ДИАФРАГМЕННЫЙ ПРЕСС Российский патент 1996 года по МПК B30B5/02 

Изобретение относится к обработке материалов, преимущественно керамических, давлением и может быть использовано для прессования изделий небольшой толщины, например керамической плитки или черепицы.

Применяемые в настоящее время прессы для прессования керамических плиток из порошка влажностью 5-8% например, гидравлический пресс РУ-160, обладают значительными габаритами и массой, потребляют много энергии. При этом эксплуатационное прессовое усилие достигает 1,4 МН, а ход поршня составляет 125 мм [1]
Указанных недостатков частично лишены беспоршневые прессы, имеющие меньше материало- и энергоемкость, например, пресс, выполненный в виде нескольких мехов, заключенных между подвижными и неподвижными площадками [2]
Невозможность практического получения достаточно прочного и вместе с тем эластичного дешевого материала, способного выдерживать высокое давление, исключает возможность широкого применения таких прессов в технологических процессах, требующих создания значительных прессовых усилий на небольшой площади.

Известны диафрагменные (мембранные) прессы, решающие поставленную проблему иначе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению и принятым за прототип является пресс для изготовления древесных пластиков [3]
Этот пресс состоит из рамы, верхнего и нижнего архитравов, гибкой диафрагмы, плавающих плунжеров, расположенных между гибкой диафрагмой и фланцами, и жесткой плиты.

Такой пресс не приспособлен для изготовления керамических изделий, хотя развиваемое им прессовое усилие достаточно велико, удельное давление прессования на жесткой плите мало для полусухого прессования керамических изделий.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в получении высокого удельного давления прессования для полусухого прессования керамических изделий. Это позволит применять исходный материал меньшей влажности, при этом сокращается цикл подсушки плитки-сырца и уменьшается усадка и коробление при обжиге.

Это обеспечивается тем, что в диафрагменный пресс, содержащий раму, верхний и нижний архитравы, диафрагму, жесткую плиту, передающую прессующее усилие диафрагмы, согласно изобретению снабжен соосно установленными между собой пуансоном, матрицей и запирающим штоком, а также шиберным питателем, при этом жесткая плита размещена в центральной части диафрагмы, пуансон смонтирован на жесткой плите, матрица свободно размещена на пуансоне, запирающий шток закреплен в верхнем архитраве, а шибер шиберного питателя установлен с возможностью горизонтального перемещения в зазоре между матрицей и пуансоном.

Стенки канала матрицы, пуансон и нижняя плоскость шибера образуют камеру прессования. Ввиду того, что высота камеры прессования керамической плитки незначительно превышает толщину прессуемого изделия, в предлагаемом прессе возможно применение толстой диафрагмы, обладающей значительной прочностью. Если заданный для прессования рабочий ход пуансона превышает пределы допускаемой упругой деформации плоской диафрагмы, на периферии диафрагмы выполняются концентричные гофры. Запирающий шток установлен в верхнем архитраве с возможностью регулировки своего положения по высоте в вертикальном канале, для чего в канале и на штоке выполнена резьба, превращающая шток и канал в самотормозящуюся резьбовую пару. Зазор между торцом запирающего штока и верхней плоскостью шибера, в зависимости от величины фракций пресс-порошка выбирают в пределах 0,1-1,0 мм. Меньшая величина зазора ведет к заклиниванию механизма, а большая к выдавливанию пресс-порошка в зазор и повышенному износу шибера и матрицы. Поперечные размеры запирающего штока (размеры в плане) задают большими, чем поперечные размеры пуансона, для уменьшения деформаций шибера в процессе прессования. Во избежание перекладки и для снижения работы усталостного разрушения диафрагмы в нижнем архитраве оппозитно запирающему штоку и соосно с ним, под диафрагмой установлен опорный шток, верхний срез которого находится в плоскости ненагруженной давлением (в нейтральном положении) диафрагмы.

На фиг.1 изображен диафрагменный пресс, разрез; на фиг.2 узел I на фиг. 1; на фиг.3 узел II на фиг.1, выполнение диафрагмы с концентричными гофрами.

Диафрагменный пресс содержит раму 1, нижний архитрав 2 и верхний архитрав 3, соединенные шпильками 4, корпус 5 с диафрагмой 6, матрицу 7 с камерой прессования 8, образованной стенками 9 канала матрицы, пуансоном 12 и нижней плоскостью шибера 10 шиберного питателя 11, пуансон 12, установленный на жесткой плите 13, размещенной в центральной части диафрагмы 6, запирающий шток 14, установленный в вертикальном канале верхнего архитрава, выполненном в виде резьбовой гильзы 15, опорный шток 16, установленный в резьбовой гильзе 17, питающий бункер 18. Шиберный питатель 11 соединен с приводом 19 возвратно-поступательного перемещения. Камера 8 герметично отдалена от диафрагмы 6 эластичной прокладкой 20, например из губчатой резины. Рабочая жидкость (масло) подводится в полость корпуса 5 под диафрагмой 6 по шлангу 21 высокого давления и от гидростанции (не показана). В шибере 10 выполнено загрузочное окно 22 прямоугольного сечения.

Пресс работает следующим образом.

Питающий бункер 18 наполняют пресс-порошком. Шибер 10 питателя 11 приводом 19 перемещается в крайнее правое положение, в котором окно 22 шибера 10 устанавливается под разгрузочной горловиной питающего бункера 18 и заполняется самотеком пресс-порошком. Затем привод 19 перемещает шибер 10 в крайнее левое положение. При прохождении над камерой прессования 8 порция пресс-порошка, находящаяся в загрузочном окне 22 полностью высыпается в камеру прессования 8, после чего камера прессования перекрывается сверху телом шибера 10. В полость корпуса 5 под диафрагмой 6 по шлангу 21 от гидростанции подается под давлением масло. Под действием давления масла диафрагма 6 выгибается вверх, перемещая плиту 13 с пуансоном 12 в камере прессования 8. При этом порция пресс-порошка, находящаяся в камере прессования 8, подвергается прессующему усилию, которое через шибер 10 замыкается на запирающий шток 14. Требуемый для прессования стандартной керамической плитки рабочий ход пуансона невелик и составляет всего 7-8 мм, поэтому диафрагма поперечником около 1,5 м работает в пределах упругой деформации и обладает достаточным ресурсом. После окончания прессования давление в полости корпуса 5 сбрасывается. Привод 19 отводит шибер 10 в крайнее правое положение для загрузки очередной порции пресс-порошка. В этот момент в полость корпуса 5 под диафрагму 6 еще раз подается давление, и пуансон 12 выдавливает готовое изделие из камеры прессования 8 на уровень верхней плоскости матрицы 7. При последующем перемещении шибера 10 влево изделие выталкивается торцом шибера 10 из зоны прессования на транспортер или другое транспортное средство. Давление из полости корпуса 5 под диафрагмой 6 сбрасывается, и пуансон 12 занимает исходное положение. После этого цикл повторяется.

Регулировка зазора S между запирающим штоком 14 и шибером 10 осуществляется путем вращения штока 14 в резьбовом стакане 15. Регулировку высоты t камеры прессования 8, а следовательно толщины прессуемого изделия и хода пуансона 12, влияющего на параметры процесса прессования, производят путем аналогичного регулировочного перемещения опорного штока 16 в резьбовом стакане 17.

Сущность изобретения: диафрагменный пресс, содержащий раму, верхний и нижний архитравы, диафрагму, жесткую плиту, передающую прессующее усилие диафрагмы, снабжен соосно установленными между собой пуансоном, матрицей и запирающим штоком, а также шиберным питателем, при этом жесткая плита размещена в центральной части диафрагмы, пуансон смонтирован на жесткой плите, матрица свободно размещена на пуансоне, запирающий шток закреплен в верхнем архитраве, а шибер шиберного питателя установлен с возможностью горизонтального перемещения в зазоре между матрицей и пуансоном. Запирающий шток установлен в вертикальном канале верхнего архитрава с возможностью регулировки положения по высоте. Запирающий шток образует с вертикальным каналом архитрава самотормозящуюся резьбовую пару. Зазор между торцом запирающего штока и верхней плоскостью шибера выбран равным 0,1 - 1,0 мм. По периферии диафрагмы выполнены концентричные гофры. Поперечные размеры запирающего штока больше поперечных размеров пуансона. В нижнем архитраве соосно с запирающим штоком под диафрагмой установлен опорный шток. 6 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ДИАФРАГМЕННЫЙ ПРЕСС, содержащий раму, верхний и нижний архитравы, диафрагму, жесткую плиту, передающую прессующее усилие диафрагмы, отличающийся тем, что он снабжен соосно установленными между собой пуансоном, матрицей и запирающим штоком, а также шиберным питателем, при этом жесткая плита размещена в центральной части диафрагмы, пуансон смонтирован на жесткой плите, матрица свободно размещена на пуансоне, запирающий шток закреплен в верхнем архитраве, а шибер шиберного питателя установлен с возможностью горизонтального перемещения в зазоре между матрицей и пуансоном. 2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что запирающий шток установлен в вертикальном канале верхнего архитрава с возможностью регулировки положения по высоте. 3. Пресс по пп.1 и 2, отличающийся тем, что запирающий шток образует с вертикальным каналом архитрава самотормозящуюся резьбовую пару. 4. Пресс по п.1, отличающийся тем, что зазор между торцом запирающего штока и верхней плоскостью шибера выбран в пределах 0,1 - 1,0 мм. 5. Пресс по п.1, отличающийся тем, что по периферии диафрагмы выполнены концентричные гофры. 6. Пресс по п.1, отличающийся тем, что поперечные размеры запирающего штока больше поперечных размеров пуансона. 7. Пресс по п.1, отличающийся тем, что в нижнем архитраве соосно с запирающим штоком под диафрагмой установлен опорный шток.