專利名稱:具有環(huán)形充氣腔的壓制機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及具有容納在剛性外部管形體內(nèi)的充氣腔的壓制機(jī)，在放氣狀態(tài)下，沿其整個(gè)長(zhǎng)度對(duì)插入由環(huán)形充氣腔包圍的中央空間內(nèi)的任何物體施加必要的徑向壓力。
這類壓制機(jī)是眾所周知的，其中充氣腔呈放氣的圓柱形套筒狀，它采用彈性伸長(zhǎng)材料，例如合成橡膠制造，故在嵌入待壓制物體之前，先使其收縮，然后將套筒充氣，使充氣腔擴(kuò)張，以此壓制該物體。充氣腔的內(nèi)側(cè)環(huán)形壁直接接觸待壓制物體。
在壓制過(guò)程中，被壓制物體的外徑縮小。換言之，充氣腔內(nèi)的壓力越高，被壓制物體的直徑就縮得越小，充氣腔的環(huán)形內(nèi)壁也就相應(yīng)地減少其周長(zhǎng)，以跟隨被壓制物體的尺寸變化，內(nèi)壁被壓力推向被壓制物體。
實(shí)際上，環(huán)形內(nèi)壁為適應(yīng)被壓制物體直徑的減小而形成大量褶皺，其大小隨壓力的增加而逐漸增大。
這些褶皺是致使用以構(gòu)成充氣腔的材料變?nèi)鹾涂焖贀p壞的原因。在褶皺底部的材料上可以觀察到一個(gè)重要的壓制效應(yīng)，由于擠壓效應(yīng)，可能導(dǎo)致材料的破裂。比較起來(lái)，特別是靠近被壓制物體的褶皺也被明顯延伸，且延伸率常常超過(guò)50%，甚至可能大于合成橡膠的彈性極限(400%～500%)。而且，在壓制期間，這些褶皺的尺寸不斷地增大，施加在被壓制物體上的壓強(qiáng)不等于施加在那些緊貼著被壓制物體的被壓平的腔壁區(qū)域上的壓強(qiáng)。
本發(fā)明的主要目的是提供一個(gè)壓制機(jī)，該壓制機(jī)具有由合成橡膠制造的環(huán)形充氣腔，并具有可對(duì)待壓制物體施加壓力而當(dāng)被壓制物體由于壓力作用而減小時(shí)不產(chǎn)生褶皺的環(huán)形內(nèi)壁。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是這樣達(dá)到的，壓制機(jī)具有剛性的外面呈管狀的支持體，具有一個(gè)外壁能對(duì)所述的支持體作用而內(nèi)壁能對(duì)被壓制物體施加作用的環(huán)形的可充氣的合成橡膠腔，在充氣腔外壁實(shí)質(zhì)上作用到管狀支持體內(nèi)壁的同時(shí)，腔體內(nèi)的壓力是腔體內(nèi)壁施向被壓制物體的最大壓制壓力，然而，內(nèi)壁的垂直截面有一個(gè)周長(zhǎng)為當(dāng)充氣腔內(nèi)的壓力實(shí)質(zhì)上等于周圍介質(zhì)的壓力時(shí)的一個(gè)相同垂直截面周長(zhǎng)的(1～0.85)倍。
為便于說(shuō)明，假定被壓制的物體至少近似于圓柱體，其壓制前的直徑標(biāo)作DO，壓制后的直徑標(biāo)作DP，當(dāng)與大氣自由接通時(shí)，充氣腔內(nèi)徑為DGO，在壓制結(jié)束時(shí)，值在DGO與0.85DGO之間。最好采用一個(gè)等于0.9DP左右的值。
這對(duì)于采用固定的連接方式夾住充氣腔的外壁使其繼續(xù)壓向剛性外支持體也是有利的。因此，假如腔體被排空，就使它的內(nèi)壁緊貼它的外壁。充氣腔就此有一個(gè)徑向厚度，估計(jì)不超過(guò)20毫米，并給出兩個(gè)重疊壁中的每個(gè)重疊壁的厚度和聯(lián)接裝置的厚度(它們的變化很大程度上取決于它們的特性)。在此情況下，當(dāng)腔體排空空氣時(shí)，為了在腔體內(nèi)沒(méi)有空氣時(shí)，留出徑向空隙，以方便地把所述的物體插入腔體內(nèi)，腔體的內(nèi)徑DGV應(yīng)大于被壓制物體的外徑DO。然而，為了使腔體內(nèi)壁和待壓制物體接觸前的靜態(tài)沖量為最小，該間隙應(yīng)盡可能地小。通常，腔體抽空時(shí)的內(nèi)徑和被壓縮物體的外徑之間的關(guān)系應(yīng)為DGV＝(1.015～1.035)DO。
待壓制物體不可能被壓縮到直徑為零。大量的觀察已徑表明，在大多數(shù)情況下，壓制后的直徑DP約等于壓制前的直徑DO的80%。
因此，充氣腔內(nèi)壁直徑是在數(shù)值DGV和DGO之間變化，其中DGV是腔體被抽空時(shí)的值(≤1.035DO)，DGO是壓制結(jié)束時(shí)的值，它等于DP或不小于0.85DP，給其一個(gè)最小值0.85×0.8DO(因?yàn)镈P＝0.80DO)，即0.68DO。
此外，因?yàn)閴褐平Y(jié)束時(shí)的內(nèi)壁直徑與腔體內(nèi)沒(méi)有壓力或呈真空時(shí)的直徑相同，觀察到腔體內(nèi)壁的值DGV伸長(zhǎng)到0.80DO與1.035DO之間，這是作用于腔體外壁的聯(lián)接裝置以及待壓制物體插入之前在腔體內(nèi)形成的減壓所共同產(chǎn)生的組合效應(yīng)所造成的結(jié)果。能夠容易地檢測(cè)該伸長(zhǎng)率約為30%。通常認(rèn)為，合成橡膠的伸長(zhǎng)率不超過(guò)50%時(shí)，其性能是令人滿意的。
因此，采用夾持充氣腔外壁，使其持久壓向外支持體的固定聯(lián)接裝置的壓制機(jī)，能滿足對(duì)被壓制物體進(jìn)行有規(guī)律的和均勻的壓制所必需的一切條件，而充氣腔的內(nèi)壁又不會(huì)形成褶皺和過(guò)度的延伸。
另外，當(dāng)腔體外壁被固定壓向外支持體時(shí)，最好讓它處于延伸狀態(tài)。
任何保持腔體氣密性和不在外壁上施加過(guò)度應(yīng)力的合適裝置，都可被用作充氣腔外壁和固定的外部支持體之間的聯(lián)接裝置。例如，聯(lián)接可以是將合成橡膠粘結(jié)到支持體表面的化學(xué)方法，支持體最好用金屬制造。聯(lián)接也可以是用平面部分固定到腔體外壁和支持體的機(jī)械方法。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多塊連續(xù)的板以間隔設(shè)置的方式裝在腔體的內(nèi)部，所述的板在腔體的軸向方向延伸;其中每塊板至少固定在通過(guò)氣密狀態(tài)的腔體外壁的一根徑向棒上，徑向棒自由地通過(guò)外支持體上的相應(yīng)的孔。每個(gè)徑向棒都有拉力和鎖定裝置，例如螺帽，持續(xù)把相應(yīng)的板拉向支持體，直到所述的板緊密地把腔外壁緊貼支持體的內(nèi)表面。
最好，使每塊板橫向彎曲，使它的彎曲半徑等于或大于支持體內(nèi)表面的彎曲半徑，以保證腔體外壁妥當(dāng)?shù)鼐o貼支持體。
現(xiàn)在給出一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明，而沒(méi)有任何限止意義，并且不拒絕可能的變化。參照附圖，其中圖1是本發(fā)明壓制機(jī)的橫截面圖解，表示充氣腔和外支持體之間聯(lián)接前的壓制機(jī)。
圖2是在充氣腔和外支持體之間產(chǎn)生聯(lián)接作用后與圖1相同的截面圖，圖的上半部表示腔體含有近似于一個(gè)大氣壓的空氣，圖的下部表示腔體被抽空時(shí)的情況。
圖3和圖4表示充氣腔內(nèi)有物體的橫向和縱向剖面圖，每個(gè)圖的上半部表示壓制之前，每個(gè)圖的底部表示處于壓制狀態(tài)的壓制機(jī)。
一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的壓制機(jī)包括一個(gè)剛性的管狀外支持體[1]，當(dāng)待壓制物體是圓柱形時(shí)，具有一個(gè)內(nèi)徑為D的圓柱形的形狀。在支持體[1]的內(nèi)部有一個(gè)用彈性體類(天然或人造橡膠、聚氨酯、硅橡膠……)彈性材料制造的充氣腔[2]。在其自由狀態(tài)，由圖1可以看到，腔體[2]通常表現(xiàn)為具有外圓柱壁[3]和內(nèi)圓柱壁[4]的圓柱形環(huán)狀套筒。其直徑小于外支持體[1]的內(nèi)直徑D。在圖4中可以看到，外支持體[1]和腔體[2]大體上與待壓制物體C等長(zhǎng)。腔體[2]的內(nèi)腔[5]借助于底部的管子[6]與外部聯(lián)通，使其能夠膨脹和縮小，管子[6]經(jīng)過(guò)相應(yīng)的開(kāi)口[7]穿過(guò)支持體[1]。假如腔體[2]使用壓縮氣體，管子[6]已足夠。因此，為安全起見(jiàn)，為了使腔體[2]膨脹，最好使用加壓的液體，在此情況下，在腔體的頂部安裝了一個(gè)氣體排出管[8]。這根氣體排出管[8]也穿過(guò)支持體[1]。
圓環(huán)形連續(xù)的板[9]排列在腔體[2]的內(nèi)腔[5]內(nèi)，每一塊板[9]遍布于腔體[2]的整個(gè)長(zhǎng)度。板[9]的數(shù)目取決于腔體的直徑，實(shí)際上在圓周方向上延伸100毫米是相宜的。每一塊板[9]的中間裝了一根拉棒[10]，拉棒以密封方式通過(guò)腔體[2]的外壁[3]，這時(shí)還自由地穿過(guò)適當(dāng)大小的相應(yīng)孔[11]而穿過(guò)外支持體[1]。每一根拉棒[10]都有螺紋，在其上施加一個(gè)螺帽，螺帽擠壓支持體[1]的外表面，在棒[10]上施加一個(gè)大小可以控制的拉力。
底部管[6]和頂端排氣管[8]可以分別安裝在腔體[2]內(nèi)的相應(yīng)的板[9]上，因此，其作用如同棒[10];這些管子用與閥體相同的方式安裝，這些閥體通過(guò)自行車輪子的金屬輪緣，并與輪子的內(nèi)胎連接。
當(dāng)板[9]很長(zhǎng)或沒(méi)有足夠的剛性時(shí)，在每一塊板上可以安置多根拉棒[10]，所述的拉棒在軸向方向，也在圓周方向間隔分布。
在自由狀態(tài)(圖1)，腔體[2]與外支持體[1]徑向間隔。板[9]最好在圓周方向同另一個(gè)接觸。當(dāng)相對(duì)于腔體[2]和支持體[1]向外方向的拉力施加到這些棒[10]時(shí)，板[9]移動(dòng)腔體[2]的外壁[3]，把外壁[2]貼緊支持體[1]的內(nèi)表面(圖2)。外壁[3]在圓周方向被拉伸，因?yàn)楝F(xiàn)在板[9]圍繞分布于一個(gè)較長(zhǎng)的圓周，故板[9]相互隔開(kāi)。板[9]必須有足夠的剛性，使它們?cè)谡麄€(gè)面上均勻地把外壁壓向支持體。它們可以用金屬(普通鋼、不銹鋼、鋁……)或用塑料材料制成。
只要腔體[2]自由連通外界，內(nèi)壁[4]就要承受一個(gè)最小的圓周延伸(即使有的話)，因此都有一個(gè)內(nèi)徑DGO。
當(dāng)準(zhǔn)備使用依照本發(fā)明的壓制機(jī)時(shí)，其壓制狀態(tài)為腔體[2]的外壁[3]繼續(xù)貼緊剛性外支持體[1]的內(nèi)側(cè)面。正如上述，板[9]和拉棒[10]僅僅是可以被等效方式替代的機(jī)械連接方式的一個(gè)例子。
壓制機(jī)的尺寸，特別是腔體[2]和支持體[1]的直徑都由待壓制物體的直徑?jīng)Q定。假定待壓制物體在壓制前有一個(gè)直徑DO(見(jiàn)圖3和圖4的上半部)以及在壓制后有一個(gè)直徑DP(見(jiàn)所述圖的下半部)，當(dāng)氣體被抽空時(shí)，腔體[2]應(yīng)有一個(gè)內(nèi)直徑DGV(見(jiàn)圖2的下半部)，允許待壓制物體C容易地被放入。實(shí)際上，DGV應(yīng)在1.015DO到1.035DO的范圍內(nèi)，即它應(yīng)為1.020DO當(dāng)待壓制物體C已經(jīng)被放入抽空的腔體[2](圖3和圖4的上半部)，腔體借助于液壓膨脹，直到達(dá)到最大的壓力值(本例是50巴)。物體C的直徑被減小到DP，DP也是腔體[2]內(nèi)壁[4]的直徑(見(jiàn)圖3和圖4的下半部)。
在物體C完全被壓制的情況下，內(nèi)壁[4]必定已真正回復(fù)到如圖[2]所示的它的自由直徑DGO。然而，在物體C直徑小于DGO的壓制終點(diǎn)內(nèi)壁直徑可能收縮，例如，它可能有一個(gè)大約等于0.85DGO的直徑DP。這是因?yàn)閮?nèi)壁[4]在圓周方向的過(guò)分長(zhǎng)度是被壓力作用于腔體[2]而徑向伸長(zhǎng)緩沖到某種程度(到所述關(guān)系或給定的極限)。在壓制終了時(shí)，直徑DP(對(duì)應(yīng)于處在自由狀態(tài)下的內(nèi)壁[4]直徑DGO)的任何進(jìn)一步減小都會(huì)發(fā)生形成褶皺的危險(xiǎn)，而這褶皺正是希望避免的。
考慮到這樣的事實(shí)，外壁[3]在聯(lián)接裝置[9]、[10]作用下的伸長(zhǎng)一定不能超過(guò)腔體[2]的彈性材料所能經(jīng)受的伸長(zhǎng)，外支持體[1]的內(nèi)徑D能從上面推導(dǎo)出來(lái)。
依照本發(fā)明的壓制機(jī)能用來(lái)壓制除圓柱體之外的物體，任何物體都可以被壓制，只要有可能制造一個(gè)帶有內(nèi)壁[4]的充氣腔[2]。當(dāng)腔體處于自由狀態(tài)時(shí)，內(nèi)壁[4]使其形狀和待壓制物體的外表面形狀一樣。在這些更為一般的情況下，基準(zhǔn)尺寸不再是直徑，而是垂直截面的周長(zhǎng)P。必須保證充氣腔的內(nèi)壁在自由狀態(tài)有一個(gè)垂直截面周長(zhǎng)P，在膨脹結(jié)束時(shí)，周長(zhǎng)處于P與0.85P之間。
依照本發(fā)明的壓制機(jī)的一個(gè)特殊用途是壓制農(nóng)作物，這些農(nóng)作物已被加工成互相分隔的薄層，如同在公開(kāi)的法國(guó)專利申請(qǐng)8307451所敘述的，對(duì)所述的作物進(jìn)行脫水(紫苜蓿、甜菜漿、釀酒后的糟粕，……)，以最小的能耗得到50%以上的干燥物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種壓制待壓制物體[c]的壓制機(jī)，該壓制機(jī)包括剛性外部管狀支持體[1]，具有貼緊支持體[1]內(nèi)側(cè)面的外壁[3]及緊貼待壓制物體[c]的內(nèi)壁[4]的環(huán)形充氣腔[2]，其特征在于外壁[3]設(shè)置在與外部支持體[1]相對(duì)的一部分緊固面上，腔體[2]被充氣到待壓制物體[c]達(dá)到最大壓制狀態(tài)的最大充氣壓力，而內(nèi)壁[4]垂直截面的周長(zhǎng)是當(dāng)所述腔體[2]內(nèi)的壓力實(shí)質(zhì)上等于環(huán)境介質(zhì)的壓力時(shí)同一垂直截面周長(zhǎng)的1～0.85倍。
2.如權(quán)利要求
1所述的壓制機(jī)，其特征在于其包括夾持充氣腔[2]外壁[3]的固定聯(lián)接裝置[9、10]，在所述的腔體[2]內(nèi)部以任意的加壓或減壓值壓向外支持體[1]。
3.如權(quán)利要求
2所述的壓制機(jī)，其特征在于外壁[3]伴隨著它的永久延伸的周長(zhǎng)被夾住壓向外支持體[1]。
4.如權(quán)利要求
2所述的壓制機(jī)，其特征在于聯(lián)接裝置包括在腔體[2]內(nèi)部一個(gè)接著一個(gè)在長(zhǎng)度方向延伸環(huán)繞圓周排列的板[9]，每一塊板[9]上至少裝上一根拉棒[10]，拉棒[10]以密封方式通過(guò)外壁[3]，自由地通過(guò)支持體[1]，用安置在支持體外側(cè)的拉力或鎖定裝置使板[9]緊貼外壁[3]壓向外支持體[1]。
5.如權(quán)利要求
4所述的壓制機(jī)，其內(nèi)充氣腔[2]裝有充氣和排氣管[6]和可選擇的空氣排出管[8]，其特征在于每一所述的管[6]、[8]是同板[9]一起裝在腔體[2]內(nèi)，其作用和拉棒[10]相同。
專利摘要
一個(gè)充氣腔[2]裝在外部支持體[1]內(nèi)，充氣腔的外壁[3]用板[9]和拉棒[10]緊貼支持體的內(nèi)壁，以這樣的方式，當(dāng)腔體[2]處于大氣壓下時(shí)，內(nèi)壁[4]實(shí)際上有相同直徑(DGO)，當(dāng)腔體以它的最大壓力向待壓制物體時(shí)，內(nèi)壁[4]受壓。
文檔編號(hào)B30B9/02GK86102241SQ86102241
公開(kāi)日1987年10月14日 申請(qǐng)日期1986年3月31日
發(fā)明者羅伯特·鄧契伯, 羅蘭·彼列佛, 伯特里克·特羅契托 申請(qǐng)人:高等技術(shù)和工藝研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan