203135. lajstromszámú szabadalom • Olvadékfúvó szerszám
1 HU 203 135 B 2 A találmány tárgya olvadékfúvó szerszám finom karbon- és grafitszálak extrudálással történd előállítására. A finom karbon-, illetve grafitszálakat a technika mai állása szerint lágyulási hőmérsékletre hevített széntartalmú olvadékok kis átmérőjű extrudáló furatokon keresztül történő átpréselésével állítják elő. Az extrudált szálakat hőkezeléssel stabilizálják, azaz oxidáló közegben, majd semleges közegben hőkezelik és alakítják át karbon-, illetve grafitszálakká. Az 1983. október 19-én benyújtott 543 654 számú US szabadalmi bejelentés (Sawran és társai) szerinti eljárásban prekurzort, mezofázist és magas lágyuláspontú olvadékot használnak. A szálképzéshez oxigénben gazdag forró gázáramot (forró légáramot) alkalmaznak, amellyel az igen kis átmérőjű szálakat (2 mikron alatti átmérők) az extrudáló szerszámból kihúzzák. A oxigén behatol a megolvadt szálakba, és lehűlés közben ott csapdába kerül. Az oxigén jelenléte az egyes szálakban elősegíti azok stabilizálását a következő folyamatokban. A megolvadt prekurzort alkalmas tartályból adagolják, megfelelő nyomás biztosítása mellett. Az olvadékot egymás mellett sorban elrendezett extrudáló furatokon keresztül préselik az oxigénben gazdag gázáramhoz. A nyomólevegő ferde hézagokon keresztül áramolva kerül kölcsönhatásba az extrudált olvadékkal. Az olvadékfúvó szerszám fúvőkájának háromszög keresztmetszetű csúcsa van, amelynek hegye lefelé van irányítva. A háromszög keresztmetszetű csúcs mellett kétoldalt összetartó ferde oldalfelületekkel rendelkező záróblokkok vannak elrendezve, amelyek a háromszög keresztmetszetű csúccsal légréseket képeznek. Az olvadék az extrudáló furatokból kilépve azonnal kölcsönhatásba kerül a nagy sebességgel fúvatott forró gázzal, amely a ferde réseken keresztül áramlik. A gázáram magával húzza a még olvadt állapotban lévő szálakat, miközben azok átmérője jelentősen csökken. A fenti megoldásnál problémát jelent az olvadék konstans hőmérsékleten való tartása a szerszámon történő áthaladás teljes időtartama alatt. A 3 825 380 számú US szabadalom tárgya olyan olvadékfúvó szerszám amelynek speciális, háromszög keresztmetszetű csúcsban végződő fűvókahegye van, amelynél az oldallapok találkozásánál, az extrudáló furatok kimenete által meghatározott él mentén a holt terek ki vannak küszöbölve. A 4 285 655 számú US szabadalmi leírás úgynevezett „vállfa- konstrukciót” javasol, amelynél a bemeneti elosztóvezeték sugara az oldalék áramlási karakterisztikájának megfelelően van megválasztva. A 4 295 809 számú US szabadalmi leírásban foglalt mechanizmus a forró levegőt áramoltató légrések háromszög keresztmetszetű fúvókahegyhez viszonyított viszonylagos helyzetének a forró gázáramlás szabályozása céljából történő beállítására szolgál. A fenti megoldások az olvadékfúvó szerszámok tökéletesítését és jobb minőségű termék előállítását szolgálják, hiányosságuk azonban, hogy technológiai fogyatékosságokkal rendelkeznek. A találmánnyal célunk olyan olvadékfúvó szerszám kialakítása, amely viszonylag magas olvadáspontú széntartalmú anyagokból is homogén minőségű, kis keresztmetszetű karbon- és grafitszálak előállítására alkalmas. A találmány szerinti olvadékfúvó szerszámnak fém szerszámteste, a szerszámtesten belül kialakított olvadéktároló belső ürege, a belső üregbe nyíló olvadékbevezető nyílása, a szerszámtest alsó részéhez kapcsolódó, háromszög keresztmetszetű csúcsban végződő fűvókahegye, a szerszámtesten belüli belső üreget a háromszög keresztmetszetű csúcs gerincvonalával összekötő, a füvókahegyben kialakított kis keresztmetszetű függőleges extrudáló furatai, a szerszámtesthez kapcsolódó, a háromszög keresztmetszetű csúcs oldalfelületeivel légréseket közrezáró záróblokkjai, valamint a záróblokkok ferde belső oldalfelületei és a háromszög keresztmetszetű csúcs oldalfelületei közötti szűk légrésekbe nyomólevegő áramot préselő eszköze van. A találmány szerinti továbbfejlesztés abban áll, hogy- a szerszámtest alsó részében a fuvókahegy két oldalán hosszirányú légterelő szerkezetek vannak elrendezve, amelyek egymáshoz távközei illesztett terelőfalakból és terelőidomokból épülnek fel, amelyek egymás felé néző felületei kanyargó légcsatornákat határoznak meg, amely légcsatomák a fuvókahegy háromszögletű csúcsának oldalfelületei és a záróblokkok ferde belső oldalfelületei közötti szűk légrésekbe vezetnek,- a szerszámtesten oldalirányú légelosztó furatok vannak kiképezve, amelyek a légkamrákat a légcsatornákkal kötik össze,- a záróblokkok a szerszámtesthez előnyösen úgy kapcsolódnak, hogy a fúvókahegy háromszög keresztmetszetű csúcsához viszonyított viszonylagos helyzetük változtatható,- a szerszámtestben a felső alapfelület és a hosszirányú vájatok vízszintes határolófelületei között függőleges furatok vannak kialakítva, amelyekbe felülről a függőleges furatok átmérőjével közel egyező átmérőjű fűtőbetétek vannak behelyezve, ahol a függőleges furatok alul kivehető dugaszokkal vannak lezárva, így a függőleges furatok a dugaszok eltávolítása után a hosszirányú vájatok felől - a hosszirányú vájatokbán rögzített terelőfalak, terelőidomok és záróblokkok kiszerelése után - kis átmérőjű szerelőpálcával hozzáférhetők, és a függőleges furatokba használat során beszorult fűtőbetétek kiszabadíthatók,- a szerszámtest külső oldalfelületeihez légkamrák csatlakoznak, amelyeknek belül üreges fémházuk van, amelynek belső fala a szerszámtest külső oldalfelületével keskeny hőszigetelő légteret zár közre, továbbá a légkamrák belső tere a légterelő szerkezetek által meghatározott kanyargó légcsatomákkal a légkamrák falában és a szerszámtestben kialakított egymáshoz illesztett légelosztó furatokon keresztül van összeköttetésben,- a kanyargó légcsatomát alkotó terelőfalakból a légcsatorna belseje felé hosszirányú függőleges terelő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
