Устройство для изготовления волокнистого жаропрочного изделия

 

Сущность изобретения: устройство для изготовления волокнистого жаропрочного изделия содержит питатель для волокон, две воздухопроницаемые транспортирующие поверхности, формирующие мат, камеру между этими поверхностями, подводящий воздушный канал с нагнетательным приспособлением для просасывания потока воздуха через первую поверхность, захватывания мата с него и перемещение волокон в камере на вторую поверхность для формования мата на нем, и отводящий воздушный канал, расположенный за второй транспортирующей поверхностью. Камера установлена вертикально, а вторая транспортирующая поверхность в ней смонтирована над первой. Питатель волокон, расположенный перед камерой, установлен над воздухопроницаемым транспортером, выполнен в виде вращающегося барабана, заключенного в кожух, открытого со стороны транспортера и снабженного средством подачи в него воздуха. Устройство также снабжено установленным перед питателем волокон приспособлением для предварительного удаления загрязнения из волокна, выполненного в виде вращающегося зубчатого барабана и валков для подачи волокон на его поверхность. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к оборудованию по изготовлению волокнистых изделий.

Известно устройство для изготовления волокнистого жаропрочного изделия, содержащее питатель для волокон и две воздухопроницаемые транспортирующие поверхности, формирующие волокнистый мат (1).

Недостатком данной конструкции является то, что мат получается недостаточно однородный и нет возможности регулирования массы на единицу площади мата.

Целью изобретения является улучшение однородности мата и возможности регулирования массы на единицу площади мата.

На фиг. 1 показана схема технологической линии получения волокнистого изделия; на фиг.2 - блок предварительной обработки, общий вид; на фиг.3 - блок очистки, общий вид; на фиг.4 - блок питания, общий вид; на фиг.5 - участок, формирующий ткань, общий вид.

Литерой А на фиг.1 обозначен блок предварительной обработки, литерой В указан блок очистки, литерой С обозначен блок питания и литерой Д обозначен формирующий ткань участок, при этом литерой Е обозначено известное оборудование для окончательной обработки.

Пучки волокна поступают на конвейер 1, автоматически контролируемый фотоэлементами. С конвейера 1 волокно подается в элеваторный ковш 2, зубья которого поднимают волокно к быстро вращающемуся выравнивающему валку 3. Выравнивающий валок 3 сбрасывает нераскрывшиеся пучки волокна обратно вниз до тех пор, пока они не раскроются и волокно способно пройти между выравнивающим валком и ковшом 2 элеватора. После этого волокна захватывает быстро вращающийся разрыхляющий валок 4, который сбрасывает волокна на ленту конвейера 5. За этим следует повторение тех же операций, т.е. с ленты конвейера 5 волокно поступает в элеваторный ковш 6, на выравнивающий валок 7 и разрыхляющий валок 8 для сбрасывания полностью распущенных волокон на конвейерную ленту 9. Этот конвейер подает волокна между питающими валками 10 для продвижения волокна к поверхности быстро вращающегося и снабженного зубцами барабана 11. Захватывающий барабан 11 несет на своей поверхности покрытие с зубцами, которые расположены с очень плотным шагом. Барабан вращается с окружной скоростью около 800-1100 м/мин и механическое воздействие, оказываемое пальцами, приводит к тому, что примеси, такие как шарики, привносимые волокнами, удаляются от остального волокна, и таким образом можно получить пригодный волокнистый материал и отделить его от сырья.

Исходный материал, подлежащий использованию, включает жаропрочное прерывистое волокно, стекловолокно, керамическое волокно или любую их смесь, при этом средняя длина волокон составляет примерно 4 мм, но может включать и волокна, имеющие длину до 20 мм. В настоящем описании термин "прерывистые волокна" относится к в противоположность к нитевидным волокнам, т.е. к волокнам точных размеров, которые получены с точными размерами в процессе действительного получения волокна (минеральные волокна и керамические волокна), или которые нарезают до точных размеров из нитей (стекловолокно). Чтобы получить желамое изделие, длина волокон должна быть в любом случае менее 60 мм. При поступлении волокон в блок предварительной обработки можно добавить к ним в это время некоторые волокна, такие как синтетическое волокно, которое служит связующим в процессе термического связывания, осуществляемого из нее, длина которых может достигать 120 мм, при этом волокна могут быть любыми волокнами в соответствии с конкретным применением, т.е. полиэфирные или стеклянные. Образующее связку волокно должно иметь более низкую температуру плавления, чем волокно, образующее действительную структуру продукта, и стекловолокно может быть использовано в качестве связующего, при условии, что остальное составляет керамические волокна или минеральные волокна.

Волокна, загрязнения, удаленные из них и возможные другие вещества, транспортируемые вместе, поступают из блока предварительной обработки А в блок очистки В, показанный на фиг.3, вид сбоку. На фиг.2 показан конец приемного канала 12, который соединен с поверхностью зубчатого барабана 11, а другой конец приемного канала 12 связан с блоком очистки В. Блок очистки включает герметичный бокс 13, который принимает приемный канал 12, отходящий от зубчатого барана 11, и из которого выходит приемный канал 14, соединенный с источником разрежения (всасывания), таким как традиционный вентилятор. Посредством разрежения, приложенного к каналу 14, волокна протягиваются через бокс в канал 14 таким образом, что волокна, более легкие по весу, засасываются в канал 14. Для этой цели входное отверстие приемного канала 12 расположено ниже выходного отверстия приемного канала 14 и, кроме того, между этим каналами установлена горизонтальная отражательная перегородка 15 потока, которая блокирует линейный поток в боксе между упомянутыми отверстиями, создавая изгиб на пути потока и тем увеличивая отделение более тяжелых компонент из волокон. Шарики и другие примеси, такие как песок, удаленные из волокна, падают через отверстия экраноподобной ленты конвейера 16, проходящей ниже горизонтальной перегородки, в приемные желоба, из которых они время от времени удаляются. Но более тяжелые вещества, такие как нераскрывшиеся пучки волокна, остаются, однако, на верху конвейерной ленты 16, которая транспортирует их за пределами бокса 13 для прохождения к вентилятору 17, который возвращает их в блок предварительной обработки А.

На фиг.4 показан блок подачи или питания С, расположенный за блоком очистки В. Здесь другой конец проточного канала 14, выходящий из блока очистки В, проходит через циклон 18 для отделения волокон от более дисперсных твердых частиц, который отводятся по вакуумной трубе 19. Очищенные волокна падают в бокс 20 под циклоном. В боксе имеется горизонтальная конвейерная лента 21, которая принимает падающие волокна и проталкивает их на зубчатый ремень 22, несущий волокна наклонно вверх и в верхней части петли этого ремня волокна проходят между выравнивающим валком 23 и ремнем 22. Выравнивающий валок 23 распределяет равномерно волокна в боковом направлении, в то время как разрыхляющий валок 24 роняет волокна вертикально в объем питающей камеры 25, задняя подвижная стенка 26 которой спрессовывает волокнистую ткань или мат до однородной плотности. Камера 25 открывается в своей донной части над конвейерной лентой 27 и волокнистый мат транспортируется по конвейеру 27 ниже упоминавшейся камеры 25 между валком 28, показанным пунктирной линией, и транспортером 27, причем валок 28 равномерно прижимает ткань к транспортеру 27, который препровождает ее в следующий блок. На этой стадии возможно также получить желаемый вес на единицу площади для конечного нетканого полотна регулированием скорости транспортера 27 при постоянном объеме волокон в питающей камере.

На фиг.5 представлен вид сбоку на блок формирования ткани Д. Транспортер 27 подает волокно снизу на медленно вращающийся питающий валок 29 в направлении поверхности быстро вращающегося зубчатого барабана 30. Зубчатый барабан покрыт полосками с зубчиками и зубцы расположены с очень плотным шагом и их длина составляет около 2 мм. Окружная скорость зубчатого барабана, в точке, где волокна контактируют с ней, подведена мощная струя воздуха, которую пропускают по воздушному каналу 31, связанному с пространством под зубчатым барабаном 30, в направлении к поверхности транспортерной сетки 32. Таким образом волокна перемещаются по транспортеру с потоком воздуха и останавливаются наверху транспортерной сетки 32, в то время как поток воздуха всасывается через сетку. Таким образом, волокна образуют относительно однородный мат или ткань на сетке 32, которая переносит их на перфорированный ленточный транспортер 33. В этой точке мат имеет еще некоторую рифленность и еще включает некоторые области, в которых волокна вытянуты в параллельном направлении, образовавшиеся в результате завихрения потока воздуха. Ленточный транспортер 33 подает волокнистый мат вперед в точку 34, к которой подведен мощный поток воздуха снизу ленточного транспортера 33 по каналу 36, открывающемуся под лентой 33, при этом поток воздуха проникает через ленту 33 по ее перфорациям и сдувает волокна в этой точке и к воздухопроницаемой транспортерной сетке 37, расположенной выше. Верхняя поверхность ленточного транспортера 33, несущая волокнистый мат в начале, и нижняя поверхность транспортерной сетки 37, ответственная за формирование волокнистого мата в конце, в этой точке расположены друг против друга и образуют между собой открытое пространство 38, в котором воздушный поток, проходящий через ленточный транспортер 33, переносит волокна с верхней поверхности ленты 33 на нижнюю поверхность ленты 37. Над упомянутой транспортерной сеткой 37, другими словами на задней стороне волокнистого мата по отношению к его формируемой поверхности, расположен всасывающий канал 39, в который воздушный поток проходит из пространства 38 через сетку 37. Все воздушные потоки, продуваемые через транспортерную ленту 33, проходят через сетку 37, и для этой цели пространство 38 загерметизировано возможно более плотно с боковых концов ленточного транспортера 33 и боковых концов транспортерной сетки 36, а также вверху от точки вдувания и внизу по току воздуха от точки вдувания, оставляя зазоры только для передачи волокнистого мата в пространство 38 над лентой 33, и из пространства 38 на нижнюю поверхность сетки 37.

Ленточный транспортер 33 имеет сетчатую структуру, т.е. традиционная нейлоновая сетка, имеющая круглые отверстия относительно большого диаметра, около 1,5 мм в диаметре. Верхняя часть конвейерной сетки может содержать нормальную сетку, но особенно предпочтительная и однородная укладка волокна достигается при использовании сетки так называемого сотового типа.

Воздушный поток в пространстве 38 имеет скорость примерно 10-30 м/с, которая является достаточной для обеспечения надлежащего перемешивания волокон и укладки их в хаотических направлениях при осаждении на транспортерную сетку 37. Ленточный транспортер 33 и транспортерная сетка 37 движутся в одних и тех же направлениях и равномерно относительно мата, который сначала лежит на нижней транспортерной ленте 32, что приводит к формированию продукта, имеющего однородный вес на единицу площади также на верхней транспортерной сетке 36. Пройдя пространство 38, волокнистый мат на транспортерной сетке 37 проходит между упомянутой сеткой и захватывающим валком 40 на ленточный транспортер 41 для передачи готового изделия дальше.

За описанным выше формированием ткани упомянутый волокнистый мат поступает в блок последующей обработки, используемый для окончательного связывания волокон и обозначенный символом Д на фиг.1. В случае, если волокнистый мат состоит исключительно из минеральных волокон или тому подобного, они будут связываться только прошивкой на обычной машине, на которой связывание осуществляется механически пробивкой иглами. Если же в структуру включены образующие связку связующие волокна, как упоминалось выше, такие как стеклянные или полиэфирные волокна, то можно применить также термическое связывание может в дополнение к прошивке. Термическое связывание может также сопровождаться дополнительными операциями, такими как прессование волокнистых матов в листы, пучки или аналогичные жесткие структуры.

Описанным способом можно получать из минеральных, стеклянных или керамических волокон или их смесей некоторые изделия в форме матов или листов, вес которых на единицу поверхности находится в пределах 60-3000 г/м². Лучшим путем сравнения изделий согласно изобретению с традиционными жаропрочными неткаными материалами является сравнение их плотностей друг с другом. Плотность матообразных изделий и изделий, спрессованных в листы или пучки примерно в пять раз меньше плотности материалов, полученных из тех же самых исходных продуктов известными способами. Прочностные характеристики, однако, остаются того же порядка величины. Регулированием условий процесса (скорость тока воздуха, прессование на последующей обработке) это отношение может быть увеличено в десять раз.

Если используют связующие волокна, то их доля в продукте никогда не превышает 30% . Следует заметить, что стекло может быть использовано в качестве структур, образующих волокон, то связующее, содержащее синтетическое волокно, такое как полиэфирное или стеклянное волокно, может быть включено в изделия в качестве связки, при этом основная структура включает минеральные волокна и керамические волокна, которые плавятся при более высоких температурах, чем стекло.

Материалы могут быть использованы во всех жаропрочных изделиях, таких как внутренние покрытия и фасонные профили в транспортном машиностроении, подстилающие ковры и звуконепроницаемые поверхности в кораблестроении, кровельный картон, основы для полихлорвиниловых покрытий, а также в качестве строительного картона. Одним из важных применений этих материалов является высокотемпературная изоляция, т.е. материалы для замены опасных для здоровья асбестов.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО ЖАРОПРОЧНОГО ИЗДЕЛИЯ, содержащее питатель для волокон и две воздухопроницаемые транспортирующие поверхности, формирующие волокнистый мат, отличающееся тем, что, с целью улучшения однородности мата и возможности регулирования массы на единицу площади мата, оно снабжено камерой между первой и второй транспортирующими поверхностями, подводящим воздушным каналом с нагнетательным приспособлением для просасывания потока воздуха через первую поверхность, захватывания мата с него и перемещения волокон в камере на вторую поверхность для формования мата на нем и отводящим воздушным каналом, расположенного за второй транспортирующей поверхностью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера установлена вертикально, а вторая транспортирующая поверхность в ней смонтирована над первой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питатель волокон, расположенный перед камерой, установлен над воздухопроницаемым транспортером, выполнен в виде вращающегося барабана, заключенного в кожух, открытого со стороны транспортера и снабженного средством подачи в него воздуха.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено установленным перед питателем волокон приспособлением для предварительного удаления загрязнения из волокна, выполненным в виде вращающегося зубчатого барабана и валков для подачи волокон на его поверхность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5