[发明专利]液垫均压装置及使用这种装置的平板压机

说明书

1.技术领域

本发明涉及液垫均压装置，更具体地说涉及一种内部冲注液体材料、具有传递压力并使压力均匀分布功能的液垫均压装置。本发明还涉及使用这种液垫均压装置的平板压机。

2.背景技术

平板压机是平型压板作为施压工作部件的压机，其主要用途是压制板状、带状产品，如各类橡塑输送带、人造板等。为了制得品质优良、厚度及致密度均一的产品，平板压机所提供的压力必须足够大，并且压力的分布必须足够均匀，以保证被压制的板状产品的各部分能在足够大的相同的压强下完成制作过程。

事实上，平板压机特别是大型平板压机在工作状态下受多种因素制约，其施于被加工工件的压力分布都存在程度不等的不均匀现象。这些因素包括设计、加工制造、安装精度及工况条件下压机各部件产生的变形等。压力分布不均匀导致所加工产品的致密度、尺寸、外观及内在性能波动，是平板压机力求避免的。为改善压力分布均匀性，迄今所采取的技术方案取得一定进展，但有些方案造成部件庞大笨重，有的导致设备复杂，有的对部件加工、安装精度提出更高的要求。这都不可避免地提高了压机的造价，也增加了压机运行的费用和能耗，并且至今平板压机输出压力分布不均匀的问题仍未得到彻底解决，以下列出三种已被实施的方案进行说明。为方便表述，首先设置一个平板压机模型。在各种平板压机中，由于愈是压板尺寸大的压机其压板输出压力的分布愈是不均匀，所以模型选择由多个液压缸提供压力并以多块框板为承力部件的平板压机。属于这类压机的典型代表是用于输送带等橡胶制品硫化的平板硫化机及用以压制复合人造板的平板压机。图1即为平板压机的模型机的中段的透视图。本说明书中虽然以此模型为代表说明各方案，但所涉及的原则及具体方案同样适用于其它如柱式或多层式平板压机等机型。

既有方案之一是在液压缸柱塞与压板之间以及框板与压板之间设置高刚度、高平整度的垫板(或称垫台)，即图1中的垫板8和垫板2。垫板8承受液压缸柱塞9施与的力并将此力传递给压板6，进而施压于被加工工件5，加工工件5的另一面受到来自上压板4的作用力，垫板2起到框板1和压板4之间力的传递作用。3和7代表隔热层，当压板需要在加热状态工作时起减少热传导量的作用。

在本方案中，多个液压缸柱塞对垫板的作用力是呈“点”状分布的，而框板对垫板的作用力是呈条状分布的。这两种作用力在垫板上的全面积上的分布都是极不均匀的。垫板的作用就是将这种分布极不均匀的力转换成均匀分布的力作用于压板。这就要求垫板自身有高的刚性，在工作状态下不产生或只产生极微小的变形。垫板还必须具有一个足够平整的表面，才能保证垫板对平型压板的作用力分布均匀。当然压板上也必须有足够平整的表面与垫板的作用面对应。鉴于大型平板压机的总压力常达数千甚至万吨以上，而垫板的面积也达到数平方以至数十平方米，为了实现只产生极小变形的要求，垫板除采用刚性优良的材料如铸铁、铸钢外，还必须设计得足够厚重。因此，传统的大型平板压机均设置笨重且加工精细的垫板，而且愈是对压力分布均匀要求高的平板压机，其垫板也愈厚重、加工精度也愈高。即使如此，垫板在工作压力下仍会不同程度地产生变形，其作用于压板的压力仍呈不均匀分布。因此，本措施实施的代价高昂，而效果却是有限的。

方案之二是针对大型平板压机因加热压板导致其产生翘曲变形进而改变其输出压强分布状态而设计的。在图1中，由于某些设定的工艺条件要求对压板4、压板6加热，而热状态运行的压板必然产生传热给相邻的垫板2、垫板8。虽然设置了隔热层3和7，其作用只能减少热传导，并不能完全阻止垫板与压板相邻的面温度升高。这种热会继续向垫板的另一侧传递。由于垫板是一个厚度常达数百毫米的厚重部件，受导热性能、散热条件等因素的影响，工作状态下垫板的上、下面及不同部位温度是不一致的，不同的温升导致材料产生不同的热变形，使垫板产生翘曲而破坏其原本的平整状态。垫板各部位温差愈大以及尺寸愈大，其平整度改变的绝对值愈大，由此造成的垫板施与压板的力的分布均匀性所遭受的影响也愈大。该技术方案的出发点是消除或减小垫板不同部位的温度不一致，采用在垫板内部打孔或以其它方式形成导热液体介质流动的通道，通过液体介质的循环流动达到缩小不同部位温差的目的。温差的缩小减小了垫板的翘曲变形，有助于改善热状态工作的大型平板压机的输出压力分布不均匀现象。本技术方案的缺点是垫板的加工会更复杂，加上增设的热平衡系统，提高了设备的制造成本和运行维护费用。