Установка для отверждения полимерного материала Советский патент 1992 года по МПК B29C71/02 

Изобретение относится к установкам для отверждения полимерных материалов лучистой энергией и может быть использовано в различных отраслях промышленности, использующих изделия из пластмасс.

Известна установка для отверждения изделий из полимерных материалов, содержащая камеру облучения, выполненную с проемами для загрузки и выгрузки изделий со всех боковых ее сторон, источники УФ излучения, направляющие для их перемещения и изделия.

Недостатком данной установки является то, что в ней не обеспечивается регулиро- вание светового потока с требуемой освещенностью материала, что ограничивает ее технологические возможности.

Известно устройство, содержащее раму с платформой, транспортное средство, корпус с камерой и размещенный в камере источник излучения с оптическими средствами для направления излучения в зону облучения.

Недостатком данного устройства является снижение его технологических возможностей т.к. источники излучения и материал расположены в одной общей полости объема камеры, что не позволяет проводить ре- гулирование светового потока с использованием светопоглощаюших газовых сред без их контактирования с поверхностью материала; стенки камеры являются вторичными излучателями и создают на поверхности материала световой фон; отсутствует возможность регулирования.

о ел -ч го

перераспределения и концентрации светового потока с избирательным его направлением к поверхности материала с требуемой его оснащенностью в зоне облучения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей установки путем регулирования светового потока.

Указанная цель достигается тем. что в установке для отверждения полимерного материала, содержащая раму с платформой, транспортное средство, корпус с камерой и размещенный в камере источник излучения с оптическими средствами для направления излучения в зону облучения, согласно изобретению камера снабжена, разделяющей ее полость на секцию излучения и секцию облучения, перегородкой, вы- полненной со сквозным проемом переменного поперечного сечения, изменяющегося по ходу излучения, и двумя коробами, жестко закрепленными на перегородке по обе ее стороны соосно проему, при этом верхний короб снабжен охватывающей его насадкой, установленной с возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения, и светоделителем, размещенным внутри полости короба и выполненным в виде подвижных пластинчатых элементов, установленных с возможностью их автономного друг от друга разнонаправленного реверсивного углового перемещения относительно стенок короба, а нижний короб выполнен с направляющими пазами и снабжен установленным вниз экраном с отверстиями с возможностью его поперечного перемещения в коробе и расположенным между перегородкой и платформой рамы, причем источник излучения установлен в верхней части камеры над насадкой и его оптические средства установлены на входе и выходе проема перегородки, а полость проема перегородки, ограниченная оптическими средствами, снабжена посредством каналов, выполненных в перегородке, и трубопроводов с регуляторами расхода с системой подачи и откачки газовых сред.

На фиг.1 изображен общий вид установки, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Установка для отверждения полимерного материала содержит раму 1, выполненную с платформой и с транспортным средством 2.

Транспортное средство 2 обеспечивает вертикальное перемещение вверх-вниз корпуса 3.

Корпус 3 выполнен со светонепроницаемой внутренней камерой, закрытой сверху съемной крышкой с направляющими втулками, с опорным кольцом, расположенным на его наружной поверхности и жестко с ним связанным, и с фланцем, расположенным с его нижнего торца, с уплотнительным

элементом типа резиновой прокладки.

Кожух 4 установлен с зазорами к наружным стенкам корпуса 3, между его опорным кольцом и фл а нцем; жестко соединен с кареткой транспортного средства 2 и выполнен со сквозными отверстиями, расположенными по периметру корпуса 3.

Стойки 5 установлены в отверстиях кожуха 4 и соединены своими концами с опорным кольцом корпуса 3 и его фланцем и обеспечивают корпусу 3 и кожуху 4 независимые друг от друга вертикальное перемещение посредством транспортного средства 2.

Упругие элементы 6 выполнены, например, в виде пружин сжатия, размещены на стойках 5 и обеспечивают компенсацию перемещения кожуха 4 по стойкам 5 относительно корпуса 3 и требуемое усилие

давления на уплотнительные элементы фланца корпуса 3 к платформе рамы 1.

Камера снабжена разделяющей ее полость на секцию излучения 7 и секцию облу- чения 8 изделия перегородкой 9 и

источником излучения 10.

Внутренние стенки секции излучения 7

и секции облучения 8 покрыты светопоглощающим покрытием, например, чернением.

Перегородка 9 установлена между платформой рамы 1 и источником излучения 10, на опорах корпуса 3, с зазорами к стенкам камеры, выполнена съемной, со сквозны м проемом 11 переменного поперечного сечения, изменяющегося по ходу излучения и с

каналами 12.

Проем 11 может быть выполнен, например, с его сторонами в виде равнобочных трапеций, обращенных своими большими основаниями к ИСТОЧНИКУ излучения 10 с

углом их отклонения от вертикали 20°,

Крепление перегородки 9 к опорам корпуса 3 осуществляется, например, винтами. Короба - верхний 13 и нижний 14 установлены вдоль главной оптической оси источника излучения 10 и жестко закреплены на перегородке 9 по обе ее стороны, соосно проему 11, выполнены съемными, с фланцами с отверстиями и замкнутыми контурами их боковых сторон, например, в форме па-раллелепипеда с открытыми внутренними полостями с двух противоположных их сторон.

Крепление коробов 13, 14 осуществляется к соответствующим поверхностям перегородки 9, например, винтами.

Верхний короб 13 установлен в секции излучения 7 на перегородке 9 и обращен своей открытой внутренней полостью к источнику излучения 10 и к входу проема 11 и снабжен охватывающей его насадкой 15 и светодителем 16, размещенным внутри его полости.

Верхний короб 13 экранирует полость проема 11 на его входе от светового фона от стенок камеры, ограниченных секцией излучения 7.

Насадка 15 установлена вертикально и с зазорами к наружным сторонам верхнего короба 13, выполнена съемной, с открытой внутренней полостью с двух ее противоположных сторон.

Насадка 15 соединена кинематически подвижным соединением, например, типа винт-гайка с приводом 17, размещенным на крышке корпуса 3.

Привод 17 обеспечивает насадке 15 возможность возвратно-поступательное продольное перемещение в вертикальном направлении относительно источника излучения 10, входа проема 11, верхнего короба 13, сотсчетом величины на указателе линейных перемещений, например, типа лимба.

Светоделитель 16 размещен внутри полости верхнего короба Ч13 между источником излучения 10 и входом проема 11 и выполнен в виде подвижных пластинчатых элементов, например, в виде двух однотипных шторок пластинчатого типа, расположенных на концентрических осях, с общим центром их вращения.

Подвижные пластинчатые элементы светоделителя 16 кинематически соединены с приводами 18,19 и снабжены указателями их угловых перемещений, например, типа лимба.

Приводы 18, 19 обеспечивают каждому подвижному пластинчатому элементу светоделителя 16 возможность их автономного друг от друга разнонаправленного реверсивного углового перемещения относительно стенок верхнего короба 13 с частичной или полной экранизации его полости и про-, ема 11 от светового потока источника излучения 10, например, перемещение в диапазоне угла их раствора от 0° до 180°.

Оптические каналы 20 образованы насадкой 15 и подвижными пластинчатыми элементами светоделителя 16 и служат для регулирования светового потока от источника излучения 10, его перераспределения по направлениям к стенкам камеры в секции излучения 7 или, через полость верхнего короба 13 и проем 11, в секцию облучения 8.

Нижний короб 14 размещен в секции облучения 8 на перегородке 9 и обращен

открытой своей полостью к платформе раМы 1 и к выходу проема 11, выполнен с направляющими пазами 21 и снабжен установленным в них экраном 22 с отверстиями 23,

расположенными между перегородкой 9 и платформой рамы 1.

Нижний короб 14 своим геометрическим контуром внутренней полости образует в секции облучения 8 зону облучения и

экранирует стенки камеры в секции облучения 8 от сетевого потока и обеспечивает его направлением концентрацию в зону облучения.

Направляющие пазы 21 расположены

своими открытыми -сторонами вовнутрь полости нижнего короба 14 друг против друга. Экран 22 с отверстиями 23 установлены в направляющих пазах 21 с возможностью его поперечного перемещения в нижнем коробе 14 в горизонтальном направлении и выполнен, например, пластинчатого типа.

Расположение отверстий 23 в экране 22, их геометрическая форма и размеры определяются режимами отверждения материала и его освещенностью,

Источник излучения 10 установлен в секции излучения 7 в верхней части камеры над насадкой 15 и жестко соединен с отра- хотелем 24.

Штанга 25 размещена в направляющих типа втулок в крышке корпуса 3, установлена вертикально и соединена с одной ее стороны с отражателем 24, а с другой с приводом 26, например, посредством кинематической передачи типа винт-гайка.

Привод 23 установлен на крышке корпуса 3 и обеспечивает возможность источнику излучения 10 возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении

относительно платформы рамы 1 с отсчетом величины на указателе линейных перемещений, например, типа лимба.

Оптические средства 27, 28 установлены на входе и выходе проема 11 перегородки 9 перпендикулярно к главной оптической оси источника излучения 10 и оптически соединены между собой, с секцией излучения 7 и с секцией облучения 8 и выполнены, например, в виде пластин из

кварцевого стекла, прозрачного для УФ излучения.

Источник излучения 10с его оптическими средствами 27, 28 и отражателем 24 слу- жат для направления: излучения в зону облучения.

Оптическое средство 27 обращено наружной своей поверхностью к источнику излучения 10 и своей площадью образует в секции излучения 7 входное окно для приема светового потока и его направления в полость проема 11.

Оптическое средство 28 обращено наружной поверхностью к платформе рамы 1 и своей открытой площадью образует в секции облучения 8 выходное окно для прохождения светового потока из полости проема 11 его направления в зону облучения,

Герметизация оптических средств 27, 28 с соответствующими сторонами перегородки 9 обеспечивается, например, посредством уплотнительных элементов.

Полость проема 11 перегородки 9, ограниченная оптическими средствами 27, 28, сообщена посредством каналов 12, выполненных в перегородке 9 и трубопроводов с регуляторами расхода 29 с системой подачи и откачки газовых сред.

Каналы 30 соединяют посредством трубопроводов с регуляторами расхода объем секции облучения 8 с системой подачи и откачки газовых сред.

Системы подачи и откачки газовых сред обеспечивают возможность создания в объемах секции облучения 8 и полости проема 11 вакуума, инертных или светопоглощаю- щих газовых сред с регулированием величин их давлений посредством регуляторов расхода 29,

Проем 11 в перегородке 9, короба - верхний 13 и нижний 14, насадка 15, светоделитель 16, экран 22 с отверстиями 23, отражатель 24, оптические средства 27, 28 являются формирователями светового потока, его перераспределения и концентрации от источника излучения 10 в зону облучения.

Регулирование светового потока в зоне облучения обеспечивается путем перемещения источника излучения 10, изменением площади поперечных сечений оптических каналов 20, размещением перегородок 9 с проемами 11, коробов 13, 14, экранов 22 с отверстиями 23, оптических средств 27, 28, различных по форме и размерам.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Оптические средства 27, 28, короба - верхний 13 и нижний 14 с экраном 22 с отверстиями 23 устанавливаются на входе и выходе проема 11 перегородки 9.

Источник излучения 10 и насадка 15 устанавливаются на требуемое расстояние относительно друг друга и платформы рамы 1 посредством приводов 26,17 соответственно с отсчетом величины расстояния на указателях линейных перемещений.

Подвижные пластинчатые элементы светоделителя 16 устанавливаются посредством приводов 18,19 в начальное горизонтальное положение, полностью экранирующее секцию облучения от светового потока источника излучения 10.

С пульта управления (на чертеже не показан) включается источник излучения 10.

Изделие, с нанесенным на него слоем полимерного материала 31, укладывается на ложемент и вместе с ним устанавливается на платформе 1 в границах зоны облуче0 ния.

По команде с пульта управления корпус 3 опускается транспортным средством 2 в крайнее нижнее положение до его герметичного соединения посредством уплотни5 тельных элементов с платформой рамы 1 от давления упругих элементов 6 на фланей корпуса 3.

Подвижные пластинчатые элементы светоделителя 16 устанавливаются посред0 ством приводов 18,19 на требуемые углы их раскрытия относительно стенок внутренней полости верхнего короба 13с отсчетом величин угловых координат на указателях угловых перемещений и с фиксацией

5 требуемых положений.

По окончании процесса отверждения полимерного материала 31, подвижные пластинчатые элементы светоделителя 16 выво дятся посредством приводов 18, 19 в

0 начальное горизонтальное положение и экранируют материал от воздействия на него светового потока источника излучения 10.

По команде с пульта управления, корпус 3 поднимается транспортным средством 2 в

5 крайнее верхнее положение и ложемент с изделием выгружается из секции облучения 8 и передается на другую технологическую позицию.

После этого в секцию облучения 8 загру0 жается другое изделие со слоем полимерного материала 31.

Настройка установки на требуемую освещенность УФ излучением от источника излучения 10 слоя полимерного материала

5 31 может производиться как до начала ее работы, так и во время отверждения материала 31.

Формула изобретения Установка для отверждения полимерно0 го материала, содержащая раму с платформой, транспортное средство, корпус с камерой и размещенный в камере источник излучения с оптическими средствами для направления излучения в зону облучения,

5 отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем регулирования светового потока, камера снабжена разделяющей ее полость на секцию излучения и секцию облучения изделия перегородкой, выполненной со

сквозным проемом переменного поперечного сечения, изменяющегося по ходу излучения, и двумя коробами, жестко закрепленными на перегородке по обе ее стороны соосно с проемом, при этом верхний короб снабжен охватывающей его насадкой, установленной с возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения, и светоделителем, размещенным внутри полости короба и выполненным в виде подвижных пластинчатых элементов, установленных с возможностью их автономного друг от друга разнонаправленного реверсивного углового перемещения относительно стенок короба, а нижний

0

короб выполнен с направляющими пазами и снабжен установленным в них экраном с отверстиями с возможностью его поперечного перемещения в коробе и расположенным между перегородкой и платформой рамы, причем источник излучения установлен в верхней части камеры над насадкой, а его оптические средства установлены на входе и выходе проема перегородки, а полость проема перегородки, ограниченная оптическими средствами, сообщена посредством каналов, выполненных в перегородке, и трубопроводов с регуляторами расхода с системой подачи и откачки газовых сред.

Использование: для изготовления оптических изделий из полимерных материалов путем их отверждения УФ-излучением и др. излучением. Сущность изобретения: камера излучения разделена перегородкой со сквозным проемом на две секции: излучения и облучения изделия. При этом камера снабжена соосно установленными коробами и насадкой, установленной снаружи верхнего короба с возможностью продольного перемещения. В верхнем коробе установлен светоделитель, выполненный в виде пластинчатых элементов, установленных с возможностью их автономного углового перемещения. Нижний короб выполнен с направляющими пазами, в которых подвижно установлен экран с отверстиями. Источник излучения установлен в верхней части камеры над насадкой, а его оптические средства установлены на входе и выходе проема перегородки. Полость проема перегородки, ограниченная оптическими средствами, сообщена каналами, выполненными в перегородке, и трубопроводами с регуляторами расхода с системой подачи и откачки газовых сред. 2 ил. сл С

22 23

Фиг.

9

н

А-А

//7/22/Z

Фиг.Ј