×
10.01.2015
216.013.1d15

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРОПИТКИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к устройствам ультразвуковой пропитки волокнистых материалов различными полимерными связующими и может быть использовано в производстве изделий из волокнистых композиционных материалов (стеклопластиков, органопластиков, углепластиков) для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности. В устройстве ультразвуковой пропитки волокнистых материалов рабочий инструмент 5 установлен в герметичном стакане 3 ортогонально к обрабатываемой поверхности обрабатываемого волокнистого материала. Прижимные ролики 2 установлены с обеспечением возможности дополнительной обработки обрабатываемого материала за один проход. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности повышения эффективности пропитки волокнистых материалов за счет повторного прохождения наполнителя через область резонансных ультразвуковых колебаний в модифицированном связующем. 1 ил.
Основные результаты: Устройство ультразвуковой пропитки волокнистых материалов, включающее ванну со связующим средством, прижимные ролики для перемещения обрабатываемого волокнистого материала, ультразвуковую колебательную систему, состоящую из преобразователя электрических колебаний в ультразвуковые, концентратора механических колебаний и рабочего инструмента, установленного в ванне и выполненного в виде пластины со скругленными краями, представляющей собой криволинейную излучающую рабочую поверхность, отличающееся тем, что рабочий инструмент установлен в герметичном стакане ортогонально к обрабатываемой поверхности обрабатываемого волокнистого материала, а прижимные ролики установлены с обеспечением возможности дополнительной обработки обрабатываемого материала за один проход.

Изобретение относится к устройствам ультразвуковой пропитки волокнистых материалов различными полимерными связующими и может быть использовано в производстве изделий из волокнистых композиционных материалов (стеклопластиков, органопластиков, углепластиков) для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности.

Из уровня техники известно устройство ультразвуковой пропитки наполнителя связующим, включающее ванну со связующим, прижимные ролики для перемещения наполнителя вдоль дна ванны, ультразвуковую колебательную систему, состоящую из преобразователя электрических колебаний в ультразвуковые, концентратора механических колебаний и рабочего инструмента, погруженного в ванну со связующим. Армирующий волокнистый наполнитель, состоящий из множества непрерывных волокон, формируется в пучок и с помощью прижимных роликов поступает и протягивается через ванну со связующим до выходного устройства, обеспечивающего удаление излишков связующего. В процессе нахождения наполнителя в связующем осуществляется его ультразвуковая обработка между эластичным материалом и рабочим инструментом электромеханического преобразователя. Эластичный материал осуществляет прижим наполнителя к излучающей поверхности рабочего инструмента и обеспечивает движение наполнителя вдоль излучающей поверхности. Достигаемый устройством технический результат заключается в увеличении скорости взаимодействия между наполнителем и связующим и обеспечении улучшения пропитки наполнителя по сравнению с традиционными устройствами пропитки (Патент US №4689244 А, 1998 г.).

Недостатком известного устройства является ограниченный объем связующего, которое обрабатывается ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности. Не обрабатываются области связующего вне зоны контакта с наполнителем. Зона устройства под излучающей поверхностью рабочего инструмента, где могла бы осуществляться обработка связующего (дегазация и модификация), перекрыта эластичным материалом, что снижает эффективность и качество пропитки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство ультразвуковой пропитки наполнителя связующим, включающее ванну со связующим, прижимные ролики для перемещения наполнителя вдоль дна ванны, ультразвуковую колебательную систему, состоящую из преобразователя электрических колебаний в ультразвуковые, концентратора механических колебаний и рабочего инструмента, размещенную над поверхностью ванны со связующим таким образом, что рабочий инструмент погружается в связующее. Рабочий инструмент колебательной системы выполнен в виде пластины со скругленными краями, имеющей криволинейную излучающую рабочую поверхность с поперечным размером, установленным из условия обеспечения однослойного размещения наполнителя по ширине инструмента в процессе пропитки, и с продольным размером, выбранным из условия обеспечения требуемой степени пропитки при заданной скорости протягивания наполнителя через ванну со связующим. Ультразвуковая колебательная система размещена над ванной со связующим с возможностью расположения акустической оси колебательной системы под углом к поверхности связующего в ванне, часть рабочего инструмента расположена над поверхностью связующего. Прижимные ролики установлены с возможностью обеспечения механического контакта наполнителя с излучающей поверхностью ультразвуковой колебательной системы в процессе протягивания наполнителя вдоль поверхности рабочего инструмента. Нижняя стенка ванны в месте расположения над ней рабочего инструмента колебательной системы выполнена под углом к поверхности связующего в ванне и перпендикулярна акустической оси колебательной системы. Расстояние от поверхности рабочего инструмента до дна равно половине длины волны ультразвуковых колебаний в связующем на рабочей частоте колебательной системы. Устройство повышает эффективность ультразвукового воздействия при проведении процесса пропитки наполнителя связующим, качество изделий из композиционных материалов и увеличивает производительность процесса пропитки наполнителя (Патент РФ №2224649, В29В 15/10, C08J 7/18, В05С 3/12, 2003 г.).

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность процесса пропитки, обусловленная кратковременным контактом наполнителя с излучающей поверхностью рабочего инструмента. Наполнитель обрабатывается ультразвуком локально в то время, когда он контактирует с излучающей поверхностью рабочего инструмента, установленного на выходе наполнителя из связующего. Все остальное время перемещения наполнителя через связующее в пропиточной ванне он пропитывается за счет капиллярного эффекта достаточно вязким связующим, которое не подвергается воздействию ультразвука.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности процесса пропитки за счет обеспечения возможности дополнительной обработки обрабатываемого материала за один проход.

Данный технический результат достигается посредством того, что у устройства ультразвуковой пропитки волокнистых материалов, включающем ванну со связующим средством, прижимные ролики для перемещения обрабатываемого волокнистого материала, ультразвуковую колебательную систему, состоящую из преобразователя электрических колебаний в ультразвуковые, концентратора механических колебаний и рабочего инструмента, установленного в ванне и выполненного в виде пластины со скругленными краями, представляющей собой криволинейную излучающую рабочую поверхность, согласно изобретению рабочий инструмент установлен в герметичном стакане ортогонально к обрабатываемой поверхности обрабатываемого волокнистого материала, а прижимные ролики установлены с обеспечением возможности дополнительной обработки обрабатываемого материала за один проход.

Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 схематично изображено устройство ультразвуковой пропитки волокнистых материалов.

Устройство ультразвуковой пропитки волокнистых материалов включает пропиточную ванну 1, систему прижимных роликов 2, герметичный стакан 3, концентратор 4 механических колебаний ультразвуковой колебательной системы с рабочим инструментом 5.

Устройство ультразвуковой пропитки волокнистых материалов работает следующим образом.

Армирующий наполнитель (стекловолоконный ровинг) подается в пропиточную ванну 1 со связующим через систему прижимных роликов 2. В пропиточной ванне по нормали к направлению подачи ровинга в герметичном стакане 3 горизонтально установлен концентратор 4 механических колебаний ультразвуковой колебательной системы. Рабочий инструмент 5 концентратора 4 имеет форму пластины с эллиптической излучающей поверхностью. Ширина пластины выбирается из условия однослойного размещения наполнителя при его прохождении через пропиточную ванну. Продольный размер пластины определяется требуемой степенью пропитки при заданной скорости протяжки ровинга. Система прижимных роликов 2 и концентратор 4 установлены таким образом, чтобы обеспечить в процессе движения ровинга механический контакт между ровингом и излучающей поверхностью рабочего инструмента 5. При этом ровинг огибает поверхность рабочего инструмента 5 с небольшим натяжением. Концентратор 4 механических колебаний полностью погружен в связующее и расположен в пропиточной ванне 1 на входе наполнителя в связующее. Ультразвуковые колебания рабочего инструмента 5 обеспечивают дегазацию и пропитку наполнителя и модификацию связующего, при этом вязкость модифицированного связующего многократно снижается, что существенно улучшает качество пропитки.

В известном устройстве (Патент РФ №2224649) наполнитель обрабатывается ультразвуком локально, и только в то время, когда он контактирует с излучающей поверхностью рабочего инструмента, установленного на выходе наполнителя из связующего. Все остальное время перемещения наполнителя через связующее в пропиточной ванне он пропитывается за счет капиллярного эффекта связующим, которое не подвергается воздействию ультразвука, и поэтому имеет высокую вязкость. В рассматриваемом устройстве ровинг находится в поле действия ультразвуковой волны практически все время, пока он находится в связующем. В процессе движения ровинг огибает нижний прижимной ролик, установленный над основанием пропиточной ванны и повторно попадает под действие ультразвуковой волны, отраженной от задней стенки ванны. Диаметр нижнего ролика и расстояние до задней стенки ванны для получения резонансного эффекта увеличения амплитуды ультразвуковых колебаний выбирается кратным половине длины ультразвуковой волны. Поскольку наполнитель в процессе движения в пропиточной ванне все время находится в поле действия ультразвуковых колебаний и в модифицированном связующем, имеющим низкую вязкость, эффективность его пропитки существенно повышается.

Таким образом, заявленное устройство ультразвуковой пропитки обеспечивает высокую эффективность процесса пропитки волокнистых материалов за счет повторного прохождения наполнителя через область резонансных ультразвуковых колебаний в модифицированном связующем.

Анализ заявленной полезной модели на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого технического результата - обеспечение высокой эффективности процесса пропитки волокнистых материалов за счет повторного прохождения наполнителя через область резонансных ультразвуковых колебаний в модифицированном связующем.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для ультразвуковой пропитки волокнистых материалов различными полимерными связующими и может быт использован в производстве изделий из волокнистых композиционных материалов (стеклопластиков, органопластиков, углепластиков) для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Устройство ультразвуковой пропитки волокнистых материалов, включающее ванну со связующим средством, прижимные ролики для перемещения обрабатываемого волокнистого материала, ультразвуковую колебательную систему, состоящую из преобразователя электрических колебаний в ультразвуковые, концентратора механических колебаний и рабочего инструмента, установленного в ванне и выполненного в виде пластины со скругленными краями, представляющей собой криволинейную излучающую рабочую поверхность, отличающееся тем, что рабочий инструмент установлен в герметичном стакане ортогонально к обрабатываемой поверхности обрабатываемого волокнистого материала, а прижимные ролики установлены с обеспечением возможности дополнительной обработки обрабатываемого материала за один проход.
УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРОПИТКИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 71-80 of 99 items.
10.12.2015
№216.013.989f

Способ получения нанокомпозита графена и карбида вольфрама

Изобретение относится к технологии получения керамических материалов на основе карбида вольфрама (WC), а также к технологии искрового плазменного спекания для получения керамических нанокомпозитов, обрабатываемых электрофизическими и электрохимическими методами, и может быть использовано в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570691
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.01.2016
№216.013.a04c

Способ позиционирования проволочного электрода на вырезных электроэрозионных станках

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вырезной электроэрозионной обработке, и предназначено для позиционирования проволочного электрода на вырезных электроэрозионных станках. Способ включает установку на столе станка куба, грани которого строго ориентированы по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572678
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a054

Штамп совмещенного действия для получения изделия с осесимметричным фланцем из трубной заготовки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к штампу для изготовления изделий с осесимметричным фланцем из трубных заготовок. Подвижная плита с пуансоном и промежуточной матрицей и промежуточная плита выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572686
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a055

Способ получения стальных поковок полукорпусов шаровых кранов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных стальных поковок полукорпусов шаровых кранов и изделий подобной конфигурации, имеющих массу свыше одной тонны. Исходную стальную заготовку в виде обечайки нагревают в интервале...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572687
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a230

Устройство контроля точности нарезания резьбы на токарном станке

Устройство контроля точности нарезания резьбы на токарном станке, включающем станину, шпиндель, предназначенный для закрепления в нем заготовки, и каретку с закрепленным на ней инструментом, содержит средство для съема информации, средство сбора и обработки информации и компьютер. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573162
Дата охранного документа: 20.01.2016
27.01.2016
№216.014.bca4

Способ компенсации тепловых деформаций металлорежущих станков с чпу

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для компенсации тепловых деформаций рабочих органов технологических машин. Способ включает в себя измерение температуры теплоактивных узлов станка, расчет по значению измеренной температуры величин тепловых деформаций упомянутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573854
Дата охранного документа: 27.01.2016
10.02.2016
№216.014.c46b

Инструмент для обработки канавок

Режущий инструмент содержит корпус, в котором выполнен угловой паз, стороны паза образуют центральный угол, в который установлен с возможностью поворота режущий элемент, выполненный в виде участка цилиндрического сектора с углом не более 90°, а указанный поворот осуществляется вокруг оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574627
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c56b

Вертикальный штамповочный молот с гидравилическим приводом

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию для изготовления плоских или низких заготовок с удлиненной осью. Штамповочный молот содержит станину со стойками, имеющими направляющие, в которых вдоль вертикальной оси молота перемещается ударная баба. На стойках установлена плита с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574623
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.06.2016
№217.015.02e0

Способ обработки твердосплавных пластин режущего инструмента

Изобретение относится к области металлургии, а именно к электроимпульсной обработке твердосплавных пластин режущего инструмента, и может быть использовано в металлообрабатывающей, машиностроительной и инструментальной отраслях промышленности. В способе обработки твердосплавных пластин режущего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587198
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.04b6

Способ химико-термической обработки изделия

Изобретение относится к области упрочняющей обработки материалов, в частности к способам химико-термической обработки изделий путем нанесения металлосодержащих покрытий различного назначения. Способ включает химико-термическую обработку изделия, изготовленного из материала, способного к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587365
Дата охранного документа: 20.06.2016
Showing 71-80 of 99 items.
10.12.2015
№216.013.989f

Способ получения нанокомпозита графена и карбида вольфрама

Изобретение относится к технологии получения керамических материалов на основе карбида вольфрама (WC), а также к технологии искрового плазменного спекания для получения керамических нанокомпозитов, обрабатываемых электрофизическими и электрохимическими методами, и может быть использовано в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570691
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.01.2016
№216.013.a04c

Способ позиционирования проволочного электрода на вырезных электроэрозионных станках

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вырезной электроэрозионной обработке, и предназначено для позиционирования проволочного электрода на вырезных электроэрозионных станках. Способ включает установку на столе станка куба, грани которого строго ориентированы по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572678
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a054

Штамп совмещенного действия для получения изделия с осесимметричным фланцем из трубной заготовки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к штампу для изготовления изделий с осесимметричным фланцем из трубных заготовок. Подвижная плита с пуансоном и промежуточной матрицей и промежуточная плита выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572686
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a055

Способ получения стальных поковок полукорпусов шаровых кранов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных стальных поковок полукорпусов шаровых кранов и изделий подобной конфигурации, имеющих массу свыше одной тонны. Исходную стальную заготовку в виде обечайки нагревают в интервале...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572687
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.01.2016
№216.013.a230

Устройство контроля точности нарезания резьбы на токарном станке

Устройство контроля точности нарезания резьбы на токарном станке, включающем станину, шпиндель, предназначенный для закрепления в нем заготовки, и каретку с закрепленным на ней инструментом, содержит средство для съема информации, средство сбора и обработки информации и компьютер. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573162
Дата охранного документа: 20.01.2016
27.01.2016
№216.014.bca4

Способ компенсации тепловых деформаций металлорежущих станков с чпу

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для компенсации тепловых деформаций рабочих органов технологических машин. Способ включает в себя измерение температуры теплоактивных узлов станка, расчет по значению измеренной температуры величин тепловых деформаций упомянутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573854
Дата охранного документа: 27.01.2016
10.02.2016
№216.014.c46b

Инструмент для обработки канавок

Режущий инструмент содержит корпус, в котором выполнен угловой паз, стороны паза образуют центральный угол, в который установлен с возможностью поворота режущий элемент, выполненный в виде участка цилиндрического сектора с углом не более 90°, а указанный поворот осуществляется вокруг оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574627
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c56b

Вертикальный штамповочный молот с гидравилическим приводом

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию для изготовления плоских или низких заготовок с удлиненной осью. Штамповочный молот содержит станину со стойками, имеющими направляющие, в которых вдоль вертикальной оси молота перемещается ударная баба. На стойках установлена плита с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574623
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.06.2016
№217.015.02e0

Способ обработки твердосплавных пластин режущего инструмента

Изобретение относится к области металлургии, а именно к электроимпульсной обработке твердосплавных пластин режущего инструмента, и может быть использовано в металлообрабатывающей, машиностроительной и инструментальной отраслях промышленности. В способе обработки твердосплавных пластин режущего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587198
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.04b6

Способ химико-термической обработки изделия

Изобретение относится к области упрочняющей обработки материалов, в частности к способам химико-термической обработки изделий путем нанесения металлосодержащих покрытий различного назначения. Способ включает химико-термическую обработку изделия, изготовленного из материала, способного к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587365
Дата охранного документа: 20.06.2016
+ добавить свой РИД