Результат интеллектуальной деятельности: ПРЕСС-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СГОРАЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области производства изделий из полимерных композиционных энергетических материалов. В научно-технической литературе имеется обширная информация об используемых пресс-инструментах, в которых прессование осуществляется методами глухого и проходного прессования с использованием обогреваемых матрицы и пуансона.

Известный пресс-инструмент для проходного прессования содержит примыкающую к объемному дозатору, расположенному под окном загрузочного бункера с пиротехническим составом и соосную пуансону, матрицу. Формующий участок канала матрицы сужается до диаметра калибрующего участка [1]. Пресс-инструмент применяется для прессования порошковых энергосодержащих материалов, преимущественно таблеток из пиротехнических композиций.

Пресс-форма с обогреваемыми матрицей и пуансоном применяется для изготовления изделий из полимерных материалов, например тормозных накладок, содержит верхнюю и нижнюю плиты, обогреваемую составную матрицу, содержащую вкладыш и обойму, обогреваемый пуансон, направляющие втулки и колонки [2].

Недостатком конструкции данной пресс-формы является прямой контакт обогревающего элемента с пресс-формой, что является опасным при производстве энергонасыщенных материалов.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является блок для горячего прессования для изготовления сгорающих изделий, содержащий формующую матрицу, обогреваемую рубашку, входной и выходной патрубки пара [3].

Целью изобретения является разработка конструкции пресс-инструмента, позволяющая уменьшить время и расход теплоагента на ее обогрев, обеспечить равномерность обогрева всей поверхности, унифицировать рубашку для ее применимости с формующей матрицей любой формы в пределах геометрических размеров, повысить простоту сборки.

Цель достигается за счет того, что в пресс-инструменте (фиг. 1) для изготовления сгорающих изделий, включающем формующую матрицу (поз. 1), выходные каналы (поз. 3), обогреваемую рубашку (поз. 4), входной и выходной патрубок (поз. 5, 6), полость рубашки пресс-инструмента находится между внутренней стенкой рубашки (поз. 4) и внешней стенкой формующей матрицы (поз. 1). Пар подается через входной патрубок (поз. 5) под давлением 294,3-392,4 кПа (3,0-4,0 атм) с температурой 135±5°С, поступает во внутреннюю полость рубашки, обогревая стенки матрицы до температуры 120±5°С, выходит из рубашки через выходной патрубок (поз. 6) и поступает в гидрозатвор, где пар охлаждается и конденсируется. Время обогрева матрицы до рабочей температуры составляет от 10 до 14 минут в зависимости от температуры и давления подаваемого исходного пара. Расход пара на обогрев матрицы от комнатной температуры (20°С) составляет 420÷480·10^-6 м³/с. Обогрев и герметизация осуществляются через перфорированное герметизирующее кольцо (поз. 7), имеющее в качестве уплотнителей резиновые кольца (поз. 8). Обогрев верхней части осуществляется через сквозные отверстия (поз. 9) перфорированного кольца. Для обеспечения безопасности процесса прессования при возникновении различных нестационарных ситуаций предусмотрены 20 выходных каналов (поз. 3) диаметром 4 мм для выхода газообразных продуктов в атмосферу.

Увеличение давления подаваемого пара во внутреннюю полость рубашки ведет к неравномерному обогреву формующей матрицы, а уменьшение давления приводит к более длительному процессу обогрева матрицы. Подавать пар с температурой более 140°С и менее 130°С невозможно, так как это связано с характеристиками перегретого пара, получаемого при переводе воды в газообразное состояние. Практическая осуществимость предлагаемого изобретения и достигаемый технический результат подтверждается примерами конкретного получения ЖСК, представленными в таблице.

Из приведенных данных видно, что изменение типа рубашки позволяет сократить время на обогрев пресс-инструмента в 3,5-5 раз (с 50 мин до 10-14 мин), соответственно сократить расход пара до 5 раз. Наличие выходных каналов в количестве 20 шт. и диаметром 4 мм позволяет безопасно вести процесс прессования (у прототипа имеется только один выходной канал с диаметром 8 мм). Обеспечивается равномерный обогрев всей поверхности матрицы.

Источники информации

1. Патент РФ №2529329 (В30В 11/22, B22F 3/20). Пресс-инструмент для проходного прессования порошковых материалов / Архангельский В.Ю., Вареных Н.М.

2. Патент РФ №94028244 (В29С 43/36, В29С 43/42). Пресс-форма для изготовления изделий из полимерных материалов / Шмелева В.Г., Киселев М.А., Кузьминых А.Г.

3. Патент US 5052780 A, 05.11.1991.