Живильник
Номер патенту: 59618
Опубліковано: 15.08.2005
Автори: Мазур Валерій Леонідович, Гаврилюк Володимир Петрович, Коновалов Микола Григорович, Хлистун Сергій Володимирович, Мазур В'ячеслав Валерійович
Формула / Реферат
Корисна модель відноситься до переробки високомолекулярних сполук у легкі пористі матеріали, зокрема, у термоізоляційні, і може бути використаний в промисловості, будівництві й інших галузях народного господарства.
Відомо пінопласт і композицію для пінопласту, що містить карбамідоформальдегідну смолу, поверхнево-активну речовину, отверджувач, і воду [А.св. СРСР №1219603, МКИ4 С08G9/04, С08L61/24, публ.23.03.86р. бюл. №11]. Композиція використовується переважно в сільському господарстві для утеплення та ізоляції. Суміш готують безпосередньо на місці використання, там же здійснюється заливка і сушіння термоізоляційного шару. Однак для використання в промисловості у якості ізоляційних виробів складної конфігурації ця композиція не підходить, тому що з неї неможливо виготовити, а тим більше транспортувати вироби конструкційного призначення і складної конфігурації через недостатню міцність матеріалу.
Відомо пінопласт і композицію для пінопласту, що містить карбамідоформальдегідну смолу, агент, що спінює, поверхнево-активну речовину, наповнювач і отверджувач [А.св. СРСР №1439112 МКИ4 С08G9/08, С08L61/24, публ.23.11.88, бюл. №43], у якій в якості стабілізатора піни використовують сульфанол НП-3, а в якості наповнювача - бетонітовий порошок. Композиція переважно використовується в шахтних виробках і інших об'єктах для захисту ґрунтів від просідання та промерзання. Дана композиція не підходить для виготовлення конструкційних матеріалів, тому що її сполука підібрана таким чином, щоб ствердження відбувалося не відразу, і отриманий піноматеріал можна було б передавати по трубопроводу в шахти, свердловини чи інші об'єкти, тобто композиція непридатна для виготовлення конструкційних виробів через недостатню швидкість ствердження матеріалу і руйнування піни, особливо при виготовленні виробів складної конфігурації.
Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, сполукою того ж призначення по сукупності ознак є пінопласт і композиція для його виготовлення, що містить карбамідоформальдегідну смолу або суміш карбамідних смол, агент, що спінює, стабілізатор піни, наповнювач і отверджувач [патент України №47368А 6С08L61/24, публ.16.06.02, бюл.№6], у якій в якості агента, що спінює, використовують 20 - відсотковий водяний розчин нітриту натрію і хлорида амонію, а в якості стверджувача - кислотний оксонієвий отверджувач, прийнято за найближчий аналог.
До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату при використанні відомої композиції відноситься те, що експлуатація виробів при підвищених температурах призводить до утворення тріщин і руйнуванню, що не дозволяє використовувати його для термоізоляції трубопроводів з температурою понад 120°С, а використання у якості агента, що спінює, нітриту натрію і хлорида амонію призводить до утворення токсичних окислів азоту, зокрема диоксида азоту.
Суть корисної моделі полягає в наступному.
Пінопласти являють собою композиційні матеріали, що складаються з полімерної матриці, наповненої газовими, рідкими і твердими включеннями. Широке використання пінопластів, зокрема, твердих, обумовлено їхніми специфічними властивостями: малою питомою вагою (легкістю) у сполученні з їх порівняно високою міцністю і гарними тепло- і звукоізоляційними властивостями.
Задача полягає в отриманні пінопласту і виготовленні з нього твердих конструкцій різної конфігурації з заданими властивостями.
Технічний результат - розробка композиції для отримання пінопласту на основі карбамідоформальдегідної смоли або суміші карбамідних смол, що зберігає текучість протягом технологічно доцільного часу, необхідного для виготовлення виробів методом заливання композиції в спеціальні форми або іншим методом, і забезпечує отримання конструкційних виробів, стійких до впливу високих температур (до + 200°С), з підвищеними міцнісними і теплоізоляційними властивостями, а також зниження токсичних викидів.
Зазначений технічний результат при здійсненні корисної моделі досягається тим, що пінопласт і композиція для його отримання, що містить карбамідоформальдегідну смолу агент, що спінює, стабілізатор піни, наповнювач і отверджувач, а особливість полягає в тому, що в якості агента, що спінює, вона містить порошкоподібний алюміній, як стабілізатор піни - поверхнево-активну речовину, обрану з ряду алкілфенолів або алкілсульфонатів, як наповнювачі
- алебастр і каолін у співвідношенні 1:0,5, а також містить кислотний отверджувач
- водний розчин ортофосфорної кислоти при такому співвідношенні компонентів, у відсотках за масою:
карбамідоформальдегідна смола
57,5-47,8
порошкоподібний алюміній
3,7-6,5
поверхнево-активна речовина з ряду
алкілфенолів або алкілсульфонатів
0,8-1,5
алебастр і каолін у співвідношенні 1:0,5
4,3-4,5
дистильована вода
5,0-6,2
кислотний отверджувач водний розчин ортофосфорної кислоти або її оксонієвої сполуки
28,7-33,5.
Дослідження конструкційних виробів з пінопласту, отриманого з композиції що заявляється, показали, що міцнісні характеристики й ізоляційні властивості обумовлені складом полімерної матриці і залежать від властивостей і характеру взаємодії компонентів, що входять у композицію. В якості полімерної матриці обрані карбамідоформальдегідна смола, що добре піддається спіненню, у кількості 57,5 - 47,8 відсотків за масою, і яку підбирають у залежності від властивостей і якості смоли, що можуть значно відрізнятись у різних марок.
Як агент, що спінює, обрано порошкоподібний алюміній у кількості 3,7-6,5 відсотків за масою, що забезпечує постійне виділення водню і повільний ріст піни, що відбувається у замкнутому просторі (формі), і спричиняє зростання тиску при ствердженні композиції, сприяючи підвищенню міцності виробу (таблиця 2), при цьому на відміну від найближчого аналогу не виділяються токсичні речовини.
Оптимальна кількість кислотного отверджувача, наприклад 50 чи 20 відсоткового водяного розчину ортофосфорної кислоти або її оксонієвої сполуки, одночасно сприяючого газовиділенню та забезпечуючого необхідну текучість композиції 28,7-33,5 відсотків за масою (таблиця 1), причому, при зменшенні кількості агента, що спінює, зменшують кількість отверджувача для запобігання передчасного гелеутворення композиції, при збільшенні - відповідно збільшують кількість отверджувача, щоб запобігти утворення великих пор, підбираючи співвідношення компонентів для отримання пінопласту з дрібнозернистою однорідною пористістю, що прямо залежить також від вмісту в композиції поверхнево-активної речовини (таблиця 1), обраної з ряду алкілфенолів, зокрема ОП-10 або алкілсульфонатів, зокрема сульфанол НП-3; у даній копмозиції поверхнево-активна речовина є стабілізатором піни і регулятором швидкості її зростання і складає 0,8-1,5 відсотків за масою; при більшому вмісті поверхнево-активної речовини міцність пінопласту знижується внаслідок її підвищеної пластифікуючої дії, а при зменшенні - пінопласт буде мати великі пори і, як наслідок, меншу кратність спінювання і велику щільність.
Для зменшення крихкості пінопласту і підвищення його амортизаційних властивостей в композицію вводять дистильовану воду, яка одночасно поліпшує текучість композиції при заливанні форм і повільність зростання піни, що дуже важливо для отримання дрібнопористої структури пінопласту і кількість якої складає 5,0-6,2 відсотків за масою; при більшому вмісті води зменшується кратність спінювання і збільшується час твердіння пінопласту, а при зменшенні - мати недостатню текучість, спінювання буде відбуватися дуже швидко і як наслідок цього пінопласт буде мати великі пори і невелику міцність.
Для збільшення міцності утвореної піни і збереження її об'єму до остаточної полімерізації карбамідоформальдегідної смоли, яка відбувається за 24 години в композицію вводять наповнювачі алебастр в каолін (таблиця 1). Алебастр на першому етапі швидко утворює кристалогідрат при взаємодії з водою, що міститься в карбамідоформальдегидній смолі, підвищуючи стійкість піни у вологому стані в необхідних межах, а надалі після ствердження, каолін робить матеріал більш еластичним, зміцнює пори пінопласту за рахунок утворення алюмофосфатних, алюмохлорідних або алюмосірчаних сполук, підтримуючи і зберігаючи пористість виробів у процесі експлуатації при підвищених температурах. Кількість і співвідношення алебастру і каоліну підібрано також експериментальним шляхом і складає 4,3-4,5 відсотків за масою. Вміст наповнювачів нижче значень, що заявляються, призводить до зниження стійкості піни при формуванні виробів і зниженню їхньої міцності; збільшення ускладнює спінення полімерної матриці, підвищую щільність і питому вагу виробів, при цьому знижуються або зовсім втрачаються ізоляційні властивості пінопласту.
Текучість композиції, що заявляється, протягом технологічно доцільного часу, наприклад, необхідного для заливання форм, забезпечують суміш дистильованої води, агента, що спінює і отверджувача, що є одночасно каталізатором, у співвідношенні, приведеному у формулі корисної моделі.
Таким чином наведені у формулі ознаки корисної моделі, що характеризують якісний і кількісний склад пінопласту і композиції для його отримання, є необхідні і достатні для досягнення потрібного технічного результату.
Проведений заявником аналіз рівня техніки, що включає пошук по патентних і науково-технічних джерелах інформації, дозволив визначити аналоги і виявити сукупність суттєвих ознак у відношенні до потрібного технічного результату відмітних ознак, які викладені у формулі корисної моделі. Отже корисна модель, що заявляється, відповідає умові "новизна".
Характер дії застосованих у композиції для отримання пінопласту, що заявляється, компонентів окремо відомий, ознак заявник провів велику експериментальну і дослідницьку роботу по підбору сполучення компонентів, їхньому взаємному впливу один на одного в конкретній композиції, що заявляється, і кількісному вмісту для досягнення необхідної міцності, стійкості до дії високих (до 200°С) температур, пористості, тобто ізоляційних властивостей, текучості - здатності формуватися у заданій формі в заданий, оптимальний, с погляду технологічності час, що ілюструється описом, прикладами, таблицями. Отже корисна модель не витікає явним чином з рівня техніки і відповідає умові "рівень техніки."
Відомості, що підтверджують можливість здійснення корисної моделі з отриманням зазначеного нижче технічного результату, полягають у наступному:
У полімерну матрицю, що складається з карбамідоформальдегідної смоли і являє собою однорідну суспензію білого кольору, вводять цільові добавки, що забезпечують спінення, а надалі ствердження композиції в конструкційний пінопласт із заданими міцносними технологічними і тепло-звукоізоляційними властивостями, що характеризуються фізико-механічними показниками, наведеними в таблиці 2.
Композицію для отримання пінопласту готують шляхом поетапного введення в карбомідоформальдегідну смолу, стабілізатора піни, пластифікатора (дистильованої води) і наповнювачів (алебастру і каоліну). Спінення композиції починається в ємності для заливання форм, об'єм якої повинен бути не менш ніж у три рази перевищувати об'єм композиції, що заливається, причому, для виготовлення виробу беруть кількість композиції з розрахунку, наприклад, 1/10 об'єму готового виробу і при перемішуванні додають у ємність, наприклад, суміш 29 масових частин кислотного отверджувача (50 відсоткового водяного розчину ортофосфорної кислоти) та 4 масових частин порошкоподібного алюмінію; компоненти перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менш 700об/хв. Спінену композицію для пінопласту вливають у форму необхідної конфігурації і закривають її. На протязі 2-3 хвилин відбувається самочинне спінення композиції в закритій формі з виділенням газу і збільшенням тиску; протягом наступних 10-15 хвилин пінопласт твердіє. Форму розкривають, виймають вироби, що мають достатню міцність для їх переміщення, і укладають на стелажі до повного ствердження на 24 години, потім вироби сушать при температурі 40-60°С до необхідної вологості.
Отримані термоізоляційні вироби з пінопласту являють собою тверді конструкції з газонаповненого матеріалу від білого до ясно-жовтого кольору з переважно пористою поверхнею.
Корисна модель ілюструється на прикладах карбамідоформальдегідної смоли КФМТ-50.
Приклад 1 (негативний)
У лабораторну форму завантажують 60г смоли КФМТ-50, додають 1,6г ОП-10, 5г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 4г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 25.0г кислотного отверджувача (50%-ий розчин фосфорної кислоти) і 3г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 8- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має високі показники: міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - 3,7 МПа і щільність 200кг/м3, низьку сорбційну вологість - 10%, технологічна усадка - 5%, при цьому основний показник, теплопровідність, незадовільний - 0,055Вт/м2°С.
Приклад 2 (позитивний)
У лабораторну форму завантажують 57.5г смоли КФМТ-50, додають 0,8г ОП-10, 4,3г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 5г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 28,7г кислотного отверджувача (50%-ий розчин фосфорної кислоти) і 3,7г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 10- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має щільність 150кг/м3, міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - 6,7Мпа, теплопровідність 0,045Вт/м2°С, сорбційну вологість - 2%, технологічну усадку - 2%.
Приклад 3 (позитивний)
У лабораторну форму завантажують 52,6г смоли КФМТ-50, додають 1,2г ОП-10, 4,4г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 5,5г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 30,6г кислотного отверджувача (50%-ий розчин фосфорної кислоти) і 5,2г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 15- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має щільність 100кг/м3, міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - 6,5Мпа, теплопровідність 0,043Вт/м2°С, сорбційну вологість - 3%, технологічну усадку - 2%; тобто гарні теплоізоляційні властивості, високу міцність, низьку сорбційну вологість. Приведене в прикладі співвідношення компонентів оптимальне для досягнення заявленого технічного результату.
Приклад 4 (позитивний)
У лабораторну форму завантажують 47,8г смоли КФМТ-50, додають 1,2г ОП-10, 4,5г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 6,2г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 33,5г кислотного отверджувача (50%-ий розчин фосфорної кислоти) і 6,5г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 20- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має щільність 70кг/м3, міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - 6,0МПа, теплопровідність 0,040Вт/м2°С, сорбційну вологість - 5%, технологічну усадку - 3%; теплопровідність низька, однак відзначається тенденція до зменшення міцності, збільшення сорбційної вологості внаслідок збільшення кратності спінювання.
Приклад 5 (негативний)
У лабораторну форму завантажують 45,0г смоли КФМТ-50, додають 2.0г ОП-10, 4,6г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 7.0г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 34,4г кислотного отверджувача (50%-ий розчин фосфорної кислоти) і 7,5г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 20- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має низьку міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - до 2,5 МПа внаслідок надлишкової (надмірної) кількості поверхнево-активної речовини; агента, що спінює, при цьому щільність пінопласту залишається високою через велику кількість наповнювачів - алебастру і каоліну, що ускладнює спінення; спостерігається зниження ізоляційних властивостей з одночасним зниженням міцності.
Корисна модель для наочності додатково ілюструється прикладами використання поверхнево-активної речовини з ряду алкілсульфонатів, сульфанол НП-3 та кислотного отверджувача у вигляді 20% оксонієвого з'єднання фосфорної кислоти.
Приклад 6 (позитивний)
У лабораторну форму завантажують 57,4г смоли КФМТ-50, додають 1,5г сульфанолу НП-3, 4,3г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 5,0г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 28,8г кислотного отверджувача (20%-ий розчин оксонієвого з'єднання) і 3,7г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 10- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має щільність 150кг/м, міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - 6,5МПа, теплопровідність 0,045Вт/м2°С, сорбційну вологість - 3%, технологічну усадку - 2%, тобто має необхідні теплопровідність, міцність, низьку сорбційну вологість, співвідношення компонентів при використанні сульфанолу та 20% водного розчину оксонієвого отверджувача у прикладі оптимальне.
Приклад 7 (позитивний)
У лабораторну форму завантажують 47,8г смоли КФМТ-50, додають 1,5г сульфанолу НП-3, 4,4г суміші алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5, 6,2г дистильованої води.
Суміш перемішують мішалкою зі швидкістю обертання не менше 700об/хв протягом 1-2 хвилин до отримання гомогенної маси. В отриману суміш додають 33,6г кислотного отверджувача (20%-ий розчин оксонієвого з'єднання) і 6,5г порошкоподібного алюмінію, у результаті чого відбувається спінення композиції і 20- разове збільшення в об'ємі. Отримана композиція для пінопласту зберігає текучість протягом 1 хвилини, за цей час її заливають у форму для отвердіння і надання вибору заданої конфігурації. Зразок через 10 хвилин витягають з форми і витримують протягом 5 діб для остаточного сушіння і набору максимальної міцності.
Пінопласт має щільність 70кг/м3, міцність на стиск при 10 відсотковій деформації - 6,2МПа, теплопровідність 0,042Вт/м2°С, сорбційну вологість - 5%, технологічну усадку - 3%, співвідношення компонентів при використанні сульфанолу та 20% водного розчину оксонієвого отверджувача у прикладі оптимальне.
Таким чином наведені данні свідчать про виконання при використанні пінопласту і композиції для його отримання наступної сукупності умов:
- композиція для пінопласту призначена для використання в промисловості, будівництві й інших галузях народного господарства для отримання легких пористих матеріалів, що використовуються у якості термо- і звукоізоляційних;
- для заявленої композиції для отримання пінопласту у тому вигляді, як вона охарактеризована у формулі корисної моделі, підтверджена можливість її здійснення за допомогою описаних у заявці засобів і методів;
- композиція для пінопласту при її використанні забезпечує отримання необхідного технічного результату.
Перевага пінопласту, що заявляється, і композиції для його отримання полягає в тому, що призначений для виготовлення термоізоляційних виробів з підвищеними показниками і стійкістю до дії високих температур, які можуть використовуватися для теплоізоляції технологічних хладо- і теплотрубопроводів, устаткування й огородження стін холодильних приміщень з діапазоном температур від - 70°С до + 200°С, а також паропроводів. Зважаючи на те, що спінювання композиції відбувається нешкідливим водневим газом, її можна використовувати в цивільному будівництві для перегородок і утеплення стін.
Вироби з пінопласту отримують заливальним методом, що не потребує складного устаткування і додаткових енерговитрат, а склад композиції для отримання пінопласту забезпечує необхідну текучість при заповненні форм для виробів будь - якої конфігурації (плит, циліндрів, шкарлуп і сегментів) у залежності від потреб споживача. Вироби отримані з пінопласту, що заявляється, характеризуються низькою теплопровідністю (не більш 0,045Вт/м2°С), низькою сорбційною вологістю (не більш 5%) і високою міцністю (не менш 6,0МПа) - і таким чином, корисна модель відповідає умові промислова придатність.
Таблиця 1
Склад композиції для пінопласту по прикладах
№ п/п
Найменування компоненту
Приклади
1
2
3
4
5
6
7
1
Смола КФМТ-50
60,0
57,5
52,6
47,8
45,0
57,4
47,8
2
Порошкоподібний алюміній
3,0
3,7
5,2
6,5
7,0
3,7
6,5
3
Поверхнево-активна речовина - ОП-10 - сульфанол НП-3
1,6
0,8
1,2
1,5
2,0
0,8
1,5
4
Суміш алебастру та каоліну у співвідношенні 1:0,5
5,0
4,3
4,4
4,5
4,6
4,3
4,4
5
Дистильована вода
4,0
5,0
5,5
6,2
7,0
5,0
6,2
6
Кислотний отверджувач 50% розчин ортофосфорної кислоти 20% розчин оксонієвого отверджувача 20% розчин оксонієвого отверджувача
25,0
28,7
31,1
33,5
34,4
28,8
33,6
Таблиця 2
Фізико-механічні показники пінопласту по прикладах
№
п/п
Показник
Приклади
1
2
3
4
5
6
7
1
Кратність спінення, разів
8
10
15
20
20
10
20
2
Щільність, кг/м
200
150
100
70
120
150
70
3
Міцність на стиск при 10-відсотковій деформації, МПа
3,7
6,7
6,5
6,0
2,5
6,5
6,2
4
Теплопровідність,Вт/м2°С
0,055
0,045
0,043
0,040
0,052
0,045
0,042
5
Сорбційна вологість, %
10
2
3
5
15
3
5
6
Технологічна усадка, %
5
2
2
3
6
2
3
Текст
Живильник з жаростійкого сплаву для отримання волокна з силікатних розплавів і гірських порід, що містить фільєрну пластину шириною В, поля і струмопідводи, який відрізняється тим, що верхня і нижня поверхні фільєрної пластини виконані з кривизною різних радіусів у бік контакту з розплавом, при цьому верхня поверхня має радіус кривизни Ri, що дорівнює 1,0-ь1,3 ширини В, а нижня виконана з радіусом кривизни F?2, що дорівнює 1,35-ь 1,5 ширини В Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів, зокрема до обладнання заводів по виробництву мінерального волокна з силікатних розплавів і гірських порід У винаході (Ас СРСР №983089, бюл №47, 2312 82) живильник включає фільєрну пластину, струмопідводи і плити, а відрізняється тим, що відношення перетину струмопідводів до суми перетинів фільєрної пластини і плит становить 1,6-ь2,0, а відношення перетину фільєрної пластини до перетину плити 5,0 -ь 6,0, при цьому відношення товщини фільєрної пластини до товщини плити рівне або більше 5,0 Приведене співвідношення конструктивних елементів дозволяє поліпшити теплофізичні умови експлуатації живильника і збільшити термін його служби (ДОВГОВІЧНІСТЬ) Однак, в процесі експлуатації, при даній конструкції живильник постійно прогинається в напрямку руху силікатного розплаву, і з цієї причини змінюються розміри фільєр, що приводить до порушення СТІЙКОСТІ технологічного процесу волокно утворення і в кінцевому результаті до виходу з ладу внаслідок утворення тріщин по перетину фільєрного поля та місцевого перегріву конструкції живильника конструкція живильника, як і попередня, не усуває деформацію живильника під дією рідкого розплаву У винаході (Ас СРСР №1430373, бюл №38, 1988) живильник включає фільєрну пластину, струмопідводи і пластини, а відрізняється тим, що він включає газовий пальник забезпечуючий підвищення терміну служби, зменшення енергозатрат і поліпшення якості волокна Недолік той же, що і в попередніх конструкціях живильника - прогин у бік руху розплаву і з цієї причини передчасний вихід з ладу Найбільш близьким за технічним рішенням і результатом, що отримується, є живильник (Ас СРСР №1544729, бюл №7, 23 02 90) з жаростійкого сплаву для виробництва волокна з скла і гірських порід, утримуючого фільєрну пластину, поля і струмопідводи, ВІДМІННИЙ тим, що для підвищення терміну служби і СТІЙКОСТІ технологічного процесу з внутрішньої сторони фільєрної пластини виконані виступи Однак, в зв'язку з прогином, виникаючим від тиску рідкого розплаву, порушується технологічний процес волокно утворення через зміну діаметра фільєр живильника Збільшується обривність первинних волокон, і як слідство, знижується продуктивність, непридатність для подальшого використання, а в кінцевому результаті, і вихід живильника з ладу В основу передбачуваного винаходу поставлена задача створити таку конструкцію живильника, яка дозволила б усунути або хоч би звести до мінімуму деформацію фільєрної пластини, підвищити її ДОВГОВІЧНІСТЬ І стабільність технологічного процесу волокно утворення Поставлена задача вирішується тим, що у живильнику з жаростійкого сплаву для отримання волокна з силікатних розплавів і гірських порід, включаючому У винаході (Ас СРСР №1335541, бюл №33, 07 09 88) живильник з жаростійкого сплаву для виробництва волокон з мінеральних і силікатних розплавів, включає фільєрну пластину, плити і струмопідводи, а відрізняється тим, що фільєрна пластина виконана із змінним перетином, що повторює контури фільєр по всій довжині робочої зони Така конструкція живильника забезпечує економію ресурсів і трохи підвищує термін його служби Однак, дана 00 (О ю 59618 фільєрну пластину шириною В, поля і струмопідводи, згідно з винаходом, верхня і нижня поверхні фільєрноі пластини виконані з кривизною різних радіусів в сторону контакту з розплавом, при цьому верхня поверхня має радіус кривизни Ri, рівний 1,0-И,3 ширини В, а нижня виконана з радіусом кривизни R2, рівним 1,35-ь 1,5 ширини В Завдяки різному перетину країв і центральної частини фільєрної пластини, здійснюється рівномірний її нагрів, стабілізується температурне поле пластини, і крайні ряди фільєр експлуатуються в ідентичному температурному режимі, що і центральні фільєри Спрощується обслуговування живильника, меншає обривність первинних волокон і в кінцевому результаті підвищується продуктивність всієї установки по виробництву мінеральних волокон Крім того, при такій конструкції фільєрної пластини метал працює на стиснення, на відміну від прототипу Якщо ж в процесі експлуатації станеться незначна деформація, то вона приведе до зменшення діаметра отворів у фільєрах, які можна розсверлити або розвальцювати У прототипі в процесі прогину отвори фільєр збільшуються і реставрації не підлягають Живильник представлений на Фіг в розрізі Живильник працює таким чином За допомогою полів 1 живильник кріпиться до вироботочної кишені 2, яка заповнюється рідким розплавом 3, приготованим в скловарній печі 4 Від струмопідводів 5 напругу подають на фільєрну пластину 6, яка розігрівається до заданої температури Рідкий розплав, проходячи через фільєри 7, поступає на пристрій, виробляючий волокно Фізико-технолопчним інститутом металів і сплавів НАН України виготовлені ДОСЛІДНІ ЖИВИЛЬНИКИ І експериментальне відпрацьовано оптимальне співвідношення R-i/В і R2/B Результати випробувань приведені в таблиці З таблиці видно, що максимальна ДОВГОВІЧНІСТЬ живильника досягається при наступних співвідношеннях R/B R1/B=1,0 -ь 1,3 і R2/B= 1,35 - И ,5 Таблиця Відношення R]/B Експлуатаційні характеристики дослідних жаростійких живильників в залежності від відношення R]/B та 14 , 13 , 12 , 11 , 10 , 09 , 13 , 774 810 846 821 795 747 Відношення R2/B 14 , 808 852 862 866 848 793 1,35 792 849 853 850 842 790 1,45 814 861 870 874 854 800 15 , 823 874 878 880 875 804 1,55 831 834 837 841 832 811 ДОВГОВІЧНІСТЬ живильника, годин При відношенні R-i/В рівному менше за 1,0 і більше за 1,3, а також при R2/B рівних менше за 1,35 і більше за 1,5, порушуються теплофізичні умови експлуатації живильника Вибір співвідношення R-i/В і R2/B залежить від температури вироблення розплаву і складу мінеральної сировини Експериментальні дослідження живильника, що заявляється показали, що ВІДПОВІДНО ДО ЖИВИЛЬНИ ка-прототипу пристрій, що заявляється є довговічнішим Фіг. Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA feeder
Автори англійськоюHavryliuk Volodymyr Petrovych, Mazur Valerii Leonidovych
Назва патенту російськоюПитатель
Автори російськоюГаврилюк Владимир Петрович, Мазур Валерий Леонидович
МПК / Мітки
МПК: C03B 37/09
Мітки: живильник
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-59618-zhivilnik.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Живильник</a>
Попередній патент: Валковий прес
Наступний патент: Машина для внесення мінеральних добрив з відцентровим розсіювальним органом
Випадковий патент: Завантажувальний пристрій камери сухого гасіння коксу