RU2646930C1 - Method of producing rod products - Google Patents
Method of producing rod products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646930C1 RU2646930C1 RU2016147261A RU2016147261A RU2646930C1 RU 2646930 C1 RU2646930 C1 RU 2646930C1 RU 2016147261 A RU2016147261 A RU 2016147261A RU 2016147261 A RU2016147261 A RU 2016147261A RU 2646930 C1 RU2646930 C1 RU 2646930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- fibers
- properties
- polymerization
- processed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
- B29C55/30—Drawing through a die
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
- B29C70/465—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating by melting a solid material, e.g. sheets, powders of fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
- B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
- B29C70/521—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die and impregnating the reinforcement before the die
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
- B29C71/04—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления арматурных элементов для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций и может быть применено в химической, металлургической, теплоэнергетической, строительной индустрии, области машиностроения, пищевой и других отраслях промышленности, где необходимо получать материалы с заданными свойствами и улучшенными характеристиками.The invention relates to the manufacturing technology of reinforcing elements for reinforcing conventional and prestressed building structures and can be applied in the chemical, metallurgical, heat power, construction industries, mechanical engineering, food and other industries where it is necessary to obtain materials with desired properties and improved characteristics.
Известен способ изготовления композитной неметаллической арматуры, включающий термообработку пучка волокон, формование поперечного профиля и полимеризацию пропитанного полимерным связующим пучка волокон, причем формование изделия производится при протягивании через последовательно установленные термокамеры с фильерами постепенно уменьшающегося сечения, и поперечная обмотка осуществляется перед последней термокамерой (см. патент РФ №2194617, МПК7 В29С 41/24, В29В 15/12, Е04С 5/07, В29K 105:06, B29L 31:10, 2002 г.).A known method of manufacturing a composite non-metallic reinforcement, including heat treatment of a fiber bundle, forming a transverse profile and polymerizing a fiber bundle impregnated with a polymer binder, the product is molded by pulling a gradually decreasing cross section through sequentially installed heat chambers with dies, and the transverse winding is carried out before the last heat chamber (see patent patent RF №2194617, IPC 7 В29С 41/24, В29В 15/12, Е04С 5/07, В29K 105: 06, B29L 31:10, 2002).
Недостатками данного способа являются невозможность изготовления композитной арматуры периодического профиля с высокими свойствами, низкая производительность процесса.The disadvantages of this method are the inability to manufacture composite reinforcement of a periodic profile with high properties, low productivity of the process.
Известен способ изготовления композитной неметаллической арматуры, включающий протягивание сформированного и пропитанного полимерным связующим массива из нитей ровингов через отжимное устройство, устройство спиральной намотки и полимеризационную камеру (см. Фролов Н.Л. «Стеклопластиковая арматура и стеклобетонные конструкции». Москва, Стройиздат, 1980 г., стр. 20-24).A known method of manufacturing composite non-metallic reinforcement, including pulling formed and impregnated with a polymer binder array of rovings through a squeezing device, a spiral winding device and a polymerization chamber (see Frolov NL "Fiberglass reinforcement and glass concrete structures. Moscow, Stroyizdat, 1980 ., p. 20-24).
Недостатком данного способа является невысокая производительность процесса изготовления композитной арматуры, низкие прочностные свойства. В описанном процессе скорость протяжки стеклопластиковой арматуры диаметром 6 мм равна 20 м/ч. Способ не позволяет эффективно воздействовать на широкий ряд материалов с целью изменения их свойств.The disadvantage of this method is the low productivity of the manufacturing process of composite reinforcement, low strength properties. In the described process, the broaching speed of fiberglass reinforcement with a diameter of 6 mm is 20 m / h. The method does not allow to act effectively on a wide range of materials in order to change their properties.
Известен способ изготовления композитной арматуры периодического профиля, включающий протягивание сформированного и пропитанного полимерным связующим полотна из нитей ровинга через отжимное устройство, устройство спиральной намотки и полимеризационную камеру, в котором из нитей ровинга после размотки формируют от 2 до 10 отдельных пучков, затем каждый пучок раздельно пропитывают полимерным связующим, отжимают, протягивают и формуют профиль арматуры путем объединения пучков ровинга в единый стержень при выполнении спиральной намотки обмоточным жгутом (см. патент РФ №2287431, МПК В29С 55/30 (2006.01), Е04С 5/07 (2006.01), 2006 г.).A known method of manufacturing composite reinforcing bars of a periodic profile, including pulling a fabric formed and impregnated with a polymer binder from roving threads through a squeezing device, a spiral winding device and a polymerization chamber, in which from 2 to 10 separate bundles are formed from roving threads after unwinding, then each bundle is impregnated separately polymer binder, squeeze, stretch and shape the reinforcement profile by combining roving bundles into a single rod when performing spiral winding a winding wiring (see. RF patent №2287431, IPC V29S 55/30 (2006.01), E04S 5/07 (2006.01), 2006).
Недостатком данного способа является то, что у него низкая производительность и его технологические приемы не позволяют эффективно воздействовать на уровень активации физико-химических процессов (ФХП) формируемого изделия с целью повышения его прочностных характеристикThe disadvantage of this method is that it has low productivity and its technological methods do not allow to effectively affect the level of activation of physico-chemical processes (FHP) of the formed product in order to increase its strength characteristics
Известен способ изготовления композитной арматуры, включающий термообработку пучка волокон, формование поперечного профиля и полимеризацию связующего в термокамерах, причем формование и обмотку поперечного профиля производят в четыре этапа, на первом этапе формуют плоское или фигурное полотно путем протягивания пучка волокон через матрицу со щелевым каналом, на втором этапе формуют цилиндрический профиль арматуры путем протягивания пучка волокон через матрицу с цилиндрическим каналом, на третьем этапе формуют профиль арматуры путем спиральной намотки первого обмоточного жгута, на четвертом этапе производят доводку профиля арматуры путем спиральной намотки второго обмоточного жгута, причем намотку вторым обмоточным жгутом производят в направлении, противоположном первому, а шаг и угол намотки второго жгута не равны шагу и углу намотки первого обмоточного жгута (аналог - патент РФ №2371312, МПК В29С 55/30 (2006.01), В29С 53/56, Е04С 5/07 (2006.01), 2009 г.).A known method of manufacturing composite reinforcement, including heat treatment of a fiber bundle, forming a transverse profile and polymerizing a binder in heat chambers, moreover, forming and wrapping the transverse profile in four stages, at the first stage they form a flat or figured web by pulling a fiber bundle through a matrix with a slotted channel, in the second stage, the cylindrical profile of the reinforcement is formed by pulling the fiber bundle through the matrix with a cylindrical channel, in the third stage, the profile of the reinforcement is formed m of the spiral winding of the first winding bundle, at the fourth stage, the reinforcement profile is finished by spiral winding of the second winding bundle, and the second winding bundle is wound in the opposite direction to the first, and the step and the winding angle of the second bundle are not equal to the step and the winding angle of the first winding bundle ( analogue - RF patent No. 2371312, IPC В29С 55/30 (2006.01), В29С 53/56, Е04С 5/07 (2006.01), 2009).
Недостатком известного способа является то, что его набор технологических приемов имеет большое количество сложных операций, но не обеспечивает эффективное использование потенциальной энергии исходного связующего при формировании структуры изделия и достижения значимых показателей прочностных характеристик (модуль упругости).The disadvantage of this method is that its set of technological methods has a large number of complex operations, but does not provide efficient use of the potential energy of the original binder when forming the structure of the product and achieving significant indicators of strength characteristics (elastic modulus).
Известен способ изготовления стержневых изделий, включающий пропитку волокон связующим, образование из волокон пучка, формирование на его поверхности сцепных элементов и уплотнение пучка, термообработку с полимеризацией, охлаждением и одновременным перемещением полученного стержня тянущим устройством, причем образование из волокон пучка, формирование на его поверхности сцепных элементов и уплотнение пучка выполняют предварительно в собирающем устройстве формованием из волокон пучка некруглого профиля, а окончательно - скручиванием некруглого профиля со стороны собирающего устройства вращением полученного стержня вокруг оси тянущим устройством (см. патент РФ №2528265, МПК В29С 55/30, В29С 53/14(2006.01), 2014 г.). Данное решение принято за прототип.A known method of manufacturing core products, including impregnating the fibers with a binder, forming a beam from the fibers, forming coupling elements on its surface and densifying the beam, heat treatment with polymerization, cooling and simultaneous movement of the obtained rod by a pulling device, the formation of beam from the fibers, forming coupling elements and beam compaction are preliminarily performed in a collecting device by forming a non-circular profile from the fibers of the beam, and finally twisting m non-circular profile from the side of the collecting device by rotation of the obtained rod around the axis by a pulling device (see RF patent No. 2528265, IPC В29С 55/30, В29С 53/14 (2006.01), 2014). This decision was made as a prototype.
К недостаткам способа следует отнести низкую эффективность использования потенциальной энергии исходного связующего, недостаточную глубину пропитки волокон, кроме того, не достигается полный уровень полимеризации, как следствие, полученное изделие обладает малоразвитой активной поверхностью, что сказывается на физико-механических характеристиках изделия.The disadvantages of the method include the low efficiency of using the potential energy of the original binder, the insufficient depth of fiber impregnation, in addition, the full level of polymerization is not achieved, as a result, the resulting product has a poorly developed active surface, which affects the physicomechanical characteristics of the product.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности изменения свойств обрабатываемых материалов в заданных диапазонах путем многопараметрического режима воздействия на обрабатываемый материал с учетом его свойств.The technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at providing the possibility of changing the properties of the processed materials in predetermined ranges by means of a multi-parameter mode of influence on the processed material, taking into account its properties.
Техническим результатом является получение изделий с заданными свойствами.The technical result is to obtain products with desired properties.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе изготовления стержневых изделий, включающем пропитку волокон связующим, образование из волокон пучка, и его уплотнение, термообработку с полимеризацией, охлаждением и одновременным перемещением полученного стержня тянущим устройством, в соответствии с изобретением, дополнительно в период пропитки волокон, образования пучка и термообработки с полимеризацией воздействуют на обрабатываемый материал изделия скрещенными электрическими и магнитными полями, при этом коронным разрядом модифицируют поверхность изделия и воздействуют на структурные составляющие материала изделия стоячей волной, порожденной вихре-волновым резонансом системы продуцирования этих полей.The problem is solved in that in the known method of manufacturing core products, including impregnating the fibers with a binder, forming a beam from the fibers, and densifying it, heat treatment with polymerization, cooling and simultaneous movement of the obtained rod with a pulling device, in accordance with the invention, additionally during the fiber impregnation , beam formation and heat treatment with polymerization act on the processed material of the product by crossed electric and magnetic fields, while the corona discharge home modify the surface of the product and affect the structural components of the material products of a standing wave generated by the vortex-wave resonance production systems of these fields.
Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в получении изделий с заданными свойствами.The technical result from the use of all the essential features of the invention is to obtain products with desired properties.
Взаимодействие обрабатываемого материала со скрещенными электрическими и магнитными полями в период пропитки волокон позволяет осуществить более глубокую пропитку, структурировать материал изделия и осуществить его сшивку, что обеспечивает улучшение сцепления между компонентами и повышает качество получаемого изделия.The interaction of the processed material with crossed electric and magnetic fields during the fiber impregnation allows for deeper impregnation, structure of the product material and its crosslinking, which improves the adhesion between the components and improves the quality of the resulting product.
Коронный разряд в силу своих основных факторов (ультрафиолетовое излучение, химически активные вещества и радикалы, в том числе озон, образующиеся в электрическом разряде, электрическое поле, магнитогидродинамический эффект давление, температура, ультразвук, кавитация и другие магнитофизикохимические эффекты) осуществляет модификацию поверхности изделия с образованием микрокаверн. Такое воздействие также увеличивает сцепление материалов изделия между собой. Кроме того, обработка коронным разрядом позволяет увеличить сцепление полученного в результате изделия с материалами, в которых оно будет впоследствии использовано и для которых требуется, например, армирование. При этом образующийся в камере озон обеспечивает нейтрализацию выделяющихся при изготовлении изделия токсичных радикалов и соединений, что повышает экологическую безопасность процесса.Corona discharge, due to its main factors (ultraviolet radiation, chemically active substances and radicals, including ozone generated in an electric discharge, electric field, magnetohydrodynamic effect, pressure, temperature, ultrasound, cavitation and other magnetophysical and chemical effects) modifies the surface of the product with the formation microcavities. This effect also increases the adhesion of the product materials to each other. In addition, corona treatment allows to increase the adhesion of the resulting product with materials in which it will subsequently be used and for which, for example, reinforcement is required. Moreover, the ozone formed in the chamber neutralizes toxic radicals and compounds released during the manufacture of the product, which increases the environmental safety of the process.
Воздействие стоячей волной на структурные составляющие материала изделия в процессе образования пучка обеспечивает изменение свойств смолы, за счет чего усиливается процесс адгезии между волокнами и смолой, увеличивая их силы сцепления. Последующее воздействие стоячей волной на структурные составляющие материала изделия в процессе термообработки с полимеризацией оказывает влияние на ветвистость структуры, обеспечивая повышение прочностных характеристик изделия.The impact of a standing wave on the structural components of the product material in the process of beam formation provides a change in the properties of the resin, thereby enhancing the adhesion process between the fibers and the resin, increasing their adhesion forces. The subsequent impact of a standing wave on the structural components of the product material during heat treatment with polymerization affects the branching structure, providing an increase in the strength characteristics of the product.
Сущность изобретения поясняется схемами, на которых изображено:The invention is illustrated by diagrams, which depict:
Фиг. 1 - структурная технологическая схема изготовления стержневых изделий;FIG. 1 is a structural flow chart of the manufacture of core products;
Фиг. 2 - принцип реализации параметрического резонанса.FIG. 2 - the principle of implementation of parametric resonance.
Изобретение позволяет создавать материалы с заданными свойствами и улучшенными характеристиками при помощи электронно-ионной технологии воздействия на исходные компоненты на наноуровне.The invention allows the creation of materials with desired properties and improved characteristics using electron-ion technology of influencing the initial components at the nanoscale.
Известно, что электронно-ионная технология - это комплекс способов обработки материалов энергетическими потоками электронов, ионов, плазмы, нейтральных атомов. В результате воздействия таких потоков можно менять форму, физико-химические, механические, электрические и магнитные свойства обрабатываемых изделий, а также контролировать параметры исходных и модифицированных веществ. Простота и широкий диапазон управления энергоносителями - потоками частиц позволяют выполнять многооперационную обработку с одновременным контролем в ходе операций, воздействовать на объект локально и селективно при сохранении чистоты исходного материала, устранить механическое воздействие на объект, широко использовать компьютерное управление технологическими процессами и операциями.It is known that electron-ion technology is a complex of methods for processing materials by the energy flows of electrons, ions, plasma, and neutral atoms. As a result of the influence of such flows, it is possible to change the shape, physicochemical, mechanical, electrical and magnetic properties of the processed products, as well as control the parameters of the starting and modified substances. Simplicity and a wide range of control of energy carriers - particle flows allow multi-operation processing with simultaneous monitoring during operations, act on the object locally and selectively while maintaining the purity of the source material, eliminate mechanical impact on the object, and make extensive use of computer control of technological processes and operations.
Способ может быть реализован с использованием известных установок по производству стержневых изделий, дополнительно снабженных системой продуцирования этих полей, выполненной в виде различных волноводов, обеспечивающими получение при обработке материала скрещенных электромагнитных полей, коронного разряда и стоячей волны.The method can be implemented using well-known installations for the production of rod products, additionally equipped with a system for the production of these fields, made in the form of various waveguides, providing when processing the material crossed electromagnetic fields, corona discharge and standing wave.
Способ изготовления стержневых изделий включает, при непрерывном перемещении материала тянущим устройством, пропитку волокон связующим (например, эпоксидной смолой), образование из волокон пучка и его уплотнение. В период пропитки волокон и образования пучка воздействуют на обрабатываемый материал изделия скрещенными электрическими и магнитными полями и стоячей электромагнитной волной. Затем коронным разрядом модифицируют поверхность изделия, после чего изделие попадает на термообработку с полимеризацией. При проведении термообработки с полимеризацией вновь воздействуют на структурные составляющие материала изделия стоячей волной, порожденной вихре-волновым резонансом, созданным системой продуцирования полей, включающей различные типы волноводов. Затем полученное изделие охлаждают.A method of manufacturing core products includes, with continuous movement of the material by a pulling device, impregnating the fibers with a binder (for example, epoxy resin), forming a bundle from the fibers and compacting it. In the period of fiber impregnation and beam formation, the processed material of the product is affected by crossed electric and magnetic fields and a standing electromagnetic wave. Then, the surface of the product is modified by corona discharge, after which the product is subjected to heat treatment with polymerization. During heat treatment with polymerization, they again act on the structural components of the product material by a standing wave generated by a vortex-wave resonance created by a field production system that includes various types of waveguides. Then the resulting product is cooled.
На всех этапах обработки материала и получения готового изделия осуществляется воздействие, направленное на зарождение и активацию физико-химических процессов (ФХП) по формированию структуры композитного материала, повышение активной поверхности изделия и поверхностной адгезии к красящим, клеящим и подобным веществам без существенного изменения физико-механических свойств материала.At all stages of processing the material and obtaining the finished product, an effect is directed towards the nucleation and activation of physicochemical processes (FHP) to form the structure of the composite material, increasing the active surface of the product and surface adhesion to coloring, adhesives and similar substances without significant changes in physical and mechanical material properties.
Способ может быть реализован в следующей технологической последовательности (см. фиг. 1), где показаны в составе линии по изготовлению стержневых изделий основные блоки, в которых осуществляется воздействие на материал изделия:The method can be implemented in the following technological sequence (see Fig. 1), where the main blocks are shown in the composition of the line for the production of rod products, in which the effect on the material of the product is carried out:
1 - Блок пропитки1 - Impregnation unit
2 - Блок формирования и уплотнения пучка2 - Block forming and sealing the beam
3 - Блок обработки скрещенным электромагнитным полем3 - Processing unit crossed electromagnetic field
4 - Блок модификации поверхности4 - Block surface modification
5 - Блок термообработки и полимеризации5 - Block heat treatment and polymerization
6 - Блок обработки скрещенным электромагнитным полем6 - Processing unit crossed electromagnetic field
7 - Блок охлаждения изделия.7 - Product cooling unit.
После прохождения блока пропитки 1, материал (пропитанные смолой волокна) поступает в блок формирования и уплотнения пучка 2. Блок 2 формирования и уплотнения пучка дополнен электродинамической системой волноводного типа. Указанная система состоит из: блока обработки скрещенным электромагнитным полем 3, блока модификации поверхности 4, блока обработки скрещенным электромагнитным полем 6. Излучение коронного разряда в блоке 4 запускает резонанс, в результате чего образуется стоячая электромагнитная волна.After passing through the impregnation unit 1, the material (resin-impregnated fibers) enters the beam formation and
При прохождении материала через блок 2 формирования и уплотнения пучка на материал последовательно осуществляют электронно-ионное воздействие, скрещенными электрическими и магнитными полями и электромагнитной стоячей волной.When the material passes through the
В блоках обработки 3 и 6 посредством устройства продуцирования скрещенных электромагнитных полей обрабатываемый материал подвергается обработке скрещенными электрическими и магнитными полями 
- поляризация, электрокоагуляция и электрофлотация, электрофорез, электросепарация, кавитация, электрострикция, электрохимические эффекты.- polarization, electrocoagulation and electroflotation, electrophoresis, electroseparation, cavitation, electrostriction, electrochemical effects.
За счет указанных эффектов осуществляется силовое воздействие на пропитку волокон и формирование спиралевидных структур кластеров молекул смолы.Due to these effects, a force is applied to the fiber impregnation and the formation of spiral structures of clusters of resin molecules.
Далее подготовленный таким образом материал поступает в блок 4 воздействия коронным разрядом.Further, the material prepared in this way enters the corona discharge block 4.
В блоке модификации поверхности 4 (воздействия коронным разрядом) посредством разрядной камеры выполняют операцию воздействия слабых электрических разрядов на обрабатываемый материал. В совокупности основных факторов коронного разряда (ультрафиолетовое излучение, химически активные вещества и радикалы, в том числе озон, образующиеся в электрическом разряде, электрическое поле, магнитогидродинамический эффект давление, температура, ультразвук, кавитация и другие магнитофизикохимические эффекты) осуществляется обработка материала в соответствии с известными теоретическими и экспериментальными электротехнологическими методами поверхностной активации. Кроме того, озон нейтрализует токсичные продукты физико-химических превращений.In the surface modification unit 4 (corona discharge effect), by means of the discharge chamber, an operation of exposure of weak electric discharges to the material being processed is performed. In the aggregate of the main factors of the corona discharge (ultraviolet radiation, chemically active substances and radicals, including ozone generated in the electric discharge, electric field, magnetohydrodynamic effect pressure, temperature, ultrasound, cavitation and other magnetophysical and chemical effects) the material is processed in accordance with the known theoretical and experimental electrotechnological methods of surface activation. In addition, ozone neutralizes the toxic products of physico-chemical transformations.
Спектр частот излучения коронного разряда охватывает диапазон от 10 кГц до 1 ГГц, минимальные значения напряженности электрического поля E=8кВ/см и магнитного поля Н=0,01-3000 Гаусс.The frequency spectrum of corona discharge radiation covers a range from 10 kHz to 1 GHz, the minimum values of the electric field strength E = 8 kV / cm and the magnetic field H = 0.01-3000 Gauss.
Обработанный материал попадает в блок 5 термообработки и полимеризации, где продолжается резонансно-волновое воздействие на него, созданное волноводами блока 4 и блока 6.The processed material enters the heat treatment and
Далее полученное изделие поступает в блок охлаждения 7.Next, the resulting product enters the cooling unit 7.
Режим резонансно-волнового воздействия организуется согласно схеме (см. фиг. 2) посредством параметрического резонанса следующих устройств:The mode of resonance-wave action is organized according to the scheme (see Fig. 2) by means of parametric resonance of the following devices:
- волновода 8 - соответствует блоку 3 фиг. 1,- waveguide 8 - corresponds to block 3 of FIG. one,
- резонатора 9 - соответствует блоку 4 фиг. 1,- resonator 9 - corresponds to block 4 of FIG. one,
- волновода 10 - соответствует блоку 6 фиг. 1.- waveguide 10 - corresponds to block 6 of FIG. one.
Режим резонансно-волнового воздействия характеризуется формированием спиралевидных структур кластеров молекул смолы скрещенными электрическими и магнитными полями, обусловленными протеканием токов смещения во время прохождения разрядных импульсов в системе устройств продуцирования скрещенных полей. На материал воздействуют резонансным электромагнитным полем, частота n-й гармоники которого приближается к собственной частоте материала, что сказывается на стабильности и эффективности воздействия. В результате повышаются прочностные характеристики материала.The resonant-wave action mode is characterized by the formation of spiral structures of clusters of resin molecules with crossed electric and magnetic fields due to the flow of bias currents during the passage of discharge pulses in the system of devices for producing crossed fields. The material is affected by a resonant electromagnetic field, the frequency of the nth harmonic of which approaches the natural frequency of the material, which affects the stability and effectiveness of the effect. As a result, the strength characteristics of the material are increased.
Описываемый режим резонансно-волнового воздействия поясняется схемой на фиг. 2, на которой представлена электродинамическая система волноводного типа. Направление перемещения материала и выхода готового изделия обозначено стрелками слева направо. Устройство продуцирования скрещенных электромагнитных полей включает L1C1 и L2C2 - колебательные контуры с общей емкостью С3 и разрядниками Р1 и Р2, которые продуцируют коронный разряд и широкий спектр гармонических колебаний, позволяющих в зависимости от электрических характеристик материала запускать в схеме параметрический резонанс с учетом, что схемное решение базируется на принципах умножения напряжения.The described mode of resonance-wave action is illustrated by the circuit in FIG. 2, which shows the electrodynamic system of the waveguide type. The direction of movement of the material and the exit of the finished product is indicated by arrows from left to right. The device for producing crossed electromagnetic fields includes L1C1 and L2C2 - oscillatory circuits with a common capacitance C3 and arresters P1 and P2, which produce a corona discharge and a wide range of harmonic oscillations, which, depending on the electrical characteristics of the material, trigger parametric resonance in the circuit, taking into account that the circuit solution based on the principles of voltage multiplication.
Саморегулирование уровня воздействующих факторов от электротехнических характеристик материала решено с помощью двух колебательных контуров L1C1 и L2C2, запитанных от высоковольтного источника питания 11 (ВИП). Выход на резонанс обеспечивается в процессе создания коронного разряда при срабатывании разрядников Р1 и Р2. Использование такой схемы позволяет автоматизировать процесс обработки и достигать стабильных результатов. В зависимости от поверхностного сопротивления материала, меняется разрядный ток, а следовательно, и магнитный поток в соленоидах L1 и L2, при этом электрические емкости С1 и С2 меняются в силу изменения уровня диэлектрической проницаемости обрабатываемого материала как диэлектрика конденсаторов.Self-regulation of the level of influencing factors from the electrical characteristics of the material is solved using two oscillatory circuits L1C1 and L2C2, powered by a high-voltage power source 11 (VIP). Reaching the resonance is ensured in the process of creating a corona discharge when the arrester P1 and P2 are triggered. Using this scheme allows you to automate the processing process and achieve stable results. Depending on the surface resistance of the material, the discharge current, and therefore the magnetic flux in the solenoids L1 and L2, changes, while the electric capacitances C1 and C2 change due to changes in the dielectric constant of the processed material as the dielectric of capacitors.
Таким образом, схема позволяет управлять параметрами воздействия на материал в зависимости от его характеристик (ε - диэлектрической проницаемости и γ - электрической проводимости), посредством коронного разряда запускать резонанс. При управлении параметрами учитывается, что организуется движение молекулярных кластеров и молекул по спирали и что при этом скорости и размеры взаимодействующих структур близки, а движение несимметричных образований в среде будет вызывать резонансное волновое взаимодействие вихревых и грибовидных структур с диспергирующими волнами, возникающими при их движении. Таким образом, будет запущен вихре-волновой резонанс системы, что скажется на качестве механических характеристик стержневых изделий при незначительных энергозатратах.Thus, the scheme allows you to control the parameters of the impact on the material depending on its characteristics (ε - dielectric constant and γ - electrical conductivity), by means of a corona discharge to trigger resonance. When controlling the parameters, it is taken into account that the movement of molecular clusters and molecules in a spiral is organized and that the velocities and sizes of the interacting structures are close, and the motion of asymmetric formations in the medium will cause a resonant wave interaction of vortex and mushroom structures with dispersing waves arising from their movement. Thus, the vortex-wave resonance of the system will be launched, which will affect the quality of the mechanical characteristics of the rod products with low energy consumption.
Пример. Сравнительные испытания арматуры композитной полимерной стеклопластиковой, обработанной электрическим и магнитным полями и без обработки (АКС).Example. Comparative tests of reinforcing composite fiberglass polymer treated with and without electric and magnetic fields (ACS).
При апробации способа использовали следующие материалы: волокно - стеклоровинг, например, изготовленный в соответствии с ТУ 592-002-83458713-2010 или ТУ6-48-00205009, связанный полимером на основе эпоксидной смолы по ГОСТ 10587-84.When testing the method, the following materials were used: fiber glass roving, for example, manufactured in accordance with TU 592-002-83458713-2010 or TU6-48-00205009, bonded with an epoxy resin polymer according to GOST 10587-84.
Могут быть использованы и другие материалы, не описанные в материалах заявки.Other materials that are not described in the application materials may be used.
Обработка материала скрещенными и электрическими и магнитными полями проводилась изложенным способом.The processing of the material by crossed and electric and magnetic fields was carried out in the manner described.
Как следует из результатов испытаний (см. таблицу 1), реализация способа позволяет получить композитную полимерную арматуру со значительно более высокими характеристиками по прочности и модулю упругости.As follows from the test results (see table 1), the implementation of the method allows to obtain a composite polymer reinforcement with significantly higher characteristics in terms of strength and elastic modulus.
Предлагаемый способ можно использовать для изготовления самых разнообразных деталей, различных панелей, направляющих, профилей, листов, желобов, стержневых изделий разнообразного профиля и сечения.The proposed method can be used for the manufacture of a wide variety of parts, various panels, guides, profiles, sheets, gutters, rod products of various profiles and sections.
При реализации способа могут быть использованы существующие линии по производству композитных стержневых изделий, дополнительно оснащенные волноводами различных типов.When implementing the method, existing lines for the production of composite rod products can be used, additionally equipped with various types of waveguides.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147261A RU2646930C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Method of producing rod products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016147261A RU2646930C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Method of producing rod products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646930C1 true RU2646930C1 (en) | 2018-03-12 |
Family
ID=61627568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016147261A RU2646930C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Method of producing rod products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646930C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1495133A1 (en) * | 1987-08-20 | 1989-07-23 | Научно-Производственное Объединение По Комплексному И Технологическому Проектированию Станкостроительных Предприятий "Оргстанкинпром" | Method of working the surface of articles |
| EP0375896A2 (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-04 | Ube-Nitto Kasei Co. Ltd. | Twisted FRP structure and process for manufacturing the same |
| UA81934C2 (en) * | 2005-06-29 | 2008-02-25 | Борис Борисович Игнатьев | Device for molding of bar articles made of composite materials |
| RU2418095C2 (en) * | 2009-06-29 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Procedure for vacuum ion-plasma nitriding items out of steel |
| US20110316183A1 (en) * | 2005-07-28 | 2011-12-29 | Nanocomp Technologies, Inc. | Systems and methods for formation and harvesting of nanofibrous materials |
| RU2528265C2 (en) * | 2012-12-29 | 2014-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Машспецстрой" | Method of producing rod-like articles |
-
2016
- 2016-12-01 RU RU2016147261A patent/RU2646930C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1495133A1 (en) * | 1987-08-20 | 1989-07-23 | Научно-Производственное Объединение По Комплексному И Технологическому Проектированию Станкостроительных Предприятий "Оргстанкинпром" | Method of working the surface of articles |
| EP0375896A2 (en) * | 1988-12-28 | 1990-07-04 | Ube-Nitto Kasei Co. Ltd. | Twisted FRP structure and process for manufacturing the same |
| UA81934C2 (en) * | 2005-06-29 | 2008-02-25 | Борис Борисович Игнатьев | Device for molding of bar articles made of composite materials |
| US20110316183A1 (en) * | 2005-07-28 | 2011-12-29 | Nanocomp Technologies, Inc. | Systems and methods for formation and harvesting of nanofibrous materials |
| RU2418095C2 (en) * | 2009-06-29 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Procedure for vacuum ion-plasma nitriding items out of steel |
| RU2528265C2 (en) * | 2012-12-29 | 2014-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Машспецстрой" | Method of producing rod-like articles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4114108C1 (en) | ||
| EP3172772A1 (en) | Piezoelectric transformer | |
| JP2009516333A (en) | Molded dielectric composite linear accelerator | |
| CN113818103B (en) | Carbon fiber and method for producing carbon fiber | |
| RU2646930C1 (en) | Method of producing rod products | |
| CA1073533A (en) | High frequency method and apparatus for forming structural shapes | |
| EP3132074A1 (en) | Method and device for spreading fiber strands | |
| WO2012097904A2 (en) | Coplanar dielectric barrier discharge source for a surface treatment under atmospheric pressure | |
| DE102011111884B3 (en) | Device for generating thermodynamic cold plasma by microwaves, has resonance chambers distributed in evacuated, electrically conductive anode, where plasma is generated by microwaves under standard atmospheric conditions | |
| WO2006134069A1 (en) | Sieve mechanism for the production of paper, and method for the treatment of nonwoven fibers | |
| Khairulina et al. | Electrophoretic mobility of semi-flexible double-stranded DNA in defect-controlled polymer networks: Mechanism investigation and role of structural parameters | |
| EP3261985B1 (en) | Ozone generator with position-dependent discharge distribution | |
| GB2053629A (en) | Process and Device for the Heat Treatment of Filiform Elements | |
| WO2022207473A1 (en) | Mold for the production of a semifinished product from a pultrudate by means of pultrusion, use of a mold for the production of a semifinished product from a pultrudate by means of pultrusion, and method of producing a semifinished product from a pultrudate by means of pultrusion | |
| Esmaeeli et al. | Electrohydrodynamics of a liquid jet in transverse AC electric fields | |
| JP6878095B2 (en) | Heating method and carbon fiber manufacturing method, carbonization equipment and carbon fiber manufacturing equipment | |
| DE1479149B2 (en) | High-frequency heating device for material emerging from the injection head of an injection molding machine | |
| DE19750746A1 (en) | Building material, especially concrete or mortar, contains magnetically or electrically aligned parallel fibers | |
| Basile et al. | 3D Printed Micro-Cells for Phase Control in 5G mmWave Applications | |
| DE1206532B (en) | Method and apparatus for accelerating the electrically charged particles of an ionized gas | |
| Karmakar et al. | Plasma wakefield excitation in a cold magnetized plasma for particle acceleration | |
| Gillham et al. | Spiral and helical fractures | |
| KR101551067B1 (en) | Novel System for impregnating Thermo-hardening Resin | |
| WO2018103927A1 (en) | Method for controlling an ozone generator | |
| Ko et al. | Modeling accelerator structures and RF components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191202 |