способ изготовления легковесных изделий, преимущественно блоков плавучести
Классы МПК: | C08J5/04 армирование высокомолекулярных соединений сыпучим или связанным волокнистым материалом B32B5/16 отличающиеся особенностями слоя, выполненного из отдельных частиц, например опилок, измельченных волокон, порошкообразных материалов B29C70/06 волокнистые армирующие элементы только |
Автор(ы): | Преображенский Игорь Иванович, Федорова Ольга Евгеньевна |
Патентообладатель(и): | Преображенский Игорь Иванович, Федорова Ольга Евгеньевна |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-07-27 публикация патента:
10.05.1997 |
Использование: изготовление блоков плавучести из сферопластика. Сущность изобретения: в форму перед отливкой блоков устанавливают армирующий каркас из стеклопластика, выполненный с перфорационными отверстиями. Каркас составляет 3 - 7% от массы сферопластика и делит объем формы на ячейки. Заливку неотвержденной композиции сферопластика в форму осуществляют послойно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ изготовления легковесных изделий, преимущественно блоков плавучести, включающий установку в форму армирующих элементов из стеклопластика с последующей заливкой неотвержденной композиции сферопластика, отличающийся тем, что армирующие элементы, выполненные с перфорационными отверстиями, образуют между собой каркас, делящий объем формы на ячейки, причем масса армирующего каркаса составляет 3 7 от массы сферопластика, а заливку композиции сферопластика в форму осуществляют послойно. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что армирующий каркас собирают из армирующих элементов в виде полос, имеющих равномерно распределенные прорези глубиной 1/2 высоты полосы, соединяя их между собой с образованием продольно-поперечной структуры.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к изготовлению легковесных изделий, применяемых в качестве блоков плавучести в глубоководных технических средствах. Оно может найти применение при изготовлении различного рода легковесных теплоизоляционных материалов, испытывающих большое гидростатическое давление. Известен по авт.св. СССР N28653, 1964 г. способ изготовления легковесного композиционного материала (сферопластика) в виде отвержденного полимерного связующего, армированного полыми микросферами, выполненными, например, из стекла, заключающийся в смешивании микросфер с полимерным связующим и заполнением неотвержденной массой форм или конструкций с последующим отверждением сферопластика при 18oC в течение 30 суток с момента окончания заливки. Минимальная плотность, которую удается достичь в данном материале 0,65, г/см3. Недостатком указанного способа является то, что вследствие неравномерной усадки полимерной матрицы сферопластика в процессе его отверждения и под воздействием знакопеременных нагрузок при эксплуатации на заказе, в изготовленном таким способе блоке может возникнуть неравномерное напряженно-деформированное состояние материала, что приведет к появлению трещин по всему объему блока и тем самым к снижению его надежности при эксплуатации на заказе. Ввиду того, что сферопластик относится к хрупким материалам, трещина под воздействием знакопеременных нагрузок может распространиться на всю длину блока, что отрицательно скажется на его прочности. Известен по авт.св. СССР N921876, 1982 г. способ изготовления армированного криогенного изоляционного материала (пенополимера) путем усиления последнего арматурой, состоящей из ряда элементов, имеющих продольно-поперечную структуру пересекающихся между собой и образующих в сечении ячейки различной геометрической формы с целью повышения механических характеристик материала и устойчивости его к трещинообразованию. Наличие такого армирующего каркаса приводит к возрастанию прочности материала при сжатии по сравнению с неармированным пенополимером примерно в 16 раз, при этом плотность материала увеличивается примерно в 6 раз, что совершенно недопустимо для блоков плавучести из легковесных материалов. Кроме того, предусмотренный в указанном способе армирующий каркас имеет сложную объемную форму, трудоемок в изготовлении и требует специального оборудования для изготовления. Известен по патенту США N4323623, 1982 г. способ изготовления многослойной структуры трехслойных конструкций для летательных аппаратов, состоящих из наружных высокопрочных слоев и среднего слоя из легковесного полимерного материала, испытывающих изгибные, растягивающие и сжимающие нагрузки. Указанный способ выбран в качестве прототипа. Применение способа изготовления конструкций в соответствии с патентом США N4323623 для изготовления блоков плавучести из сферопластика неприемлемо по следующим причинам. Наличие в легковесных конструкциях наружных высокопрочных слоев из прессованного волокнистого материала существенно увеличивает объемную плотность конструкции, которая при этом составляет![способ изготовления легковесных изделий, преимущественно блоков плавучести, патент № 2078776](/images/patents/394/2078190/961.gif)
![способ изготовления легковесных изделий, преимущественно блоков плавучести, патент № 2078776](/images/patents/394/2078190/961.gif)
армирующие элементы, выполненные с перфорационными отверстиями, образуют между собой каркас, делящий объем формы на ячейки, причем масса армирующего каркаса составляет 3 -7% от массы сферопластика, а заливку композиции сферопластика в форму осуществляют послойно;
армирующий каркас собирают из армирующих элементов в виде полос, имеющих равномерно распределенные прорези глубиной соответствующей 1/2 высоты полосы, соединяя их между собой с образованием продольно-поперечной структуры. Введение указанных действий, их последовательность и использование устройств, без которых невозможно выполнение этих действий, позволяет обеспечить повышение трещиностойкости и надежности блока при внешнем гидростатическом давлении. Из известного авторам уровня техники не было обнаружено решений, которые бы решали поставленную задачу таким же путем и с таким же результатом. В предложенном способе установленные в форме перед заливкой неотвержденной композиции сферопластика армирующие элементы, образующие между собой каркас, делящий объем формы на ячейки, выполняют роль барьеров на пути возникающей трещины в блоке, что препятствует ее распространению дальше. Тем самым повышаются трещиностойкость и надежность блока при воздействии внешнего гидростатического давления в период его эксплуатации на заказе. Наличие в армирующих элементах перфорационных отверстий обеспечивает механическую связь объемов блока в ячейках между собой. Выполнение армирующего каркаса массой 3-7% от массы сферопластика блока позволяет получить армирующий каркас с толщиной стенок, препятствующей распространению возникающих трещин по всему объему блока, при незначительном (в пределах допуска в ТУ на сферопластик) увеличении величины плотности материала блока
![способ изготовления легковесных изделий, преимущественно блоков плавучести, патент № 2078776](/images/patents/394/2078190/961.gif)
Класс C08J5/04 армирование высокомолекулярных соединений сыпучим или связанным волокнистым материалом
Класс B32B5/16 отличающиеся особенностями слоя, выполненного из отдельных частиц, например опилок, измельченных волокон, порошкообразных материалов
Класс B29C70/06 волокнистые армирующие элементы только