УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОПИТКИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА СВЯЗУЮЩИМ
DEVICE TO IMPREGNATE FIBRE MATERIAL WITH BINDER

Изобретение может быть использовано в судо-, авиа-, машиностроении при получении препрегов из волокнистых наполнителей для изготовления слоистых пластиков и фольгированных диэлектриков, особенно для изготовления калиброванных по толщине однонаправленных ленточных препрегов на основе наполнителей: стекло-, органо-, углеволокон и связующих: компаундов, растворов и расплавов любой вязкости до 25 Па·сек.
Известно устройство для пропитки длинномерных волокнистых материалов, включающие ванну со связующим и отжимные ролики, а для жгутов - дополнительно распределительную гребенку (Батаев А.А., Батаев Е.А. Композиционные материалы: строение, получение, применение. Учебное пособие. - М.: Университетская книга, Логос, с. 280-281).
Недостатком этого устройства является невозможность осуществления пропитки волокнистого материала связующим большой вязкости. Испарение растворителей из ванны со связующим приводит к ухудшению экологии, постепенному увеличению вязкости связующего и, следовательно, к неравномерности пропитки. Кроме того, устройство позволяет измерять толщину однонаправленного препрега только после его выхода из сушильной камеры.
Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для пропитки волокнистого материала - стеклоткани - связующим, содержащее пропитывающий барабан с рядом отверстий, выполненных в виде щелей и расположенных по образующей барабана в шахматном порядке, и патрубок для подачи связующего в барабан. Устройство также содержит средство для подачи в барабан инициирующего агента, содержащее емкость и связанное с ней сопло, установленное на патрубке для подачи связующего, причем на наружной поверхности барабана в зоне расположения отверстий выполнено углубление (Авт. св. СССР №546671, кл. ДО6 1/16, оп. 1977).
Недостатком известного устройства является невозможность регулирования количества нанесенного связующего. Кроме того, в известном устройстве пропитка осуществляется путем «продавливания» связующего сквозь стеклоткань, а излишки связующего, прежде чем вернуться в подающий насос, находятся в ванне, где происходит испарение растворителей, приводя к ухудшению экологии, увеличению вязкости связующего и, как следствие, неравномерности наноса. Известное устройство позволяет пропитывать только те материалы, ширина которых равна или больше длины углубления на поверхности барабана, и не эффективно для пропитки однонаправленных волокон.
Задачей изобретения является создание устройства для пропитки волокнистого материала связующим, которое позволяло бы получать препреги путем пропитки связующим волокнистых материалов различной ширины и обеспечивать равномерность наноса связующего на материал.
Эта задача достигается тем, что устройство для пропитки волокнистого материала связующим, включающее пропиточный узел, выполненный в виде емкости с отверстиями, и патрубок для подачи связующего в пропитывающий узел, отличается тем, что емкость имеет плоскую рабочую поверхность, на которой выполнены два отверстия в виде щелей равной ширины, смещенных в противоположные стороны параллельно друг другу таким образом, что их торцы находятся на одной линии, проходящей через центр плоской рабочей поверхности перпендикулярно ей и щелевым отверстиям, причем каждое щелевое отверстие снабжено подвижной запорной стойкой, сопряженной с плоской рабочей поверхностью емкости, а каждая подвижная запорная стойка сопряжена с плотно прилегающей к ней и к плоской рабочей поверхности емкости прижимной пластиной, закрывающей щелевое отверстие.
Устройство для пропитки волокнистого материала связующим отличается тем, что каждая подвижная запорная стойка может иметь паз, выполненный по форме прижимной пластины, сопряженной с противоположной подвижной запорной стойкой.
Устройство для пропитки волокнистого материала связующим отличается тем, что может дополнительно содержать мерные планки, жестко соединенные с прижимными пластинами посредством штоков.
Заявляемая конструкция устройства обеспечивает пропитку различных по ширине волокнистых материалов с максимальной шириной, равной сумме длин двух отверстий, выполненных в виде щелей. При пропитке материалов меньшей ширины подвижные запорные стойки перекрывают свободные от пропитываемого волокнистого материала участки щелевых отверстий и препятствуют свободному вытеканию связующего.
Прижимные пластины обеспечивают более плотное прижатие как тканых, так и нетканых пропитываемых волокнистых материалов к щелевым отверстиям, чем достигается более равномерная и качественная пропитка.
В процессе получения тонких (от 0,08 до 0,15 мм) однонаправленных препрегов наличие прижимных пластин необходимо для предотвращения свободного вытекания связующего через свободные зоны щелевых отверстий, периодически возникающие между волокнами из-за дефекта или перекручивания одного из жгутов. Кроме того, посредством прижимных пластин реализуется возможность измерения толщины препрега непосредственно в процессе пропитки. Наличие в подвижных запорных стойках пазов, выполненных по форме прижимных пластин, обеспечивает очень близкое подведение подвижных запорных стоек друг к другу, а следовательно, получение очень узких (ленточных) препрегов.
Таким образом вышеназванные отличительные признаки в совокупности обеспечивают достижение заявленного технического результата.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для пропитки волокнистого материала связующим, вид сверху.
На фиг.2 - описываемое устройство, вид сбоку.
На фиг.3 и 4 - пропиточное устройство, поперечные разрезы.
На фиг.5 - плоская рабочая поверхность емкости.
На фиг.6 - устройство во время работы, вид сверху.
На фиг.7 - то же, вид сбоку.
Устройство содержит емкость 1, патрубок 2 для подачи в нее связующего, плоскую рабочую поверхность 3, на которой имеются два отверстия 4 и 5, выполненные в виде щелей равной ширины, смещенных в противоположные стороны параллельно друг другу. Каждое щелевое отверстие снабжено подвижной запорной стойкой 6, сопряженной с плоской рабочей поверхностью 3 емкости 1 посредством подпружиненного ролика 7. Подвижные запорные стойки 6 связаны обратным винтом 8 и снабжены подпружиненными к ним и к плоской рабочей поверхности 3 емкости 1 посредством пружин 9 прижимными пластинами 10, закрывающими щелевые отверстия 4 и 5. Посредством штоков 11, проходящих через отверстия в держателях 12, прижимные пластины 10 крепятся к мерным планкам 13. При этом длина штоков 11 отрегулирована таким образом, что рабочие поверхности подвижных запорных стоек 6 и прижимных пластин 10 образуют единую плоскость без щелей и ступенек по линии соприкосновения.
Устройство работает следующим образом.
Поднимают прижимные пластины 10 и через патрубок 2 подают связующее в емкость 1 до появления его в щелевых отверстиях 4 и 5. После этого отключают подачу связующего и пропускают волокнистый материал 14 под прижимными пластинами 10, разравнивают его по плоской рабочей поверхности 3 емкости 1 и обратным винтом 8 подводят подвижные запорные стойки 6 к краям волокнистого материала 14, перекрывая свободные от него участки щелевых отверстий 4 и 5 от вытекания связующего. При этом подпружиненный ролик 7 плотно прижимает подвижные стойки 6 к плоской рабочей поверхности 3 емкости 1, обеспечивая противодавление связующему. Опускают прижимные пластины 10 на волокнистый материал 14. Пружины 9, воздействуя на прижимные пластины 10, обеспечивают плотное прижатие волокнистого материала 14 к плоской рабочей поверхности 3 емкости 1, улучшая качество пропитки. Устанавливают требуемую скорость протягивания волокнистого материала 14 через устройство и требуемую скорость подачи связующего в емкость 1. При этом связующее через щелевые отверстия 4 и 5 вдавливается в движущийся волокнистый материал 14, обеспечивая равномерность наноса связующего.
Определяют толщину получаемого таким образом препрега по высоте поднятия мерных планок 13 относительно держателей 12 посредством штоков 11. При изменении ширины пропитываемого волокнистого материала 14 сводят или разводят подвижные запорные стойки 6 обратным винтом 8.