用于制造封闭端陶瓷管的方法及模具技术

在一挤压成形陶瓷管端部制作一端盖的方法及模具。端盖成形模有一本体，其被构造得靠置于一挤压成形模上，并设有一制作端盖用的端盖形成腔。在本体内设置一反填料容器，以接纳来自端盖形成腔的陶瓷料。一连通端盖成形腔及反填料容器的通道。端盖形成腔被定位得本体置于成形模上时，陶瓷料能被挤入端盖形成腔并经通道进入反填料容器。一柱塞伸入反填料容器迫使陶瓷料从反填料容器经通道返回端盖形成腔以被压实，以使其有大体均匀的密度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于1999年8月10提交的美国申请60／147 818的优选权，上述申请用作本申请的参考资料。本专利技术涉及用于制造一陶瓷管之一端盖的方法及模具。其中，陶瓷管被挤压入该模具中确定的一端盖形成腔中。具体地说，本专利技术涉及这样的一种方法和模具，其中，陶瓷材料被反填充入端盖形成腔中以使陶瓷材料压实，从而使端盖内的陶瓷材料具有基本均匀的密度。高温气体分离和发热件反应器的制造和运行依赖于大量陶瓷氧气输送膜件的市场供应能力。在一种方案中，这些膜件被设置成管型壳体反应器的薄壁管阵列。使用此结构方案的反应器系统依赖于金属反应器壳体内的管件阵列。但是已经发现，当安装在金属反应器中的敞口端管阵列在运作温度超过1000℃的条件下热力循环时，在保持气密性密封和管整体性方面存在着一些问题。由于这种开口端管的高故障率，工业上产生了一种研制封闭端管的想法。但是，这不是一种简单的任务，因为对于封闭端管是有商业价值考虑的。重要的是该管包括管端在内的整个管长度上其操作性及工作效能要保持相同。为此，这种管在其全长范围内必须具有均匀的厚度、密度和强度。陶瓷管可以用模压成型、铸造，挤压成型以及本领域技术人员公知的其它方法来制造。市售陶瓷管通常用挤压成形方法来制造，从而提供在全管长范围上其密度、强度及厚度均匀的管子。陶瓷材料通常是一种在粘结剂中的陶瓷料氧化物粉。陶瓷料氧化物粉／粘结剂系统通常被制成可成形的软膏，其用模具被挤压以形成一种处于“湿态(green)”的管，然后经热处理部分地除去粘结剂而留下一素瓷烧制体，接着通过高温热处理进行烧结和致密化。如果管的一端被封闭时，那末管堵(即为管封闭)或帽盖要在制备素瓷烧制体之前制成。虽然有着各种各样的制作敞口端陶瓷管的的方法，但已经证明，现有技术中用于陶瓷管的制造管堵的方法不能令人满意。通常，管堵是用塞堵或盖帽来实现的。塞堵要求在一个与管成形不同的操作工序中来制作塞件。由于湿体的易碎性，故通常由人工将塞件湿润后进行手工堵塞，将塞件插入管之开口端后再模制一起成为工件。用堵塞方法使管封闭的结果会导致管端形成变化的密度和强度。而且由于需要小心地控制它们的连接部分，所以用堵塞方法使管封闭的技术不是有商业价值的生产方法。就盖帽来说，管的挤压成形要求材料被强制通过含有一环状空间的挤压模具，在环状空间的中心有一芯轴。环状空间与芯轴的直径差值控制了管壁厚度。为确保均匀的管壁厚，该芯轴一般通过一阵列的悬挂支承件(1ets)被置于环状空间的中央处，这些悬挂件被定位成一个带有如90°间隔(通常称为“十字架”的)那样的有规律间隔的圆形图案。在挤压成形期间，当材料通过芯轴和“十字架”期间被分裂成四部分，之后随着材料超过该环状空间又被重新合并。就传统的盖帽来说，材料首先通过环状空间、芯轴和“十字架”，然后被强制进入一盖帽模。随着帽盖的成形，管长也被挤压成形。然而，由此方法形成的帽盖一般呈现出由于材料从四路间隔区被挤压经过芯轴而形成的重叠龟纹(ghost fissure)。产生这种现象的原因是在形成端盖的陶瓷材料之密度内分割材料产生的不连续性。这种端盖的烧结不能形成接缝密合的外表，或者，湿体之缺陷导致在端盖区域处成形管的损坏。正如所讨论的那样，本专利技术提供一种通过形成一具有均匀密度的端盖来使挤压成形管封盖的方法，由此而使整个管长度和端盖具有一均匀的强度。本专利技术提供一种在一陶瓷管端制作一端盖的方法，根据此方法，将一端盖成形模定位于一挤压成形模。该端盖成形模有一端盖成形腔，一反填料容器，及一连通反填料容器与端盖成形腔的通道。陶瓷管这样来被挤压成形，从而使形成该陶瓷管端部的陶瓷材料被强制进入端盖成形腔，并通过所述通道又进入反填料容器。该陶瓷材料然后又被强制着从反填料容器经所述通道返回到端盖成形腔以将端盖成形腔内的陶瓷材料压实，从而使形成端盖的陶瓷材料有大体上均匀的密度。最好使一部分陶瓷材料和空气能在陶瓷材料被强制回填到端盖成形腔之前被从反填料容器排走。管的挤压成形在陶瓷材料被从反填料容器强制挤压之前被中止。反填料容器最好是长形的，并且配置有用于排放部份陶瓷材料和空气的排放口。在此实施例中，陶瓷材料由一长柱塞伸入反填料容器中被强制返回到端盖形成腔。在强制挤压陶瓷材料期间，长柱塞覆盖住排放口，而在长柱塞缩回时，使排放口不被覆盖此时可从反填料容器排放部分陶瓷材料。在另一方面，本专利技术还提供一种在一陶瓷管端部形成一端盖的端盖成形模具。根据本专利技术这一方面，该模具设有一被构造得靠置在一(管)挤压成形模上的本体。此本体有一用以成形端盖的端盖成形腔，一反填料容器，其用来接纳从端盖成形腔来的形成陶瓷管的陶瓷材料，一个连通于端盖成形腔与反填料容器之间的通道。端盖形成腔被这样来定位，以便当本体靠置在挤压成形模上时，形成该陶瓷管之端部的陶瓷材料能被强制挤入端盖成形腔，然后经通道进入反填料容器。一柱塞伸入反填料容器，以便迫使陶瓷材料从反填料容器经通道返回端盖成形腔而将端盖成形腔中的陶瓷材料压实，从而使形成端盖的陶瓷材料具有基本均匀的密度。反填料容器可以是长形结构，并能提供一用以排除陶瓷材料和空气的排放口。柱塞也可以是长形的，并可以被构造得在陶瓷材料被压回到端盖成形腔时覆盖住所述排放口。当陶瓷材料和空气被排放时，柱塞被缩回到露出排放口。最好使反填料容器，通道及端盖成形腔是同轴的。虽然说明书结合权利要求书清楚地表明了本专利技术技术主题，但是参考附图可以更好地理解本专利技术。各附图为附图说明图1是本专利技术之一液压缸和一端盖形成模组件的俯视图；图2是图1所示端盖成形模的局部剖视图；图3是本专利技术之一端盖模被靠置于一挤压成形模的放大局部剖视图，由此，一圆筒形陶瓷管被挤压成形。参看图1，现在介绍本专利技术的端盖成形模具1。端盖成形模1与液压缸组件2连接，组件2用来使一端盖成形模1中的柱塞往复运动。如将要讨论的那样，端盖成形模1被用来与一挤压成形模连接(在下面用数码4标示此模具)。通过与一安装板3连接的未示出的一单独液压缸组件，使液压缸组件2相对挤压模运动以进入或退出工作位置。再参看附图2，端盖成形模1配置一本体10，本体10具有一用于形成端盖的半球形端盖成形腔12。如要讨论的那样，在挤压成形期间，该管件沿箭头“A”所示的方向在挤压压力作用下运动。结果是，陶瓷材料被强制地挤入端盖成形腔12内而接受此腔的半球形形状。本体10还配置有一圆筒形结构的反填料容器14及一连通端盖形成腔12与反填料容器14之间的通道16。当陶瓷管被挤压入端盖成形腔12时，陶瓷材料也由于这种朝前行程的挤压而被强制地经通道16进入反填料容器14。之后，在反填料容器14中的陶瓷材料被强制地经通道16反压回到端盖形成腔12中以将陶瓷材料压实，从而该陶瓷材料具有均匀的密度。此种大体上均匀的密度缓解了由于挤压过程内的不连续性引起的那种缺陷。该不连续性是通过用于挤压成形模内包含的心轴之十字架(spider)支承产生的。一长圆柱状的柱塞18伸入反填料容器14中，并且通过液压组件2而可往复运动。液压组件2设有一螺纹配件20，该配件20可被拧入本体10的端部螺纹孔22中，由此而使液压缸组件2与本体10以螺纹方式连接。最好设置一对尼龙擦净器24和26以防止在柱塞18往复运动期间陶瓷材料被带入液压缸组件2中。应该注意，为了方便液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来在陶瓷管一端部制造一端盖的方法，此方法包括：将一端盖成形模定位地靠到一管成形模上，该端盖成形模具有一端盖形成腔，一反填料容器及一连接在所述端盖形成腔和反填料容器之间的通道；挤压成形该陶瓷管，从而使用于形成该陶瓷管端部的陶瓷材 料被强制地进入端盖形成腔，并通过所述通道进入反填料容器；以及强制地使所述陶瓷材料从该反填料容器经所述通道返回到端盖形成腔，以将此腔中的陶瓷材料压实，从而使形成端盖的陶瓷材料有一基本均匀的密度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM科尔普斯，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]