t.j. zvarené), pričom v spojovacích miestach medzi týmito samostatnými ohrievacími jednotkami 143. 144, 145 (a tiež v mieste vstupu a výstupu kanála 140) sú kovové uzavierajúce steny 146. Týmto je definovaná rezonančná komora na dané vlny. Potrubia 141 a 142 sú vedené v uzavierajúcich stenách 146 cez príslušné lievikovito tvarované otvory 1461 a 1462 (obr. 9 a obr. 10) rovnakým spôsobom ako v skôr opísanom príkladnom vyhotovení. V dôsledku lievikovito tvarovanej konštrukcie týchto otvorov v uzavierajúcich stenách 146 sa môžu behom inštalácie vložiť uvedené potrubia, pričom tieto potrubia sú tiež týmito otvormi podopierané.

Každá samostatná ohrievacia jednotka, napr. ohrievacia jednotka 143. obsahuje žiarič 147 s magnetrónom ako generátorom a napr. pravouhlým vlnovodom 1471 (obr. 8) spojeným s magnetrónom, do ktorého sa prostredníctvom antény 1472 privádza mikrovlnné žiarenie z uvedeného magnetrónu. To isté platí pre ohrievacie jednotky 144 a 145. Vlnovod 1471 usmerňuje do kanála 140 žiarenie, ktoré sa do vlnovodu zaviedlo z magnetrónu. Vzhľadom na to, že uvedený vlnovod ústi do kanála 140 (obr. 8), je žiarenie zavedené do tohto kanála, pričom k tomuto vyústeniu vlnovodu do kanála a k zavedeniu žiarenia do tohto kanála dochádza priečne na smer toku odlievaného materiálu, s cieľom jeho ohriatia.

V uvedenom vlnovode 1471 je tzv. ladiaca skrutka 1473 . Táto ladiaca skrutka reprezentuje pre vlnu, postupujúcu vo vlnovode 1741 smerom dopredu, prerušený obvod a pre spätnú vlnu, vracajúcu sa vo vlnovode 1471 v smere generátora (magnetrónu) , skratový obvod, proti odrazeným vlnám, teplotné závislých zmien

Týmto spôsobom je generátor chránený ktoré vznikajú v dôsledku, napr. v materiálových vlastnostiach odlievaného materiálu. Uvedený generátor tak môže pracovať v stabilnom režime v priaznivej a spoľahlivej prevádzkovej oblasti (stabilný výkon a oscilácia).

Uvedená ladiaca skrutka sa posúva v štrbine 1474 tak, že keď sa vyskytnú v prechodovej rovine medzi vlnovodom 1471 a kanálom 140 rozdielne vysokofrekvenčné pomery, možno vykonať optimálnu úpravu výkonu žiariča. Táto ladiaca skrutka je tiež posúvateľná v smere dovnútra do vlnovodu 1471 a smerom von z tohto vlnovodu, v dôsledku čoho môže byť vždy vlnovod optimálne upravený pre rozdielne frekvencie.

Vhodným charakteristickým znakom uvedenej ohrievacej jednotky je dĺžka 1 a priemer , napr. dutej valcovitej časti ohrievacej jednotky (obr. 8), ktorá tvorí časť kanála 140. Dĺžka 1 je menšia ako polovica vlnovej dĺžky mikrovlnného žiarenia použitého na ohrev. To si zasluhuje pozornosť vtedy, ak sa medzi uzavierajúcimu stenami 146 môžu šíriť iba vlny najvhodnejšieho typu pre navrhnutý ohrievací proces pri špeci22 fickom rozostupe medzi dvoma uzavierajúcimi stenami 146 a pri špecifickom priemere d^ časti ohrievacej jednotky, ktorá tvorí časť kanála 140. Výhodným typom môžu byť napr. vlny typu TM . Potrubia 141 a 142 sú usporiadané tak, aby ich pozdĺžne osi boli vzájomne odsadené o určitú vzdialenosť b, takže zložky elektrického poľa daných vín potom dosahujú svoje maximum na pozdĺžnych osiach týchto potrubí, čo vedie k veľmi dobrému prevodu energie do odlievaného materiálu pretekajúceho potrubiami 141 a 142. Účinnosť, to znamená pomer tepelnej energie vyprodukovanej v odlievanom materiáli voči elektrickej energii dodanej do magnetrónu, môže byť v tomto prípade až 70 % . Vnútorný priemer d_± časti kanála sa určuje tak, aby bol približne = n x ž^/1,236, kde n označuje prirodzené číslo (1, 2, 3,...) a χ označuje vlnovú dĺžku žiarenia vo vlnovode 471. Okrem toho má časť kanála 140 dĺžku určenú približne v rozmedzí = ά_Α/2

Táto dĺžka 1 sa môže meniť okolo hodnoty d_±/2 o konštantu A, ktorá závisí od frekvencie žiarenia a od odlievaného materiálu, ktorý preteká uvedeným potrubím. Táto konštanta A je nepriamo úmerná použitej frekvencii a dielektrickej konštante e .e odlievaného materiálu, teda

O x?

A 1 / (e xe x f)

Určenie dĺžky 1 časti kanála 140 je také, aby mala zložka elektrického poľa danej vlny minimum pri prechode cez uzavierajúcu stenu. Väčšinou je to dosiahnuteľné bez samostatných opatrení na prerušenie elektromagnetickej väzby, aj keď musia byť medzi samostatnými ohrievacími jednotkami uzavierajúce steny 146 s cieľom vymedziť rezonančné komory pre vo vnútri sa šíriacu vlnu. Uzavieracia stena 146 však nemusí mať lievikovité tvarovaný prechod s exponenciálnym zakrivením.

Vzdialenosť b medzi pozdĺžnymi osami oboch potrubí 141 a 142 je výhodne určená ako funkcia priemeru d^_ (obr. 7) týchto potrubí 141 a 142. Pre priemer potrubí d v rozmedzí d /4 < d_r < d_±/2 , teda vzdialenosť b medzi pozdĺžnymi osami uvedených potrubí môže byť b ~ d^/2 a pre priemer potrubí d^_ v rozmedzí d^ < d_±/4 môže byť vzdialenosť b medzi pozdĺžnymi osami potrubí b«d/2+cxd kde činiteľ c závislý na veľkosti priemeru potrubí d^_ je v rozmedzí 0,5 < c < 1.

V tomto prípade je tiež väčšinou možné využiť potrubia tvarované do špirály okolo príslušných pozdĺžnych osí, takže sa predĺži dráha, na ktorej je v uvedenej peci odlievaný materiál ohrievaný. Je zrejmé, že potom musí byt venovaná pozornosť zabezpečeniu odpovedajúcej distribúcii maxima zložky elektrického poľa danej vlny v uvedenej rezonančnej komore.

Je treba tiež poznamenať, že v už tu opísanom príkladnom vyhotovení zvierajú osi priľahlých vlnovodov uhol B = 45° (obr. 7), pričom však tento uhol môže byť ľubovoľný a je jednoducho volený z konštrukčných dôvodov tak, aby si priľahlé magnetróny a vlnovody k nim pripojené vzájomne priestorovo neprekážali a teda mohli sa usporiadať priestorovo úsporným spôsobom. Voľba uhla β medzi osami priľahlých vlnovodov nemá nič spoločné s prerušením elektromagnetickej väzby priľahlých magnetrónov.

Konečne obr. 11 zobrazuje ďalšie príkladné vyhotovenie uvedeného kanála a niekoľko ďalších podrobností uvedenej pece podľa vynálezu. Na tomto obrázku sú zobrazené dva moduly, z ktorých jeden je zobrazený aj na obr. 6, pričom každý tento modul obsahuje tri samostatné ohrievacie jednotky, ktoré sú zostavené v modulovej forme s cieľom vytvoriť kanál so šiestimi ohrievacími jednotkami. Tento modulový spôsob zostavenia ohrievacích jednotiek je výhodný najmä vtedy, keď musí byt ohriate počas krátkej periódy väčšie množstvo odlievaného materiálu, v dôsledku čoho musí byť dodané väčšie množstvo energie vo forme mikrovlnného žiarenia. Modulová konštrukcia je veľmi výhodná, pretože možno jednotlivé moduly jednoducho zostaviť a je možné skonštruovať pece dokonca i s vyšším výkonom a využívajúce rovnakých modulov spojením niekoľkých samostatných modulov za sebou.

Claims (19)

1. Pec (4) na ohrievanie v podstate kvapalného média, najmä reaktívneho odlievaného materiálu, ktoré preteká touto pecou, majúca vstup (41) do kanála (40) pre médium, ktoré sa má ohriať, pričom v tomto kanáli je usporiadané samostatné potrubie (43, 141, 142), cez ktoré preteká médium, ktoré sa má ohriať a v ktorom sa toto médium ohrieva prostredníctvom elektromagnetického žiarenia, a pozdĺž kanála (40) je niekoľko samostatných ohrievacích jednotiek (44), pričom každá táto jednotka obsahuje elektromagnetický žiarič (44a, 44b) obsahujúci vlnovod (442), ktorý privádza uvedené žiarenie ku kanálu (40), cez ktorý preteká uvedené médium a ktorý zavádza uvedené žiarenie do tohto kanála (40), vyznačujúca sa tým, že ohrievacie jednotky (44) sú v podstate vzájomne elektromagneticky rozpojené prostredníctvom priehradky (45, 146) na prerušenie elektromagnetickej väzby, ktorá je v uvedenom kanáli a medzi dvoma priľahlými ohrievacími jednotkami (44, 143, 144, 145) alebo žiaričmi (44a, 44b) v podstate kolmo na smer toku uvedeného média, pričom potrubie, cez ktoré preteká médium, je vedené cez prechod vytvorený v priehradke (45, 146) na prerušenie elektromagnetickej väzby, a táto priehradka takto tiež slúži ako nosič uvedeného potrubia.

2. Pec podľa nároku 1,vyznačujúca sa tým, že vlnovody (442) samostatných žiaričov (44a, 44b) sú usporiadané pozdĺž kanála (40) tak, že zavádzajú uvedené žiarenie do kanála (40) priečne na smer toku média, ktoré sa má ohriať.

3. Pec podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že žiarič (44a, 44b) obsahuje magnetrón (440) a dutý vodič (442) spojený s týmto magnetrónom ako vlnovod, ktorý ústi do kanála (40), vedie žiarenie generované magnetrónom (440) ku kanálu (40) a zavádza ho do tohto kanála.

4. Pec podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že uvedené potrubie je vytvorené z materiálu, ktorý nemá straty alebo má malé straty pre konkrétny rozsah vlnových dĺžok použitého žiarenia.

5. Pec podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že priehradka (45) na prerušenie elektromagnetickej väzby je vo forme lievika, ktorého priebeh smeruje k otvoru, cez ktorý prechádza uvedené potrubie, pričom krivka tvoriaca obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu tejto priehradky zobrazeného v pozdĺžnom smere vyhovuje v pozdĺžnom smere exponenciálnej funkcii so záporným exponentom.

6. Pec podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že uvedená exponenciálna funkcia, ktorej vyhovuje v pozdĺžnom smere krivka, tvoriaca obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu priehradky (45), je opísaná rovnicou a(z) = a^ x exp - (3,13 x ÍO^-*^ x k x z x (1 - f_c/f)²), kde z označuje súradnicu na pozdĺžnej osi L, a(z) označuje vzdialenosť príslušného bodu na krivke tvoriacej obrysovú líniu lievikovito tvarovaného prechodu priehradky (45) od pozdĺžnej osi L, označuje vzdialenosť od pozdĺžnej osi

L pri začiatku lievikovito tvarovaného prechodu priehradky (45), t.j. v prípade, že z = 0, k označuje vlnočet, Ý označuje útlm v dB vracajúcej sa zložky danej vlny porovnanej so zložkou danej vlny postupujúcej vpred, f označuje minimálnu možnú frekvenciu, to znamená nižšiu limitujúcu frekvenciu, a f označuje skutočnú frekvenciu vlny.

7. Pec podľa jedného z nárokov l až 6, vyznačujúca sa tým, že vlnovody priľahlých žiaričov (44a, 44b) sú usporiadané pozdĺž kanála (40) tak, že ústia do tohto kanála, pričom uvedené žiariče sú po obvode tohto kanála vzájomne pootočené o uhol (ď), výhodne o uhol (ď) rovný 90°.

8. Pec podľa jedného z nárokov l až 7, vyznačujúca sa t ý m , že médium, ktoré sa má ohriať je opakovane dopravované cez uvedenú pec a exponované elektromagnetickým žiarením s cieľom jeho ohriatia.

9. Pec podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že v uvedenom kanáli sú usporiadané dopredné potrubia (141) a spätné potrubia (142), pričom médium, ktoré sa má ohriať preteká najprv cez dopredné potrubie (141) a potom cez spätné potrubie (142), a pozdĺžne osi oboch potrubí (141, 142) sú odsadené od pozdĺžnej osi (L) uvedeného kanála vo vzdialenosti, ktorá sa stanoví tak, že zložka elektrického poľa uvedeného žiarenia má maximum na pozdĺžnych osiach oboch potrubí (141, 142) .

10. Pec podľa jedného z nárokov 1 až 9, vyznačujúca sa t ý m , že táto pec má modulové vyhotovenie, pričom každý samostatný modul obsahuje elektromagnetický žiarič (147) majúci vlnovod (1471), ktorý ústi do časti kanála (140) ohraničenej na každom konci uzavierajúcou stenou (146) definujúcou tým rezonančnú komoru, do ktorej sa zavádza elektromagnetické žiarenie a cez ktorú sa prostredníctvom prechodu (1461, 1462) v uzavierajúcich stenách (146) vedie potrubie (141, 142), cez ktoré preteká médium, ktoré sa má ohriať.

11. Pec podľa nároku 10, v yznačujúca sa tým, že časť kanála (140) je vyhotovená vo forme dutého valca a má vnútorný priemer ktorý sa stanoví podľa rovnice d = n x λ / 1,236 , dL cj kde n označuje prirodzené číslo a λ vlnovú dĺžku uvedeného žiarenia vo vlnovode, pričom okrem toho má časť kanála (140) dĺžku (2), ktorá je menšia ako je polovica uvedenej vlnovej dĺžky a určuje sa približne z oblasti

1 = d_±/2, pričom sa môže táto dĺžka zmeniť o konštantu (A), ktorá závisí na frekvencii uvedeného žiarenia a na médiu tečúcom cez uvedené potrubie, a táto dĺžka (2) časti kanála je stanovená tak, že zložka elektrického poľa uvedeného žiarenia má minimum pri prechode cez uzavierajúcu stenu (146).

12. Pec podľa nároku 9 a 11, vyznačujúca sa tým, že vzdialenosť (b) medzi pozdĺžnymi osami dopredného potrubia (141) a spätného potrubia (142) je b « d^/2 pre priemery (d^) potrubí v rozmedzí d_±/4 < d^ < d_±/2, a táto vzdialenosť (b) medzi osami uvedeného dopredného potrubia a uvedeného spätného potrubia je b«d/2+cxd i' r pre priemery (dj v rozmedzí d < d_±/4, kde činiteľ c leží v rozmedzí 0,5 < c < 1.

13. Pec podľa jedného z nárokov laž 12, vyznačujúca sa t ý m , že médium, ktoré sa má ohriať sa vedie cez uvedenú pec pozdĺž potrubia v tvare špirály.

14. Pec podľa jedného z nárokov 1 až 13, vyznačujúca sa tým, že v uvedenom vlnovode je usporiadaná ladiaca skrutka (1473), ktorá môže byt posúvateľná tak, že reprezentuje pre vlnu postupujúcu smerom ku kanálu prerušený obvod a pre vlnu vracajúcu sa od tohto kanála skratový obvod.

15. Zariadenie na výrobu pevných odliatkov z v podstate kvapalného reaktívneho média ako odlievaného materiálu, ktorý pri teplote želatinácie reaguje za vzniku pevného materiálu, majúce zásobnú nádrž (1) pre dodávku média, v ktorej je odlievaný materiál uchovaný pri teplote podstatne nižšej ako je jeho teplota želatinácie, a prívodnými prostriedkami na privedenie uvedeného odlievaného materiálu do odlievacej formy (5), ktorá sa ohreje na teplotu vyššiu ako je teplota želatinácie uvede29 ného odlievaného materiálu, vyznačujúce sa tým, že pec (4) podľa jedného z nárokov 1 až 14 je zaradená priamo pred odlievaciu formu (5).

16. Zariadenie podľa nároku 15, vyznačujúce sa tým, že medzi zásobnú nádrž (1) a pec (4) sa zaradí samostatná tlaková nádoba (2), z ktorej sa uvedený odlievaný materiál odoberá a dopravuje cez pec (4) do odlievacej formy (5) .

17. Zariadenie podľa nároku 16, vyznačujúce sa tým, že tlaková nádoba (2) je umiestnená na váhach (3), ktoré, ak sa z tlakovej nádoby (2) odoberie nastavené množstvo odlievaného materiálu, vyšlú signál do riadiacej jednotky (7), ktorá na základe tohto signálu zvýši tlak, pod ktorým sa odlievaný materiál dopravuje z tlakovej nádoby (2) do odlievacej formy (5).

18. Spôsob na výrobu pevných odliatkov z v podstate kvapalného reaktívneho média ako odlievaného materiálu, ktorý pri teplote vyššej ako je jeho teplota želatinácie, reaguje za vzniku pevného materiálu, pri ktorom sa uvedené médium dopravuje zo zásobnej nádrže (1), v ktorej je odlievaný materiál uchovávaný pri teplote podstatne nižšej ako je jeho teplota želatinácie, do odlievacej formy (5), ktorej teplota je vyššia ako je teplota želatinácie odlievaného materiálu, vyznačujúci sa tým, že uvedený odlievaný materiál je v postate predhriaty tesne predtým, ako vstúpi do odlievacej formy (5), na teplotu blízku jeho teplote želatinácie a na teplotu nižšiu ako je jeho teplota želatinácie, takže odlievaný materiál je stále ešte vo vhodnom stave na privedenie do odlievacej formy (5).

19. Spôsob podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že ako odlievaný materiál je použitá zmes diglycidylesteru kyseliny hexahydroftálovej, anhydridu kyseliny hexahydroftálovej, benzyldimetylamínu a silanizovaného kremenného prášku v pomere približne 100 dielov diglycidylesteru kyseliny hexahydroftálovej : približne 90 hmotnostných dielov anhydridu kyseliny hexahydroftálovej : približne 0,5 hmotnostného dielu benzyldimetylamínu : približne 285 hmotnostných dielov silanizovaného kremenného prášku, pričom teplota odlievaného materiálu v zásobnej nádrži (1) je približne od 30 °C do 60 °C, výhodne približne od 40 °C do 50 °C, a počas predhrievačej operácie sa odlievaný materiál ohreje na teplotu približne od 90 °C do 110 °C, výhodne na teplotu približne od 95 °C do 100 °C a predhriaty odlievaný materiál sa potom privedie do odlievacej formy (5), ktorá má teplotu približne od 130 °C do 150 °C, výhodne približne od 140 °C do 145 °C.