ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВСПЕНИВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B29C33/10 B29C44/58 B29K105/04 

Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из пенопластов методом вспенивания жидких и порошкообразных композиций, а именно, к формам для получения тонкостенных изделий сложного профиля, используемых в качестве конструкционного материала в специальном машиностроении, в приборостроении и других отраслях промышленности.

Известна форма для изготовления изделий из вспенивающихся материалов [1] имеющая вентиляционные отверстия и установленные в последних на резьбе пробки с группами небольших каналов для выхода летучих продуктов. Однако в известной форме не обеспечены условия получения пеноматериала с заданной регулируемой разноплотностью, поскольку не предусмотрены средства для обеспечения возможности выхода крупных пузырей воздуха, что приводит к формированию неравномерной структуры заготовок для изделий сложного профиля.

Известна форма для изготовления изделий из вспенивающихся материалов [2] имеющая формующую полость, образованную стенками с перфорированными рабочими поверхностями, в отверстия которых вставлены пробки с каналами для выхода воздуха и средства для подсоединения пробок к вакуумной системе. В этой форме не предусмотрена возможность своевременного перекрытия отверстий рабочих поверхностей формы в момент завершения формообразования, что приводит к повышенному расходу сырья.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является форма для изготовления изделий из вспенивающихся материалов [3] содержащее формующую полость, образованную стенками, имеющими вентиляционные отверстия, полые элементы для выпуска газовоздушной смеси, которые установлены над вентиляционными отверстиями с возможностью перекрытия их в момент завершения формообразования изделий, и средства для заполнения формуемой массой. Газоотводящие полые элементы снабжены средствами принудительной эвакуации выделяющейся в процессе вспенивания газовоздушной смеси, срабатывающими таким образом, что в момент завершения формообразования под действием давления вспенивающихся компонентов вентиляционные отверстия перекрываются, тем самым препятствуя выходу излишков формуемой массы. Однако, как показали эксперименты, в верхней части формуемой массы, особенно в случаях изготовления сложнопрофильных изделий, наблюдается повышенное скопление газовой фазы, что ухудшает качество структуры материала, ее равномерность. В известной форме решение указанной проблемы технически затруднено, кроме того, конструкция газоотводящих полых элементов достаточно сложна в изготовлении и обслуживании.

Задачей изобретения является разработка простой конструкции формы для вспенивания в части механизма газоотвода, в которой обеспечивались бы условия формирования однородной мелкопористой структурой пеноизделия, особенно сложной формы, при одновременной экономии исходных материалов.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции формы в целом, а также повышение качества изделий за счет снижения разноплотности в заготовках сложной формы при одновременной экономии исходных материалов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в форме для изготовления изделий из вспенивающихся материалов, имеющей вентиляционные отверстия и полые элементы для выхода газовоздушной смеси из формирующей полости, установленные над вентиляционными отверстиями с возможностью перекрытия их в момент завершения формообразования изделия, согласно изобретению полые элементы выполнены в виде стаканов расчетного объема с перфорированными основаниями, установленных на форму открытыми торцами с возможностью съема, и снабжены крышками, которые смонтированы с зазором над основаниями стаканов с возможностью перекрытия их отверстий в момент завершения формообразования.

Кроме того, для уменьшения технологических потерь и экономии исходных материалов вентиляционные отверстия расположены с шагом 50 100 мм.

Кроме того, для упрощения демонтажа и удобства удаления технологических отходов с внутренней поверхности стакана, основания стаканов м их цилиндрической частью и стаканы со стенкой формы связаны посредством резьбовых соединений.

Кроме того, для обеспечения оперативности и ускорения сборки формы, между крышкой и перфорированным основанием стакана размещен упругий элемент, а стакан может быть выполнен в виде единого целого с основанием.

Кроме того, для ускорения сборки формы вентиляционные отверстия выполнены в виде групп из 2 5 небольших каналов, а полые элементы установлены над каждой группой.

На чертеже изображен фрагмент описываемой формы.

Форма содержит образованную стенками 1 формующую полость 2, в верхней части которой закреплена неподвижно стенка 3 крышка с вентиляционными отверстиями 8. Рабочая поверхности стенки 3 может быть выполнена соответствующей заданному профилю изделия. Вентиляционные отверстия 8 расположены с шагом 50 100 мм. Расположение отверстий 8 с шагом менее 50 мм значительно усложняет своевременное перекрытие отверстий /отсутствие которого может привести к повышенному расходу сырья/, что вызывает необходимость выбора специальных средств перекрытия и усложняет конструкцию. При выполнении отверстий 8 с шагом, превышающим указанный предел, возможно появление фактора препятствующего выходу оставшегося после заполнения формы композицией воздуха, в результате чего не происходит полного оформления заготовки. Расположение вентиляционных отверстий 8 с шагом в указанном диапазоне обеспечивает необходимую концентрацию отверстий на единице рабочей площади крышки формы для полного оформления изделия, и достаточную для вывода крупных воздушных пузырей из объема композиции.

Для обеспечения оптимальных условий выхода пузырьков воздуха в форме над вентиляционными отверстиями 8 установлены полые элементы 4 расчетного объема. Объем полости элементов 4 рассчитывается из необходимости обеспечения достаточного времени для выноса пузырей за счет движения композиции по расчетному объему и ограничивается сверху требованиями по экономии материала. Полые элементы 4 выполнены в виде стаканов с перфорированными основаниями 5 и снабжены крышками 6, которые смонтированы с зазором над основаниями 5 с возможностью перекрытия их отверстий в момент завершения формообразования.

Между крышкой 6 и перфорированным основанием 5 размещен упругий элемент 7.

Основания 5 стаканов 4 с их цилиндрической стенкой и стаканы 4 со стенкой 1 формы связаны посредством резьбовых соединений. Стакан может быть выполнен в виде единого целого с основанием. Стаканы установлены на верхней стенке 3 открытыми торцами с возможностью съема.

Полые элементы 4 предусмотрено устанавливать над каждой группой из 2-5 отверстий в крышке формы на наружной ее части. При установке полого элемента на группу с меньшим числом отверстий возрастает сложность в изготовлении оснастки и увеличивается время затрачиваемое на обслуживание формы в момент завершения формообразования. При установке полого элемента на группу с большим числом отверстий возрастает расход материала, приходящегося на заполнение полого элемента.

Полые элементы 4 сверху перекрываются перфорированными основаниями 5, отверстия которых обеспечивают выход воздуха, вытесняемого вспенивающейся композицией из объема формы полого элемента, и способствуют тем самым полному оформлению заготовки. Отверстия основания в момент завершения формообразования, который визуально определяется по моменту появления композиции в зазоре между основанием 5 и крышкой 6, перекрываются крышкой 6, которая препятствует вытеканию композиции из формующей полости, обеспечивая тем самым необходимое качество заготовки по кажущейся плотности и снижая расход исходных материалов.

Форма работает следующим образом.

Исходный материал в виде жидкой либо порошкообразной композиции загружается в формующую полость 2 через средство для заполнения формы формуемой массой /патрубки, отверстия с заглушками и т.п. известные средства - на чертеже не указано/. Затем включается средство нагрева формы для обеспечения технологических условий вспенивания. В момент завершения формообразования, визуально определяемый по появлению вспенивающейся композиции в зазорах между основаниями 5 и крышками 6, зазоры устраняют путем совмещения крышек с основаниями по плоскости их контакта. Экспериментально подтверждено, что в данный момент в объеме изделия практически отсутствуют крупные газовые пузыри и тем самым уменьшается воздействие фактора, негативно влияющего на равноплотность заготовок. Форма в собранном таким образом виде выдерживается в течение времени, необходимого для полного отверждения материала. Затем форма разбирается, заготовки извлекаются из формы и контролируются по показателям кажущейся плотности и разноплотности.

В случае выполнения полого элемента зацело с основанием и установки крышки подпружиненной относительно полого элемента, как показали эксперименты, можно сократить время сборки.

В случае раздельной фиксации полого элемента на крышке формы, а крышки на верхнем основании полого элемента посредством собственного резьбового соединения упрощается демонтаж и их очистка.

Получаемые при использовании предлагаемой формы заготовки сложного профиля были подвергнуты контролю, в результате которого было установлено, что их разноплотность в 1,5 2 раза ниже, чем при использовании формы с открытой перфорацией подобной прототипу.

Таким образом, использование всей совокупности элементов предлагаемой формы позволяет решить проблему повышения качества изделий сложного профиля при одновременной экономии сырья.

Полые элементы 4 и основания 5 выполнены из материала, аналогичного материалу стенок формы. Крышки 6 установлены с зазором, заполненным упругим элементом из резины марки ИРП.

Использование: изготовление изделий из пенопластов методом вспенивания жидких и порошкообразных композиций. Сущность изобретения: полые элементы 4 над вентиляционными отверстиями 8 выполнены в виде стаканов расчетного объема с перфорированными основаниями 5. Стаканы установлены на форму открытыми торцами с возможностью съема и снабжены крышками 6. Крышки 6 смонтированы с зазором над основаниями стаканов с возможностью перекрытия их отверстий в момент завершения формообразования. Отверстия 8 расположены с шагом 50 - 1оо мм. Основания 5 стаканов с их цилиндрической частью и стаканы 5 со стенкой 3 формы связаны посредством резьбовых соединений. Стакан может быть выполнен в виде единого целого с основанием. Между крышкой 6 и основанием 5 размещен упругий элемент 7. Отверстия 8 выполнены в виде группы из 2 - 5 небольших каналов. Полые элементы установлены над каждой группой отверстий. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Форма для изготовления изделий из вспенивающихся материалов, имеющая вентиляционные отверстия и полые элементы для выхода газовоздушной смеси из формующей полости, установленные над вентиляционными отверстиями с возможностью перекрытия их в момент завершения формообразования изделий, отличающаяся тем, что полые элементы выполнены в виде стаканов расчетного объема с перфорированными основаниями, установленных на форму открытыми торцами с возможностью съема, и снабжены крышками, которые смонтированы с зазором над основаниями стаканов с возможностью перекрытия их отверстий в момент завершения формообразования. 2. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что вентиляционные отверстия расположены с шагом 50 100 мм. 3. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что основания стаканов с их цилиндрической частью и стаканы со стенкой формы связаны посредством резьбовых соединений. 4. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что между крышкой и перфорированным основанием стакана размещен упругий элемент. 5. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что вентиляционные отверстия выполнены в виде групп из 2 5 небольших каналов, а полые элементы установлены над каждой группой. 6. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что стакан выполнен в виде единого целого с основанием.