CN1003356B - 在较高的温度条件下连续制造带料的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用双带压力机连续压制料带的方法，这种料带为了完全硬化需要较高的温度，为此，将双带压力机的加压板分成一个边缘区和一个内区。边缘区具有密封装置材料可承受的温度，而内区则加热到较高的温度。借助导热元件将热量从内区传递到对着该区的加压带部分。实施此方法的设备中，构成此边缘区的加压板上有一矩形槽，在槽中设有一块构成内区的加压板嵌件。加压板嵌件被加热，并装有导热元件，将热量传到加压带上。

Description

在较高的温度条件下连续制造带料的方法和设备

本发明涉及一种在双带压力机的两条加热了的无接头加压带之间的反应区中以较高的温度连续压制带料的方法和实施此方法的设备。这时，面压力通过一个充以流动压力介质的加压室作用于加压带内侧，此加压室的上下由加压带表面和加压板，侧面由一个在加压带上滑动的密封装置结构为界。带料所需要的温度大于密封装置结构的材料所能承受的温度。

为了连续压制带料，采用了双带压力机，它在压制品上施加一个均匀的面压力。与此同时，此压制品连续通过双带压力机输送。这类带料可以例如由多层热固性塑料树脂浸渍过的纸带、玻璃纤维织物或纤维粘结剂混合材料等一层层地分层堆叠而成。通常这种带料需要在压制过程中具有一定的温度，所以要求将双带压力机的加压带加热到一定的温度。

在现有的这类方法和设备中，双带压力机加压带能够加热到的温度受加压室密封材料耐热性的限制，加压室是用来通过液压将面压力施加在加压带上的。用作密封材料的现在只有少数几种合成橡胶能承受的最高温度为250℃。但往往希望显著提高含树脂的欲压制带料的压制温度。这样的压制温度可能在380℃以上。

为了能在这样高的温度下压制带料，由专利申请P3416985已知一种方法，其中对反应区前的加压带外表面急剧加温。在反应区中和压制品进行接触的加压带外表面这时应该具有所需的高温，而在加压带的内外表面形成了一个温度梯度，所以靠在加压带内表面上的加压室滑动面密封装置没有被加热到超出允许的程度。

这种方法的缺点是，在加压带的外表面温度很高的情况下，在加压带内外表面之间形成了一个很大的温度梯度，由于加压带材料良好的金属热传导性，所以很大的热流所受热阻很小地在其中流动。于是在很短期间加压带内外表面的温度彼此相同，所以靠在加压带内表面上的滑动面密封装置重又置于不允许的高温之下，从而在双带压力机较短的工作时间之后便被损坏。尤其是当加压带的结构不是一种多层板叠而是单层的加压带时，这一巨大的热流则完全不受限制。

在上述专利申请中所提出的方案没有认识到，如果加压带的外表面具有高温，那么其内表面的高温是不可避免的。在加压带内表面的这种高温除密封装置区以外本来是无害的。因此本发明的目的是提出一种方法和在双带压力机中实施此方法的设备，当将加压带加热到压制品在反应区中所必须的高温，而且此温度高于密封装置材料所能承受的最大温度时，此方法限制密封装置区的温度在一个对于此密封装置的材料所能承受的温度，所以可靠地保护了在双带压力机中的密封装置免遭损坏。这种方法使用于那种配备单层加压带的双带压力机中特别有效。

达到此目的的方法所采取的措施之特征在于：加压板分成两个区域，即一个内区和一个边缘区。边缘区完全包围着此内区，并含有密封装置结构。边缘区的温度保持在一个最高等于密封装置结构的材料最大可承受的温度。内区至少加热到等于带料所需要的温度。热量借助于热传导从内区传递到在反应区中对着内区的加压带部分上。

实施上述方法的设备之特征为：构成边缘区的加压板具有矩形槽，它整个地处于加压板内，在此槽中设有一块构成内区的加压板嵌件，它通过间隙与加压板分开。在加压板嵌件中装入了用来对它加热的热源。在加压板嵌件和加压带对着内区的那一部分之间，装有现有的导热元件，它们的一个表面靠在加压板嵌件上，并通过其另一个表面在加压带上滑动摩擦。

本发明所获得的优点特别在于，对于一台按所提出方法工作和配备有所述之设备的双带压力机能可靠地避免密封装置结构的过热，所以密封装置可以在防止损坏的情况下有效地长期工作。由此可以压制要求高温的带料。因此，采用本发明的设备可以连续加工那些到目前为止只能间断地加工或根本不能加工的扁平的材料。

下面进一步介绍本发明的最佳实施例，其中：

图1.双带压力机侧向示意图，

图2.从加压带背面俯视加压板，

图3.通过滑动面密封装置的剖面图，

图4.局部剖开的加压板透视图，

图5.在另一种结构形式中加压板和加压带边缘区的剖面图，

图6.带入口端导向滚筒的双带压力机入口区剖面图，以及

图7.加压板纵剖面图。

在图1中表示的连续工作的双带压力机15有四个可旋转地支承在轴承支架5、6上的导向滚筒1、2、3、4。围绕在每两个导向滚筒外面绕行的是加压带7、8。每两个导向滚筒各按导向滚筒1和4上所示的箭头方向旋转。通常由高抗拉强度的钢带制成的加压带7、8通过现有的方法，例如通过固定在轴承支架5、6上的液压缸张紧。在上加压带7的下回行段和下加压带8的上回行段之间是所谓的反应区10。按图中为自右向左前进的带料9在反应区中处于加温和加面压力的条件下被压制。带料9由浸渍过人造树脂的织物，层压材料，纤维粘结剂混合材料和其它类似材料制成。举例来说，有一种这类带料9是由一层层用聚酰亚胺浸渍过的玻璃纤维织物带堆叠在一起组成的。

反应区10中加在带料9上的面压力用液压的方式通过加压板11、12作用在加压带7、8回行段的内表面上，再从那里传递到带料9上。由压制品产生的反作用力经过加压板11、12传到在图上仅示意表示的压力机支架13、14上去。轴承支架5、6同样亦固定在压力机支架13、14上。

为了产生作用在带料9上的面压力，在压力下将流动压力介质灌入加压板11、12和加压带7、8回行段内表面之间的腔室中去。这一所谓加压室16的腔室，侧面以闭环形的密封装置结构17为界。最好采用合成油作压力介质。不过采用气体例如压缩空气也可达到同样效果。

图2中表示了一个这种加压室16从加压带背面看的俯视图。矩形加压板11由一块钢板制成。加压板11的边缘区有密封装置结构17，在本实施例中它是由用一个中间腔20分开的两个毗邻的闭环形滑动面密封装置18和19组成。这些滑动面密封装置18、19均装于在加压板11上的槽21中。如图3中借助于滑动面密封装置18所表示的，滑动面密封装置18以其一个表面与在滑动面密封装置18下面移动的加压带7滑动接触。滑动面密封装置18以其远离加压带的那一面嵌入“U”形固持条22中，固持条靠在槽21的壁面上，它们之间的间隙很小。在“U”形固持条22远离加压带7的那个侧面上装了一个由弹性材料制成的设计成“O”形圈的槽密封装置23。在此槽密封装置23上面作用了从槽21的槽底来的压力介质，所以使固持条22并通过它使滑动面密封装置18压在加压带7上，从而使加压室16与大气侧24隔离。“U”形固持条22在加压板11中的固定方法是现有的，如见自DE-PS2722197，所以这里对此无需作详细说明。如借助于后面的图7可见，在两个滑动面密封装置18和19之间的中间腔20中收集由加压室16泄漏出来的压力介质，并可由那里经过孔45和收集管46吸出。

滑动面密封装置18、19由一种塑料，最好是一种弹性体制成。但这种材料在长期工作中所能承受的温度最大只能到250℃，下面以T1表示这个温度。然而许多带料9在压制时完全硬化要求有高得多的温度T2。例如对于由浸渍过聚酰亚胺树脂的玻璃纤维织物制成的层压材料需要高达380℃的温度。为了能使双带压力机也能适用于这些使用要求，则要按本发明的方法将加压板分成边缘区和与之分开的内区。内区由在图4中可见的处于加压室16内部的加压板嵌件25构成，边缘区由其余的加压板11、12构成。加压板嵌件25加热到一个比加压板11、12高的温度T3，这个温度至少要等于T2，但最好要高于它。加压板11、12保持在一个温度上，其最高为T1。

加压板嵌件25如图4和图7中所示。加压板11、12上有一个盆状的矩形槽28，它被一个封闭的凸起的边缘26围住，在边缘26中装有密封装置结构17。在槽28中的加压板嵌件25漂浮地支撑在压力介质29上，所以在加压板11、12和加压板嵌件25之间形成了一个间隙37，间隙37中充满了压力介质29。加压板嵌件25为了承受推力，在少数几个地方通过横截面很小的连接件与加压板11、12固定联结。这种连接件例如可以是带套筒31的螺钉30。加压板11、12和加压板嵌件25之间的距离可以保持得很小，例如约1毫米。但如果根据绝热的需要，也可以选得再大一些。

加压板嵌件25在其朝着加压带的表面上具有曲折形配置的沿宽度横向延伸的槽32，槽中置入同样亦为曲折形的蛇形加热管33。蛇形加热管33上套有铜管34，铜管以良好的导热接触固定在槽32的壁面上。蛇形加热管33通过引线35供应电能。引线35从外面经过一个波纹管36导入，波纹管36在一个地方将加压板11、12和加压板嵌件25相对于间隙37中的压力介质29密封地联结起来。借助于蛇形加热管33将金属制的加压板嵌件25加热到温度T3，这一温度最好高于带料9完全硬化所必须的温度T2。如果需要，还可以利用热油加热加压板嵌件25，热油经过在波纹管36中的进出导管通过设在加压板嵌件25中的孔52（见图5）循环。

加压板11、12本身加热到温度T1，它最高等于滑动面密封装置18、19的材料长期工作所能承受的最高温度，但最好是较之低得多的温度。为此，在加压板11、12中加工有孔27，在它们中间流过具有所需温度T1的热油。因此认为加压板11、12的凸起的边缘26也有此温度T1，以及装在此凸起的边缘26上的滑动面密封装置也将承受温度T1。如果必要还可以冷却加压板11、12，这时孔27中流过具有所选择的适当温度的冷却液体。因为加压板11、12和加压板嵌件25之间用间隙37隔开，而且在间隙中充以不流动的流体压力介质29，所以具有对滑动面密封装置18、19有害的更高温度T3的加压板嵌件25几乎没有将什么热量传给加压板11、12。众所周知这种流体压力介质具有很差的导热性，它实际上成了一个绝热装置。因此只有在那些加压板11、12和加压板嵌件25通过波纹管、螺钉30等彼此连接的地方才出现向加压板11、12的热流。不过这个量很小，因为这种连接装置很少，再者它们的横截面也都不大。如果必要，这些最小限度的热流量可通过冷却加压板11、12将其带走，以便保证在凸起的边缘26上的密封装置结构不超过温度T1。

如图6中借助于一个通过双带压力机1的入口区47的剖面所表示的那样，入口端导向滚筒1和4中有孔49，它们位于导向滚筒1、4外表面附近。热油在孔49中循环，加热导向滚筒的外表面，并同时通过热传导加热在加压带7、8运行过程中贴靠在导向滚筒1、4上的那一部分加压带7、8。对加压带7、8的加热应控制在当它离开导向滚筒1、4时最高为温度T1，这一温度对于滑动面密封装置18、19的材料是无害的。加压带7、8离开导向滚筒1、4后继续向反应区10的方向移动，并经过在加压板11、12中的滑动面密封装置17的前端部50。滑动面密封装置18、19的前端部指的是垂直于加压带前进方向沿加压板11、12的宽度延伸并朝向入口区47的那一部分。因为加压带7、8在经过前端部50时其最高温度为T1，所以保护了前端部50的滑动面密封装置18、19不会受过度的热量影响。如果不希望通过入口端的导向滚筒1、4来加热加压带7、8，则可以取消这部分的加热，所以加压带7、8以室温经过前端部。由于对带料9的压制来说温度T1尚不够高，所以加压带7、8经过前端部50后要对它们进一步加热。

为了将加压带7、8加热到压制带料9所需要的温度T2，在加压板嵌件25中装了导热元件38。由图4可见，这些导热元件38具有圆形截面，它们装在加压板嵌件25的孔中，并与加压板嵌件25有良好的热接触。导热元件38以其背离加压板嵌件25的那个表面与加压带7、8滑动接触。加压带7、8进入反应区10时温度最高到T1，所以在具有温度T3的加压板嵌件25和加压带7、8之间造成了温度梯度。于是热流从加压板嵌件25经由具有良好导热性的材料如铜制成的导热元件38流到加压带7、8上，以便使加压带在通过反应区10的运动过程中被加热。导热元件38的数量以及加压板嵌件25的温度T3选择成能将加压带加热到带料9所需的较高温度T2。由图2可见，导热元件38布置成使它们只是将处于内部滑动面密封装置19的两个侧面部分51之间对着加压板嵌件25的那一部分加热带7、8加热到较高的温度T2，而不加热与滑动面密封装置18、19接触的加压带两侧边缘区。从图4还可看出，在本实施例中为多层浸渍过聚酰亚胺树脂的玻璃纤维织物组成的带料9，它的宽度最多等于加压板嵌件25的宽度，所以此带料正好处于反应区中具有较高温度T2的加压带7、8部分。导热元件38的结构由公开文件DE-OS3325578中已知，故这里无需作进一步说明。

因为在加压带7、8上沿轴向（亦即垂直于加压带前进方向）在受加压板嵌件加热而处于温度T2的内区与沿着滑动面密封装置侧面部分51具有温度T1的边缘区之间存在着温度梯度，所以会形成一股热流使滑动面密封装置18、19承受过高的热负荷。这时对于密封装置结构17而言的侧面部分51所指的是沿加压带7、8前进方向延伸的部分。为了不使这些热量传到滑动面密封装置18、19上去，可以附加地冷却加压带的边缘区。

加压带7、8边缘区的这种冷却装置可见于图4。在加压板11、12凸起的边缘26上设有沿加压带前进方向延伸的压力液体总管40。在凸起的边缘26朝加压带的表面上隔开一定距离设置的那些孔41与总管40相通。这些孔均处于内滑动面密封装置19朝着加压板嵌件25的那个侧面附近。这时有一部分压力介质29通过这些孔41流入总管40，再从总管流往压力介质的贮存器，然后压力介质再次进入加压室16。通过这样的循环，压力介质经过与加压带7、8边缘区的对流吸收了热量，从而防止了将边缘区加热到超过滑动面密封装置所允许的程度。

如果加压带边缘区这样的冷却还不够，那么还可以在此边缘区设置导热元件。由图5可见，与在加压板嵌件25中的结构相同的导热元件42安装在加压板11、12凸起的边缘26上滑动面密封装置19朝间隙37那一侧的附近。这些导热元件42一方面与边缘区中的加压带7、8滑动接触，另一方面与凸起的边缘26接触。因为加压板具有的温度最高为T1（但最好通过冷却能更低一些），所以由加压带内区来的热量经过导热元件42流往凸起的边缘26，并从那里通过加压板11、12的冷却液体带走。因此可靠地保证了在边缘区的加压带温度不会增加到超过滑动面密封装置18、19所能承受的温度T1。

密封装置结构17的后端部43是指处于沿图2中加压带7、8前进方向B而言在加压板嵌件25后面的密封装置结构17中垂直于方向B沿加压带延伸的部分。随着加压带7、8的向前移动，这一部分与加压带上具有较高温度的区域相接触，所以在那里同样必须防止滑动面密封装置18、19的过热。为此，如图2所示，在该区域内轴向间隙37和后端部43之间设置与加压板11、12接触的导热元件44。这些导热元件44与加压带滑动接触，并将热量从加压带导往加压板11、12中，这是因为在这一地区中，加热到温度为T2的加压带和最高温度为T1甚至还要再低一些的加压板之间存在着温度梯度。导热元件44的数量选择为使加压带一旦到达滑动面密封装置的后端部43时重又达到对滑动面密封装置的材料为无害的温度T1。如果这一冷却段尚不够，那么可以将加压板11、12分成两部分，其中具有导热元件44的加压板部分强烈冷却，而且它独立于具有加压板嵌件25的另一部分加压板，因而保证了密封装置结构17的后端部43也不会由于温度过高而超负荷。

为了获得满足质量要求的成品，当带料9通过双带压力机前进时，必须保证所选择的加压板嵌件沿加压带前进方向的长度和加压带7、8的运行速度能使带料在其大小由加压板嵌件25决定的反应区10的时间内完全硬化。如果带料9的宽度选为大于加压板嵌件25的宽度，那么在与凸起的边缘26毗邻的反应区10的范围内受压制的带料9的边，在带料9离开双带压力机15出口区48之后要切除，因为这一部分由于温度较低而没有充分地完全硬化。

Claims (14)

1、以较高的温度连续压制带料的双带压力机，它在机架中具有两条上下叠置的可加热的无接头加压带，加压带各自张紧于二个可旋转的导向滚筒上，还具有加压室，此加压室的上下由加压带表面和加压板为界，侧面由一个在加压带上滑动的密封装置为界，通过在加压室中的流动压力介质作用于加压带内侧一个面压力，使这一压力作用在位于上加压带下回行段和下加压带上回行段之间的反应区中的带料上，其特征为：加压板（11、12）具有一个边缘区和一个与该区分开的内区，边缘区完全包围着此内区，并含有加压室（16）的密封装置结构（17），为了加热内区，在内区设有热源，在内区和加压带（7、8）靠着内区的那部分之间，装有现有的导热元件（38），它们的一个表面靠在内区上，另一个表面与加压带（7、8）滑动接触，以便将加压带（7、8）靠在内区上的那部分加热到较高的温度。

2、按照权利要求1所述的双带压力机，其特征为，加压板（11、12）具有一个矩形槽（28）它整个地处于加压板（11、12）之内，边缘区由以该矩形槽（28）为边界的加压板（11、12）部分构成，在矩形槽（28）中设有一块构成内区的加压板嵌件（25），它通过间隙（37）与加压板（11、12）分开。

3、按照权利要求1所述之双带压力机，其特征为：加压板嵌件（25）只在少数几个地方通过小横截面的机械式固定元件固定在加压板（11、12）上。

4、按照权利要求3所述之双带压力机，其特征为：机械固定元件由螺钉（30）和在间隙（37）中的定距衬套（31）构成。

5、按照权利要求1所述之双带压力机，其特征为：内区与边缘区之间通过流动介质隔热。

6、按照权利要求5之双带压力机，其特征为：此流动介质同时用作压力介质。

7、按照权利要求1所述之双带压力机，其特征为：加压板嵌件（25）中热源的输入管道在一个波纹管（36）中穿过加压板（11、12）引入，波纹管将加压板（11、12）和加压板嵌件（25）相对于间隙（37）密封地联结起来。

8、按照权利要求1所述之双带压力机，其特征为，热源由可电加热的蛇形加热管（33）构成。

9、按照权利要求8所述之双带压力机，其特征为：蛇形加热管（33）曲折地装在加压板嵌件（25）的槽（32）中。

10、按照权利要求1所述之设备，其特征为：热源由加压板嵌件（25）中的孔（52）构成，孔中流过一种载热介质。

11、按照权利要求1至10之一所述之设备，其特征为：密封装置结构（17）位于加压板（11、12）凸起的边缘（26）上，处在凸起边缘（26）的范围内并沿按加压带运行方向设置的滑动面密封装置（18、19）的侧面部分（51）的这一部分加压带（7、8）通过压力介质（28）借助于对流来冷却，压力介质通过设置于侧面部分（51）上的内滑动面密封装置（19）附近，朝加压室（16）一侧的孔（41）被吸走，这些孔与位于凸起边缘（26）中的总管（40）相连，压力介质经孔（41）、总管（40）被送往压力介质贮存器中。

12、按照权利要求1至10之一所述之设备，其特征为：密封装置结构（17）设在加压板（11、12）凸起的边缘（26）上，并在此凸起的边缘（26）上沿着按加压带运行方向设置的内滑动面密封装置（19）的侧面部分（51）朝加压室（16）那一边装有导热元件（42），导热元件的一个表面靠在凸起的边缘（26）上，而以其另一个表面与加压带（7、8）上对着密封装置结构侧面部分（51）的那一部分滑动接触，所以热量从加压带的这一部分导往加压板（11、12）。

13、按照权利要求1至10之一所述之设备，其特征为：密封装置结构（17）设在加压板（11、12）凸起的边缘（26）上，而沿密封装置结构（17）后端部（43），亦即沿与加压带（7、8）前进方向垂直并从加压带（7、8）前进方向看为装在加压板嵌件（25）后面的滑动面密封装置部分，并对着凸起的边缘（26）所在范围的这部分加压带（7、8）通过流动压力介质（29）借助于对流来冷却，压力介质通过设在后端部（43）附近朝加压室（16）一侧的孔（41）被吸走，这些孔与位于凸起的边缘（26）中的总管（40）相连，压力介质经孔（41）、总管（40）被送往压力介质贮存器中，所以当加压带（7、8）经过密封装置结构（17）的后端部（43）时，它所具有的温度最高等于密封装置的材料所能承受的最大温度。

14、按照权利要求1至10之一所述之设备，其特征为：密封装置结构（17）设在加压板（11、12）凸起的边缘（26）上，在凸起的边缘（26）上沿密封装置结构（17）后端部（43），亦即沿与加压带（7、8）前进方向垂直并从加压带（7、8）前进方向看为装在加压板嵌件（25）后面的滑动面密封装置部分，并朝加压室（16）的那一边装有导热元件（44），它的一个表面靠在凸起的边缘（26）上，而以其另一表面与加压带（7、8）上处于密封装置结构后端部（43）与加压板嵌件（25）之间的那一部分滑动接触，所以热量从加压带的这一部分导往加压板（11、12），当加压带经过后端部（43）时，它所具有的温度最高等于密封装置的材料所能承受的最大温度。

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