УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ АРМАТУРЫ

Полезная модель относится к средствам изготовления арматурных элементов для армирования конструкций, используемых в строительстве и различных отраслях промышленности.
Известна установка для изготовления неметаллической арматуры, включающая шпулярник с установленными на нем бобинами с армирующим волокном, камеру отжига, пропиточную камеру, формовочный узел с блоком фильер, камерой предварительной полимеризации и обмотчиком, камеры отверждения, протяжный и отрезной механизмы (Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклобетонные конструкции. М., Стройиздат., 1980). Установка подвергнута ряду изменений на стадии полимеризации связующего авторами свидетельства на полезную модель "Установка для изготовления арматуры на основе полимерных материалов" (Заявка: 2000104430/20, 23.02.2000).
Недостатком данного способа является невысокая производительность установок.
Описано устройство для изготовления стеклопластиковой арматуры, включающее шпулярник с армирующим волокном, узел ориентирования, пропиточную ванну, узел отжима связующего, несколько последовательно расположенных обогреваемых формующих фильер, после каждой из которых установлены камеры вакуумирования, камеру отвержения и узел отбора изделий (а.с. СССР №937207, 1982 г.).
Известно также устройство для изготовления длинномерных профильных изделий из композиционного материала, содержащее шпулярник с непрерывным армирующим волокном, узел ориентирования волокон, пропиточную ванну с отжимным устройством, по меньшей мере, одну камеру вакуумирования, установленную после пропиточной ванны, а после камеры вакуумирования установлен узел дополнительной пропитки связующим, узел формирования профиля изделия и протяжный механизм, (патент РФ №2210501, 2003 г.).
К недостаткам этих устройств можно отнести сложность установок.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототип) является установка, описанная в патенте "Способ изготовления композитной арматуры" (РФ №2287431, 2006 г.).
Данным изобретением решается задача изготовления композитной арматуры периодического профиля с высокими анкерующими свойствами.
Способ изготовления композитной арматуры осуществляется следующим образом. Ровинги из минеральных или полимерных волокон, а также волокон растительного происхождения с бобин проходят через разделительное устройство, которое формирует от 2 до 10 отдельных пучков. Далее пучки ровингов для удаления влаги подвергают тепловому воздействию при температуре 150-250°С в камере отжига.
Подготовленные пучки ровингов в ванне пропитывают полимерным связующим, отжимают его излишки и протягивают по отдельным продольным каналам. При выходе из каналов разделенные пучки ровингов сразу объединяются в единый стержень путем осуществления спиральной намотки обмоточным жгутом. За счет регулирования натяжения пучков ровингов несущего стержня и обмоточного жгута спиральная намотка жгута осуществляется с усилием, достаточным для его вдавливания в «сырой» стержень.
Обмоточный жгут при обмотке одновременно формирует из пучков ровингов несущий стержень и создает рельефный спиральный профиль.
При работе по данному способу вероятна возможность неполного смачивания пучков ровинга связующим при увеличении скорости протяжки стержня и соответствующего уплотнения сформированных пучков. Вследствие этого производительность установки ограничивается данным фактором.
Патентуемая полезная модель решает задачу обеспечения высокой производительности поточной линии по производству профилированных композитных стержней с хорошими физико-механическими показателями.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором приведена схема установки.
Установка для изготовления композитной полимерной арматуры включает в себя систему подачи ровинга из минеральных или полимерных волокон, а также волокон растительного происхождения (1), сушильную камеру (2), полимерную ванну (3), горизонтальный канал (4) с отжимным устройством (5), устройство для поперечной намотки (6), нагреватель (7), водяной холодильник (8), натяжные ролики (9) и отрезное устройство (10). Волоконные нити подаются для осушки с катушек через систему направляющих петель в сушильную камеру, обогреваемую ТЭН-ами, и пропускаются через полимерную ванну, где они пропитываются жидким связующим на основе эпоксидных смол. Затем пропитанные связующим волокна протягиваются через отжимное устройство в цилиндрический канал, который их выравнивает. Далее гладкий стержень для придания ему рельефного профиля обматывается жгутом из волоконных нитей с помощью обмоточного устройства и поступает в нагреватель, представляющий собой несколько последовательно установленных электрических печей с автономным обогревом. Полимеризованный в обогревателе стержень проходит через водяной холодильник, где охлаждается за счет контакта с проточной водой, и протяжным роликовым устройством перемещается на рабочий стол. По достижении заданной длины стержня его обрезают режущим устройством.
На входе в нагреватель устанавливают дополнительное отжимное устройство для отделения избыточного количество смолы из волоконного стержня.
Основные отличия данной полезной модели от прототипа заключаются в том, что:
- ровинговые нити объединяются в пучок только после их пропитки связующим, что гарантирует равномерное распределение полимера в стержне;
- полимеризованный при повышенной температуре стержень быстро охлаждается в водяном холодильнике, что позволяет поддерживать высокую скорость протяжки изделия без перегрева протяжного устройства;
- установка для изготовления композитной полимерной арматуры комплектуется дополнительно устройством для скручивания ровинговых нитей и намотки их на сменные катушки обмоточного устройства, что позволяет использовать для поперечной обмотки стержня жгуты различного диаметра и изменять анкерирующие свойства арматуры.
Полезную модель осуществляют следующим образом.
- Обматывают скрученным ровинговым жгутом сменные катушки обмоточного устройства. Устанавливают сменную катушку в обмоточное устройство.
- Устанавливают в шпулярник требуемое количество катушек с ровингом, пропускают ровинговые нити от каждой катушки через направляющие петли и протягивают их через сушильную камеру, полимерную ванну, горизонтальный канал.
- Пропускают полимерный стержень через, холодильник и нагреватель, присоединяют ровинговый пучок к концу стержня.
- Включают отдельные секции нагревателя и ТЭНы сушильной камеры
- Подают воду в холодильник.
- Вводят конец полимерного стержня в протяжные ролики.
- Включают в работу протяжные ролики.
- Включают в работу обмоточное устройство.
- После выхода через протяжные ролики готового профилированного стержня обрезают начальный участок режущим устройством.
- Обрезают готовый стержень по достижении его заданной длины.