Устройство для графитации углеродных волокнистых материалов

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (и>931

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.07.80 (21) 2964214/28-12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

D 06 С 7/04

D 01 F 9/12

Гевударствеиимв квмнтет

СССР

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (53) УДК 621.3. .036 (088.8 ) м делам нэвбретений и аткрытий (72) Авторы изобретения

М. Д. Малей, Л. С. Малей, Г. М. Коршунов, А. И. Засухин и В. В. Живов

1

Всесоюзный научно-исследовательский и проеквно«уу технологический институт электроугольных изделии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАФИТАЦИИ

УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к высокотемпературной технике, в частности к аппаратам прямого нагрева, и может быть использовано в химической и электротехнической промышленности для высокотемпературной обработки углеродных тканей, лент и войлоков.

Известно устройство для непрерывной графитации углеродных материалов, содержащее корпус с размещенными в нем электродами, выполненными в виде цилиндрических валков, закрепленных в держателях и установленных друг над другом по разные стороны от материала, и механизм перемещения (1) .

Отличительным признаком устройства является то, что, с целью повышения КПД устройства и графитированных материалов, один из электродов-валков заземлен и снабжен приводом вращения, причем заземлен нижний валок.

Недостатком данного устройства при обработке тонких материалов, имеющих большую ширину полосы, является большой отвод тепла от обрабатываемого материала через электроды. С целью предотвращения перегрева последних, они подвергаются принудительному охлаждению, что приводит к повышенному расходу охлаждающей воды или газа. Кроме того, поверхность электрода периодически требуется очищать от конденсата зольных примесей, обрывков волокон и продуктов пиролиза выделяющихся углеводородов.

Известно также устройство для графитации углеродных волокнистых материалов, содержащее расположенные в корпусе два электрода для контактирования с материалом, один из которых связан с приводом (2).

Недостатком известного устройства является разогрев и коррозия роликов-электродов при длительной эксплуатации, необходимость прикладывания к материалу значи1s тельных растягивающих усилий в момент обработки, что приводит к его деформации.

Кроме того, при нагреве жгута до высоких температур резко возрастают потери энергии за счет излучения.

Цель изобретения — повышение качества материала.

Указанная цель достигается тем, что устройство для графитации углеродных волокнистых м атериалов, содержащее расположенные в корпусе два электрода для контакти931859

3 рования с материалом, один из которых выполнен в виде стержня, связанного с приводом, имеет установленную в корпусе катушку для намотки материала, выполненную в виде беличьего колеса, при этом электрод, связанный с приводом и выполнен в виде стержня и смонтирован в катушке по ее оси для закрепления на нем одного из концов материала, а, другой электрод выполнен в виде пластинчатого зажима для закрепления другого конца материала.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в поперечном сечении относительно катушек с намотанным волокнистым материалом, на фиг. 2 — то же в продольном разрезе (вариант) без волокнистого материала.

Устройство содержит расположенные в корпусе 1 два электрода 2 и 3 для контактирования с материалом 4. Электрод 2 выполнен в виде стержня и связан с приводом (не показан). Электрод 3 выполнен в виде пластинчатого зажима. В корпусе 1 установлена катушка 5 для намотки материала, выполненная в виде беличьего колеса.

Катушка 3 имеет поперечные оси 6, на которые свободно одеты трубки 7, служащие опорами для намотанного волокнистого материала 4. Электрод 2 соединен с электрической сетью через скользящий элемент 8.

Беличье колесо опирается на вращающиеся опоры 9, прикрепленные к корпусу l. Привод передает вращающий момент на электрод 2 через неэлектропроводную муфт 10.

Устройство работает следующим образом.

Один конец полосы подлежащего термообработке волокнистого материала пропускают между соседними поперечными трубками 7 и временно закрепляют. Вращая беличье колесо питающей катушки 5, наматывают на нее слой исходного электропроводного материала 4. Свободный внешний конец полосы закрепляют в неподвижном электроде 3, который контактирует не только с закрепленной в нем полосой, но и соприкасается боковой поверхностью с другими слоями намотанного материала 4. Освобождают от временного крепления внутренний конец полосы материала 4 и, протягивая полосу с поворотом беличьего колеса, закрепляют конец на электроде 2. Включают привод и через муфту 10 обеспечивают поворот электрода 2 до образования на нем 1 — 2 слоев волокнистого материала. Включают привод вращения электрода 2 и регулируют величину подаваемого на него электрического напряжения до получения требуемой температуры нагрева участка А обрабатываемого материала. После втягивания конца обрабатываемого материала с электродом 3 внутрь беличьего колеса отключают привод и электропитание уста5

1О

Формула изобретения

5о рых выполнен в виде стержня, связанного

15 го

3О

4о

4 новки, отсоединяют наружный электрод 3 от материала, отрезают не полностью термообработанный участок полосы. Обратным вращением электрода 2 сматывают (снимают) готовый продукт и отделяют необработа ни ы и уч а сток.

В дальнейшем, при обработке новых порций материала операции повторяют в указанной последовательности. Такие материалы, как карбонизованные плотные тканые ленты и ткани на основе кордных волокон допускается обрабатывать на воздухе, так как за короткое время нагрева и съема готовой продукции они практически не теряют своих характеристик.

При обработке пористых материалов— жгутов, нитей, войлоков целесообразно устройство помещать в кожух, в котором создают неокисляющую атмосферу.

В процессе работы устройства 90 — 95 /о излучения с разогретой до 2500 — 3000 С поверхности обрабатываемого материала улавливается внешним электродом (исходным материалом), что сокращает расход электроэнергии. Принимая во внимание низкую теплопроводность углеродных волокнистых материалов и постоянный съем нагретого слоя, внешняя поверхность слоя материала

4 сохраняет начальную температуру. При эксплуатации предлагаемого устройства целесообразно охлаждать электрод 2 изнутри, например водой, а также свеженамотанный слой готового продукта, например обдувом, азотом или орошением водой.

Предлагаемое устройство может быть дополнительно оснащено боковыми крышками к беличьему колесу. В этом случае неокислительная атмосфера создается непосредственно внутри беличьего колеса и необходимость в кожухе отпадает. Кроме того, при применении предлагаемого устройства происходит замена одного вращающегося электрода на неподвижный, что упрощает подачу электроэнергии на обрабатываемый материал и снижает опасность поражения электрическим током при обслуживании устройства.

Устройство для графитации углеродных волокнистых материалов, содержащее расположенные в корпусе два.электрода для контактирования с материалом, один из котос приводом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества материала, оно имеет установленную в корпусе катушку для намотки материала, выполненную в виде беличьего колеса, при этом электрод, связанный с

55 приводом, выполнен в виде стержня, смонтирован в катушке по ее оси для закрепления на нем одного из концов материала, а другой электрод выполнен в виде пластинча931859

Составитель Ю. Смоляков

Редактор Н. Ковалева Техред А. Бойкас Корректор Н. Степ

Заказ 3679/37 Тираж 477 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 того зажима для закрепления другого конца материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 608351, кл. С 01 В 31/04, 1974.

2. Патент США № 3319597, кл. 23 †2.3, 1963 (прототип)