УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛИСТА ТЕРМОПЛАСТА

Устройство для формования изделий из листа термопласта
Полезная модель относится к оборудованию для производства полых изделий из листового термопласта, например, упаковочных контейнеров, упаковки типа блистер, коррекс и т. п.
Известно устройство для формования изделий из листа термопласта, содержащее стол с формообразующей оснасткой и размещенную над ним горизонтальную плиту нагрева, выполненную подвижной (авторское свидетельство СССР № 818883,
3 опубл. 07.04.81 г, МКИ В29С17/04). Плита нагрева связана, с
механизмами, обеспечивающими ее вертикальное возвратнопоступательное перемещение и разворот на заданный угол.
Недостаток известного устройства заключается в необходимости установки плиты нагрева в рабочее положение перед началом и в нерабочее положение по окончании формования каждого изделия, что обусловливает невысокую производительпость устройства.
На производительности устройства также отрицательно сказывается дистанционное расположение плиты нагрева, так как в результате потерь тепловой энергии в окружающую среду увеличивается время нагрева листа термопласта.
Кроме того, при дистанционном нагреве, вследствие эффекта краевого охлаждения листа и плиты нагрева, достаточно сложно обеспечить равномерное прогревание термопласта, что является причиной ухудшения качества готового изделия.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для формования изделий из листа термопласта, содержащее установленные соосно с возможностью вертикального возвратно - поступательного перемещения относительно друг друга матрицу с полостью и отверстиями для прохождения воздуха и пневмокамеру с полостью, линейные размеры нижнего основания которой соответствуют линейным размерам верхнего основания полости матрицы, а также горизонтальную плиту нагрева, обращенную нижним основанием к полости матрицы (М.А.Шерышев и др. Формование полимерных листов и пленок, Ленинград, «Химия, 1989г, с. 67-68).
Матрица и плита нагрева установлены неподвижно, а расположенная между ними пневмокамера крепится к прижимной раме, соединенной со штоками пневмоцилиндра , обеспечивающего ее возвратно-поступательное перемещение. Перед началом работы устройства пневмокамера удаляется, а на матрицу укладывается лист термопласта. Затем включается нагревательный элемент, размещенный внутри плиты цагрева, и осуществляется дистанционный нагрев формуемого листа. После разогрева листа пневмокамера вновь прикрепляется к прижимной раме и, ведомая штоками пневмоцилиндра, совместно с прижимной рамой перемещается вниз до смыкания с матрицей. Негативное формование изделия происходит под действием сжатого воздуха, подаваемого в полость пневмокамеры.
Недостатком прототипа, как и вышеописанного. аналога, является его невысокая производительность, что обусловлено значительными затратами времени как на выполнение установочных операций перед формованием каждого изделия (удаление пневмокамеры из прижимной рамы, установка пневмокамеры и прогревание плиты нагрева до установочной температуры), так и на собственно разогрев листа термопласта из-за дистанционного расположения плиты нагрева и связанных с этим потерь тепловой энергии в окружающую среду.
Кроме того известное устройство не обеспечивает высокого качества изделий вследствие эффекта краевого охлаждения листа термопласта и плиты нагрева, который имеет место при дистанционном нагреве.
В основу полезной модели поставлена задача создания устройства для формования изделий из листа термопласта, в котором за счет введения нового элемента (маски из термоизолирующего материала) и нового взаимного расположения известных элементов обеспечивается сокращение времени цикла формования и создание благоприятных условий для равномерного разогрева листа термопласта, вследствие чего повышается
производительность устройства при одновремепном улучшении качества изделий.
Для решения поставленной задачи в устройство для формования изделий из листа термопласта, содержаш:ее установленные соосно с возможностью вертикального возвратно - поступательного перемеш:ения относительно друг друга матрицу с полостью и отверстиями для прохождения воздуха и пневмокамеру с полостью, линейные размеры нижнего основания которой соответствуют линейным размерам верхнего основания полости матрицы, а также горизонтальную плиту нагрева обраш;енную нижним основанием к полости матрицы, согласно полезной модели, введена маска из термоизолирующего материала, закрепленная на нижнем основании плиты нагрева, маска выполнена с окном по линейным размерам верхнего основания полости матрицы, расположенным соосно с матрицей, пневмокамера установлена на верхнем основании плиты нагрева, снабженной отверстиями для сообщения полостей матрицы и пневмокамеры.
На поверхность нижнего основания плиты нагрева, согласно полезной модели, нанесено упрочняющее покрытие.
Кроме того поверхность нижнего основания плиты нагрева обработана до класса не ниже 11 шероховатости поверхности.
чивает сокращение времени цикла формования за счет исключения установочных операций неред формованием каждого изделия, так как матрица, пневмокамера и нагретая до установочной температуры плита нагрева с закрепленной на ней маской из термоизолирующего материала в течение всего рабочего цикла находятся в пределах зоны формовки, при этом наличие в маске расположенного над полостью матрицы окна способствует быстрому локальному разогреву именно того участка листа, который подлежит термообработке, в замкнутой камере, образованной при смыкании матрицы с плитой нагрева, и в непосредственной близости от греющей поверхности.
В заявляемом устройстве, по сравнению с аналогом и прототипом, одновременно с повышением производительности, достигается улучшение качества изделий благодаря устранению эффекта краевого охлаждения и созданию благоприятных условий для быстрого и равномерного нагрева листа термопласта.
Заявляемое устройство для формования изделий из листа термопласта схематически изображено на чертеже.
Устройство для формования изделий из листа термопласта содержит установленные соосно с возможностью вертикального возвратно - поступательного перемещения относительно друг друга матрицу 1 с полостью и отверстиями 2 для прохождения воздуха и пневмокамеру 3 с полостью, линейные размеры
него основания которой соответствуют линейным размерам верхнего основания нолости матрицы 1 , а также горизонтальную нлиту 4 нагрева, нижнее основание которой обращено к полости матрицы 1. На нижнем основании плиты 4 нагрева закреплена маска 5 из термоизолирующего материала, выполненная с окном 6 по линейным размерам верхнего основания полостью матрицы 1, расположенным соосно с полостью матрицы 1. Маска 5 выполнена, например, из текстолита, и закреплена, например, по периметру нижнего основания плиты 4 нагрева. Толщина маски 5 может составлять, например, 0,8-1,2мм и выбирается исходя из следующих соображений. Минимальная толщина маски 5 обусловлена способностью материала, из которого она изготовлена, сохранять термоизолирующие свойства и тем самым обеспечивать нагрев листа термопласта, находящегося под маской 5, в течение всего времени нагрева до температуры, не превыщающей 80-90% температуры плавления термопласта. При увеличении толщины маски 5 увеличивается расстояние между листом термопласта и поверхностью плиты 4 нагрева, что приводит к необходимости увеличивать продолжительность нагрева или мощность нагревательных элементов, что экономически не целесообразно.
Пневмокамера 3 установлена на верхнем основании плиты 4 нагрева, снабженной отверстиями 7 для сообщения полостей матрицы 1 и пневмокамеры 3. Внутри пяйты 4 нагрева размещены нагревательные элементы 8, например, гибкие инфракрасные ТЭНы. На поверхность нижнего основания плиты 4 нагрева нанесено упрочняющее покрытие, например, хромовое покрытие, для предотвращения ее повреждения при смыкании матрицы 1 с плитой 4 нагрева, а также при замене маски 5. Кроме того, поверхность нижнего основания плиты 4 нагрева обработана до класса не ниже 11 шероховатости поверхности, что обеспечивает плотное прилегание маски 5 к плите 4 нагрева и, следовательно, надежную герметизацию зоны нагрева. Матрица 1 соединена с щтоком 9 пневмоцилиндра (на чертеже не показан), который обеспечивает ее возвратно - поступательное перемещение. Полость пневмокамеры 3 сообщена с источником сжатого воздуха формовки (на чертеже не показан).
Устройство для формования изделий из листа термопласта работает следующим образом.
Лист 10 термопласта размещают над полостью матрицы 1, линейные размеры верхнего основания которой соответствуют контуру формуемого изделия, включают нагревательные элементы 8 и нагревают плиту 4 нагрева до установочной температуры. Затем при помощи штока 9 поднимают матрицу 1 до контакта листа 10 термопласта с маской 5. Участок листа 10, находящийся внутри замкнутой камеры, образованной полостью матрицы 1 и поверхностью плиты 4 нагрева, на расстоянии примерно 1 мм от последней, равномерно разогревается до
температуры плавления термопласта, в то время как часть листа 10 термопласта, контактирующая с маской 5, прогревается до температуры 80-90 % температуры плавления, что исключает возможность деформирования листа 10 или прилипания его к маске 5.
По достижении температуры формования подают воздух формовки из полости пневмокамеры 1 через отверстия 7 в плите 4 нагрева, находящиеся внутри контура, ограниченного полостью пневмокамеры 3.
По окончании процесса формования подвижную в осевом направлении матрицу 1 с отформованным изделием отводят вниз, изделие после охлаждения извлекают, например, воздействием сжатого воздуха снизу, через отверстия 2 в полости матрицы 1.
Следующий цикл формования осуществляется аналогичным образом, без выполнения каких-либо установочных операций.
Формование изделий разностью давлений с использованием заявляемого устройства может быть осуществлено комбинированным пневмо - и вакуумным воздействием на лист 10 термопласта через отверстия 7 в плите 4 нагрева или отверстия 2 в матрице.
Заявляемое устройство для формования изделий из листа термопласта позводяет осуществлять также контактный нагрев
листа 10 путем подачи воздуха прижима через отверстия 2 в матрице 1.
При формовапии изделий больших размеров может быть использован механизм запирания матрицы 1 в верхнем рабочем положении, например, рычажный механизм.
Проведенные авторами исследования показали, что при использовании устройства для формования изделий из листа полиэтилентерефталата толщиной 0,3 мм (температура плавления
о 109 С) при следующих параметрах процесса : давление воздуха
формовки 4 атм и средняя мощность нагревательных элементов 0,6 кВт, обеспечено:
время нагрева - 5 с, время цикла формования- 8 с (темпеоратура плиты нагрева 110 С );
время нагрева - 2с, время цикла формования 5с (темпераотура плиты нагрева 140 С);
время нагрева - 1,2 с, время цикла формования  4,2 с
(температура плиты нагрева 110 С, контактный нагрев с подачей воздуха прижима).
При этом, благодаря быстрому и равномерному разогреву листа термопласта, получены изделия высокого качества, без складок и волнообразования, с одинаковой толщиной стенок.
Таким образом, в заявляемом устройстве для формования изделий из листа термопласта, по сравнению с аналогом и прототипом, за счет исключения затрат времени на выполнение установочных операций перед формованием каждого изделия и уменьшения времени нагрева листа термопласта при создании благоприятных условий для его равномерного разогрева, обеспечено повышение производительности устройства при одновременном улучшении качества изготавливаемых изделий.
Да||/ / /