Вулканизационный дорн Советский патент 1982 года по МПК B29H5/18 B29C1/12 B29H3/08 

(5) ВУЛКАНИЗАЦИОННЫЙ ДОРН

1

Изобретение относится к изготовле нию полых изделий из полимерных материалов и может быть применено для изготовления покрышек литьем под давлением в пресс-форму.

Известен вулканизационный дорн, содержащий эластичную диафрагму, закрепленную бортами в соосно установленных дисках, и помещенный в образованную эластичной диафрагмой и дисками полость заполнитель, имеющий металлический сплав 1 ,

Использование в известном дорне заполнителя из материала с постоянным удельным весом приводит к утяжелению дорна, увеличению мощности вспомогательных устройств при установке дорна в пресс-форме, подготовке дорна к работе.

Цель изобретения - уменьшение веса.

Поставленная цель достигается тем, что в заполнитель введены шарики из материала по удельному весу

меньшего металлического сплава и химически инертного к последнему.

Таким образом, согласно изобретению заполнитель представляет собой физически неоднородную смесь, использование которой позволяет снизить не только вес, но и энергетические затраты на расплавление заполнителя.

Пусть имеется объем у 1 л, за полненный металлическим сплавом. Его необходимо нагреть до температуры to 20С до температуры плавления 1нл и полностью ргсплавить. Сплав содержит олова, евин ца и l висмутаКоличество тепла, необходимое для нагрева сплава до температуры плавления, определяется по следующему выражению

X

(1)

РЦ m С (tm - to), где m - масса вещества; с - его теплоемкость.

Масса олова m

Теплоемкость Ссл , ккал/(кг Г)0,

Масса свинца nid , кг5,1030

Теплоемкость Сс , ккал/()0,030

Масса висмута Л1§„с кг1,3720

Теплоемкость се , ккал/кг- С0,0252 н (oxS + Ы с + Kuc Для плавления данного количества сплава требуется количество тепла, определяемое по выражению Q.

Сумма выражений (1) и (2) Дает /(скомую величину количества тепла

Q QH/ + , ; (3)

Q U,,,2533 ккал.

Теперь заполним имеющийся объем У 1 л алюминиевыми шариками.Оставшееся пространство между шариками заполняется сплавом.

Для упрощения рассуждений вписываем шар в куб с единичной стороной. В этом случае объем, занимаемый шаром, составляет 52,4 объема куба. На самом же деле каждый шарик контактирует одновременно с двенадцатью шариками, т.е. он должен вписываться в правильный двенадцатигранник. В этом случае процент объеме занимаемого шариком еще больше. Теплота, необходимая для нагрева системы шарик-сплав, до температуры плавления сплава 1пл определяется как сумма количества теплоты, затраченной на нагревание сплава и шариков.

Q«i Qwcfl+ WW

Теплота на нагревание шариков равна

(.jr-to) ,

где Ciu. - теплоемкость алюминия

0,2155 ккал/кг С; QMO.- ,б58 ккал. Теплота нагрева сплава составляет 47,. от вычисленной ранее

21,98 ккал; Q ,+56 ккал. п

rt гй

кг2,9863

Однако плавиться только сплав, причем до момента полного расплавления температура системы не повышается, т.е. нет расхода энергии на нагревание шариков.

На плавление сплава требуется также 47,6 теплоты от вычисленной для случая заполнения объема одним только сплавом. р„, 0,476 ккал; Рил, k ,9305 ккал.

Общее количество тепла составляет QP Q + 106,0865 ккал.

Таким образом, получается экономия тепловой энергии, равная 20,38%. Для случая применения шариков, изготовленных из цинка, экономия тепловой энергии составляет 32,15%На фиг. 1 и 2 показан предлагаемый дорн, в исходном и рабочем положениях, продольный разрез.

Вулканизационный дорн содержит соосно расположенные и подвижные в продольном направлении диски 1 и 2, эластичную диафрагму 3, закрепленную концами в последних. В диске 2 выполнено отверстие k для подачи заполнителя (шариков 5 и металлического расплава 6) в полость, образованную эластичной, диафрагмой и дисками. В дисках имеются электрические нагреватели 7. Последние моКут быть установлены также и в эластичной оболочке. Шарики 5 выполнены из материала, обладающего повышенной теплопроводностью, например алюминия. В диапазоне рабочих температур вулканизационного дорна шарики не меняют агрегатного состояния и Теплота плавления олова ккал/кг |/,4 свинца g(, , ккал/кг 5,5 висмута g , ккал/кг 12,1 aiPoA d-etg- iuc 3,01+28,0665+17.,0893 ккал, .)(t h, - tc) i(5,l6it пл R г. 12) О. где « - теплота плавления вещества.

формы, кроме того, материал шариков химически инертный по отношению к металлическому расплаву.

Расплав 6 имеет теммературу затвердения в соответствии с технологическими параметрами литья, большую или равную температуре вулканизации. Эластичная диафрагма 3 выполнена из теплостойкой резины,например, на основе бутилкаучука или другого аналогичного материала.

Подготовка вулканизационного дор на к работе осуществляется следующим образом.

Через отверстие k внутрь вулканизационного дорна подаются под давлением заполнитель (шарики и металлический сплав), имеющий температуру, равную или большую температуры плавления сплава. За счет нагревателей 7 дорн предварительно прогревается до температуры, равной температуре заполнителя. Одновременно с подачей заполнителя производится продольное перемещение одно го из дисков 1 и 2. При этом наруж; ный профиль оболечки 3 приобретает конфигурацию, соответствующую внутреннему профилю отливаемой покрышки , что обеспечивается шаблонами (условно не показаны). Фиксирование конфигурации дорна в этом положении производится путем подачи в полости шаблонов хлдоагента (воды).

275436

После затвердевания расплава дорн приобретает необходимую жесткость, которая достигается за счет исключения подвижности системы: шарики 5 затвердевший расплав. Подготовленный таким образом дорн размещается в литьевой форме, в которой отливается и вулканизуется покрышка.

Таким образом, выполнение вулка10 низационного дорна согласно изобретению позволяет снизить его вес и энергоемкость.

Формула изобретения

15

Вулканизационный дорн, содержащий эластичную диафрагму, закрепленную в соосно установленных дисках,

и помещенный в образованную эластичной дийфрагмой и дисками полость заполнитель , имеющий металлический сплав, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса, в заполнит ель введены шарики из материала по удельному весу меньшего метйллического сплава и химически инертного к последнему.

Источники информации,

принятые во внимарие при экспертизе

1. Патент Франции № 2005П6, кл. В 29 Н 17/00, опублик. 19б9 (прототип).