Литьевая форма для термопластов

Литьевая форма предназначена для переработки термопластов под давлением и может быть использована при изготовлении изделий, работающих длительное время в условиях высокого электрического напряжения. Неподвижная (1) и подвижная (2) полуформы имеют литниковую систему, состоящую из литникового отверстия (6), каналов (5) и впусков (4), каждый из которых соединен с одним из оформляющих гнезд (3), напротив прибыльной камеры (8). Площадь поперечного сечения впуска (4) равна или меньше площади прямоугольного поперечного сечения прибыльной камеры 8. В каждом оформляющем гнезде (3) размещен высоковольтный электрод (12). Литниковое отверстие (6), каналы (5) и впуски (4) литниковой системы покрыты антифрикционным материалом (7) (смазкой). Неподвижная (1) и подвижная (2) полуформы снабжены системой регулируемого охлаждения (10) и термопарами (11). Для освобождения подвижной полуформы (2) после завершения процесса литья используют выталкиватели (13). Каждая выталкиваемая заготовка состоит из рабочей части 14, прибыльной части (15) и электродной части (16). Готовые изделия получают, отрезав от заготовки прибыльную часть (15). 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 1пр.

Полезная модель относится к техническим средствам для переработки термопластов литьем под давлением и может найти применение в тех областях высоковольтной электротехники, в которых необходимы изделия, работающие под высоким напряжением длительное время.

Известна литьевая форма для термопластов (патент на изобретение РФ №2015903; МПК 5 В29С 45/27, В29С 33/40, опубл. 1994.07.15), содержащая подвижную и неподвижную полуформы, оформляющие гнезда, систему регулированного охлаждения и разводящие каналы литниковой системы, причем поверхность разводящих литниковых каналов на протяжении всего участка с постоянной площадью поперечного сечения покрыта антифрикционным материалом.

Недостатками известной литьевой формы являются низкая производительность и наличие брака готовых изделий по размерной неточности и дефектам формы. Кроме того, в ней нет технических решений для получения изделий с высокой длительной электрической прочностью и длительным сроком службы в условиях высоких электрических напряжений.

Устранение первых двух недостатков предусмотрено в выбранной за прототип литьевой форме для термопластов (патент на изобретение РФ №2107621; МПК 6 В29С 45/27, В29С 33/40, опубл. 1998.03.27), которая содержит подвижную и неподвижную полуформы, оформляющие гнезда, систему регулированного охлаждения и каналы литниковой системы, имеющие участки, покрытые антифрикционным материалом, причем каналы литниковой системы выполнены охлаждаемыми и покрытыми антифрикционным материалом на всех охлаждаемых участках, антифрикционный материал выбран с коэффициентом трения, обеспечивающим пробковый режим течения расплава термопласта, а каналы литниковой системы по направлению течения

расплава покрыты антифрикционным материалом, коэффициент трения которого уменьшается при уменьшении площади поперечного сечения каналов.

Основным недостатком литьевой формы - прототипа является отсутствие в ней технических решений, позволяющих существенно увеличить срок службы получаемых с помощью этой формы изделий в условиях высоких электрических напряжений.

Техническим результатом предлагаемой литьевой формы является решение в ее конструкции задач, позволяющих получать изделия из термопластов со сроком их службы (временем до их электрического пробоя) в условиях высоких электрических напряжений в 1,28-1,42 раза больше, чем срок службы в аналогичных условиях изделий, полученных с помощью литьевой формы - прототипа.

Указанный технический результат достигается тем, что в литьевой форме для термопластов, содержащей подвижную и неподвижную полуформы, оформляющие гнезда, систему регулируемого охлаждения, и покрытые антифрикционным материалом литниковое отверстия и каналы литниковой системы с впусками, отличающаяся тем, что каждое оформляющее гнездо снабжено прибыльной камерой, расположенной напротив впуска литниковой системы, причем площадь поперечного сечения впуска равна или меньше площади поперечного сечения прибыльной камеры.

Целесообразно в оформляющем гнезде размещать высоковольтный электрод, один конец которого расположен на уровне основания прибыльной камеры или выше.

Целесообразно также прибыльную камеру выполнять прямоугольного поперечного сечения.

Кроме того, целесообразно покрытие антифрикционным материалом выполнять в виде смазки.

Пример конкретного выполнения предлагаемой литьевой формы для термопласта проиллюстрирован пятью рисунками. На фиг.1 приведено сечение литьевой формы, на фиг.2 представлен эскиз заготовки изделия, извлеченной из литьевой формы, на фиг.3 изображен эскиз готового изделья, на фиг.4 и фиг.5 представлены фотографии заготовки и изделия. Литьевая форма для термопласта состоит из неподвижной 1 и подвижной 2 полуформ. Подвижная полу форма 2 имеет четыре оформляющих гнезда 3, каждое из которых соединено через впуски 4 и каналы литниковой системы 5 с литниковым отверстием 6 диаметром 5 мм, расположенным в центре неподвижной полуформы 1. Поверхности каналов литниковой системы 5, впусков 4 и литникового отверстия 6 покрыты антифрикционным материалом 7. Каждое оформляющее гнездо 3 снабжено прибыльной камерой 8, имеющей воздушный канал 9. При этом площадь поперечного сечения впуска 4 меньше площади поперечного сечения прибыльной камеры 8 в 4 раза. Размеры поперечного сечения прибыльной камеры: ширина - 10 мм, высота - 10 мм. Для охлаждения неподвижной 1 и подвижной 2 полуформ литьевая форма имеет систему регулируемого охлаждения 10. В качестве охлаждающего агента используют воду. Полуформы 1 и 2 оснащены термопарами 11. В каждом оформляющем гнезде 3 размещен высоковольтный электрод 12, верхний конец которого расположен на уровне основания прибыльной камеры 8. Также целесообразно верхний конец высоковольтного электрода 12 располагать выше основания прибыльной камеры 8. Для освобождения подвижной полуформы 2 после завершения процесса литья используют выталкиватели 13. На фиг.2 представлен эскиз выталкиваемой заготовки, состоящей из рабочей части 14, прибыльной части 15, электродной части 16 с электродом 12. На фиг.3 изображен эскиз готового изделия, состоящего из рабочей части 14 и электродной части 16 с электродом 12. Напротив высоковольтного электрода 12 к поверхности рабочей части 14 прилегает заземленный электрод 17.

В предлагаемой литьевой форме изготавливают заготовки изделий из термопластов следующим образом.

Плавление гранулированного поликарбоната (General Electric Plastics Lexan 143R) производят в узле пластикации термопластавтомата (на рисунках не показан). Перед смыканием подвижной полуформы 2 с неподвижной 1 литьевой формы, поверхности литникового отверстия 6, каналов литниковой системы 5 и впусков 4 покрывают силиконовой смазкой Пента® ПМС-100 для образования антифрикционного покрытия 7. В оформляющие гнезда 3 устанавливают высоковольтные электроды 12, так чтобы верхние концы электродов находились на уровне основания прибыльной камеры 8. Затем полуформы 1 и 2 смыкают, и расплав термопласта под давлением впрыскивают в оформляющие гнезда 3 через литниковое отверстие 6, каналы литниковой системы 5 с впусками 4. Избыток воздуха и газов расплавом термопласта выдавливается из прибыльных камер 8 оформляющих гнезд 3 через воздушные каналы 9. Процесс контроля температуры полуформ 1, 2 и регулирования охлаждения расплава термопласта осуществляется с помощью термопар 11 и системы охлаждения 10. В момент достижения поликарбонатом температуры 100°С подвижная 2 и неподвижная 1 полуформы размыкают, и заготовки изделий удаляют из подвижной полуформы 2 выталкивателями 13. После этого удаляют затвердевший в литниковой системе расплав и цикл литья повторяют.

Для получения готовых изделий (фиг.3 и фиг.5) от каждой заготовки (фиг.2 и фиг.4) отрезают прибыльную часть 15.

Необходимость установки электродов 12 связана с тем, что готовые изделия применяют в высоковольтной технике, а изделия сформированные путем литья с предварительно установленным электродом 12, имеют более высокую электрическую прочность, чем изделия, изготовленные без электрода, которые затем устанавливают в просверленные в изделиях отверстия.

При эксплуатации полученное изделие (фиг.3) устанавливают на заземленный электрод 17 и подают на высоковольтный электрод импульсное напряжение 24,5кВ. Среднее время работы изделия до электрического пробоя его рабочей части 14 составляет 26300±3600с. Эти данные получены на 20 изделиях. Для сравнения аналогичные исследования проведены на 20 изделиях, изготовленных по прототипу в литьевой форме без прибыльных камер. Среднее время работы такого изделия до его электрического пробоя составляло 18500±1730с.Таким образом, предложенная литьевая форма позволяет увеличить срок службы изделий из поликарбоната в 1,42 раза.

Аналогичные работы проведены с полистиролом и полиметилметакрилатом. Срок службы изделий из полистирола увеличился в 1,28 раза, а из полиметилметакрилата в 1,32 раза.

1. Литьевая форма для термопластов, содержащая подвижную и неподвижную полуформы, оформляющие гнезда, систему регулируемого охлаждения и покрытое антифрикционным материалом литниковое отверстие и каналы литниковой системы с впусками, отличающаяся тем, что каждое оформляющее гнездо снабжено прибыльной камерой, расположенной напротив впуска литниковой системы, причем площадь поперечного сечения впуска равна или меньше площади поперечного сечения прибыльной камеры, и в оформляющем гнезде размещен высоковольтный электрод, один конец которого расположен на уровне основания прибыльной камеры или выше.

2. Литьевая форма по п.1, отличающаяся тем, что прибыльная камера выполнена прямоугольного поперечного сечения.

3. Литьевая форма по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что покрытие антифрикционным материалом выполнено в виде смазки.