МИКРОСФЕРИЧЕСКИЙ НАПОЛНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области производства стеклянных изделий, а именно, полых стеклянных шариков диаметром до 0,5 мм, которые могут быть использованы в качестве наполнителя в различных материалах и процессах.
Известны полые шарики, выполненные из силикатного материала, содержащие оболочку из натриевого жидкого стекла и внутреннюю полость (Проспект фирмы PQ Corp. США, "Шарики семейства Q-ull, 1989).
Несмотря на низкую стоимость, данные шарики не нашли широкого применения вследствие низкой влагоемкости и прочности.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности является смесь полых стеклянных шариков, каждый из которых содержит сферическую оболочку из алюмосиликатного стекла, образующую внутреннюю полость ("Полые стеклянные шарики" фирмы Armospherels" (Англия), журнал "Industriel Minerals", сентябрь 1986, стр. 48)
Недостатком данной смеси является низкий коэффициент упаковки, составляющий 55-60%. Это обусловлено тем, что в смеси гладкую поверхность имеют в основном шарики размером до 160 мм, что составляет 70-90% по весу смеси. Низкий же коэффициент упаковки и разная величина шариков (70% - меньше 160 мкм, 30% - выше 160 мкм и до 500 мкм) приводит к тому, что при наполнении известной смесью различных материалов существенно меняется объем заполнения, т.е. при смещении (перемешивании) частиц наполнителя (существенно разновеличных) происходит изменение объема и повышенная усадка материала, что приводит к трещинообразованию.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно повышение коэффициента упаковки смеси и обеспечение постоянства объема при ее перемешивании.
Указанная задача решается тем, что в смеси стеклянных шариков, каждый из которых содержит сферическую оболочку из алюмосиликатного стекла, образующую внутреннюю полость, согласно полезной модели, по меньшей мере, часть шариков смеси содержит дополнительные сферические образования, жестко закрепленные на внешней поверхности оболочки, при этом смесь выделена из золы-унос тепловых электростанций, а содержание полых шариков размером 0-160 мкм в смеси составляет 40-60% по весу.
Совокупность признаков, а именно, наличие дополнительных сферических образований и соотношение размеров шариков в смеси приводит к тому, что шарики размером более 160 мкм в смеси контактируют между собой с образованием пространств, в которых размещены более мелкие шарики (размером менее 160 мкм). При этом в этих же пространствах размещены и зажаты дополнительные сферические образования, которые жестко связаны с внешней поверхностью основных шариков. Таким образом, при перемешивании шариков объем смеси остается практически неизменным, этому также способствует то, что шарики в смеси имееют более ровный размер.
Проведенные патентные исследования позволяют предположить, что заявляемое техническое решение обладает новизной.
Предложенное устройство является промышленно применимым существующими техническими средствами.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным критериям полезной модели.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображена предлагаемая смесь, на фиг.2 схематично изображена известная смесь (прототип), на фиг. 3-кривая Гаусса распределения размеров шариков в смеси.
Предлагаемая смесь полых стеклянных шариков, выделенная из золы-унос тепловых электростанций, состоит из шариков 1 диаметром до 160 мкм, которых в смеси от 40 до 60 % по весу и шариков 2 диаметром свыше 160 мкм и ниже 500 мкм. Каждый шарик в смеси содержит оболочку 3 из алюмосиликатного стекла, образующую внутреннюю полость 4. Часть шариков содержит дополнительные сферические образования 5, жестко закрепленные на внешней поверхности оболочки 3. Эти образования могут быть полыми и образовывать единую внутреннюю полость шарика или представлять собой отдельный полый шарик, сплавленный с основным. Сферическое образование может быть также сплошным.
При засыпке объема смеси шариков, например в связующее, шарики перемещаются между собой и занимают устойчивое положение, в котором крупные шарики 2 соприкасаются между собой внешними поверхностями, образуя полости, в которых размещены шарики 1 малого диаметра (до 150 мкм) и сферические образования 5. Так как сферические образования связаны жестко с поверхностью части шариков, то эти шарики становятся как бы зафиксированными от поворота и смещения. Поскольку распределение шариков по диаметру после их выделения из золы-унос тепловых электростанций подчиняется закону Гаусса (фиг.3). т.е. в смеси практически мало очень малых шариков (5-25 мкм) и сравнительно больших (250-500), то это свидетельствует о том, что смесь состоит в основном из более или менее одинаковых по размеру шариков, а отсутствие их смещения способствует увеличению коэффициента упаковки смеси и обеспечение постоянства объема при ее перемешивании, что, в свою очередь, существенно снижает усадку изделия.