ПРЕССОВЫЙ ИНСТРУМЕНТ
EXTRUSION TOOLAGE

Изобретение относится к устройствам для формования энергосодержащих материалов, преимущественно пиротехнических составов в виде протяженных воспламенительных шнуров.
Уровень данной области техники характеризует устройство для прессования пиротехнического материала трубчатой формы по патенту RU 69862 U1, С06В 21/00, 2007 г., предназначенное для автоматического изготовления бенгальских свечей в сборе с металлическим несущим стержнем.
Это высокопроизводительное комплексное устройство содержит экструдер для пластификации и подачи под давлением вязкотекучего пиротехнического материала к формующему инструменту, который расположен нормально к накопительной емкости.
Формующий инструмент включает диафрагму со сквозными распределенными отверстиями, сообщающимися с фильерой, где расположен продольно подвижный комплектующий стержень изделия, подаваемый через направляющую, закрепленную на диафрагме по соосной игле.
Продолжением достоинств этого устройства для прессования пиротехнического трубчатого покрытия бенгальских свечей является присущий недостаток, который определяется его узкоцелевым назначением, что ограничивает возможность по использованию для формирования пиротехнических воспламенительных шнуров.
В качестве наиболее близкого аналога по числу совпадающих признаков и технической сущности выбран прессовый инструмент для формирования пиротехнических шнуров из предварительно спрессованного брикета, описанный в патенте RU 2064914 С1, С06В 21/00, 1996 г.
Известный прессовый инструмент позволяет формировать соэкструзией коаксиальные заряды в форме композиционных шнуров, последовательно совмещая предварительно сформированный брикет с нанесением примыкающего покрытия в виде эструдируемой оболочки.
Эту операцию повторяют последовательно кратно числу слоев пиротехнического шнура.
Из приготовленного многослойного шнура нарезают мерные заряды, торцы которых бронируют, обеспечивая последовательное послойное горение заряда, в результате чего формируются дымы разных цветов с контрастным разделением изображений.
Недостатком известного прессового инструмента является многопозиционность агрегатированного устройства для послойного нанесения пиротехнических оболочек посредством последовательной соэкструзии, которая по определению содержит разрыв технологического прессового потока на межоперационное охлаждение полуфабрикатов, результатом чего является громоздкость и протяженность прессового оборудования.
Кроме того, не представляется технически возможным использование известного прессового инструмента в серийном производстве для формирования многослойных шнуров из абразивного материала из-за повышенного износа прессового инструмента по причине его непосредственного термосилового контакта с обрабатываемым материалом.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование конструкции прессового инструмента для высокопроизводительного формирования пиротехнических шнуров из предварительно сформированного брикета, исключив прямой контакт обрабатываемого материала с рабочей поверхностью прессового инструмента.
Требуемый технический результат достигается тем, что известный прессовый инструмент для формирования пиротехнических шнуров из предварительно спрессованного брикета, согласно изобретению, содержит контейнер с центральным направляющим каналом и глухим осевым пазом, пуансон, соосно расположенный в центральном направляющем контейнере, редуцирующую матрицу с формирующим сквозным отверстием, примыкающую к торцу контейнера, съемный бандаж для геометрического замыкания контейнера с редуцирующей матрицей и сменную картонную трубку, кооксиально установленную в упомянутом глухом осевом пазу контейнера с возможностью беззазорной установки предварительно спрессованного брикета по оси прессового инструмента.
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили надежное функционирование новой структуры взаимосвязанных элементов прессового инструмента, выполненного композитным и дополнительно содержащего сменный картонный вкладыш, исключающий при формировании шнура непосредственный контакт с предварительно спрессованным брикетом рабочей поверхности формующего контейнера, изготовленного из обычной инструментальной стали, что существенно снижает капитальные затраты и трудоемкость прессования.
Сменная картонная трубка, помещенная в осевом пазу контейнера, предотвращает непосредственный контакт с обрабатываемым брикетом, демпфируя радиальные деформации от его абразивных частиц.
Таким образом, контейнер выполнен сборным, оснащенным футеровочной сменной вставкой в центральном канале из картона, которая служит в качестве направляющей для обрабатываемого брикета и пуансона, а также компенсатором локальных деформаций.
Использование футеровочной картонной трубки, коаксиально установленной в глухом осевом пазу контейнера, обеспечивает автоматическую беззазорную самоустановку брикета по оси прессового инструмента.
Жесткая связь контейнера с матрицей, которая обеспечена геометрическим замыканием бандажа, формирует в работе инструменту конструктивную монолитность, необходимую для получения расчетных режимов редуцирования брикета и, главное, безопасность при деформировании энергосодержащих материалов.
Выполнение бандажа легкоразъемным необходимо для свободного межоперационного доступа к структурным элементам прессового инструмента.
Размещение картонной трубки между уступом глухого осевого паза контейнера и торцом матрицы фиксирует ее пространственное положение в качестве демпфирующей футеровки направляющего канала композитного контейнера.
Установка фланца редуцирующей матрицы между станиной и контейнером, связанных бандажом, создает их жесткую связь в работе, обеспечивая требуемое качество идентично формируемых протяженных изделий.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверэффектом суммы признаков.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена предложенная конструкция прессового инструмента.
Инструмент для выдавливания из предварительно спрессованного пиротехнического брикета содержит пуансон 1, размещенный в направляющем центральном канале контейнера 2, в осевом глухом пазу 3 которого заподлицо установлена картонная трубка 4, опирающаяся на соосную редуцирующую матрицу 5.
Редуцирующая матрица 5 выполнена в форме фильеры со сквозными формирующими отверстиями 6 (в количестве от 1 до 6).
Матрица 5 фланцем защемлена между основанием 7 и торцом контейнера 2, которые связаны посредством съемного бандажа 8, фиксирующего их пространственное взаиморасположение.
Отверстия 6 матрицы 5 сообщаются с окном 9 основания 7, в котором установлен выводящий склиз 10.
Функционирует прессовый инструмент следующим образом.
По открытому направляющему каналу контейнера 2 устанавливается брикет 11 полуфабриката пиротехнических шнуров, который опирается на матрицу 5, радиально примыкая к картонной трубке 4.
Затем приготовленную сборку в автономном устройстве нагревают до температуры 115-125°С, пластифицируя пиротехнический состав брикета 11, после чего инструмент устанавливают в пресс, где посредством пуансона 1 осуществляют прессование.
Брикет 11 нагружают пуансоном 1 с усилием 150-200 кН, в результате чего происходит его редуцирование в фильере матрицы 5 и продавливание через ее отверстия 6, формируя пиротехнические шнуры, которые через окно 9 основания 7 выводятся из прессового инструмента.
Абразивные частицы материала брикета 11 при редуцировании радиальными силами вдавливаются в картонную трубку 4, не достигая при этом направляющего канала контейнера 2, что предохраняет его рабочую поверхность от трибоизноса.
После формирования пиротехнических шнуров подачу пуансона 1 прекращают и затем снимают бандаж 8, освобождая матрицу 5.
Далее посредством продольной подачи в наладочном режиме пуансона 1 матрица 5 с остатками материала брикета 11 выталкивается из направляющего контейнера 2.
При этом совместно с пуансоном 1 продольно по осевому пазу 3 контейнера 2 фрикционно перемещается трубка 4, которую за пределами контейнера 2 снимают с пуансона 1.
После завершения работ пуансон 1 реверсируется в исходное положение, освобождая структурные элементы прессового инструмента для последующего функционирования.
Матрицу 5 очищают от остатков пиротехнического состава, в осевой паз 3 контейнера 2 вставляют новую картонную трубку 4, и далее цикл работы повторяется.
Экспериментальная проверка опытного образца предложенного прессового инструмента показала безопасную его работу при деформировании энергосодержащего материала в заданной последовательности технологических операций и переходов, что позволяет рекомендовать это простое и надежное устройство для использования в серийном производстве для изготовления различного вида и назначения пиротехнических шнуров.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности изготовления модернизированного прессового инструмента в действующем производстве можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.