УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАТЫ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК A23G3/10 

Изобретение относится к области технологии изготовления волокна из расплавленных материалов центробежным способом и может быть использовано, например, для изготовления сахарной ваты в пищевой промышленности и в быту.

Известно устройство для изготовления волокна из расплавленного материала, содержащее полую центрифугу, в боковой стенке которой выполнены отверстия для выпуска под действием центробежной силы расплава материала, расположенный внутри центрифуги распределитель материала и устройство для направления газового потока вниз по периметру центрифуги [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является устройство для получения ваты из термопластичных материалов, содержащее нагревательный элемент для расплавления загружаемого материала, барабан центрифуги с выпускными отверстиями для разделения расплавленного материала на волокна и двигатель, придающий вращение барабану [2].

Недостатком известных устройств является их сложность.

Заявляемое изобретение направлено на упрощение конструкции устройства для изготовления ваты из термопластичных материалов.

Предложенное устройство содержит неподвижное основание и установленный на нем свободно вращающийся барабан центрифуги, в зазоре между которыми размещена m-фазная обмотка, подключенная к m-фазному источнику переменного тока. Кроме того, стенка барабана центрифуги, обращенная к обмотке, выполнена из магнито- и электропроводящего материала, и ее поверхность выполнена зеркальной, а основание выполнено из магнитодиэлектрика.

Такая совокупность отличительных признаков позволяет существенно упростить конструкцию устройства, исключив из него двигатель и отдельный нагревательный элемент, так как m-фазная обмотка, подключенная к m-фазному источнику переменного тока, создает вращающееся магнитное поле, увлекающееся магнитное поле, увлекающее за собой барабан центрифуги, и за счет возникновения индукционных токов в стенке барабана выполняет функции нагревательного элемента для расплавления термопластичного материала, загружаемого вовнутрь барабана.

На фиг. 1 представлен пример реализации устройства для изготовления ваты из термопластичных материалов.

На фиг. 2 показан пример исполнения двухфазной печатной обмотки.

На фиг. 3 дана схема соединения обмотки с двухфазным источником переменного тока.

В предлагаемом примере реализации на основании 1 посредством подшипника 2 с зазором установлен барабан центрифуги 3 так, что он может свободно вращаться относительно основания. В зазоре между основанием и барабаном размещена двухфазная печатная обмотка 4, подключенная посредством выводов 5 к двухфазному источнику переменного тока 6. Барабан 3 имеет загрузочное отверстие 7 и выпускные отверстия 8.

Обмотка 4 выполнена в виде двухсторонней печатной платы. На одной стороне платы расположена первая фаза 9. Вторая фаза 10 размещена на другой стороне платы со сдвигом по окружности на угол 90/p градусов, где p - число пар полюсов обмотки.

Источник 6 выдает два выходных переменных напряжения, сдвинутых во времени на угол 90 электрических градусов. При поступлении этих напряжений на фазы 9 и 10 обмотки 4 последняя создает в зазоре между основанием 1 и барабаном 3 вращающееся магнитное поле. Под действием этого поля в электропроводящей нижней стенке барабана возникают вихревые индукционные токи. Взаимодействие вихревых токов с вращающимся магнитным полем обмотки приводит к возникновению электромагнитного момента, приложенного к барабану, что вызывает вращение последнего. (Процессы возникновения электромагнитного момента аналогичны процессам в асинхронных электродвигателях.)
Одновременно вихревые тока нагревают нижнюю стенку барабана, что приводит к расплавлению материала, загружаемого в него через отверстие 7. Боковая поверхность барабана выполнена конической с тем, чтобы загружаемый материал под действием центробежных сил и их осевых составляющих, возникающих в результате реакции боковой поверхности, прижимался к нижней нагреваемой стенке барабана и к выпускным отверстиям 8. Расплавленный материал, вылетая через выпускные отверстия и остывая, превращается в волокна, которые, будучи собраны вместе, представляют собой вату.

Скорость вращения барабана и степень нагрева загружаемого материала зависят от частоты и амплитуды приложенного к обмотке напряжения, а также от используемых в конструкции материалов. С тем чтобы увеличить значение электромагнитного момента, целесообразно основание и нижнюю стенку барабана выполнять из магнитопроводящих материалов.

В то же время стенка барабана должна быть электропровдящей, так как только в этом случае в ней возникают вихревые токи, необходимые как для создания момента, так и для нагрева. Основание же целесообразно изготовить из магнитоэлектрика для того, чтобы исключить или, по крайней мере, снизить до минимума потери в нем, а следовательно, и его нагрев. Кроме того, желательно поверхность стенки барабана, обращенную к обмотке выполнить зеркальной, что несколько снижает уровень теплового потока от барабана к основанию.

Таким образом, предложенное устройство, осуществляя те же функции, имеет более простую конструкцию, чем известные устройства для изготовления ваты из термопластичных материалов.

Источники информации
1. Патент Японии N 62-20141, МКИ: C 03 B 37/04.

2. SU, N 1683639, A1, кл. A 23 G 3/10, 1991 (прототип).

Изобретение предназначено для изготовления волокна из расплавленных материалов центробежным способом, например, для изготовления сахарной ваты. Устройство содержит установленный на основании с возможностью вращения свободно барабан центрифуги с выпускными отверстиями. Стенка барабана выполнена из электропроводящего материала. В зазоре между основанием и барабаном размещена m-фазная обмотка, подключенная к m-фазному источнику переменного тока. Устройство имеет более простую конструкцию за счет отсутствия двигателя и специального нагревательного элемента. 3 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Устройство для изготовления ваты из термопластичных материалов, содержащее неподвижное основание и установленный на нем с возможностью свободного вращения барабан центрифуги c выпускными отверстиями, отличающееся тем, что в зазоре между основанием и барабаном размещена m-фазная обмотка, подключенная к m-фазному источнику переменного тока, а стенка барабана, обращенная к обмотке, выполнена из электропроводящего материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стенка барабана, обращенная к обмотке, выполнена из магнитопроводящего материала. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что основание выполнено из магнитодиэлектрика. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поверхность стенки барабана, обращенная к обмотке, выполнена зеркальной.