ЭТАЖНЫЙ ПРЕСС, А ТАКЖЕ УЗЕЛ ПРЕСС-ПРОКЛАДКИ И ПРЕССОВОЙ ПОДУШКИ
PLATEN PRESS, ASSEMBLY OF CAUL PLATE AND PRESS PAD

Введение
Изобретение относится к этажному прессу, в частности одно- или многоэтажному тактовому прессу, содержащему по меньшей мере одну нагревательную плиту, по меньшей мере одну пресс-прокладку и по меньшей мере одну расположенную между пресс-прокладкой и нагревательной плитой прессовую подушку, которая содержит жидкий, по меньшей мере при рабочей температуре этажного пресса, подушечный слой, который с одной стороны ограничен герметичной мембраной, причем пресс-прокладка находится на стороне, обращенной к прессуемому материалу, и мембрана содержит гибкий полимерный материал.
2
Подобные этажные прессы применяются, в частности, для покрытия древесно-стружечных плит аминоальдегидными смолами в виде фенольных, карбамидных, меламиновых смол или смешанных мочевино-меламиновых смол. Прессуемый материал или так называемое пресс-изделие представляет собой, например, HDF-плиты (древесно-волокнистые плиты высокой плотности), которые для применения в области половых покрытий (как так называемый ламинат) покрывают меламиновой смолой, причем можно получить декоративные поверхности с различным внешним видом. Чтобы в таких процессах покрытия достичь высокого качества поверхности, решающее значение имеет равномерное распределение давления по всему этажному прессу, который может иметь рабочую поверхность до 20 м.
Здесь большое значение имеет функциональность прессовой подушки, расположенной между нагревательной плитой и пресс-прокладкой, так как иначе из-за допусков на изготовление относительно возможного позднейшего перекоса пресса, а также из-за допусков на толщину прессуемого материала нельзя было бы получить равномерного сброса давления по всему пресс-изделию. По этой причине прессовая подушка должна иметь достаточную упругость, т.е. податливость, чтобы в процессе прессования можно было компенсировать допуски на толщину. Кроме того, она должна обладать хорошей способностью к упругому восстановлению после снятия давления, чтобы позволять максимально возможное число циклов прессования без смены прессовой подушки. Следующим важным свойством прессовой подушки является ее теплостойкость, а также ее теплопроводность.
2
2
Под вышеназванными аминоальдегидными смолами имеются в виду дюропласты, у которых процесс сшивки протекает путем поликонденсации. Это означает, что в процессе прессования выделяются водяной пар и избыточный формальдегид в виде пара. Образующиеся пузырьки пара должны в процессе прессования, который идет при давлении примерно от 150 Н/см до 600 Н/см и температуре от 140°C до 220°C, диффундировать в покрываемый материал, т.е., например, в HDF-плиту. Неравномерное распределение давления по поверхности рассматриваемого пресса может в этой связи привести к проблемам с диффузией, которые проявляются как дефекты качества поверхности готового продукта.
Уровень техники
Хотя вначале прессовые подушки состояли по существу из нескольких слоев крафт-бумаги, современному уровню техники отвечают различные прессовые подушки текстильного типа. Из-за текстильной структуры и тем самым из-за, в принципе, неидеально однородной структуры поверхности на практике нельзя избежать разницы в эффективном давлении, действующем на прессуемый материал, по всей поверхности рассматриваемого этажного пресса.
Наряду с этажными прессами с текстильными прессовыми подушками или же подушками в форме матов уже известны также конструкции прессов, в которых проблема неравномерного распределения давления должна быть решена прессовыми подушками, которые содержат жидкий подушечный слой.
Так, в документе DE 199 37 694 A1 раскрывается этажный пресс, у которого под пресс-прокладкой расположена мембрана в виде металлической пластины, которая с краев по периметру приварена к нагревательной плите. В закрытом промежутке между металлической мембранной пластиной и нагревательной плитой находится жидкий подушечный слой. Этот подушечный слой состоит из сплава свинца с оловом, который отличается хорошей теплопроводностью. В холодном состоянии пресса материал прессовой подушки затвердевает. Чтобы достичь соединения с геометрическим замыканием между металлической мембранной пластиной и нагревательной плитой и тем не менее позволить заданный люфт для смещения мембранной пластины относительно нагревательной плиты, на нижней стороне мембранной пластины имеются T-образные анкерные головки, которые входят в соответствующие анкерные пазы на верхней стороне нагревательной плиты.
Недостатком таких конструкций пресса оказывается то, что получение нагревательных плит с вышеуказанными поднутренными пазами дорого, и к тому же мембранная пластина с ее анкерными головками сложна в изготовлении. Процесс замены усложняется также соединением с геометрическим замыканием между вышеуказанными конструктивными элементами.
Кроме того, в документе DE 10 2005 020 468 A1 описывается тактовый пресс, у которого также имеется жидкий подушечный слой между пресс-прокладкой и нагревательной плитой. В одной из показанных в DE 10 2005 020 486 A1 форм осуществления этажного пресса жидкий подушечный слой с одной стороны непосредственно примыкает к обратной стороне пресс-прокладки. С другой стороны жидкий подушечный слой напрямую соединен с нагревательной плитой. Подвижные, введенные в пазы нагревательной плиты уплотнения расположены на краю по периметру нагревательной плиты, тогда как пресс-прокладка крепится к выступающим краям, где находятся крепежные элементы, которые действуют вместе с установленными с торца нагревательной плиты опорными угольниками.
Недостатком вышеописанного этажного пресса является то обстоятельство, что смену пресс-прокладки можно осуществлить только после того, как жидкий подушечный слой будет более или менее полностью удален из пространства между пресс-прокладкой и нагревательной плитой. Это проводится с помощью специальной вакуумной камеры, которая соединена с камерой прессовой подушки через спускной канал. Процесс спуска перед удалением пресс-прокладки и процесс заправки, который снова требуется после монтажа новой пресс-прокладки через отдельный канал заполнения из камеры высокого давления, требуют соответствующего времени, из-за чего увеличиваются простои пресса. Кроме того, объем прессовой подушки никогда нельзя опорожнить полностью, так что неизбежно некоторое количество материала жидкой прессовой подушки еще будет удерживаться на удаляемой пресс-прокладке и после процесса удаления.
Из другого раскрываемого в документе DE 10 2005 020 486 A1 примера осуществления известно о получении камеры прессовой подушки с помощью закрытой со всех сторон оболочки. Тем самым пресс-прокладка на задней стороне, противоположной прессуемому материалу, находится в прямом контакте с оболочкой. На другой стороне прессовой подушки оболочка прилегает к нагревательной плите. На этой стороне оболочка соединена также в области сквозного отверстия с находящимся на нагревательной плите каналом, через который прессовую подушку можно наполнять и опорожнять снаружи. Недостатком такой конструкции является сложность получения закрытой, герметичной прессовой подушки из металлического материала.
Из документа EP 0 151 416 A2 известен этажный пресс указанного в начале типа, у которого герметичная мембрана соединена с нагревательной плитой, причем нагревательная плита при этом предпочтительно снабжена углублением для образования отделения для жидкости. Таким путем можно разместить в нагревательной плите входное и выходное отверстия для жидкости, в чем заключается преимущество в отношении монтажа. Правда, смена прессовой подушки с жидким подушечным слоем требует затрат, так как прежде чем можно будет удалить мембрану, сначала нужно вывести из камеры жидкость.
Задача
В основе изобретения стоит задача получить этажный пресс, в котором прессовую подушку с жидким подушечным слоем можно было бы легко и быстро менять.
Решение
Исходя из этажного пресса описанного в начале типа, стоящая в основе задача решена тем, что мембрана соединена с пресс-прокладкой.
Тем самым изобретение отказалось от единственного практикуемого до сих пор применения металлических мембран для уплотнения жидких подушечных слоев и, напротив, базируется на идее, что гибкие полимерные материалы отвечают требованиям в отношении давления и температуры прессования так же хорошо, как металлические материалы, однако в отличие от них легче в получении и обращении. Следующее преимущество гибкого полимерного материала состоит в том, что мембрана очень хорошо подгоняется к нагревательной плите или пресс-прокладке, и тем самым можно избежать изолирующего воздушного зазора, которого нельзя исключить при существенно более жестких металлических мембранах. Поэтому процесс теплопередачи от нагревательной плиты через прессовую подушку и затем пресс-прокладку к прессуемому материалу может достичь отличного уровня с мембраной по изобретению, содержащей гибкий полимерный материал.
При этом преимущество того, что мембрана соединена с пресс-прокладкой, состоит в том, что тем самым пресс-прокладка и мембрана образуют узел, который позволяет быструю замену пресс-прокладки, включая прессовую подушку. При этом пространство между пресс-прокладкой и прессовой подушкой может быть надолго изолировано, так что при замене прессовой подушки заменяется также жидкий подушечный слой, или же существует изолируемое присоединение к этому пространству, которое позволяет перед удалением прессовой подушки удалить материал, образующий жидкий подушечный слой. В последнем случае в процессе прессования возможно также через присоединение влиять на давление в подушечном слое. Благодаря соединению пресс-прокладки и прессовой подушки в один функциональный узел сама нагревательная плита, в отличие от известных типов прессов, может оставаться незатронутой, так что возможен простой переход от текстильных прессовых подушек к гидравлическим подушкам.
Согласно предпочтительной форме реализации этажного пресса согласно изобретению, жидкий подушечный слой на стороне, противолежащей к мембране, ограничен пресс-прокладкой. Выгодное усовершенствование узла пресс-прокладки и прессовой подушки состоит в том, что мембрана и пресс-прокладка в краевых участках, которые выходят каждый за контур нагревательной плиты, по периметру герметично соединены друг с другом, в частности склеены или спрессованы. В качестве клея предпочтительно могут применяться сшиваемые конденсацией силиконовые клеи, которые способны надолго и термостабильно соединять мембрану, состоящую из силиконового эластомера, со стальным материалом пресс-прокладки.
Чтобы получить по периметру достаточно высокую силу сцепления между мембраной и пресс-прокладкой, можно предусмотреть по периметру на краевых участках пресс-прокладки прижимные планки, которые герметично зажимают краевые участки мембраны между собой и пресс-прокладкой. При этом можно, кроме того, чтобы распределенные по периметру краевых участков соединительные элементы, в частности, в виде болтов, винтов, заклепок или зажимов оказывали соответствующее сжимающее усилие на краевое соединение, образованное мембраной, пресс-прокладкой и, возможно, находящимися между ними клеем и/или герметиком.
Чтобы предотвратить боковое смещение прессовой подушки под давлением прессования, прижимные планки могут по существу герметично закрывать область зазора между нагревательной плитой и пресс-прокладкой, как он задан в режиме прессования, и тем самым укреплять торцевые стороны сбоку по периметру.
Чтобы выдерживать возникающие при работе пресса напряжения, мембрана должна состоять из пленочного материала толщиной от 0,1 мм до 10 мм, предпочтительно от 1 мм до 3 мм. Для повышения прочности мембрана может быть снабжена упрочняющей вставкой, в частности, из ткани или же альтернативных текстильных плоских образований из металлических и/или полимерных нитей, причем упрочняющая вставка должна быть полностью заделана в пленочный материал, чтобы достичь как можно более гладкой поверхности мембраны. Гладкая поверхность с низкой шероховатостью важна, чтобы получить большую площадь контакта с пресс-прокладкой или с нагревательной плитой, что благоприятствует теплопередаче. Мембрану можно также получить тем, что на упрочняющую вставку наносят с ракли полимерный материал, причем при этом вкладка может быть заделана более или менее полностью.
Для дальнейшего повышения теплопередачи через прессовую подушку пленочный материал мембраны может быть обогащен теплопроводящими неорганическими добавками, в частности металлическим порошком и/или кварцевым порошком. Под такими повышающими теплопроводность веществами могут иметься в виду, например, оксид алюминия, нитрид бора или кварцевая мука. Доля добавок по возможности не должна превышать известного значения, в частности примерно 40%, чтобы сохранить упругость и гибкость мембраны.
Принимая во внимание требуемые рабочие температуры рассматриваемых этажных прессов, материал жидкого подушечного слоя может состоять из длинноцепочечных и/или циклических углеводородов, в частности гидравлического масла, в который могут быть добавлены повышающие теплопроводность добавки, или из металла или металлического сплава, жидкого при рабочей температуре этажного пресса, в частности из сплава, содержащего свинец, и/или олово, и/или висмут.
Чтобы при работе пресса можно было изменять давление и/или температуру внутри прессовой подушки через пространство, наполненное жидким подушечным слоем, можно предусмотреть канал для подачи и отведения материала жидкого набивного слоя, причем канал проходит сквозь мембрану и/или прокладку пресса и может попеременно открываться и закрываться.
Наконец, задача изобретения решена также узлом пресс-прокладки и прессовой подушки, который состоит из металлической пресс-прокладки и мембраны, состоящей из гибкого полимерного материала, причем мембрана и пресс-прокладка герметично соединены друг с другом по соответствующему краевому участку, в частности склеены, и/или зажаты, и/или спрессованы, причем пресс-прокладка и мембрана ограничивают собой замкнутое пространство, которое заполнено или может быть заполнено материалом, который при рабочей температуре этажного пресса образует жидкий подушечный слой. Как уже указывалось подробно выше, подобный узел пресс-прокладки и прессовой подушки можно использовать в существующих этажных прессах, если от принципа текстильной прессовой подушки перейти к принципу гидравлической подушки.
Примеры осуществления
Далее изобретение будет подробнее пояснено на двух примерах осуществления этажных прессов, схематически представленных на чертежах.
Показано:
фиг.1: разрез этажного пресса по первому примеру осуществления с узлом пресс-прокладки и прессовой подушки и
фиг.1a: увеличенный фрагмент краевого соединения в этажном прессе с фиг.1.
Показанный на фиг.1 лишь схематично и фрагментарно этажный пресс 1, выполненный помимо изображенных элементов также известным образом с множеством расположенных в продольном направлении прессования рам пресса с верхними поперечинами и нижними поперечинами и с расположенными на верхних или нижних поперечинах гидроцилиндрами, имеет, кроме того, нагревательную плиту 2, мембрану 3, подушечный слой 4 из жидкого материала, пресс-прокладку 5, а также пресс-изделие 6. В случае одноэтажного пресса его структура симметрична относительно плоскости симметрии 7, которая находится на срединной плоскости пресс-изделия 6. В случае многоэтажных прессов к непоказанной нижней нагревательной плите примыкает, в свою очередь, третья прессовая подушка, за которой следует второе пресс-изделие. Конструкция может продолжаться таким же образом с получением множества этажей. Для упрощения в последующем описании детально будет рассмотрена только структура выше плоскости симметрии 7.
Нагревательная плита 2, выполненная в виде металлической литой плиты, имеет множество проходящих сквозь нее нагревательных каналов 8, в которых циркулирует жидкое масло-теплоноситель, нагретое до требуемой рабочей температуры или на определенное значение выше нее. Нижняя сторона 9 нагревательной плиты находится в плоскостном теплопроводящем контакте с состоящей из силиконового эластомера гибкой мембраной 3, обладающей определенной эластичностью. Внутри состоящей из пленочного материала мембраны 3 расположена полностью заделанная в силиконовый материал упрочняющая прокладка в виде ткани, состоящей из арамидных нитей. Альтернативно силиконовому эластомеру мембрана может состоять также из другого эластомерного материала, такого как, например, фтор-эластомер, или фторсиликоновый смешанный эластомер, или фторсодержащий четырехкомпонентный сополимер.
Мембрана 3 вместе с пресс-прокладкой 5, состоящей из листовой стали и покрытой на стороне, обращенной к пресс-изделию 6, слоем хрома, образуют узел 10 пресс-прокладки и прессовой подушки, который при работе пресса крепится не показанными подробно крепежными средствами к нагревательной плите 2, но от которой может быть легко отсоединен без необходимости разборки узла. Сама прессовая подушка состоит из находящегося выше пресс-прокладки 5 жидкого подушечного слоя 4, который в настоящем случае состоит из сплава свинец-олово с температурой плавления примерно 70-80°C, и мембраны 3, окружающей подушечный слой 4 выше пресс-прокладки 5.
Как следует, в частности, из фиг.1a, уплотнение пространства 11, в котором находится жидкий подушечный слой 4, происходит по периметру расположенных вокруг нагревательной плиты 2 краевых участков 12, которые выходит каждый за пределы контура 13 нагревательной плиты. В краевых участках 12 выше мембраны 3 находятся также окружные (проходящие по периметру) прижимные планки 14, которые посредством винтов или болтов 15 стянуты с пресс-прокладкой 5 и таким образом зажимают находящуюся между ними мембрану 3 и тем самым герметично изолируют пространство 11. Прижимные планки 14 могут быть выполнены так, что они по существу изолируют идущую поперечно плоскости симметрии 7 область зазора 16 между пресс-прокладкой 5 и нижней стороной 9 нагревательной плиты 2, так что в рабочем состоянии пресса мембрана в области краевых участков 12 может опираться на достаточно жесткую прижимную планку 14, чтобы предотвратить чрезмерное растягивание мембраны в незащищенные в остальном области зазора 16. На фиг.1 прижимная планка 14 показана, однако, как прямоугольное сечение, идущее параллельно пресс-прокладке 5. В области прижимной планки 14 между мембраной 3 и пресс-прокладкой 5 находится клеевой слой K, который наряду с повышенной прочностью краевого соединения способствует также усилению герметичности.
В области зазора 16 мембраны 3 может быть расположено присоединение 17 для линии 18 для заполнения пространства 11 материалом жидкого подушечного слоя 4. С помощью гидравлического насоса 19 можно регулировать давление внутри жидкого подушечного слоя 4 во время работы пресса или заранее.
Список ссылочных позиций
1. Этажный пресс
2. Нагревательная плита
3. Мембрана
4. Подушечный слой
5. Пресс-прокладка
6. Пресс-изделие
7. Плоскость симметрии
8. Нагревательный канал
9. Нижняя сторона
10. Узел пресс-прокладки и прессовой подушки
11. Пространство
12. Краевой участок
13. Контур
14. Прижимная планка
15. Винт (болт)
16. Область зазора
17. Присоединение
18. Линия
19. Гидравлический насос
K. Клеевой слой