Способ изготовления металлического волокна и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления металлического волокна. Предложенный способ включает создание разрежения в камере путем удаления из нее воздуха, введение в вертикальном направлении края металлической плиты между двумя индукционными катушками, расположенными внутри камеры горизонтально с зазором между ними, его нагрев и плавление за счет тепла, генерируемого индукционными катушками, постепенное перемещение металлической плиты вниз и введение края металлической плиты в контакт с лезвиями вращаемого диска, причем вращаемый диск установлен горизонтально внутри камеры около нижней части индукционных катушек и его вращают с высокой скоростью, и отверждение металлического волокна, отделенного лезвиями вращаемого диска. Предложенное устройство содержит камеру, две индукционные катушки, причем каждая индукционная катушка нагревает металлическую плиту, и вращаемый диск, имеющий множество лезвий, выполненных на круглом валу с регулярным шагом, а вращаемый диск установлен горизонтально около нижней части индукционной катушки внутри камеры и вращается с высокой скоростью. Обеспечивается эффективность производства и упрощение конструкции оборудования и системы контроля. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для изготовления металлического волокна. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу для изготовления металлического волокна, посредством которых можно получать волокно за счет плавления металлического листа с помощью индукционной катушки и последующего контактирования с вращаемыми лезвиями, установленными на валу.

Уровень техники

Чаще всего металлическое волокно используют в фильтровальной системе для фильтрации смазочного масла или очищенного (рафинированного) масла и в качестве наполнителя проводящих пластмасс. Обычно металлическое волокно изготавливают путем плавления множества металлических стержней. Однако из-за того, что между металлическими стержнями имеется интервал, теряется большое количество электрической энергии, потребляемой нагревательным устройством при плавлении металлических стержней, и из-за большого потребления электрической энергии эффективность производства металлического волокна низка. Кроме того, требуется устройство для подачи множества металлических стержней, а это устройство является очень сложным по конструкции и им очень сложно управлять. Помимо этого требуется система управления для поддержания одинаковой температуры металлических стержней или одинаковой скорости их подачи.

В документе JP 4111722, опубликованном 13.04.1992, описан способ изготовления металлического волокна, в котором с целью повышения производительности расплавляют металл в воронкообразном тигле, снабженном в верхней части боковой стенки множеством малых отверстий, вращают тигель в горизонтальной плоскости, разбрызгивая расплавленный металл через упомянутые малые отверстия за счет центробежной силы, а затем отверждают и охлаждают полученные волокна.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание устройства и способа для изготовления металлического волокна, техническим результатом использования которых является повышение эффективности производства металлического волокна из металлического листа, а также упрощение используемого оборудования и системы управления.

Для достижения упомянутой выше цели настоящее изобретение предлагает способ изготовления металлического волокна, включающий создание разрежения в камере путем удаления из нее воздуха, отделение металлического волокна и его отверждение, отличающийся тем, что отделение металлического волокна осуществляют от металлического листа, край которого вводят в вертикальном направлении между двумя индукционными катушками, расположенными внутри камеры горизонтально с зазором между ними, нагревают и плавят край металлического листа за счет тепла, генерируемого индукционными катушками, после чего металлический лист постепенно перемещают вниз и вводят его край в контакт с лезвиями вращаемого диска для отделения металлического волокна, при этом вращаемый диск устанавливают горизонтально внутри камеры около нижней части индукционных катушек и вращают с высокой скоростью.

Кроме того, для достижения поставленной выше цели настоящее изобретение предлагает содержащее камеру устройство для изготовления металлического волокна, отличающееся тем, что оно содержит две индукционные катушки, установленные внутри камеры горизонтально с зазором между ними для нагрева каждой индукционной катушкой металлического листа, опускаемого вертикально между ними, и вращаемый диск, снабженный множеством лезвий, выполненных на круглом валу с регулярным шагом, установленный горизонтально около нижней части индукционной катушки внутри камеры и вращающийся с высокой скоростью.

Краткое описание чертежей

Дополнительные цели и преимущества настоящего изобретения могут быть более полно поняты при ознакомлении с последующим подробным описанием в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - схематический вид устройства для изготовления металлического волокна согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 - вид сбоку устройства по фиг.1.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Настоящее изобретение далее описано на примере предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. Одинаковыми номерами позиций обозначены соответствующие части на всех видах.

Устройство для изготовления металлического волокна согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя прямоугольную камеру 10, две индукционные катушки 12, расположенные горизонтально внутри камеры 10, и вращаемый диск 11, расположенный горизонтально у нижней части индукционных катушек 12.

Камера 10 выполнена в виде герметически закрытой конструкции, и благодаря этому металлическое волокно можно изготавливать в условиях вакуума. Камера 10 может быть заполнена инертным газом, например аргоном или гелием, вместо поддержания в ней вакуума. Индукционные катушки 12 расположены горизонтально с зазором между ними внутри камеры 10. Металлический лист 20 опускают в зазор между индукционными катушками 12 и затем плавят за счет тепла, генерируемого индукционными катушками 12, при перемещении листа между индукционными катушками 12. Вращаемый диск 11, вращающийся с высокой скоростью, расположен горизонтально у нижней части индукционных катушек 12. Вращаемый диск 11 содержит множество лезвий, выполненных вертикально на круглом валу. Металлический лист 20, опускаемый вертикально, вводят в контакт с лезвиями вращаемого диска 11 и таким образом отделяют металл в виде металлического волокна.

Способ изготовления металлического волокна согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя следующие этапы: создание разрежения в камере 10 путем удаления из нее воздуха; введение металлического листа 20 между индукционными катушками 12, нагревание и плавление края металлического листа 20 за счет тепла, генерируемого индукционными катушками 12; введение края металлического листа 20 в контакт с лезвиями вращаемого диска 11 путем постепенного опускания металлического листа 20 и отделение и отверждение металлического волокна.

На этапе создания разрежения в камере 10 путем удаления из нее воздуха предпочтительно, чтобы давление в условиях разрежения составляло от около 10^-1 до около 10^-3 атм. Камера 10 может быть заполнена инертным газом, например аргоном или гелием, вместо поддержания вакуума в камере. В этом случае можно исключить окисление металлического волокна при высокой температуре.

Толщина металлического листа 20 предпочтительно составляет от около 2 до около 15 мм, но ее можно варьировать в зависимости от материала металлического листа 20. Температура нагрева индукционных катушек 12 предпочтительно составляет около 1000-1700°С, но ее также можно регулировать в соответствии с материалами металлического листа 20. Скорость вращения вращаемого диска 11 составляет около 3000-5000 об/мин.

Металлическое волокно, образуемое лезвиями вращаемого диска 11, охлаждают и отверждают. В это время скорость охлаждения металлического волокна составляет около 1000-100000°С/с в секунду. Вращаемый диск 11 охлаждают водой. Полученное металлическое волокно имеет размер около 15-500 мкм, и его можно регулировать в зависимости от назначения волокна.

В настоящем изобретении для получения металлического волокна используют не металлические стержни, а металлический лист, и поэтому эффективность производства металлического волокна повышается. Особенно сильно повышается эффективность производства металлического волокна за счет сокращения потребления электроэнергии, при этом упрощается конструкция производственного оборудования.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные проиллюстрированные варианты осуществления, оно ограничено не этими вариантами осуществления, а лишь прилагаемой формулой изобретения. Следует иметь ввиду, что специалисты в данной области могут изменить и модифицировать эти варианты осуществления без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Способ изготовления металлического волокна, включающий создание разряжения в камере путем удаления из нее воздуха, отделение металлического волокна и его отверждение, отличающийся тем, что отделение металлического волокна осуществляют от металлического листа, край которого вводят в вертикальном направлении между двумя индукционными катушками, расположенными внутри камеры горизонтально с зазором между ними, нагревают и плавят край металлического листа за счет тепла, генерируемого индукционными катушками, после чего металлический лист постепенно перемещают вниз и вводят его край в контакт с лезвиями вращаемого диска для отделения металлического волокна, при этом вращаемый диск устанавливают горизонтально внутри камеры около нижней части индукционных катушек и вращают с высокой скоростью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление внутри камеры поддерживают равным 10^-1-10^-3 атм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после удаления воздуха камеру заполняют инертным газом, например аргоном или гелием.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру нагрева индукционных катушек поддерживают равной 1000-1700°С.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вращаемый диск охлаждают водой, а скорость вращения вращаемого диска составляет 3000-5000 об/мин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическое волокно отверждают со скоростью 1000-100000°С/с, а толщина полученного волокна составляет 15-500 мкм.

7. Устройство для изготовления металлического волокна, содержащее камеру, отличающееся тем, что оно содержит две индукционные катушки, установленные внутри камеры горизонтально с зазором между ними, для нагрева каждой индукционной катушкой металлического листа, опускаемого вертикально между ними, и вращаемый диск, снабженный множеством лезвий, выполненных на круглом валу с регулярным шагом, установленный горизонтально около нижней части индукционной катушки внутри камеры и вращающийся с высокой скоростью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2