Установка для непрерывного литья волокнистых композиционных материалов

(у) В 22 Р 11/ ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ ПИСА Н. Волокаев ции 4 с 9 форми ования изделия нле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СНИД(56) Авторское свидетельство СССР1 Р 4277831 кл. В 22 Э 11/14, 1972,Изобретение относится к металлу гии, в частности к непрерывндму ли волокнистых композиционных материа лов.Целью изобретения является повьппе ние производительности установки.На фиг. 1 представлена установка, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; ан фиг. 3 - выполнение устройства согласно и. 2 формулы.Установка состоит из системы 1 вы дачи волокон, механизма 2 вытягивания изделия. Между ними расположены последовательно соединенные секции подготовки 3 расплава, смачивания 4, и фильтрации 5, Секция 3 подготовки расплава представляет собой емкость, футерованную изнутри огнеупорным материалом. В нижней части секции 3(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛО(57) Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - повьппениепроизводительности установки. Установка содержит систему выдачи волокон, механизм вытягивания и ванну срасплавом, выполненную в виде трехсекций - подготовки расплава, смачивания и фильтрации. Секция подготовкрасплава выполнена с примыкающим кней трубопроводом с индуктором и соединена с другими секциями вертикальным трубопроводом с электромагнитным насосом. Волокна подают в секциюсмачивания и вытягивают из нее готовое изделие. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. подготовки расплава параллельно ей подключен трубопровод 6, выполненный из огнеупорного материала, на котором установлен индуктор 7. Над секцией 3 подготовки расплава расположены секции смачивания 4 и фильтрации 5, которые выполнены в одной ванне, футерованной изнутри огнеупорным материалом, и разделены между собой герметичной перегородкой 8, высота которой меныпе высоты секции смачивания, при этом высота этой перегородки определяет необходимый гидродинамический напор на оси узла 9 формирования изделия, установленного на боковой стенке секции 4 смачивания. На противоположной стенке секмачивания на одной оси с узломузел 1 О распределения волокон. Секция 3 подготовки расплава и секция 4 смачивания связаны между собой вертикальным трубопроводом 11 по,цачи расплава, выполненным из магнитопроницаемого материала. На трубопроводе 11 установлен электромагнит 12 таким образом, что его магнитные силовые линии направлены перпендикулярно направлению тока в расплаве в секции 3 подготовки расплава, а действие электромагнитной силы направлено вверх. Секция 5 фильтрации соединена с секцией 8 подготовки расплава трубопроводом 13, нижний торец которого находится выше уровня расплава 14 в секции подготовки расплава, а на верхнем торце установлен сменный фильтр 15. Позицией 16 показано сформированное изделие - композит 17 - узел приема композита 18 - флюс.Установка работает следующим образом.В секцию 3 подготовки расплава за - 25 ливают расплав металла и наводят флюс 18. При подаче питания на индуктор 7 в металле, находящемся в секции 3 подготовки расплава и трубопро воде 6, индуцируется ток, за счет ко торого происходит разогрев расплава до нущой температуры и его подогрев при работе установки.Одн ов ременно в олокн а с системы 1 выдачи волокон через узел 10 распределения волокон, секцию 4 смачивания, узел 9 формирования материала подают на механизм 2 вытягивания изделия, Затем включают электромагнит 12. Его магнитное поле взаимодействует с током протекающж в расплаве, При этом возникает электромагнйтное давление, которое подает расплав в секцию 4 смачивания. После заполнения секции расплавом он через перегородку 8 поступает в секцию 5 фильтрации и через фильтр 15 и трубопровод 13 подается в секцик 3 подготовки расплава. Проходя при этом через флюс 18, расплав проходит дополнительную оч истку. Волокна, проходящие через расплав, подогреваются и, происходит их смачивание и затем они подаются в узел 9 Формирования:, где происходит формирование композита 16. Далее изделие подают на узел55 приема композита 17.В некоторых случаях, например, если конструкционное выполнение вертикального трубопровода 11 подачи расплава из секции 3 подготовки в секцию 4 смачивания приводит к значительному потреблению энергии, то с целью ее экономии и обеспечения требуемой величины электромагнитной силы секцию 3 подготовки расплава и секцию 4 смачивания связывают вертикальным трубопроводом 11 подачи расплава через трубопровод 6, подключенный параллельно секции 3 подготовки расплава (см, фиг. 3), При этом зону соединения трубопроводов располагают в магнитном зазоре электромагнита 12 и электромагнит располагают такыра образом, чтобы его магнитные силовые линии были направлены перпендикулярно направлению течения тока в расплаве в трубопроводе 6, а действие электромагнитной силы было бы направлено по оси трубопровода 11 подачи расплава.Уменьшение отношения объема секции подготовки к сумме объемов секций смачивания и Фильтрации приводит к значительным потерям тепла и требует повышения затрат электроэнергии, а положительных эффектов при этом не н аблюдае тся.Разделение ванны на секции создает возможность непрерывной работы установки, так как рафинирование расплава и доведение температуры до заданной осуществляется параллельно со смачиванием волокон и процессом изготовления композиционного изделия,Параллельное подключение трубопровода к секции подготовки расплава иустановка на нем индуктора позволяетподдерживать температуру в задачномтемпературном. интервале. При подаче питания на индуктор в расплаве в трубопроводе и в секции подготовки расплава появляется ток, за счет которого и происходит разогрев металла, Применение такого способа поддержания температуры расплава в установке позволяет снижать расход энергии. Установка на трубопроводе, соединяющем секцию подготовки расплава с секцией смачиванияэлектромагнита, позволяет использовать эффект взаимодействия его силовых линий с направлением движения тока в секции подготовки расплава для постоянной подачи расплава из секции подготовки расплава в секцию смачивания волокон. Смачивание волокон вданном случае происходит в потоке рас5623 Формула 5 159 плава, при этом из эоны смачивания волокон и из зоны входа волокон в узел формирования постоянно удаляют-: ся продукты взаимодействия расплава с волокнами, окисные пленки,. увлекаемые волокнами при входе их в расплав, а также остывший в результате контакта с волокнами расплав. Появляется возможность снизить температуру литья (например, для алюминия А 995 на 65 - 70 С) и, как следствие, этого повысить скорость литья.Повьппение скорости литья, кроме повышения производительности, позволяет уменьшить разупрочнение волокон, благодаря этому повьппается прочность изготавливаемого материала, меньше загрязнение расплава продуктами взаимодействия его с волокнами, так как с уменьшением времени контакта расплава с волокнами уменьшается и скорость их растворения,Использование электромагнитной силы для подачи расплава исключает попадание в ванну для смачивания неметаллических включений, окиси, чтоспособствует стабилизации качестварасплава изготавливаемого изделия,Расположение секции для смачивания выше уровня секции подготовкирасплава и подача расплава в секциюсмачивания снизу вверх вызывает турбулизацию расплава в секции смачивания и способствует измельчению кристаллов при затвердевании расплава,повышая механические характеристикиматрицы изготавливаемого композиционного изделия; изобретения 1. Установка для непрерывного 5литья волокнистых композиционйых материалов, содержащая системы подачи,распределения волокон, приема получаемого композиционного материала иванну для расплаЫа, о т л и ч а ю - ц щ а я с я тем, что, с целью повьппения производительности установки, онаснабжена индуктором и электромагнитом, ванна выполнена многосекционнойи состоит из секции подготовки рас плава с расположенными над ней секциями смачивания и фильтрации, разделеннь 1 ми установленной с зазором меж.ду ее верхним торцом и крьппкой секций вертикальной перегородкой, при 20 этом секция подготовки расплава соединена с секцией смачивания вертикальным трубопроводом, на котором установлен электромагнит, секция подготовки расплава выполнена с установ ленным под ней с образованием замкнутого контура горизонтальным трубопроводом, ыа котором расположен индуктор.2, Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что вертикальный 30 и горизонтальный трубопроводы состы -кованы между собой, при этом местоих стыка расположено между полюсами электромагнита.3. Установка по пп. 1 и 2, о т - З 5 л и ч а ю щ а я с я тем, что отношение объема секции подготовки расплава к сумме объемов секций смачивания и фильтрации составляет по крайней мере 6:1.1595623 иг. Редактор Пилипе орректо Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Заказ 2875ВНИИПИ Государст Составитель А. ПопТехред М. Дидык Тираж 634нного комитета крытиям при ГКНТ СССР 3035, Москва, Ж д. 4/5 Подписноепо изобретениям и от