SU1201689A1 - Устройство дл измерени температуры пресс-формы и способ его изготовлени - Google Patents

Abstract

1. Устройство дл  измерени  температуры пресс-формы, содержащее корпус и обойму, выполненные из .материала пресс-формы, и термопару, изолированные термоэлектроды которой установлены ббз зазора в отверстии корпуса, отличающеес  , что с целью повьшени  эксплуатационной надежности, корпус вьтолнен с опорным элементом, расположенным в зоне гор чего спа  термопары, причем диаметр корпуса не менее чемв два раза превышает рассто ние от гор чего спа  термопары до контактной поверхности корпуса. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что корпус выполнен с концентратором напр жени  в виде кольцевой канавки, расположенной симметрично относительно оси отверсти  корпуса. 3.Способ изготовлени  устройства дл  измерени  температуры пресс-формы , по которому термоэлектроды термо (Л пары устанавливают в отверстии корпуса и затем корпус деформируют в осес вом направлении, отличающийс   тем, что на корпус воздействует со стрроны, противоположной опорному элементу, причем величину хода осевого деформировани  определ ют из соотношени  L

Description

Изобретение относитс  к термометии и может быть использовано в устойстве дл  измерени  температуры

ресс-формы.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности устройства дл  измерени  температуры пресс-формы.

Дл  достижени  указанной цели в устройстве дл  измерени  температуры пресс-формы, содержащем корпус и обойму, выполненные из материала пресс-формы, и термопару, изолированные электроды которой установлены без зазора в отверстии корпуса, последний выполнен с опорным элементом , расположенным в зоне гор чего спа  термопары, причем диаметр корпуса не менее, чем в два раза превышает рассто ние от гор чего спа  термопары до контактной поверхности корпуса, при этом корпус предпочтительно выполн ть с концентратором напр жени  в виде кольцевой канавки, расположенной симметрично относительно оси отверсти  корпуса.

Такое устройство изготавливаетс  способом, согласно которому термоэлектроды термопары устанавливают в отверстии корпуса и затем корпус деформируют в осевом направлении, причем на корпус воздействуют со стороны, противоположной опорному элементу, а величину хода осевого деформировани  определ ют из соотношени 

L(1,15-1,25)d,

где L - величина хода осевой деформации; d - диаметр отверсти  корпуса.

На фиг. 1 схематически изображеНО устройство дл  измерени  температуры пресс-формы, общий вид; на фиг. 2 - плоскость установки гор чего спа  термопары, поперечное сечение; на фиг. 3 - то же, продольное сечение; на фиг. 4 - заготовка корпуса; на фиг. 5 - то же, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, обойму 2, термоэлектроды 3 в термостойкой электроизол ции 4. Параллельно контактной поверхности 5 выполнена щель 6, в центре которой без зазоров расположен гор чи спай 7, опи рающийс  на опорнь й элемент 8, размещенный со стороны, противоположной контактной поверхности 5.

Симметрично оси 9 щели 6 по контуру корпуса 1 размещена канавка 10,

а на наружной поверхности 11 корпуса 1 выполнены пазы 12, в которых размещены электроды 3. Обойма 2 снаб жена фланцем 13, взаимодействуюпщм .

. с торцом 14 отверсти  15 дл  уста-, новки устройства в рабочую плиту 16 пресс-формы 17. В рабочей плите 16 пресс-формы 17 перпендикул рно формообразующей поверхности 18 выполнено сквозное отверстие 19, в которое по плотной посадке устанавливаетс  устройство так, что при упоре фланца 13 обоймы 2 в торец 14 отверсти  15 контактна  поверхность 5

корпуса располагаетс  заподлицо

с формообразующей поверхностью 18рабочей плиты 16.

Электроизол ци  4 тёрмоэлектродов 3 имеетс  на всем их прот жении,

Q кроме зоны гор чего спа  7, составл ющей один-два диаметра термоэлектродов 3, и может быть выполнена на разных участках в виде фарфоровых трубок, термостойкого лака, окисных

5 плен и т.п.

Дл  поддержани  заданного уровн  температуры рабочие плиты пресс-формы лить  под давлением снабжаютс  охлаждением, выполн емым в каналов , по которым циркулирует охлаждающа  жидкость. В месте установки устройства также каналы вьшолнить невозможно, и температура в зоне гор чего спа  вьш1е, чем на соответствующей глубине в пресс-форме.

Дл  повышени  точности показаний устройства за счет обеспечени  соответстви  с температурой охлаждаемой пресс-формы корпус 1 устройства снабжен охладителем, представл ющим собой тепловую трубу 24 Гор чую зону 25 тепловой трубы 24 располагают в опорной части 26 корпуса, а холодна  зона (не показана) располагаетс  s свободном пространстве пресс-формы, куда отводитс  избыточное тепло от корпуса 1 устройства.

Описываемое устройство работает следукнцим образом.

При заливке расплава в пресс-форму 17 тепловой поток от расплава распростран етс  перпендикул рно ее формообразующей поверхности 18 вглубь тела пресс-формы 17 в соответствии с теплопроводностью ее материала.

5 Контактна  поверхность 5 корпуса в месте его установки также  вл етс  частью формообразующей поверхности 18. Поэтому при попадании расплава

на контактную поверхность 5 тепловой поток также распростран етс  перпендикул рно ей вглубь датчика. При этом в месте расположени  гор чего спа  7 термоэлектродоБ 3, как перед гор чим спаем 7, так и за ним, находитс  материал, имеющий ту же. теплопроводность , что и материал прессформы 17. Установка гор чего спа  7 плотно, без зазоров устран ет сопротивление тепловому потоку. Поэтому температурное.поле в устройстве идентично температурному полю в объеме пресс-формы 17, и данные по температуре , полученные с помощью описываемого устройства точно соответствуют , температуре в теле пресс-формы .

Так как устройство представл ет собой сплошное жесткое тело и не имеет полостей, за счет которых может деформироватьс , усилие, передаваемое от расплава, просто передаетс  через стенку корпуса и воспринимаетс  опорными детал ми прессформы . Обеспечиваетс  длительна  надежна  работа устройства.

Искажающее вли ние на температурное поле установочного зазора между обоймой 2 и отверстием 19 пресс-формы 17 и пазов 12 устран етс  путем в.ыбора размеров корпуса 1 из соотношени  ,ОА (фиг.4). Выбор размеров корпуса по приведенному соотношению обосновьшаетс  следующими соображени ми . Прогрев идет от поверхности 5 вглубь тела пресс- формы. Установочный зазор создает вокруг датчика ухудшенные услови  теплоотвода вглубь тела. Из-за этого температура датчика в зоне 22 становитс  вьш1е температуры поверхности на оси датчика. Зона повышенной температуры становитс  источником нового потока , накладывающегос  на основной, идущий перпендикул рно поверхности 5. Дл  устранени  погрешности, вызьшаемой этим дополнительным потоком , необходимо, чтобы момент его прихода в точку расположени  гор чего спа  7 наступил позднее .момента прихода основного потока на величину времени измерени . Предлагаемое соотношение размеров корпуса создает минимальное увеличение пути дополнительного потока примерно на 40% Эта разница длины пути обеспечивает запаздывание дополнительного потока, достаточное дл  измерени  температу

ры с применением быстродействуюпщх аналого-цифровьпс преобразователей и записью на ЭВМ, составл ющее 0,1 мс. Дополнительный эффект состоит в том, что из-за большей разности температур в направлении,ерпендикул рном поверхности 5, именно в зтом направлении преимущественно ориентирован тепловой поток из зо-ны 22. Поэтому запаздывание его увеличиваетс , и величина потока, который доходит до точки 8, уменьшаетс .

Дл  получени  опорного элемента гор чего спа , плотного двустороннего контакта гор чего спа  7 с корпусом 1 примен етс  способ изготовлени  описьшаемого устройства, по которому корпус деформируют в осевом направлении со стороны, противоположной опорному элементу в зоне установки гор чего спа , причем величину хода осевого деформировани  определ ют из соотношени  L (1,15 - 1,25)d, где L - величина хода деформировани ; d - диаметр отверсти  корпуса

под установку гор чего спа . Выбор величины хода осевого деформировани  корпуса,1 обосновьшаетс  следующим образом.

При сжатии корпуса 1 с установленным в отверстии 2,.гор чим спаем 7 на величину, равную диаметру отверсти  20, приход т в соприкосновение противоположные стенки отверсти  20, причем гор чий спай 7 оказываетс  при этом вдавленным в тело корпуса 1 и обжатым материалом корпуса 1 по всему их периметру . При этом деформации подвергаютс  шейки 23 корпуса 1. При сн тии деформирующей нагрузки за счет восстановлени  упругой части деформации шеек 23 происходит раскрытие

щели 6, и между корпусом и гор чим спаем образуетс  зазор, ухудшакиций тепловой контакт. Дл  предотвращени  раскрыти  щели 6 ход деформировани  корпуса 1 увеличиваетс  на 1525% от первоначального диаметра отверсти  20. Нижний предел (15%) обеспечивает дес тикратное превьшение величины упругого последстви , достаточное дл  надежной работы

устройства (проверка в течение более 1000 циклов не вы вила отказов). Превышение верхнего предела (25%) -, приводит к перерезке, разрыву термоэлектродов в местах выхода их из отверсти  20. При осевом деформировании дл  обеспечени  надежного обжати  материалом корпуса 1 гор чего спа  7 корпус 1 снабжают концентратором напр жений, расположенным симметрич но оси отверсти  дл  установки гор  чего спа  и выполненным, например, в виде кольцевой ка навкй. Пример. Известными способам изготавливают обойму 2, корпус 1 и соединенные в месте гор чего спа  7 термоэлектроды 3. В предлагаемом датчике гор чий спай 7 образуют до его установки в корпус 1 датчика непосредственным соединением термоэлектродов, например точечной контактной сваркой. Пр этом инерционность зависит не от наконечника, а только от сечени  примен емых термоэлектродов. В заготовке корпуса 1 выполн ют диаметральное отверстие 20 дл  расположени  в нем гор чего спа  7, кольцеву канавку 10, расположенную симметрич но оси отверсти  20 и превьшающую его по ширине, и пазы 12 на наружной поверхности 21, причем обой (руг.; 12 16 1

11 25 2В 894 ма 2 выполн етс  сопр гающейс  с корпусом 1 по скольз щей пли более плотной посадке по Диаметру и короче по длине. Затем гор чий спай 7 располагают в отверстии 20, изолированные термоэлектроды 3 укладывают в пазы 12 корпуса 1, помещают корпус 1 в обойму 2, совмещают торцы 21 и 22 корпуса 1 и обоймы 2 и деформируют корпус 1 в осевом направлении. При этом должно быть приложено усилие, достаточное дл  пластического деформировани  шейки 23 корпуса 1 и плотного соприкосновени  противоположных сторон 8 отверсти  20 с гор чим спаем 7 и между собой. Кольцева  канавка 10 и зазоры в пазах 12, в которые уложены термоэлектроды 3 в изол ции А, после пластического деформировани  заполн ют термостойкой пастой. Датчик может быть снабжен несколькими гор чими спа ми 7, расположенными на различном рассто нии от контактной поверхности 5, причем размеры корпуса 1 выбирают по наиболее удаленной щели 6, а ход деформировани  выбирают как сумму ходов в зависимости от числа щелей 6 в датчике. 13

фиг. 2

10

фи9,3

10 12

фигЛ

Claims (3)

1. Устройство для измерения температуры пресс-формы, содержащее корпус и обойму, выполненные из материала пресс-формы, и термопару, изолированные термоэлектроды которой установлены без зазора в отверстии корпуса, отличающееся ^ем, что с целью повышения эксплуата ционной надежности, корпус выполнен с опорным элементом, расположенным в зоне горячего спая термопары, причем диаметр корпуса не менее чемв два раза превышает расстояние от горячего спая термопары до контактной поверхности корпуса.

2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что корпус выполнен с концентратором напряжения в виде кольцевой канавки, расположенной симметрично относительно оси отверстия корпуса.

3. Способ изготовления устройства для измерения температуры пресс-формы, по которому термоэлектроды термопары устанавливают в отверстии корпуса и затем корпус деформируют в осевом направлении, отличающийс я тем, что на корпус воздействует со стороны, противоположной опорному элементу, причем величину хода осевого деформирования определяют из соотношения

L-(1,15 - 1,25)(1, где L - величина хода осевой деформации;

а- диаметр отверстия корпуса.