Устройство для изготовления изделий с пористыми структурами из стеклянных микрошариков

 

Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов , к стекольному производству, и может быть использовано для изготовления фильтров, пористых перегородок . Цель изобретения - обеспечение оптимальных температурных режимов спекания изделий из различных по диаметру микрошариков, улучшение их качества , увеличение производительности и снижение энергозатрат. Для этого рабочая камера печи состоит из отдельных термомодулей. Каждый тер-момодуль выполнен в виде тороидального сектора, а число их в 4-5 рАз пре- .вьшает число необходимых для термообработки зон. Длина термомодуля не

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„1433915 А 1 (51) 4 С 03 В 19 /08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4177489/29-33 (22) 07.01.87 (46) 30.10.88. Бюл. 9 40 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского проектно-конструкторского и технологического института источников тока Научно-производственного объединения "Квант" с опытным производством в r. Севастополе (72) В.И.Благов, В.И.Екатеринчук и Л.Я.Свиридов (53) 666.1.054.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1147700, кл, С 03 С 27/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИ=::1 С ПОРИСТЫМИ СТРУКТУРАМИ ИЗ

СТЕКЛЯННЫХ МИКРО!АРИКОВ (57) Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов, к стекольному производству, и может быть использовано для изготовления фильтров, пористых перегородок. Цель изобретения — обеспечение оптимальных температурных режимов спекания изделий из различных по диаметру микрошариков, улучшение их качества, увеличение производительности и снижение энергозатрат. Для этого рабочая камера печи состоит из отдельных термомодулей. Каждый термомодуль выполнен в виде тороцдального сектора. а число их в 4-5 раз пре. вышает число необходимых для термообработки зон. Длина термомодуля не

1433915 менее пяти его диаметров. Протяженность температурных зон в эависимос" ти от необходимого времени пребывания в них иэделий устанавливается заданием одинаковых (или разных) температур в группах термомодулей. Иэделия 6 формуются прессом 1 и подаются устройством загрузки 4 иа непрерывный транспортер,. приводимый в дискретные движения пазовым кулачком 26 через рычаг 24 с губками 27, зажимающими его тело от электромагнита 28.

Изделия б по мере движения транспорИзобретение относится к промышленности стройматериалов, к стекольному производству, и может быть использовано для изготовления фильтров, пористых перегородок.

Цель изобретения — обеспечение оптимальных температурных режимов спекания изделий из различных по диаметру микрошариков, улучшение их качества, увеличение производительности и снижение энергозатрат.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез 8-Б на фиг.1.

Устройство содержит пресс 1 для формования изделий из массы, состоящей из стеклянных микрошариков и связки, который имеет формующее устроиство 2, диск с матрицами 3 для формования изделий и загрузочное устройство 4 с толкателем 5, Для спекания сформованных изделий 6 имеется печь 7, рабочая камера которой 8 представляет собой полый незамкнутый тор и состоит иэ отдельных термомодулей 9, которые выполнены B форме тороидального сектора, Внутри рабочей камеры 8 размещен непрерывный шагающий транспортер 10, конструктивно выполненный из отдельных, соединенных между собой секций. К незамкнутой части печи 7 примыкает пресс 1. Каждый термомодупь 9 состоит иэ трубы 11, отношение внутреннего*диаметра которой к ее длине тера 10 вначале проходят зону предварительного нагрева, например первые три модуля 9, здесь выгорает связка микрошариков. Газы иэ полостей удаляются эжектором 33. Далее следует зона спекания,.например иэ пяти модулей, одинаковой температурой. В оставшихся термомодулях происходит отжиг и остывание изделий. Готовые иэделия на выходе из печи 7 снимаются разгрузочным устройством 29 и направляются в желоб 30 для доставки к месту их сборки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. более, чем 1:5. С торцов этой трубы установлены фланцы 12 с кольцевыми порогами 13 для удержания транспортера 10. На трубе 11 в теплоизоляции

5 14 размещен резестивный нагреватель 15 с выводами 16. В полости трубы 11 установлена термопара 17, провода которой помещены в термостойкую трубку 18, проходящую через отверс1О тие во фланце 12 и удерживаемую стойками 19. Концы проводов 20 термопары 17 выведены через вторую термостойкую трубку 21, размещенную при сборке между фланцами 12 соседних

15 термомодулей, для чего во фланцах имеется соответствующее углубление.

На плоскости непрерывного транспортера 10 установлены вертикальные экраны 22, так что при каждом шаге

20 транспортера одна из пар этих экранов перекрывает проходные отверстия во фланцах 12. Рабочая поверхность транспортера между экранами имеет слой отожженного глинозема 23.

Для дискретного вращения непрерывного транспортера 10 в его центре установлен рычаг 24, на отростке которого установлена цевка 25, входящая в паз кулачка 26, связанного

3О с приводом.

Для захвата непрерывного транспортера 10 рычагом 24 на его конце установлены губки 27, связанные с якорем электромагнита 28.

35 Выгрузка спеченных иэделий 6 с транспортера 1О производится толка1433915 телем устройства выгрузки 29. Для направления готовых изделий к месту их сбора имеется желоб 30. Входные термомодули рабочей камеры трубка5 ми 31 соединены через эапорные краны 32 с камерой разряжения эжектора 33 для удаления из них газовых выделений, образующихся вследствие выгорания связки сформованных изделий при предварительном их нагреве.

Выводы всех резистивных нагревателей кабелем 34 подключены к устройству управления 35, сюда же кабелем 36 поданы выводы всех термопар 17, уста- 1 новленных в термомодулях 8.

Устройство управления 35 содержит источники питания, регуляторы температуры нагревателей и органы управления устройством. ?О

Образование температурных зон для спекания изделий, различных по объему и сформированных из разных по диаметру стеклянных микрошариков, с целью изменения времени этапов их температурной обработки производится путем объединения отдельных термомодулей в группы с соответствующей температурой в их полостях.

Как показывает эксперимент, например, для спекания фильтров из стекломикрошариков диаметром 60 мкм, изготовленных из приборного стекла, время спекания равно 24 мин. Если при этом для упрощения взять время выстоя шагового транспортера, равным одной минуте, а число размещаемых фильтров в термомодуле, равным шести, то зона спекания должна состоять из четырех термомодулей. В этом случае первые (входные) термомодули используются для предварительного нагрева фильтров, при котором происходит выжигание связки, остальные для постепенного снижения. температуры фильтров (отжига).

Устройство работает следующим образом (на примере четырехмодульной эоны спекания).

Включают устройство управления 35 и выводят на режим печь 7. Запускают привод подготовленного к работе пресса 1 и привод кулачка 26. В эжектор 33 подают сжатый воздух. Формующее устройство 2 поочередно по мере вращения диска 3 подает в его матрицы массу, состоящую из стеклянных микрошариков и связки, формуя изделия. На позиции загрузки сформованное изделие— фильтр 6 выталкивается из матрицы и толкателем 5 устройства загрузки 4 досылается на плоскость непрерывного транспортера 10. Включается электромагнит 28, под действием которого губки 27 рычага 24 зажимают тело транспортера 10. Начинает вращение от своего привода кулачек 26, посред-. ством его паза и цевки 25 вращательное движение кулачка преобразуется в поступательное движение рычага 24, и транспортер перемещается на один шаг против часовой стрелки (возвращение его в исходное положение происходит при выключенном электромагните 28). Сформованный фильтр 6, размещенный на транспортере, входит в начало зоны предварительного нагрева.

По мере заполнения транспортера фильтрами и повторения движения транспортера фильтры поочередно проходят зону предварительного нагрева, состоящую в нашем примере из трех термомодулей. В этой зоне по мере нагревания фильтров до температуры ниже на 100 — 150 температуры спекания, выгорает связка микростеклошариков в фильтрах. При этом газы, выделяемые при выжигании связки, удаляются из полостей термомодулей эжектором 33.

Кранами 32 протяженность зоны предварительного нагрева может быть изменена. Далее, поступая в зону спекания, стеклянные микрошарики нагреваются до размягчения стекла и смежные микрошарики сплавляются между собой в местах касания. Глубина спекания микрошариков критична как к температуре, так и к времени пребыва ния, поэтому точное определение режима возможно только экспериментом и контролеи. Пройдя зону спекания, в данном примере четыре териомодуля, фильтры поступают в зону отжига и остывания. Этот температурный режим устанавливается в зависимости от размеров микрошариков в изделии и марки стекла. На выходе из печи сра" батывает разгрузочное устройство 29 и его толкатель направляет фильтры в желоб 30, по которому он доставляется к месту их сбора.

Известно, что при изготовлении пористых структур отклонения в распределении пористости по объему иэделия в 8-10Х приводят к значительномудо 50-60Х нарушению равномерности проницаемости структуры иэделия. При

1433915 этом, в местах с меньшей проницаемостью не только уменьшается величина пор, но и растет число тупиковых пор, что ведет к изменению основного параметра - требуемой пористости, определяемой отношением объема пустот к полному объему пористого тела.

Неравномерность распределения пористости по объему изделия, изготовленного из стекломикрошариков одного размера, зависит от равномернос,ти распределения шариков в связке при изготовлении массы для формования изделий, условий формования изделий и режима их спекания.

Исключение влияния на равномерность распределения пористости по объему изделий первых двух факторов может быть достигнуто за счет выбора оптимальной технологии и приготовления массы и формирования изделия, а устранение влияния третьего фактора - режима спекаиия достигается не только выбором оптимального тем- 2б пературного режима, но и его устойчивостью в процессе спекания, кото" рая зависит от конструкции печи.

@ормулаизосбретенияЗО

Устройство для изготовления изделий с пористыми структурами из стеклянных микрошариков, содержащее печь, бесконечный транспортер, пресс, механизмы загрузки и выгрузки, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения оптимальных температурных режимов спекания изделий из различных по диаметру микрошариков, улучшения их качества, повышения производительности и снижения энергозатрат, печь набрана из термомодулей, количество которых в 4-5 раз больше числа температурных зон и каждый из которых выполнен в виде тороидального сектора с фланцами, имеющими кольцевые пороги для удержаниябесконечного транспортера, сечение которого имеет форму сегмента, причем длина термомодуля равна не менее

5 его диаметрам.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что бесконечный транспортер выполнен с равномерно и вертикально расположенными экранами, периодически перекрывающими полости термомодулей, а рабочая поверхность транспортера покрыта слоем глинозема.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено эжектором, соединенным трубопроводами с входными термомодулями.

Составитель Т.Парамонова

Редактор И.Сегляник Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Заказ 5512/25 Тираж 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4