Способ изготовления микрошариков из термопластичного материала

 

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к стекольной промышленности, и может найти применение в приборостроении и нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение стабильности размеров изготавливаемых шариков при обеспечении высокой степени сферичности. Сущность способа заключается в том, что из стекломассы изготавливают заготовки, длина которых в 350 и более раз превышает их диаметр. Сфероидизацию их осуществляют расплавлением сначала торца, а затем всей заготовки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51is С 03 В 19/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О ос

О 4

Cd (21) 4783287/33 (22) 15.01.90 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (71) Институт физики АН КиргССР и Киргизская научно-производственная коммерческая фирма "Аракет" (72) Ж.Ж.Жеенбаев, В.И.Журавлев, Г.А.Кобцов, Б.Л.Левитин, M.À.Ñàìñoíoâ, И,М Токарский и А.И.Черепанов (53) 666,1.035.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 490760, кл. С 03 В 19/10, 1977, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОШАРИКОВ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к технологии изготовления микрошариков иэ термопластичного материала, например стекла, которые могут быть использованы в качестве бисера и шариков в наконечниках шариковых ручек, может найти применение в стекольной, строительной и нефтедобывающей промышленности. а также в приборостроении, Цель изобретения — повышение стабильности размеров изготавливаемых шариков при обеспечении высокой степени сферичности.

На фиг. 1 представлена схема начального этапа технологического процесса изготовления стеклянных шариков; на фиг. 2 — то же, окончание технологического процесса, В емкости 1 стекломасса разогревается до температуры плавления стекла и через фильеру 2 в виде стеклянной нити со ста„„. Ж„„1706973 А1 (57) Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к стекольной промышленности, и может найти применение в приборостроении и нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения — повышение стабильности размеров изготавливаемых шариков при обеспечении высокой степени сферичности. Сущность способа заключается в том, что из стекломассы изготавливают заготовки, длина которых в 350 и более раз превышает их диаметр, Сфероидиэацию их осуществляют расплавлением сначала торца, а затем всей заготовки, 2 ил. бильным диаметром поступает в приемник

3, обеспечивающий вертикальное положение нити при ее перемещении в канале приемника.

После достижения торца нити положения, близкого к выходной части канала приемника 3 (например, выдвижного упора 4), нож 5, расположенный на выходе в канал приемника 3, отрезает нить 6 расчетной длины! с погрешностью+ Л1, Работу ножа

5 и выдвижного упора 4 согласовывают во времени. Отрезанная часть нити 6, представляющая собой цилиндрическую гранулу длиной! и диаметром d, под действием силы тяжести перемещается в зону 7. где на расстоянии 1 — 3 мм от газопроницаемой стенки

8 при сгорании гаэовоздушной смеси 9 выделяется тепло, расплавляющее торец гранулы 6 с образованием капли 10, которая приобретает форму шара с требуемыми раэ1706973 мерами после расплавления всей гранулы 6.

Полученный шарик 11 по наклонной газопроницаемой стенке 8 скатывается в холодильную камеру 12 и накапливается ь сборнике 13.

Одновременно со скатыванием готового шарика 11 ножом 5 формируется следующая цилиндрическая гранула и после ее расплавления аналогично первому образуется следующий шарик, цикл повторяется.

Существенным в предлагаемом способе является обеспечение необходимого соотношения диаметра 4 и длина гранулы 1, которое определяют из равенства 0 =44 1, (1) где Π— диаметр изготовленного стеклянного шарика;

d — диаметр цилиндрической гранулы:

1 — длина цилиндрической гранулы.

Точность (воспроизводимость) размеров шарика определяется точностью получения объема цилиндрической гранулы, при расплавлении которой он получен, При этом стабильность диаметра гранулы обеспечивается технологией изготовления стеклянной нити, заимствованной в большей части из технологии изготовления оптического стекловолокна, а стабильность длины гранулы 1определяется точностью разрезки стеклянной нити на отрезки требуемой длины, Очевидно, что при достигнутой точности разрезки нити hl точность получения объема гранулы увеличивается с увеличением длины гранулы 1, в этом случае уменьшается вклад от погрешности изготовления

L-I + 2hI, (2) где L — длина гранулы при изготовлении;

1 — расчетная длина гранулы, определяется по формуле (1) при заданном D и принятом d, hl — погрешность с учетом толщины одностороннего реза и скалывания материала.

Достаточно простыми способами при резке стекловолокна может быть достигнута точность hl- d, при d- 0,1-0,2 мм

1=0,1 — 0,2 мм.

При указанном значении hl необходимая точность получения гранулы требуемого объема, обеспечивающего при расплавлении получение шарика заданного размера с высокой точностью — D+ 0,002 мм, может быть получена при ограничении значений заготовки соотношением — 2 350.

4 (3)

Однако, при таком соотношении размеров гранулы ее расплавление следует проводить при нагревании с одного конца при одновременном перемещении в зону расплавления, При нагреве гранулы до температуры плавления сразу по всему объему

5 образуется. как правило, не один шарик необходимого размера, а несколько шариков меньших размеров, т,е, происходит дробление гранулы на отдельные капли.

Пример 1. Требуется получить стек10 лянные шарики диаметром 1 мм с допуском

+0,002 мм. Принимаем d=0,1 мм и рассчитываем по формуле (1). з

1 = — — — = 66,66 мм

Проверяем 1/d=-66,66/0,1=666,6, что больше 350.

Принимаем hl- =d- =0,1 мм и рассчитываем минимальный и максимальный размер шариков, образующихся из гранул, длина которых меняется от минимальной до максимальной мин= I 2 Л= 66,46 мм, 1 макс= I> 2 Л= 66,86 мм

Размер соответствующих шариков ра вен

Омин = 2 4 мин = 0,9969;Омлн = 0.999 мм

3 3 2

Омакс = 4 макс = 1,003;Омакс = 1,001 мм

3 г

Вывод: образующиеся шарики входят в требуемый диапазон размеров.

Пример 2. Требуется получить шарики

35 диаметгом 1 мм с допускол 10,002. Принимаем 4=0,12 мм и повторяем укаэанную выше последовательность вычислений.

I= — — = 46,30 мм, I/4=385 (350)

2 1

3 0,0144 (мин= 46,3 0,24= 46,06, О мин=0,9949:

Омин=-0,9983 мм; макс=46 3+ 0,24= 46,54: О макс==1,0053;

Омакс=1,0017 MM.

Вывод: образующиеся здесь шарики так45 же входят в требуемый диапазон размеров, Пример 3. Требуется получи гь стеклянные шарики диаметром 1 мм с допуском

«+0,002, Принимаем d=0,15 и вычисляем л1инимальные и максимальные размеры частиц

50 3 0 0225 29,63 мм; )/4=-197 что меньше 350, бмин=29.63-0,30=29,33, D мин -0 9899, Омин=0,9966 мм;

1-макс= 29,93 Мм; О макс= 1,0 101, з

Омакс=1,0033 мм.

Вывод: шарики не удовлетворяют тре буемой точности +0,002 мм, Использование предлагаемого способа изготовления микрошариков иэ термопла1706973 стичного материала, например стекл:... иэволяет обеспечить стабильность размеров шариков эа счет того. что, во-первых, гранулы имеют стабильный объем и форму, вовторых, постепенное расплавление гранулы, перемещающейся в зону нагрева, исключает дробление расплава и образование частиц меньшего размера.

Формула изобретения

Способ изготовления микрошариков из термопластичного материала путем форми„ очания заготовок с последующей их сфероидизацией в пламени гаэовоздушного потока, отличающийся reM,÷òî,ñ целью повышения стабильности размеров

5 изготавливаемых шариков при обеспечении высокой степени сферичности, используют заготовки с отношением длины к диаметру I/d 350, а сфероидизацию их осуществляют расплавлением сначала

10 торца, а затем всей заготовки.