Устройство для отверждения полимерного материала

 

Использование: изобретение относится к установкам для отверждения полимерных материалов лучистой энергией ультрафиолетового излучения с регулированием освещенности при информативности процесса отверждения. Сущность изобретения: устройство согласно (И), (У) дополнительно снабжено оптически связанными между собой блоком формирования светового потока (БФП) и блоком приема светового потока (БПП), соединенного с информационно-измерительной системой (ИИС), состоит из рамы с платформой, транспортного средства с кареткой, соединенной кожухом подвижно с корпусом, выполненным с камерой, с размещенным в ней с возможностью его вертикального перемещения. Блок приема светового потока, соединенный с информационно-измерительной системой, установлен по ходу светового потока, выполнен с камерами, снабженными объективами и приемниками излучения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к установкам для отверждения полимерных материалов лучистой энергии, в частности, ультрафиолетовым излучением и может быть использовано при изготовлении плоских и гнутых изделий, например, в автомобильной, медицинской или других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство, содержащее корпус камеры для обработки материала, соединенный с системой подачи и отбора газа, установленные в нем источник излучения с оптическими средствами для направления светового потока и платформу для укладки изделия. (1).

В известном устройстве источники излучения расположены в одной закрытой полости камеры обработки материала и облучают как материал, так и стенки камеры, в связи с чем материал облучают как световой поток от источников излучения, так и от стенок камеры, что увеличивает потери световой энергии излучаемой источниками излучения и осложняет регулирование освещенности поверхности выбранного участка.

Кроме того, в известном решении отсутствует возможность регулирования освещенности материала в отдельно выбранных участках его поверхности в зависимости от условий проведения процесса отверждения, что снижает технологические возможности установки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей установки путем регулирования освещенности при увеличении информативности процесса отверждения.

Технический результат достигается тем, что устройство для отверждения полимерного материала, содержащее корпус камеры для обработки материала, соединенной с системой подачи и отбора газа, установленные в нем источник излучения с оптическими средствами для направления светового потока и платформу для удаления изделия, согласно изобретения снабжено смонтированными на нижней поверхности платформы блоком приема светового потока в виде равномерно распределенных по рабочей поверхности проходных камер со смежными стенками, на входе каждой из которых расположен объектив, на выходе приемник излучения, соединенный с информационно-измерительной системой, а также несколькими расположенными равномерно по рабочей поверхности напротив приемников излучения дополнительными источниками излучения, заключенными с возможностью изменения положения по высоте каждой в проходную камеру, имеющую камеру, имеющую на выходе поворотные экраны.

При этом оптические средства могут быть выполнены в виде съемных светофильтров и объективов.

Кроме того, проходные камеры источников излучения смонтированы в корпусе камеры в виде съемного блока.

На фиг. 1 изображен общий вид установки для отверждения полимерного материала на плоских изделиях с ее размером; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Установка для отверждения полимерного материала содержит раму 1, выполненную с платформой 2, транспортное средство 3.

Платформа 2 выполнена со сквозным отверстием и имеет верхние и нижние опорные поверхности.

Корпус 4 выполнен с внутренней камерой 5 для обработки материала, закрытой сверху съемной крышкой с направляющими втулками 6, опорным кольцом, расположенным на его наружной поверхности и фланцем с его нижнего торца, с размещенным в нем уплотнительным элементом.

Камера 5 выполнена светонепроницаемой и соединена посредством трубопроводов и регуляторов расхода 7 с системой напуска и откачки газа.

Внутренние стенки камеры 5 покрыты светопоглощающим покрытием, например, чернением.

Стойки 8 установлены по контуру корпуса 4 и жестко соединены с его опорным кольцом и фланцем.

Транспортное средство 3 обеспечивает корпусу 4 и кожуху 9 вертикальное перемещение относительно платформы 2.

Кожух 9 установлен на стойках 8 с возможностью перемещения вдоль корпуса 4 и жестко связан с кареткой транспортного средства 3.

Упругие элементы 10 выполнены, например, в виде пружин сжатия и установлены на стойках 8 и обеспечивают требуемое усилие давления на уплотнительные элементы через фланец корпуса 4 к платформе 2 от перемещения кожуха 9 транспортным средством 3.

Блок формирования светового потока 11 установлен в камере 5 на опорах корпуса 4 своими базирующими элементами 12 с зазорами к его боковым стенкам и выполнен съемным, например, в виде набора вертикально расположенных рядами идентичных секций, прямоугольной формы в поперечном их сечениях, соединенных между собой смежными стенками и выполненных с каналами 13 с входными 14 и выходными 15 окнами и снабженных экранами 16 и источниками излучения 17 со светофильтрами 18.

Базирующие элементы 12 выполнены, например, с пазами и обеспечивают блоку формирования светового потока 11 съемность и его подвижность в горизонтальном и вертикальном направлении.

Крепление блока формирования светового потока 11 к опорам корпуса 4 осуществляется, например, винтами.

Каналы 13 образованы стенками каждой секции и служат для прохождения светового потока от источника излучения 17 в направлении выходного окна 15, платформы 2 и блока приема светового потока 19. Каждое выходное окно 15 образует своей открытой площадью зону облучения, определяемую его геометрической формой и размерами, и может быть выполнена, например, с прямолинейными или криволинейными поверхностями по наружному их контуру или их расположением относительно платформы 2.

Экраны 16 размещены, например, внутри полости каждого канала 13 на двух противоположных стенках секций, между его выходным окном 15 и источником излучения 17 и выполнены в виде однотипных шторок пластинчатого типа, закрепленных на осях, соединенных с приводом их перемещения.

Привод обеспечивает возможность каждому экрану 16 независимо друг от друга угловое вращение относительно оси в диапазоне угла их раствора от 0 до 180^o, с фиксацией требуемых положений.

Стенки секций каналов 13 и экранов 16, обращенных к световому потоку, выполнены с зеркально-отражающими покрытиями и определяют пространство, в котором распространяется световой поток и зону облучения.

Источники излучения 17 размещены в канале 13 каждой секции со стороны входного его окна 14 и оптически соединены с его выходным окном 15 и зоной облучения.

Светофильтры 18 установлены в отражателях 20 и выполнены съемными.

Отражатели 20 служат для направления светового потока от источников излучения 17 в направлении выходного окна 15 и зоны облучения и жестко соединены со штангой 21.

Штанги 21 размещены в отверстиях втулок 6 подвижно и обеспечивают каждому источнику излучения 17, например, независимое друг от друга возвратно-поступательное вертикальное продольное перемещение относительно выходного окна 15 и платформы 2, с фиксацией требуемых положений.

Герметизация зазора между втулками 6 и штангой 21 обеспечивается уплотнительным элементом, например, типа резиновых кольцевых прокладок.

Блок приема светового потока 19 установлен на нижней поверхности платформы 2, выполнен в виде короба с камерами 22, снабженного фланцами и съемной крышкой 23 и соединенного посредством трубопроводов с регуляторами расхода 7 с системой напуска и откачки газа.

Крепление блока приема светового потока 19 к платформе 2 и крышки к его коробу обеспечивается винтами через уплотнительные прокладки.

Камеры 22 расположены в полости короба блока приема светового потока 19, образованы перегородками, установленными во взаимно-перпендикулярных плоскостях и выполнены жесткими со светонепроницаемыми стенками, прямоугольной формы в поперечном их сечении и с входными окнами 24.

В каждой камере 22 установлены, по ходу светового потока, оправа 25 со встроенным в нее объективом 26, выполненным в виде собирающей линзы.

Приемники излучения 27 установлены, например, стационарно на крышке 23, в фокусе каждого объектива 26 и оптически связаны с ними, с выходными окнами 24, зоной облучения, выходными окнами 15, с каналами 13 и с источниками излучения 17, и выполнены, например, в виде фотоэлектрических приемников падающего светового потока.

Источники излучения 17, каналы 13, экраны 16, выходные окна 15, входные окна 24, камеры 22, объективы 26, приемники излучения 27 являются элементами оптической системы установки, формирующие световой поток и его приемку.

Приемники излучения 27 своими выводными концами соединены с информационно-измерительной системой 28, выполненной совместно с пультом управления установкой.

Системы напуска и откачки газа обеспечивает возможность создания в полостях секции блока формирования светового потока 11 и камер 5 и 22 вакуума, светопоглащающих охлаждающих или инертных газовых сред, например, азота, с регулированием величины их давления посредством регуляторов расхода 10.

Регулирование светового потока в каждой зоне обнуления канала 13 обеспечивается путем перемещения источников излучения 17, изменением площади поперечных сечений каналов 13 путем угловых перемещений экранов 16, напуском светопоглощающих газовых сред в полость камеры 5 и каждой секции блока формирования светового потока 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В отражатели 20, исходя из требований к световому потоку, направленного от источников излучения 17 в зону облучения, устанавливается светофильтры 18.

Источники излучения 17 устанавливаются в каждом канале 13 на требуемое расстояние относительно платформы 2 с фиксацией их положения, например, винтовыми зажимами.

Экраны 16 устанавливаются в начальное горизонтальное положение, полностью экранирующее платформу 2 от светового потока источника излучения 17.

По команде с пульта управления 28, корпус 3 вместе с кожухом 9 поднимается в крайнее верхнее положение транспортным средством 3.

С пульта управления 28 включается источник излучения 17. Изделие 29, с нанесенным на него слоем полимерного материала 30, устанавливается на платформу 2 в границах зон облучения каналов 13.

По команде с пульта управления 28, корпус 4 с кожухом 9 опускается транспортным средством 3 в крайнее нижнее положение до его герметичного соединения с поверхностью платформы 2.

Световой поток, прошедший от источника излучения 17 через слой отверждаемого материала 30 и изделие 29, принимается входным окном 24 каждой камеры 22 и направляется через объектив 26 на приемник излучения 27 и регистрируется в виде электрических показаний в информационно-измерительной системе 28, обрабатывается ею и выдает команды на средства управления и оператору на табло в доступной форме с индикацией по каждой зоне облучения.

В зависимости от требований к режимам отверждения материала 30, в каждой зоне облучения производят регулирование освещенности световым потоком, соответствующих ей участков поверхности облучаемого материала 30, перемещением источников излучения 17, экранов 16 и напуском светопоглощающих газовых сред в полости камеры 5 и секций блока формирования светового потока 11.

По окончании процесса отверждения полимерного материала 30, экраны 16 выводятся в начальное горизонтальное положение и экранируют материал 30 от воздействия на него светового потока источника излучения 17.

По команде с пульта управления 28, корпус 4 с кожухом 9 поднимается транспортным средством 3 в крайнее верхнее положение и изделие 29 с отвержденным слоем материала 30 выгружается из зоны облучения и передается на другую технологическую позицию.

После этого на платформу 2 устанавливается другое изделие 29 со слоем материала 30 и цикл отверждения повторяется.

Настройку установки на требуемую освещенность УФ излучением от источника излучения 17 слоя полимерного материала 30 может производиться как до начала работы, так и во время его отверждения.

Использование изобретения позволит проводить отверждение полимерного материала с регулированием его освещенности лучистой энергией при увеличении информативности процесса отверждения, что позволит расширить технологические возможности установки, повысить производительность увеличением выхода годных изделий с улучшением их качества.

Формула изобретения

1. Устройство для отверждения полимерного материала, содержащее корпус камеры для обработки материала, соединенной с системой подачи и отбора газа, установленные в нем источник излучения с оптическими средствами для направления светового потока и платформу для укладки изделия, отличающееся тем, что оно снабжено смонтированными на нижней поверхности платформы блоком приема светового потока в виде равномерно распределенных по рабочей поверхности проходных камер со смежными стенками, на входе каждой из которых расположен объектив, на выходе приемник излучения, соединенный с информационно-измерительной системой, а также несколькими расположенными равномерно по рабочей поверхности напротив приемников излучения дополнительными источниками излучения, заключенными с возможностью изменения положения по высоте каждый в проходную камеру, имеющую на выходе поворотные экраны.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптические средства выполнены в виде съемных светофильтров и объективов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проходные камеры источников излучения смонтированы в корпусе камеры в виде съемного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3