УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК B29C65/02 B29C65/18 

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки полимерных материалов.

Известно устройство для сварки полимерных материалов, содержащее корпус, в котором смонтированы установленные напротив друг друга нагреватели и охладители, транспортирующие ленты, охватывающие ведомые и ведущие ролики с натяжным приспособлением, механизм разведения нагревателей и охладителей и привод [1]
Недостаток устройства заключается в том, что верхние нагреватель и охладитель также, как и нижние, смонтированы на суппортах и жестко связаны друг с другом, что не обеспечивает плотного параллельного и равномерного прилегания верхних нагревателей и охладителя к нижним и балансирования их положения при изменении толщины пленок в процессе сварки, что снижает качество сварки. Механизм разведения нагревателей и охладителей не обеспечивает свободной заводки и вывода свариваемых пленок между лентами, а также снятие последних при обрыве и надевании, что снижает эффективность, надежность и эксплуатационную возможность. Для повышения качества сварки устройство снабжено натяжным приспособлением, выполненным в виде коромысла с установленным в его средней части винтом с натяжной гайкой, шарнирно соединенного через тяги с подвижными каретками, на которых смонтированы ведомые ролики, что обеспечивает более равномерное и постоянное натяжение транспортирующих лент.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сварки полимерных материалов, содержащее корпус, в котором смонтированы установленные напротив друг друга нагреватели и охладители, транспортирующие ленты с натяжным приспособлением, охватывающие ведомые и ведущие ролики, механизм разведения нагревателей и охладителей и привод [2]
В известном устройстве натяжное приспособление выполнено в виде коромысла с установленным в его средней части винтом с натяжной гайкой, шарнирно соединенного через тяги с подвижными каретками, на которых смонтированы ведомые ролики. При этом нижние нагреватели и охладитель жестко закреплены на корпусе, а верхние смонтированы на нем посредством установленных в направляющих кареток, связанных с механизмом разведения нагревателей и охладителей и снабженных расположенными на их свободном конце пружинами сжатия, закрепленными на корпусе посредством регулировочных винтов. При этом механизм разведения нагревателей и охладителей выполнен в виде установленной на корпусе рейки, выполненной с клиновыми выступами в верхней части и с отверстиями, в которых установлены винтовые стойки со сферическими головками, соединенные с возможностью регулировки их высоты с каретками, причем, рейка снабжена приводом ее продольного перемещения в виде червячной передачи, расположенным на одном ее конце, и пружиной возврата на другом конце, а верхний и нижний нагреватель жестко связаны с каретками посредством пальцев.

Такое выполнение устройства недостаточно обеспечивает балансирование верхнего и нижнего нагревателя при изменении толщины пленок в процессе сварки, позволяет более свободно заводить свариваемые пленки между транспортирующими лентами и выводить их при вынужденных остановках, а также обеспечивает более легкую замену лент при их обрыве. Однако, такая инструкция сложна, вследствие чего снижается эффективность, надежность работы и эксплуатационная возможность, вследствие невозможности обеспечения параллельности и плавности регулировки натяжения лент и зазора между нагревателями и охладителями.

Техническим результатом изобретения является обеспечение параллельности и плавности регулировки натяжения лент и зазор между нагревателями и охладителями.

Для достижения технического результата в устройстве для сварки полимерных материалов, содержащем корпус, в котором смонтированы установленные напротив друг друга нагреватели и охладители, транспортирующие ленты с натяжным приспособлением, охватывающие ведомые и ведущие ролики, механизм разведения нагревателей и охладителей и привод, согласно изобретению, натяжное приспособление выполнено в виде двух C-образных обращенных друг к другу поворотных рычагов, один конец которых шарнирно соединен с осями ведомых роликов транспортирующих лент, связанными с подвижной кареткой, снабженной в средней части винтовой парой, а механизм разведения нагревателей и охладителей выполнен в виде двух параллельных продольных систем винтовых пар и тяг, соединенных с качающимся T-образным коромыслом, снабженным на свободном конце вертикальным нажимным рычагом, шарнирно соединенным со средней частью горизонтального коромысла, концы которого шарнирно связаны с качающимися рычагами, посаженными средней частью на соответствующие установленные в вертикальных прорезях корпуса оси, закрепленные в средних частях нижних нагревателя и охладителя, причем, нижняя система подпружинена, а транспортирующие ленты выполнены из стекловолокнистой ткани, послойно соединенной термостойким клеящим составом.

Выполнение натяжного приспособления данной конструкции обеспечивает параллельность и плавность регулировки натяжения лент, что повышает эффективность и надежность работы устройства. Представленная конструкция механизма разведения дает возможность сваривать пленки толщиной более 2 мм, что расширяет диапазон применения устройства. Это достигается за счет параллельности и плавности регулировки зазора между нагревателями и охладителями. При этом нижние нагреватель и охладитель за счет конструктивного решения являются плавающими, что необходимо при начале сварки пленок и особенно утолщенных, а также при изменении толщины пленок в процессе сварки их. Кроме того, балансирная подвеска нижних нагревателя и охладителя повышает качество сварки и упрощается конструкция всего устройства.

На фиг. 1 изображено устройство для сварки полимерных материалов, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сзади /без задней стенки корпуса/.

Устройство для сварки полимерных материалов содержит корпус 1, в котором смонтированы установленные напротив друг друга нагреватели 2 и 3 и охладители 4, 5, транспортирующие ленты 6 и 7, охватывающие ведомые ролики 8 и 9 и ведущие ролики 10 и 11, натяжное приспособление 12, механизм 13 разведения нагревателей 2 и 3 и охладителей 4 и 5 и привод 14.

Нагреватели 2 и 3 смонтированы в корпусах, снабженных полозьями 15 и 16, контактирующими между собой через транспортирующие ленты 6 и 7. Охладители 4 и 5 также снабжены полозьями 17 и 18, контактирующими между собой через ленты 6 и 7.

Верхние нагреватель 2 и охладитель 4 смонтированы на корпусе 1 неподвижно. Нижние нагреватель 3 и охладитель 5 установлены на корпусе 1 с возможностью вертикального перемещения посредством механизма 13 их разведения.

Транспортирующие ленты 6 и 7 выполнены из послойно соединенной между собой термостойким клеящим составом ленты из стекловолокнистой ткани. Лента из стекловолокна склеивается, по меньшей мере, в три слоя равномерно по всей окружности заданного размера. Склеивание может осуществляться клеем 88, но лучше расплавленным фторопластом или другим известным клеящим составом.

Ведомые ролики 8 и 9 установлены посредством осей 19 и 20 соответственно, расположенных в горизонтальных прорезях 21 и 22 и соединенных с натяжным приспособлением 12. Указанные прорези выполнены в корпусе 1. Оси 19 и 20 установлены посредством упорных втулок 23 и 24.

Ведущие ролики 10 и 11 соединены с двигателем 25 посредством редуктора 26, составляющих привод 14.

Натяжное приспособление 12 выполнено в виде двух C-образных обращенных друг к другу поворотных рычагов 27 и 28, одни концы которых шарнирно соединены с осями 19 и 20 ведомых роликов 8 и 9 транспортирующих лент 6 и 7, связанными с подвижной кареткой 29, снабженной в средней части винтовой парой 30. Другие концы C-образных рычагов 27 и 28 смонтированы на корпусе 1 посредством крепежных элементов 31 и 32 с возможностью поворота рычагов в вертикальной плоскости.

Механизм 13 разведения представляет собой две параллельные продольные системы винтовых пар и тяг 33 и 34, соединенных с качающимся T-образным коромыслом 35, снабженным на свободном конце 36 вертикальным нижним рычагом 37, шарнирно соединенным со средней частью горизонтального коромысла 38, концы которого шарнирно связаны с качающимися рычагами 39 и 40. Эти рычаги посажены средней частью на соответствующие установленные в вертикальных прорезях 41 и 42 корпуса 1 оси 43 и 44 в средних частях нижних нагревателя 3 и охладителя 5.

Винтовая пара системы верхней включает резьбовую втулку 45, установленную в направляющем уголке 46, закрепленном на корпусе 1, и связанную с ней винтовую тягу 47, соединенную с продольным валом 48.

Втулка 45 соединена с тягой 33, связанной с T-образным коромыслом 35. Вал 48 установлен посредством закрепленных на корпусе 1 уголков 49 и 50 и снабжен натяжной гайкой 51 тонкой регулировки подъема и опускания нижних нагревателя 3 и охладителя 5.

Винтовая пара системы нижней включает резьбовую втулку 52, установленную в направляющем уголке 53, закрепленном на корпусе 1, и связанную с ней винтовую тягу 54, соединенную с продольным валом 55.

Втулка 52 соединена с тягой 34, связанной с пружиной 56, соединенной с коромыслом 35. Пружина 56 обеспечивает эластичность подвески нижних нагревателя 3 и охладителя 5.

Вал 55 установлен посредством закрепленных на корпусе 1 уголков 49 и 50 и снабжен натяжной гайкой 57 быстрого поднятия и опускания нижних нагревателя 3 и охладителя 5.

Винтовая пара 30 включает закрепленную на каретке 29 гайку 58 и связанную с ней винтовую тягу 59, установленную одним концом посредством упорной втулки 60, смонтированной в уголке 49, а другим концом связанную с гайкой 61, смонтированной в уголке 50.

Качающиеся рычаги 39 и 40 установлены на корпусе 1 с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством крепежных элементов 62 и 63 соответственно.

Качающееся T-образное коромысло 35 установлено на корпусе 1 посредством крепежных элементов 64.

Устройство работает следующим образом.

Данное устройство может работать как в стационарном, так и в переносном положении.

В переносном варианте устройство обслуживается одним рабочим путем подвески устройства за ремень /не показан/ через плечо, что очень важно при использовании устройства в полевых условиях.

Рабочий производит необходимое натяжение лент 6 и 7 /если это нужно/ путем поворота гайки 61 по часовой стрелке. При этом за счет винтовой пары 30 каретка 29 перемещается вправо /по чертежу/ и тем самым, поворачиваются C-образные рычаги 27 и 28, которые перемещаются в горизонтальной плоскости по прорезям 21 и 22 ведомые ролики 8 и 9. Производится натяжение транспортирующих лент 6 и 7 равномерно.

В случае обрыва или замене транспортирующих лент 6 и 7 производят подвижку ведомых роликов 8 и 9 в обратном направлении путем поворота гайки 61 против часовой стрелки.

Затем он устанавливает необходимый зазор между нагревателями 2 и 3 и охладителями 4 и 5 в зависимости от толщины свариваемых пленок путем поворота гайки 57 по часовой стрелке.

При этом продольный паз 55 вращается и поворачивает винтовую тягу 54, которая при завершении тянет винтовую втулку 52 на себя и тем самым взаимодействует с тягой 34, которая через пружину 56 воздействует на Т-образное коромысло 35, поворачивая его против часовой стрелки. В этом случае свободный конец 36 Т-образного коромысла 35 тянет вверх нажимной рычаг 37 и тем самым поднимает вверх горизонтальное коромысло 38. Это коромысло поворачивает соединенные с ним качающиеся рычаги 39 и 40 и тем самым поднимает вверх нижние нагреватель 3 и охладитель 5, уменьшая зазор между верхними нагревателем 2 и охладителем 4. Для опускания нижних нагревателя 3 и охладителя 5 гайку 57 поворачивает против часовой стрелки.

После предварительной настройки устройства рабочий включает питание для нагрева полозьев 15 и 16 нагревателей 2 и 3 до заданной температуры плавления полимера. После достижения заданной температуры нагрева полозьев 15 и 16 он включает привод 14, т.е. электродвигатель 25, который через редуктор 26 приводит во вращение ведущие ролики 10 и 11, а следовательно, и ведомые ролики 8 и 9 за счет замкнутых транспортирующих лент 6 и 7.

Затем он подготовленные пленочные материалы краями заводит между ведомыми роликами 8 и 9. При этом за счет плавающей и эластичной конструкции нижних нагревателя и охладителя осуществляется свободное вхождение планок под полозья 15 и 16 нагревателей 2 и 3, а после под полозьями 17 и 18 охладителей 4 и 5, что обеспечивается транспортирующими лентами 6 и 7. Указанными полозьями нагревателей пленки нагреваются до температуры плавления полимера и сравниваются между собой по краям Т-образным швом. Затем пленки проходят под указанными полозьями охладителей, где шов охлаждается до температуры, близкой к комнатной.

Таким образом, свариваемые края пленок за счет транспортирующих лент 6 и 7 непрерывно перемещаются вдоль устройства под полозьями 15 и 16 нагревателей 2 и 3, где они свариваются, и под полозьями 17 и 18 охладителей 4 и 5, где сваренные швы охлаждаются до температуры, близкой к комнатной. Рабочий поддерживает устройство и перемещается вдоль свариваемых краев пленок параллельно со скоростью вращения транспортирующих лент 6 и 7, т.е. со скоростью сварки.

При неподвижном /стационарном/ устройстве свариваемые пенки перемещают вдоль устройства и параллельно со скоростью сварки пленок, что можно осуществить, например, с помощью транспортера.

В процессе сварки натяжное приспособление 12 обеспечивает равномерное натяжение транспортирующих лент 6 и 7, что исключает их пробуксовку друг относительно друга. При ослаблении натяжения лент 6 и 7 производят регулировку путем поворота гайки 61 по часовой стрелке, как описано выше.

В случае пробуксовки лент 6 и 7 или непровара полимерных пленок производят некоторое поджатие нижних нагревателя 3 и охладителя 5 путем поворота натяжной гайки 51 тонкой регулировки их подъема против часовой стрелки или наоборот, при их опускании. При этом продольный вал 48 вывертывает винтовую тягу 47 из резьбовой втулки 45, вследствие чего последняя перемещается влево /по чертежу/ и тем самым, перемещается влево и тяга 33. В этом случае Т-образное коромысло 35 поворачивается против часовой стрелки, а поэтому свободный конец 36 ее также повернется вверх и потянет вверх нажимной рычаг 37, который несколько поднимет горизонтальное коромысло 38. Следовательно, поднимутся вверх по пазам 41 и 42 нижние нагреватель 3 и охладитель 5 за счет поворота качающихся рычагов 39 и 40, т.е. несколько уменьшится зазор между полозьями 15 и 16 нагревателей 2 и 3 полозьями 18 и 17 охладителей 4 и 5. При этом натяжение пружины 56 несколько ослабнет.

В случае необходимости некоторого опускания нижних нагревателя 3 и охладителя 5, гайку 51 поворачивают по часовой стрелке.

Во время вынужденных остановок устройства производится опускание нижних нагревателя 3 и охладителя 5 относительно верхних путем поворота гайки 57 против часовой стрелки, как описано выше.

Благодаря такому конструктивному решению в устройстве натяжного приспособления 12 обеспечивается упрощение конструкции и постоянство равномерного без пробуксовки натяжения транспортирующих лент 6 и 7.

Так как нижние нагреватель 3 и охладитель 5 подвешены в средней части на осях 43 и 44 соответственно, то осуществляется их поворот в вертикальной плоскости относительно этих осей. Кроме того, эти оси 43 и 44 имеют возможность несколько перемещаться в вертикальной плоскости для некоторого изменения зазора между полозьями 15 и 16 нагревателей 2 и 3 и полозьями 17 и 18 охладителей 4 и 5, что обеспечивается пружиной 56 механизма 13 их разведения. Этим достигается плавающее и балансирующее перемещение нижних нагревателей 3 и охладителя 5, что особенно важно при изменении в процессе сварки пленок их толщин, при сварке стыков и т.п.

Данная конструкция механизма 13 позволяет значительно быстрее и свободнее заводить свариваемые пленки между транспортирующими лентами 6 и 7 и легко выводить их при вынужденных остановках в случае обрыва транспортирующих лент 6 и 7 и при их замене, что производится путем поворота только одной гайки 57 против часовой стрелки.

Применение транспортирующих лент 6 и 7 из стекловолокнистой ткани, склеенной в несколько слоев с помощью термостойкого клеящего состава, обеспечивает их долговечность и значительно повышается качество сварного шва и его хороший провар. Это дает возможность сваривать более толстые пленочные полимерные материалы. Кроме того, ленты из стекловолокнистой ткани практически исключают пережог пленок и их налипание на ленты, что обеспечивает равномерность шва по всей длине.

Таким образом, предложенное устройство наиболее эффективно по сравнению с известными устройствами, надежно в работе и обеспечивает максимальное удобство в эксплуатации при качественной сварке как в полевых условиях, так и в стационарном положении.

Использование: изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки полимерных материалов. Сущность изобретения: в устройстве для сварки полимерных материалов натяжное приспособление выполнено в виде двух C-образных обращенных друг к другу поворотных рычагов. Один конец рычагов шарнирно соединен с осями ведомых роликов транспортирующих лент, связанными с подвижной кареткой. Каретка снабжена в средней части винтовой парой. Механизм разведения нагревателей и охладителей выполнен в виде двух параллельных систем винтовых пар и тяг, соединенных с качающимся T-образным коромыслом. Коромысло снабжено на свободном конце вертикальным нажимным рычагом. Рычаг шарнирно соединен со средней частью горизонтального коромысла. Концы коромысла шарнирно связаны с качающимися рычагами, посаженными средней частью на соответствующие установленные в вертикальных прорезях корпуса оси. Оси закреплены в средних частях нижних нагревателя и охладителя. Нижняя система подпружинена. Транспортирующие ленты выполнены из стекловолокнистой ткани, послойно соединенной между собой термостойким клеящим составом. 2 ил.

Устройство для сварки полимерных материалов, содержащее корпус, в котором смонтированы установленные напротив друг друга нагреватели и охладители, транспортирующие ленты с натяжным приспособлением, охватывающие ведомые и ведущие ролики, механизм разведения нагревателей и охладителей и привод, отличающееся тем, что натяжное приспособление выполнено в виде двух С-образных обращенных друг к другу поворотных рычагов, один конец которых шарнирно соединен с осями ведомых роликов транспортирующих лент, связанными с подвижной кареткой, снабженной в средней части винтовой парой, а механизм разведения нагревателей и охладителей выполнен в виде двух параллельных продольных систем винтовых пар и тяг, соединенных с качающимся Т-образным коромыслом, снабженным на свободной конце вертикальным нажимным рычагом, шарнирно соединенным со средней частью горизонтального коромысла, концы которого шарнирно связаны с качающимися рычагами, посаженными средней частью на соответствующие установленные в вертикальных прорезях корпуса оси, закрепленные в средней части нижних нагревателя и охладителя, причем нижняя система подпружинена, а транспортирующие ленты выполнены из стекловолокнистой ткани, послойно соединенной термостойким клеящим составом.