Разработка опытного образца комплекса электроформования

Разработка опытного образца комплекса электроформования

Одной из основных задач предприятий является улучшение качества и уменьшение себестоимости продукции. В настоящее время предприятия частично обеспечены отечественными синтетическими волокнами. Процесс получения волокон является трудоемким и характеризуется низким уровнем автоматизации. Стоимость установок электроформования импортного производства высока, поэтому сдерживается их применение. Системы автоматизации способствуют повышению безопасности и качеству технологического контроля.

Волокна, получаемые электроформованием, обладают лучшими механическими свойствами. Они являются отличным материалом для создания фильтров и защитной одежды, активно используются в биомедицинских целях.

Одним из перспективных направлений совершенствования процесса получения волокон является автоматизация технологического процесса.

Целью является разработка опытного образца с автоматизированной системой управления, определение оптимальных параметров электроформования.

Выполнен патентный поиск аналогов и прототипов конструкций установок и устройств электроформования. Проведен сравнительный анализ достоинств и недостатков конструкций. Предложена конструкция комплекса электроформования.

Разработана кинематическая схема конструкции комплекса электроформования волокон.

Выполнен обзор процессов электроформования, выделены особенности раз-личных стадий технологического процесса. Техническое решение системы управления основано на использовании современных средств автоматизации с возможностью кон-троля параметров и управления системой. Разработанная система управления является многоконтурной, включающей контуры управления насосом подачи раствора к фильере, электропривода вала, высоковольтным источником питания, системой подогрева. Система управления максимально обеспечивает использование оборудования, выпускаемого серийно. Выполнен расчет и выбор средств управления, контроля, электропитания, защиты.

В комплексе можно выделить три основные зоны: зону формирования раствора, зону перемещения полотна, зону электроформования. В зоне формирования раствора осуществляется смешивание растворителя с полярным материалом до требуемой вязкости - подготовительный этап технологического цикла. Полимерный раствор формируется из двух компонентов: полимерного порошка (хитозан) и растворителя, которые дозируются в бункер. В смесительном бункере компоненты перемешиваются до образования однородного раствора, подогреваются до рабочей температуры 60°С - 65°С. Подготовленный раствор, по трубопроводу с помощью насоса подается в распредели-тельный канал, затем в фильеру. В распределительном канале давление поддерживается около 0,3 МПа обратным клапаном.

Зона электроформования является зоной формирования волокон нетканого ма-териала. В ней размещаются фильера, вращающийся барабан с электродными стержнями, осадительный электрод, ванна. Расход раствора составляет около 0,1 60 мл/ч.

Барабан состоит из восьми стержней, являющихся электродами, соединенных кольцами по торцам. Контакт с внешней электрической цепью осуществляется с помощью щеток. Скорость вращения барабана регулируется от 60 до 300 об/мин. Стержни барабана размещаются во внутренней полости ванны, которая является защитным экраном. Напряжение, подводимое к барабану (0,5 30) кВ.

Осадительный электрод закрепляется над барабаном. Расстояние от пластины, на которой установлен электрод до барабана изменяется с помощью электропривода.

Разработана структурная схема, определены входные параметры системы. Ос-новными параметрами регулирования являются: скорость перемещения материала, скорость вращения барабана, расстояние до осадительной пластины, угол наклона и диаметр фильеры, температура раствора в баке, уровень раствора в баке.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Федосеева, Е. Н. Вязкостные свойства растворов хитозана и его реакционная спо-собность / Е. Н. Федосеева, Л. А. Смирнова, В. Б. Федосеев // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. - 2008. -№4. - С. 59-64.

2. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах, - М.: Госу-дарственное издательство технико-теоретической литературы, 1951. - 224 с.

3. Шутов, А. А. Формование волокнистых фильтрующих мембран методом электропря-дения / А. А. Шутов, Е. Ю. Астахов // Журнал технической физики. - 2006. - Том 76, вып. 8. - С. 132-135.

4. ElmarcoNanoforlife [Электрон. ресурс]. 2012. - Режим доступа: www.elmarco.com/electrospinning/ns-material-flexibilitv/. свободный.

УДК 677.494

Количество показов: 557