Оборудование для нанесения покрытий из термореактивного полимера на полые металлические изделия

Полезная модель относится к оборудованию для нанесения покрытий из термореактивного полимера на полые металлические изделия, в частности, покрытий из однокомпонентного полиуретанового эластомера. Задачей данной полезной модели является повышение качества полимеризации изделий. Для решения поставленной задачи в печи для полимеризации полых металлических изделий, содержащей корпус 1, нагреватели, вентиляторы и датчик температуры 2, закрепленный на корпусе, а также заливочную форму 3, в которой размещено полое металлическое изделие 4 и термореактивный полимер 8, дополнительно смонтирован еще один датчик температуры. Дополнительный датчик 6 размещен внутри заливочной формы 3, непосредственно в полости 5 обрабатываемого металлического изделия 4, для обеспечения контроля температуры воздуха внутри заливочной формы. В зависимости от формы изделия дополнительный датчик температуры может быть помещен внутрь полости изделия через технологическое отверстие 7, специально выполненное на поверхности изделия.

Полезная модель относится к оборудованию для нанесения покрытий из термореактивного полимера на полые металлические изделия, в частности, покрытий из однокомпонентного полиуретанового эластомера.

Известна технология изготовления изделий из полиуретанового элестомера Monothane и конструкция нагревательной печи для проведения процесса полимеризации эластомера (см. CIL MONOTHANE, «Issue» 5, July 1999 - инструкция к указанному материалу и «MONOTHANE INFORMATION SHEET» 8, Principles of oven design. Issue 1, July 1999 - приложение к инструкции).

Согласно технологии фирмы CIL, в предварительно изготовленные формы помещают полое металлическое изделие, на которое предполагается нанести эластомер. Для обеспечения сцепления эластомера с металлической арматурой на последнюю наносят соответствующие адгезивы. Затем в те же формы заливают жидкий полиуретановый эластомер, предварительно нагретый до температуры 70°С с целью понижения его вязкости.

Процесс полимеризации должен проходить при температуре эластомера, составляющей 135±2°С, в течение 6-8 часов, в зависимости от толщины слоя залитого эластомера. Формы с залитым жидким эластомером выдерживают в печи в течение заданного времени. Затем формы вынимают из печи, охлаждают, и из охлажденных форм вынимают готовые изделия.

Применяемые для реализации указанной технологии печи содержат корпус, электрические нагреватели и вентиляторы, обеспечивающие постоянную циркуляцию горячего воздуха внутри печи для равномерного распределения температурного поля внутри печи, В печи размещают форму с металлическим изделием, в которую заливают полимер. Температура внутри печи контролируется посредством датчика, размещенного вблизи задней стенки печи.

Для получения качественного изделия существенно, чтобы эластомер находился при заданной температуре полимеризации в течение заданного времени. В этом случае обеспечиваются однородность и требуемые физико-механические свойства эластомера, а также надежное соединение эластомера с металлической арматурой.

Недостаток существующего оборудования состоит в том, что в процессе полимеризации производится контроль температуры воздуха, циркулирующего только внутри печи и обтекающего заливочную форму снаружи, а отсчет времени полимеризации начинается с момента помещения формы с залитым полимером в печь.

Как показывает практика, контроль температуры воздуха, циркулирующего внутри печи, непригоден при изготовлении крупногабаритных изделий с большой массой заливаемого материала. К таким изделиям относятся, в первую очередь, различные валы с большими длиной и/или диаметром. Эти валы конструктивно выполнены в виде полого металлического цилиндра с цапфами, на который наносится слой полимера соответствующей твердости. Большая масса металлической арматуры вала в сочетании с большой массой заливаемого полимера приводит к тому, что в течение заданного времени полимер не успевает прогреться до нужной температуры вследствие низкой теплопередачи через слой полимера и большой теплоемкости полой металлической арматуры вала. Следствием этого является неполная полимеризация и некачественное соединение полимера с металлической арматурой.

Задачей данной полезной модели является повышение качества полимеризации изделий.

Для решения поставленной задачи в печи для полимеризации полых металлических изделий, содержащей корпус, нагреватели, вентиляторы и датчик температуры, закрепленный на корпусе, а также заливочную форму, в которой размещено полое металлическое изделие и термореактивный полимер, дополнительно смонтирован еще один датчик температуры. Дополнительный датчик размещен внутри заливочной формы, непосредственно в полости обрабатываемого металлического изделия, для обеспечения контроля температуры воздуха внутри заливочной формы.

В зависимости от формы изделия дополнительный датчик температуры может быть помещен внутрь полости изделия через технологическое отверстие, специально выполненное на поверхности изделия.

Контроль температуры внутри заливочной формы, в полости металлической арматуры, позволяет более точно определить температуру полимеризации. Отсчет времени выдержки формы в печи производится, начиная с этого момента, что гарантирует более эффективное прохождение процесса полимеризации во всем объеме полимера и, как следствие, более качественную обработку изделия.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1, где схематически показана в разрезе нагревательная печь с заливочной формой и установленным в нее полым металлическим изделием, например, валом.

Предлагаемое оборудование содержит печь с корпусом 1, смонтированные внутри ее нагреватели и вентиляторы (не показаны) и датчик температуры 2, закрепленный на корпусе. Внутри печи установлена заливочная форма 3, в которой размещено полое металлическое изделие 4, например, вал или сердечник. В полости 5 изделия 4 закреплен дополнительный датчик 6 температуры, например, термопара.

В некоторых изделиях 4, приходится на поверхности делать технологическое отверстие 7, например, на торце вала, чтобы через него опустить в полость 5 изделия 4 датчик 6.

При этом датчик 6 установлен так, что он не касается металлической арматуры и измеряет таким образом температуру воздуха, находящегося внутри полой арматуры. Температура воздуха в замкнутом объеме внутренней полости металлической арматуры вала за счет естественной конвекции в малом объеме практически соответствует средней температуре металлической арматуры. Следовательно, измеряемая таким датчиком температура будет не ниже температуры жидкого полимера, соприкасающегося с поверхностью металлической арматуры, и момент достижения внутри вала температуры, которая ниже температуры полимеризации не более чем на 5°С, можно использовать как момент начала отсчета времени полимеризации.

Пространство между заливочной формой 3 и изделием 4 заполняют предварительно нагретым до температуры 70°С с целью понижения его вязкости

полимером 8, находящимся в жидком состоянии. Печь обеспечивает нагрев циркулирующего в ней воздуха до температуры полимеризации (при использовании полиуретанового эластомера Monothane эта температура составляет 135±2°С). Направление циркуляции воздуха схематически обозначено стрелками.

В процессе нагрева производят контроль температуры датчиком 2 внутри печи и датчиком 6 внутри заливочной формы. При этом датчик 6 установлен так, что он не касается металлической арматуры и измеряет таким образом температуру воздуха, находящегося внутри полой арматуры. Температура воздуха в замкнутом объеме внутренней полости металлической арматуры вала за счет естественной конвекции в малом объеме практически соответствует средней температуре металлической арматуры. Следовательно, измеряемая таким датчиком температура не ниже температуры жидкого полимера, соприкасающегося с поверхностью металлической арматуры, и момент достижения внутри вала температуры, можно использовать как момент начала отсчета времени полимеризации. Отсчет времени полимеризации в предлагаемом оборудовании по достижении заданной температуры полимеризации внутри полости изделия, а не по достижении заданной температуры внутри печи вне полости изделия, обеспечивает более точный контроль времени полимеризации.

После окончания полимеризации заливочная форма известным способом охлаждается и разбирается, а технологическое отверстие закрывается любым подходящим способом.

Таким образом предлагаемое оборудование позволяет более точно определить температуру полимеризации. Отсчет времени выдержки формы в печи производится, начиная с этого момента, что гарантирует более эффективное прохождение процесса полимеризации во всем объеме полимера и, как следствие, более качественную обработку изделия.

1. Оборудование для нанесения покрытий из термореактивного полимера на полые металлические изделия, содержащее печь с корпусом, размещенные внутри него нагреватели, вентиляторы и датчик температуры, закрепленный на корпусе, а также заливочную форму, в которой размещено полое металлическое изделие и термореактивный полимер, отличающееся тем, что оно дополнено датчиком температуры, смонтированным внутри заливочной формы, непосредственно в полости обрабатываемого металлического изделия, для обеспечения контроля температуры внутри заливочной формы.

2. Оборудование по п.1, отличающееся тем, что на поверхности изделия выполнено технологическое отверстие для размещения дополнительного датчика температуры внутри полости изделия.