Пристрій для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу

Реферат: Винахід належить до пристроїв для просочення зв'язуючим довгомірного скловолокнистого матеріалу, та може бути використаний в галузі виробництва склопластиків, наприклад склопластикових труб. Пристрій для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу містить засоби підведення та відведення згаданого скловолокнистого матеріалу в теплопровідну ванну із зв'язуючим, ролики підведення та відведення скловолокнистого матеріалу у згадану ванну, направляючі ролики скловолокнистого матеріалу, які розташовані у ванні, нагрівач зв'язуючого, який підключений до системи живлення електричним струмом. Пристрій для просочення додатково містить щонайменше один активатор просочення, виконаний у вигляді закріпленої на осі UA 108800 C2 (12) UA 108800 C2 пластини з робочою кромкою, виконаної по експоненті, яка притискає по всій ширині скловолокнистий матеріал до дна ванни, при цьому до вказаної осі примикає навантажувальний важіль із вантажем, який передає на активатор просочення навантаження притиснення скловолокнистого матеріалу до дна ванни. Містить щонайменше один датчик температури зв'язуючого, розташований у ванні, при цьому вказаний датчик з'єднаний з входом блока керування, який на виході з'єднаний із системою живлення електричним струмом, при цьому нагрівач примикає до нижньої зовнішньої поверхні ванни. Технічним результатом винаходу, що заявляється, є збільшення якості просочення зв'язуючим довгомірного скловолокнистого матеріалу у процесі його протягування через ванну із зв'язуючим. UA 108800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв для просочення зв'язуючим, наприклад поліефірні, епоксидні, фенолформальдегідні, кремнієорганічні та інші модифіковані смоли, довгомірного скловолокнистого матеріалу, наприклад волокнистого та тканинного, та може бути використаний в галузі виробництва склопластиків, наприклад склопластикових труб. Відомі установки для безперервного виготовлення труб з довгомірного скловолокнистого матеріалу, див. патенти №№ SU234650, SU378327, SU729077, SU994276, SU1388310, RU2209731 та RU2236350. У вказаних установках використовуються різні варіанти реалізації пристроїв для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу, див. патенти №№ SU234650, SU766663, SU1198482 та RU47287 U. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є технічне рішення за патентом № RU47287 U. Так відома установкам для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу містить: - засоби підведення та відведення згаданого скловолокнистого матеріалу в теплопровідну ванну із зв'язуючим, - ролики підведення та відведення скловолокнистого матеріалу у згадану ванну, - направляючі ролики скловолокнистого матеріалу, розташовані у ванні, - нагрівач зв'язуючого, який підключений до системи живлення електричним струмом. Конструктивною особливістю відомого технічного рішення полягає у тому, що нагрівач розташований перед теплопровідною (металевою) ванною із зв'язуючим по ходу подання довгомірного скловолокнистого матеріалу в ванну. При цьому нагрівач виконаний у вигляді опуклої пластини, закріпленої на повзуні, який встановлений на направляючих з можливістю переміщення по висоті. Перед просоченням скловолокнистий матеріал нагрівають, після чого подають в ванну із зв'язуючим, в якому здійснюється просочення скловолокнистого матеріалу зв'язуючим. У ванні знаходиться на невеликій відстані один від одного два направляючі ролики, між якими знаходиться направляючий ролик, який знаходиться над зв'язуючим у ванні. У результаті даного розташування роликів скловолокнистий матеріал робить петлю. При використанні відомого технічного рішення при зануренні нагрітого скловолокнистого матеріалу у зв'язуюче відбувається псевдовакуумування, яке збільшує змочування скловолокнистого матеріалу, однак негативним моментом псевдовакуумування є те, що на поверхні та в чарунках скловолокнистого матеріалу утворюються бульбашки повітря, які заперечують процесу змочування (просочення) зв'язуючим скловолокнистого матеріалу, а також призводять до збільшення пористості отриманого виробу, наприклад склопластикових труб, що є негативним фактором відомого технічного рішення. Задачею дійсного винаходу є збільшення ступені просочення (змочування) зв'язуючим довгомірного скловолокнистого матеріалу. Також задачею дійсного винаходу є зменшення бульбашок повітря на поверхні та в чарунках, створених в результаті просочення зв'язуючим довгомірного скловолокнистого матеріалу. Також задачею дійсного винаходу є збільшення якості протяжки довгомірного скловолокнистого матеріалу через ванну із зв'язуючим. Також задачею дійсного винаходу є розширення арсеналу технічних можливостей пристроїв для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу. Інші задачі та переваги винаходу, що заявляється, будуть розглянуті нижче по мірі викладення дійсного опису та малюнків. Так у відомому пристрої для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу, який містить: - засоби підведення та відведення згаданого скловолокнистого матеріалу в теплопровідну ванну із зв'язуючим, - ролики підведення та відведення скловолокнистого матеріалу у згадану ванну, - направляючі ролики скловолокнистого матеріалу, які розташовані у ванні, - нагрівач зв'язуючого, який підключений до системи живлення електричним струмом, відповідно до винаходу, що заявляється, пристрій для просочення додатково містить щонайменше один активатор просочення, який притискає по всій ширині скловолокнистий матеріал до дна ванни, при цьому нагрівач примикає до нижньої зовнішньої поверхні ванни. У результаті примикання нагрівача до ніжної зовнішньої поверхні теплопровідної (наприклад: виготовленої з металу, сплавів або матеріалу, який має високу питому теплопровідність) ванни, створюється ніжне підведення тепла, у результаті якого на дні теплопровідної ванни створюється легкотекучий шар зв'язуючого, над яким знаходиться слаботекучий шар зв'язуючого. Так як установка містить активатор просочення, спочатку довгомірний скловолокнистий матеріал надходить у слаботекучий шар, що призводе до 1 UA 108800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 низького ступеня утворення бульбашок на поверхні та в чарунках скловолокнистого матеріалу, після чого скловолокнистий матеріал надходить у легкотекучий шар зв'язуючого, в якому відбувається активне змочування скловолокнистого матеріалу зв'язуючим. Слід окремо зазначити, що формування на дні ванни легкотекучого шару, у результаті нижнього підведення тепла, дозволяє сформувати завдану текучість зв'язуючого, яка забезпечує найбільш ефективне змочування скловолокнистого матеріалу при низькій витраті тепла, так як враховуючи низькі теплопровідні властивості зв'язуючого створення на дні теплопровідної ванни легкотекучого шару дозволяє уникнути нагрівання всього об'єму зв'язуючого у ванні, а також дозволяє уникнути перегрівання зв'язуючого, яке призводе до зміни його структурних властивостей, які погіршують просочення. При використанні активатора просочення відбувається притискання скловолокнистого матеріалу до дна теплопровідної ванни, та в результаті чого відбувається віджимання скловолокнистого матеріалу без доступу повітря в легкотекучому шарі, а у результаті даного віджимання скловолокнистий матеріал втрачає бульбашки повітря, що залишилися, та після чого відбувається повторне змочування без доступу повітря, при цьому скловолокнистий матеріал змочується зв'язуючим (легкотекучий шар), яке має найбільш оптимальні показники для змочування та чим підсилюється повторне змочування, що підсилює якість просочення зв'язуючим довгомірного скловолокнистого матеріалу. Також в установці активатор просочення виконаний у вигляді закріпленої на осі пластини із робочою кромкою, виконаною по експоненті, яка притискає по всій ширині скловолокнистий матеріал до дна ванни. Завдяки використанню пластини із робочою кромкою, виконаної по експоненті, у процесі віджимання відбувається ефективне зняття з поверхні скловолокнистого матеріалу поверхневого шару зв'язуючого по всій його ширині, що дозволяє збільшити ступінь віджимання скловолокнистого матеріалу без доступу повітря. Також у пристрої для просочення, в якому до осі примикає навантажувальний важіль із вантажем, який передає на активатор просочення навантаження притиснення скловолокнистого матеріалу до дна ванни. Використання навантажувального важеля із вантажем дозволяє регулювати навантаження (завдяки зміні кількості вантажу на важелі або завдяки його переміщення уздовж навантажувального важеля) та тім самим регулювати ступінь притиснення скловолокнистого матеріалу до дна теплопровідної ванни, що дозволяє вирішити дві задачі, а саме дозволяє регулювати ступінь віджимання скловолокнистого матеріалу від зв'язуючого без доступу повітря та дозволяє регулювати натяг скловолокнистого матеріалу, що запобігає його розриву та забезпечує рівномірне змочування скловолокнистого матеріалу, що також є перевагою запропонованого винаходу. Також в пристрої для просочення направляючі ролики, які розташовані у ванні та рознесені по протилежним її сторонам. Розташування направляючих роликів у ванні та рознесення їх по протилежних її сторонах дозволяє збільшити протяжність знаходження скловолокнистого матеріалу в лекготекучому шарі зв'язуючого (тобто збільшити ступінь просочення зв'язуючим), який утворився в нижній частині теплопровідної ванни у результаті примикання нагрівача до нижньої зовнішньої поверхні ванни. Також в установці нагрівач виконаний у вигляді теплопровідного діелектричного шару, нанесеного на зовнішню нижню поверхню теплопровідної ванни, при цьому на згаданий діелектричний шар нанесена щонайменше одна струмопровідна резистивна доріжка, яка підключена до системи живлення електричним струмом. Це забезпечує ефективне формування легкотекучого шару на дні теплопровідної ванни та дозволяє зменшити розхід витрат на підтримання завданої температури зв'язуючого в теплопровідній ванні. Також в установці використання додаткового зовнішнього теплоізоляційного шару, який нанесений на струмопровідну резистивну доріжку та на зовнішню поверхню ванни. Це призводе до зменшення розпилення тепла, а також дозволяє теплоізолювати теплопровідну ванну від впливу навколишнього середовища та дозволяє більш ефективно формувати у ванні два шари зв'язуючого, а саме нижній - легкотекучий шар та верхній - слаботекучий шар. Також в установці, в якій струмопровідна резистивна доріжка виконана з фольги, що забезпечує рівномірний нагрів та дозволяє зменшити витрати на розробку нагрівача. Також в установці як фольгу використовують нержавіючу сталь товщиною від 0,07 мм до 0,1 мм, яка забезпечує оптимальне тепловиділення при оптимальних енерговитратах. 2 UA 108800 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Також в установці використання кремнеземної тканини як діелектричного теплопровідного шару забезпечує ефективну теплопередачу та тим самим дозволяє зменшити енерговитрати на підтримання завданої температури зв'язуючого у теплопровідній ванні, а також дозволяє зменшити витрати на розробку нагрівача. Також установка містить щонайменше один датчик температури зв'язуючого, розташований у ванні, при цьому вказаний датчик з'єднаний з входом блоку керування, який на виході з'єднаний із системою живлення електричним струмом. Це забезпечує задане підтримання температури зв'язуючого в теплопровідній ванні, а також дозволяє оптимально підтримувати задані значення температури зв'язуючого в теплопровідній ванні. При розгляді варіантів здійснення дійсного винаходу використається вузька термінологія. Однак дійсний винахід не обмежується прийнятими термінами та слід мати на увазі, що кожний такий термін охоплює усі еквівалентні елементи, які працюють аналогічним чином та використовуються для вирішення тих же самих задач. Так дійсний винахід зображено на наступних фігурах: Фіг. 1 - умовно схематично зображено пристрій для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу, згідно винаходу, що заявляється; Фіг. 2 - зображено фрагмент І фіг. 1; Фіг. 3 - схематично зображена схема підключення струмопровідної резистивної доріжки системи живлення електричним струмом; Фіг. 4 - схематично зображена блок-схема регулювання роботою нагрівача. На фіг. 1-2 зображено пристрій для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу, яке містить засіб для підведення 1 та відведення 2 довгомірного скловолокнистого матеріалу 3 в теплопровідну ванну 4 із зв'язуючим 5. Ролик підведення 6 скловолокнистого матеріалу в ванну 4. Ролик відведення 7 скловолокнистого матеріалу 3 з теплопровідної ванни 4. Направляючі ролики 8, які розташовані у теплопровідній ванні 4 та рознесені по протилежних її сторонах. Нагрівач 9 зв'язуючого, який підключений до системи живлення електричним струмом. Активатор 10 просочення, виконаний у вигляді пластини з робочою кромкою 12, виконаної по експоненті, при цьому пластина закріплена на осі 11, а робоча кромка 12 притискає по всій ширині скловолокнистий матеріал 3 до дна теплопровідної ванни 4. Навантажувальний важіль 13 із вантажем, який примикає до осі 11 та передає на активатор 10 навантаження притиснення скловолокнистого матеріалу 3 до дна теплопровідної ванни 4. Нагрівач 9 виконаний у вигляді теплопровідного діелектричного шару 14, нанесеного на зовнішню нижню поверхню теплопровідної ванни 4, при цьому на згаданий діелектричний шар 14 нанесена струмопровідна резистивна доріжка 15 (див. фіг. 3), наприклад яка являє собою фольгу з нержавіючої сталі. Теплоізоляційний шар 16, який покриває всю зовнішню поверхню теплопровідної ванни 4. Датчик температури 17 зв'язуючого, розташований у теплопровідній ванні 4 та з'єднаний з входом блока керування 18, який на виході з'єднаний із системою живлення 19 електричним струмом нагрівача 9. На фіг. 3 зображено датчик температури 17 зв'язуючого у теплопровідній ванні 4, з'єднаний з входом блоку керування 18, який на виході з'єднаний із системою живлення 19 електричним струмом, при цьому система живлення 19 підключена до резистивної струмопровідної доріжки 15. На фіг. 4 зображена блок-схема регулювання роботою нагрівача 9, згідно з якою датчик температури 17 з'єднаний з входом блока керування 18, який на виході з'єднаний з системою живлення 19, яка з'єднана з нагрівачем 9. Запропоноване технічне рішення працює наступним чином. На засобі підведення 1 кріплять рулон довгомірного скловолокнистого матеріалу та з'єднують скловолокнистий матеріал 3 із засобом відведення 2 скловолокнистого матеріалу, наприклад, за який може бути використана оправка станка для виробництва скловолокнистих труб. При цьому скловолокнистий матеріал пропускають через теплопровідну ванну 4, див. фіг. 1, після чого ванну 4 наповнюють необхідним компонентним складом зв'язуючого 5 та визначають необхідну температуру зв'язуючого для забезпечення якісного просочення зв'язуючим скловолокнистого матеріалу 3. Дані про необхідну температуру зв'язуючого встановлюють за допомогою блока керування 18, який виробляє сигнал на систему живлення 19 електричним струмом, яка забезпечує задане живлення на струмопровідну резистивну доріжку 15 нагрівача 9, що забезпечує ніжне підведення тепла в теплопровідну ванну 4, на її дні створюється легкотекучий шар зв'язуючого. В залежності від даних, що надходять в блок керування 18 з датчика температури 17 відбувається адаптивне та строге підтримання заданої температури зв'язуючого, що також є перевагою винаходу, що заявляється. Після досягнення заданої температури вмикають засіб 3 UA 108800 C2 5 10 15 відведення 2, та скловолокнистий матеріал 3 починає свій рух від засобу підведення 1 до засобу відведення 2 через теплопровідну ванну 4 із зв'язуючим 5. У теплопровідній ванні 4 за допомогою активатора 10 просочення регулюють ступінь віджимання (без доступу повітря) зв'язуючого від скловолокнистого матеріалу 3 у теплопровідній ванні 4. Зрозуміло, що вище представлений один можливий приклад реалізації винаходу, що заявляється. Так, наприклад, можливий варіант реалізації запропонованого винаходу, коли перед подачею скловолокнистого матеріалу у ванну із зв'язуючим, його додатково нагрівають за допомогою додаткового нагрівача та нагрітий скловолокнистий матеріал потрапляє у зв'язуюче, у результаті чого відбувається псевдовакуумування, яке призводе до створення більшої кількості бульбашок повітря на поверхні скловолокнистого матеріалу і тому використання запропонованого винаходу при попередньому нагріванні скловолокнистого матеріалу дуже ефективно, так як завдяки віджиманню скловолокнистого матеріалу без доступу повітря з наступним його змочуванням зв'язуючим (яке має найбільш оптимальну текучість) дозволяє усунути бульбашки повітря та тім самим збільшити якість просочення зв'язуючим скловолокнистого матеріалу. Тому очевидно, що запропонований винахід не обмежується вищевикладеними прикладами. Технічним результатом винаходу, що заявляється, є збільшення якості просочення зв'язуючим довгомірного скловолокнистого матеріалу у процесі його протягування через ванну із зв'язуючим. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 1. Пристрій для просочення довгомірного скловолокнистого матеріалу, який містить; засоби підведення та відведення згаданого скловолокнистого матеріалу в теплопровідну ванну із зв'язуючим, ролики підведення та відведення скловолокнистого матеріалу у згадану ванну, направляючі ролики скловолокнистого матеріалу, які розташовані у ванні, нагрівач зв'язуючого, який підключений до системи живлення електричним струмом, який відрізняється тим, що пристрій для просочення додатково містить щонайменше один активатор просочення, виконаний у вигляді закріпленої на осі пластини з робочою кромкою, виконаної по експоненті, яка притискає по всій ширині скловолокнистий матеріал до дна ванни, при цьому до вказаної осі примикає навантажувальний важіль із вантажем, який передає на активатор просочення навантаження притиснення скловолокнистого матеріалу до дна ванни та містить щонайменше один датчик температури зв'язуючого, розташований у ванні, при цьому вказаний датчик з'єднаний з входом блока керування, який на виході з'єднаний із системою живлення електричним струмом, при цьому нагрівач примикає до нижньої зовнішньої поверхні ванни. 2. Пристрій за будь яким з вищевказаних пунктів 1-3, в якому направляючі ролики розташовані у ванні та рознесені по протилежних її сторонах. 3. Пристрій за п. 1, в якому нагрівач виконаний у вигляді теплопровідного діелектричного шару, нанесеного на зовнішню нижню поверхню теплопровідної ванни, при цьому на згаданий діелектричний шар нанесена щонайменше одна струмопровідна резистивна доріжка, яка підключена до системи живлення електричним струмом. 4. Пристрій за п. 5 містить додатковий зовнішній теплоізоляційний шар, нанесений на струмопровідну резистивну доріжку та на зовнішню поверхню ванни. 5. Пристрій за п. 5, в якому струмопровідна резистивна доріжка виконана з фольги. 6. Пристрій за п. 7, в якому як фольгу використовують нержавіючу сталь товщиною від 0,07 мм до 0,1 мм. 7. Пристрій за п 5, в якому як діелектричний теплопровідний шар використовують кремнеземну тканину. 4 UA 108800 C2 5 UA 108800 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6