Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления изделий из полимерных материалов, и может быть применено для изготовления фильтров, например маслосистем газотурбинных установок.

Известен способ, позволяющий изготавливать фильтры в пресс-формах (см., например, И.М. Буланов, В.В. Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998 г. - стр.156-159, 165-167).

Данный способ возможно использовать при изготовлении фильтров, включающих металлическую сетку, скрепленную по периферии с кольцами из легкоплавкого материала, например полиамида, методом спекания материала колец с сеткой при нагреве под давлением в пресс-форме.

Известен также способ изготовления фильтров, включающий размещение периферийной части металлической сетки между кольцами из легкоплавкого материала, например полиамида, скрепление сетки с кольцами и колец между собой (см. патент РФ №111478), являющийся наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения.

Изготовление фильтров производят в пресс-форме под воздействием температуры и давления.

Известный способ позволяет при изготовлении фильтров достаточно прочно скрепить периферийную часть металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала за счет проникновения в сетку, под воздействием давления, материала колец, расплавленного при нагреве до температуры, превышающей температуру плавления материала колец, с последующим его спеканием с сеткой при отверждении в процессе охлаждения.

Применение известного способа для изготовления фильтров маслосистем крупногабаритных газотурбинных установок показало, что в процессе спекания расплавленного материала колец с сеткой возможен перегрев металлической сетки под воздействием высокой температуры с ухудшением фильтрующих свойств изделия.

При изготовлении фильтров возможно, вместо расплавления при нагреве легкоплавкого материала, применение серной кислоты для размягчения материала колец, что позволяет достаточно быстро и качественно размягчить материал на обработанных кислотой поверхностях колец для последующего их скрепления между собой и с периферийной частью металлической сетки, при этом исключается перегрев металлической сетки.

Однако при практическом применении данного способа обнаружено, что под воздействием серной кислоты происходит окисление металла сетки с возможным ее частичным разрушением.

Указанные недостатки приводят к снижению прочности и ухудшению качества изготовления фильтров известными способами и в ряде случаев приводят к недопустимому снижению надежности работы фильтров.

Технической задачей данного изобретения является улучшение качества изготовления и повышение надежности работы фильтров.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления фильтров, включающем размещение металлической сетки между кольцами из легкоплавкого материала и скрепление сетки с кольцами и колец между собой, выкраивают из ткани две кольцевые заготовки, соответствующие по конфигурации посадочному месту металлической сетки в кольцах из легкоплавкого материала, склеивают металлическую сетку с обеих сторон с кольцевыми заготовками, наносят слой концентрированной серной кислоты на скрепляемые поверхности колец из легкоплавкого материала и размещают между ними металлическую сетку, затем помещают полученный пакет в пресс, создают давление 9-12 кгс/см² и выдерживают пакет под этим давлением в течение 24 часов, после чего сбрасывают давление, извлекают пакет из пресс-формы и выдерживают его в свободном состоянии не менее 72 часов.

В качестве легкоплавкого материала используют полиамид, а в качестве ткани используют бязь.

Склеивание металлической сетки с обеих сторон с кольцевыми заготовками из ткани позволяет защитить металл сетки от воздействия серной кислоты, применяемой для размягчения материала колец, при этом клеевой слой дополнительно препятствует проникновению серной кислоты в металлическую сетку, что полностью исключает возможность окисления металла сетки.

Эмпирически, в результате опробования различных материалов, определено, что оптимальным, для обеспечения эффективной защиты металла сетки от воздействия серной кислоты и обеспечения надежного скрепления с размягченным материалом колец из легкоплавкого материала, является использование ткани.

Воздействие в прессе на пакет фильтра давления 9-12 кгс/см² в течение 24 часов является оптимальным для полного завершения процесса проникновения размягченного материала колец в ткань и обеспечения ее прочного сцепления с кольцами после затвердевания размягченного материала колец.

Выдержка пакета после извлечения из пресса в свободном состоянии в течение не менее 72 часов позволяет окончательно завершить формирование структуры фильтра, что необходимо для качественного его изготовления.

В результате многочисленных экспериментов, при проведении которых варьировались параметры процесса изготовления фильтра (давление, время выдержки и др.) разработана совокупность расположенных в строго определенной последовательности операций с оптимальными значениями параметров, позволяющих обеспечить прочное скрепление металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала в прессе, без воздействия серной кислоты на сетку.

Сущность способа поясняется рисунками.

На фиг. 1, 2 приведены составляющие элементы конструкции фильтра.

Способ изготовления фильтра заключается в следующем.

Из полотна сетки, изготовленной из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т ГОСТ 3826-82, выкраивают по шаблону металлическую сетку 1, выполненную в виде круговой заготовки требуемого наружного диаметра.

Изготавливают из легкоплавкого материала нижнее кольцо 2 и верхнее кольцо 3 фильтра.

В качестве легкоплавкого материала используют полиамид марки ПА 6 ТУ 6-05-998-87.

На поверхности кольца 3 выполнен кольцевой выступ 4, а на ответной поверхности кольца 2 выполнена кольцевая проточка 5.

Выкраивают из ткани две кольцевые заготовки 6, соответствующие по конфигурации посадочному месту 7 сетки 1 в кольцах 2 и 3.

В качестве ткани используют бязь.

На одну из сторон каждой кольцевой заготовки 6 наносят слои клея марки 8СА ТУ 38 1051760-89 так, чтобы клей не проступал на вторую сторону ткани.

Приклеивают к поверхности периферийной части сетки 1 с обеих сторон по заготовке 6, совмещая заготовки 6 и сетку 1 по периметру.

Подготавливают требуемое количество серной кислоты H₂SO₄ 94% концентрации.

Обезжиривают поверхности колец 2 и 3, протирая их бязевой салфеткой, смоченной в бензине-растворителе ТУ 38.401-67-108-92, и сушат при температуре 18-25°C в течение 2-3 минут.

Наносят кисточкой слой подготовленной серной кислоты на скрепляемые между собой поверхности колец 2, 3 и на поверхности посадочного места под сетку 1.

Выдерживают при комнатной температуре в течение 30 секунд.

Затем размещают металлическую сетку 1 с приклеенными заготовками 6 из ткани в посадочное место нижнего кольца 2 и устанавливают на него верхнее кольцо 3, при этом выступ 4 входит в проточку 5, что позволяет четко зафиксировать кольца 2 и 3 относительно друг друга, исключить возможность их смещения при сборке пакета и в процессе воздействия на полученный пакет усилия пресса.

После размещения сетки 1 между кольцами 2, 3 и предварительного скрепления с ними фиксируют кольца 2 и 3 относительно друг друга при помощи ленты фторопластовой и ленты липкой полиэтиленовой, что позволяет исключить возможность смещения колец и сетки относительно друг друга в собранном пакете при установке в пресс.

Помещают полученный пакет, не позднее чем через 20 минут после размещения металлической сетки 1 между кольцами 2 и 3, на пресс и создают давление 9-12 кгс/см².

Выдерживают пакет под давлением в течение 24 часов.

После чего сбрасывают давление, извлекают пакет из пресса и выдерживают в свободном состоянии без приложения нагрузки в течение 72 часов.

Снимают ленту фторопластовую, ленту липкую полиэтиленовую и оценивают состояние готового фильтра.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество изготовления фильтров маслосистем газотурбинных установок при обеспечении требуемой технологичности.