Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления изделий в пресс-форме, и может быть применено для изготовления фильтров, например, маслобаков газотурбинных установок.

Известны способы, позволяющие 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).

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

При изготовлении фильтров любым из этих способов не исключается возможность повреждения центральной части металлической сетки в пресс-форме.

Известен также способ изготовления фильтров, включающий размещение периферийной части металлической сетки между кольцами из легкоплавкого материала, например полиамида, и скрепление сетки с кольцами в пресс-форме под воздействием температуры и давления (заявка РФ №2011132667, по которой принято решение о выдаче патента на полезную модель), являющийся наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения.

Известный способ позволяет достаточно прочно скрепить периферийную часть металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала и изготовить фильтры без повреждения центральной части металлической сетки.

Однако практическое применение известного способа для изготовления фильтров маслобаков крупногабаритных газотурбинных установок показало, что на кольцах и на периферийной, прилегающей к кольцам, части поверхностей металлической сетки, по всему периметру, имеются наплывы легкоплавкого материала колец.

Выяснено, что наличие наплывов на кольцах из легкоплавкого материала неизбежно, так как для прочного скрепления с сеткой методом спекания кольца нужно нагреть до температуры, превышающей температуру плавления материала колец.

Наличие наплывов легкоплавкого материала на поверхностях металлической сетки ухудшает фильтрующие свойства изделия.

Удаление наплывов с поверхностей металлической сетки после изготовления фильтра является трудоемкой операцией и практически невозможно без полного или частичного повреждения сетки, что недопустимо.

Установлено, что большое количество наплывов легкоплавкого материала обусловлено в том числе и тем, что параметры нагрева, величина давления и процесс охлаждения при изготовлении фильтров известным способом не регламентируются.

Указанные недостатки приводят к снижению качества изготовления фильтров известным способом.

Технической задачей данного изобретения является повышение качества изготовления фильтров за счет получения чистых фильтрующих поверхностей при обеспечении прочного скрепления металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала без чрезмерного их перегрева и недопустимой деформации в пресс-форме под воздействием температуры и давления.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления фильтра, включающем размещение периферийной части металлической сетки между кольцами из легкоплавкого материала, например полиамида, и скрепление сетки с кольцами в пресс-форме под воздействием температуры и давления, на поверхности сетки, не скрепляемые с кольцами, наносят водный раствор гипса, сушат при комнатной температуре, затем размещают сетку между кольцами в пресс-форме, производят нагрев полученного пакета до температуры 250-280°С под давлением 40-50 кгс/см², выдерживают при этой температуре и давлении в течение 5-15 минут, сбрасывают давление и принудительно охлаждают пакет до температуры 60-70°С, после чего извлекают фильтр из пресс-формы, удаляют гипс с поверхностей сетки и производят механическую обработку колец.

Эмпирически, в результате опробования различных составов, определено, что оптимальным с точки зрения создания эффективного защитного слоя, просто наносимого на поверхности металлической сетки и легко удаляемого после изготовления фильтра, является использование водного раствора гипса.

Нанесение водного раствора гипса на фильтрующие поверхности сетки, не скрепляемые с кольцами, позволяет исключить возможность образования наплывов легкоплавкого материала колец на этих поверхностях в процессе формирования фильтра и дополнительно защитить фильтрующие поверхности сетки от перегрева под воздействием температуры в пресс-форме.

Сушка при комнатной температуре водного раствора гипса, нанесенного на фильтрующие поверхности сетки, позволяет создать на этих поверхностях твердую защитную пленку, сохраняющуюся в течение всего времени процесса формирования фильтра.

В результате многочисленных экспериментов, при проведении которых варьировались параметры процесса спекания металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала (температура, время выдержки и давление) и менялись условия охлаждения, разработана совокупность расположенных в строго определенной последовательности операций с оптимальными значениями параметров, позволяющих обеспечить прочное скрепление металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала, без чрезмерного их перегрева и недопустимой деформации в пресс-форме под воздействием температуры и давления.

Разработанные значения параметров технологического процесса являются также оптимальными с точки зрения сохранения в процессе изготовления фильтра прочной защитной пленки на поверхностях металлической сетки без растрескивания и осыпания, что исключает образование наплывов легкоплавкого материала на поверхностях металлической сетки и улучшает фильтрующие свойства изделия.

Удаление гипса с поверхностей сетки и механическая обработка колец после извлечения фильтра из пресс-формы позволяют окончательно подготовить изготовленный фильтр к эксплуатации, например, в составе маслобака газотурбинной установки.

Сущность способа поясняется чертежом.

На фиг. приведена схема изготовления фильтра в пресс-форме.

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, например полиамида, марки ПА 6 ТУ 6-05-998-87 нижнее кольцо 2 и верхнее кольцо 3 фильтра.

Готовят состав в виде раствора порошка гипса ГОСТ 125-79 в воде исходя из соотношения 10 граммов гипса на 100 миллилитров воды.

Наносят полученный состав кисточкой на центральную часть поверхностей сетки 1 с обеих сторон, оставляя на периферии сетки 1 кромку шириной 5 мм по всему периметру.

Сушат при комнатной температуре до образования на поверхностях сетки 1 твердых слоев 4 и 5 состава гипса.

Помещают нижнее кольцо 2 в матрицу 6 пресс-формы, размещают на нем металлическую сетку 1 с нанесенным составом гипса и устанавливают верхнее кольцо 3 и прижимное кольцо 7.

Устанавливают в пресс-форму пуансон 8 и производят нагрев полученного пакета, включающего металлическую сетку 1, периферийная часть которой размещена между кольцами 2 и 3, до температуры 250-280°С под давлением 40-50 кгс/см², выдерживают при этих температуре и давлении в течение 5-15 минут, сбрасывают давление и принудительно охлаждают пакет до температуры 60-70°С.

Затем извлекают фильтр из пресс-формы, удаляют проточной водой состав гипса с поверхностей сетки 1, при этом вместе с гипсом удаляются и образовавшиеся на его поверхностях наплывы легкоплавкого материала колец.

После чего производят механическую обработку наружных поверхностей колец 2 и 3, срезая при этом образовавшиеся на этих поверхностях наплывы легкоплавкого материала.

На предприятии предлагаемым способом изготавливаются фильтры маслобаков газотурбинных установок.

Разработанная последовательность операций позволяет изготавливать фильтры с прочным скреплением периферийной части металлической сетки с кольцами из легкоплавкого материала и с чистыми поверхностями центральной фильтрующей части металлической сетки.

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