КАМЕРА ОТВЕРЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к оборудованию для отверждения и просушки изделий из композиционных полимерных и неорганических материалов, получаемых преимущественно методом намотки.
Известна закрытая камера для отверждения трубы - оболочки из композиционных волокнистых материалов совместно с оправкой, содержащая электронагреватели (патент РФ №2219417, МПК F16L 9/14, 20.12.2003).
Известная камера отверждения не обеспечивает равномерный нагрев изделия за счет ограниченной поверхности нагрева.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является закрытая камера отверждения трубчатого изделия из полимерного композиционного материала, состоящая из разъемных по горизонтальной плоскости корпуса и крыши с расположенными внутри оправкой для формирования изделия и электронагревателями, установленными по периметру корпуса. Электронагреватели выполнены в виде панелей из электроизолированной углеродной ленты на металлической пластине (патент РФ №83962, МПК8 В29С 33/02, 23.01.2009).
В данной камере происходит длительное прогревание за счет слабых конвективных тепловых потоков от нагревательных панелей. В то же время происходит сильный прогрев стенок камеры, на которых закреплены нагревательные панели. Максимальный размер (диаметр) отверждаемых в камере изделий может быть не более 2÷2,5 м.
Техническим результатом при использовании заявленной полезной модели является повышение эффективности процесса прогрева всей камеры при отверждении изделий диаметром до 10 м.
Указанный технический результат достигается тем, что в камере отверждения изделий в форме тела вращения из композиционных полимерных и неорганических материалов, состоящей из разъемных по горизонтальной плоскости корпуса и крыши с расположенными внутри отверждаемым изделием и электронагревателями, установленными по периметру корпуса, согласно предложению, корпус выполнен с возможностью изменения его габаритов, при этом электронагреватели установлены вертикально, и каждый из них выполнен в виде трубчатого сегмента из стеклокерамики с нагревательным элементом из углеродного волокнистого материала на основе гидратцеллюлозного волокна.
Кроме того, для достижения указанного технического результата крыша выполнена из элементов постоянной высоты и имеет сферическую форму; корпус и крыша имеют разъемное соединение «паз-выступ», уплотненное асбестовым шнуром.
На фиг.1 изображена камера отверждения, общий вид.
Камера отверждения состоит из корпуса 1 и крыши 2, выполненных с возможностью разъема по горизонтальной плоскости. Внутри корпуса 1 расположена оправка (дорн) с отверждаемым изделием 3. Оправка с изделием установлена на опорах, левой 4 и правой 5, размещенных внутри корпуса 1 камеры. У правой опоры 5 расположен привод 6 для вращения оправки. Вал привода 6 имеет водило 7, которое входит в зацепление с оправкой и вращает ее. У левой опоры 4 расположен пятак 8, который служит упором оправки вдоль ее оси.
Внутри корпуса 1 по периметру размещены электронагреватели 9, установленные вертикально, Каждый из нагревателей 9 выполнен в виде трубчатого сегмента из стеклокерамики с использованием фосфатного состава холодного отверждения в качестве связующего и стеклянной ткани марки НПГ-210 в качестве наполнителя. Нагревательный элемент 9 изготовлен из углеродного волокнистого материала на основе гидратцеллюлозных материалов - углеродной ткани.
Для слива излишней смолы, образующейся в процессе отверждения изделия, служит поддон 10, расположенный в нижней части корпуса 1. Для регулирования температуры в камере предназначена термопара 11, расположенная у правой опоры 5 оправки. Для регулирования вращения оправки и температуры в камере предназначен шкаф управления 12, расположенный вблизи камеры. В средней части корпуса 1 камеры имеется вентиляционное отверстие 13, которое соединено с общей вентиляционной системой, например цеха (не показано). Корпус 1 выполнен из модулей (кратных элементов), установленных с возможностью изменения его габаритов и камеры в целом и составляющих металлический каркас, обшитый металлическим листом с внутренней теплоизоляцией из стекловаты. Корпус 1 герметично закрыт крышей 2, имеющей сферическую форму и выполненной из элементов постоянной высоты, составляющих металлический каркас, обшитый металлическим листом с внутренней теплоизоляцией из стекловаты. Уплотнение разъема типа «паз-выступ» корпуса 1 и крыши 2 камеры осуществлено асбестовым шнуром диаметром 14 мм.
Пример исполнения камеры отверждения стеклопластиковой трубы диаметром 3,2 ми длиной 3 м.
Габариты камеры в сборе: длина 4,7 м, ширина 4,27 м, высота 4,0 м.
Корпус 1 камеры изготовлен из модулей (кратных элементов) длиной 4,7 м, высотой 3,2 м и толщиной 0,1 м, позволяющих изменять габариты камеры в необходимых размерах. Крыша 2 камеры изготовлена из элементов постоянной высоты 0,7 м и длиной 4,7 м. Для жесткости крыша 2 имеет сферическую форму. Разъем корпуса 1 и крыши 2 камеры по горизонтальной плоскости выполнен в виде «паз- выступ» из швеллеров соответственно №110 и №80. Асбестовый шнур, уплотняющий разъемное соединение корпуса 1 и крыши 2, имеет диаметр 14 мм.
Электронагреватели 9 в виде трубчатых сегментов диаметром 150 мм и длиной 1250 мм расположены вертикально внутри корпуса 1 по его периметру. Электронагреватели 9 выполнены из стеклокерамики с использованием фосфатного состава холодного отверждения в качестве связующего и стеклянной ткани марки HПГ-210 в качестве наполнителя. В качестве нагревательного элемента в трубчатых сегментах применяется углеродный волокнистый материал на основе вискозных волокон - углеродная ткань. Мощность одного электронагревателя 9 составляет 4 квт, общая мощность всех электронагревателей камеры составляет 80 квт.Электронагреватели 9 имеют на поверхности температуру до 300°С.
Вертикальное расположение нагревателей в форме трубчатых сегментов позволяет эффективно «перемешивать» воздушную массу внутри камеры (без вентилятора). Это достигается за счет разницы температуры между верхней (большей) и нижней (меньшей температуры) точками трубчатого сегмента, т.е. возникают «тяга» воздушного потока высот
Камера отверждения работает следующим образом (пример изготовления).
Крышу 2 камеры снимают с корпуса 1 и устанавливают на опоры 4, 5 оправку диаметром 3,2 м, длиной 3 м с намотанным на оправку изделием 4 -стеклопластиковой трубой - на основе фенольных связующих. Затем устанавливают крышу 2 на корпус 1 по горизонтальной плоскости разъема, уплотненного прокладочным асбестовым шнуром. Включают привод 6, вращающий оправку, и электронагрев через шкаф управления 12. Через 30÷40мин. в камере устанавливается температура 140С (температура начала отверждения фенольных связующих). Отверждение происходит в течение 1 часа и по его окончании выключается нагрев. После этого осуществляют продувку камеры в течение 15 мин. через вентиляционное отверстие 13. По окончании продувки снимают крышу 2 камеры, вынимают оправку 3 вместе с изделием - стеклопластиковой трубой - и проводят съем готовой трубы с оправки.
Использование заявленной полезной модели позволяет изготавливать трубные изделия диаметром до 10 м из композиционных полимерных (стеклопластиковых) и неорганических (стеклокерамических) материалов. А также при этом выполнять санитарно-экологические требования по окружающей рабочей воздушной среде. Применение трубчатых нагревательных сегментов с температурой до 300°С на их поверхности позволяет получать интенсивные тепловые потоки внутри камеры, в результате этого эффективно проводить процесс отверждения изделий.