CZ304192B6

CZ304192B6 - Method of making flange of hollow organic fiber bundle

Info

Publication number: CZ304192B6
Application number: CZ2012-233A
Authority: CZ
Inventors: Miroslav Raudenský; Vladimír Hrazdil
Original assignee: Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-12-18
Also published as: CZ2012233A3

Abstract

In the present invention, there is disclosed a method of making a flange of hollow organic fiber bundle by filling their ends with a solidifying filling compound in a mold with subsequent release of the fiber ends by a cut wherein the method of the present invention is characterized in that the spaced fibers (1) are arranged into the form of a bundle and at least one end of the fibers is blended off. The blended off fiber ends of the bundle are then put into a mold filled with a filling compound. The solidification of the filling compound generates heat. Prior supply of the filling compound into the mold or at the start of the filling compound solidification, excessive pressure, being generated inside fibers (1) causes bulging of the heated, heat-plasticized fiber in a section inside the filling compound whereupon the filling compound is let to solidify, the casting is removed from the mold (2) and cut in a plane of bulging (3) perpendicularly to the direction of the fibers (1) to thereby forming flares at the ends of the fibers of so produced flange.

Description

Způsob zhotovení příruby svazku dutých organických vlákenMethod for making a flange of a bundle of hollow organic fibers

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu zhotovení příruby svazku dutých organických vláken zalitím jejich konců tuhnoucí zalévací látkou ve formě s následujícím uvolněním ústí vláken řezem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for making a flange of a bundle of hollow organic fibers by casting their ends with a solidifying potting agent in a mold followed by loosening the mouth of the fibers by cutting.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Svazky dutých organických vláken se užívají jako teplosměnné plochy ve výměnících tepla a jako polopropustné membrány v mikrofiltračních zařízeních. Zaústění svazku, v němž mohou být řádově tisíce vláken, např. z polypropylenu, se provede zalitím konců vláken do matrice, např. z tuhnoucího polymeru nebo epoxidu. Po ztuhnutí matrice se ústí vláken uvolní jejím proříznutím kolmo ke směru vláken. Tak se vytvoří jakýsi integrovaná příruba celého svazku. Tento postup je popsán např. ve spisech JP 62160108, SE 397638 a v sofistikované podobě v BG 101037.Hollow organic fiber bundles are used as heat transfer surfaces in heat exchangers and as semi-permeable membranes in microfiltration devices. The bonding of the bundle, which may be of the order of thousands of fibers, for example of polypropylene, is effected by embedding the ends of the fibers into a matrix, for example of a solidifying polymer or epoxide. After the matrix has solidified, the fiber orifice is released by cutting it perpendicular to the fiber direction. This creates an integrated flange of the entire beam. This procedure is described, for example, in JP 62160108, SE 397638 and in sophisticated form in BG 101037.

Svazkem vláken proudí kapalina nebo plyn poháněné čerpadlem resp. dmychadlem kompenzujícím tlakové ztráty při průchodu vlákny. Významnou tlakovou ztrátu v proudu media způsobuje ostrý přechod z relativně velkého prostoru před přírubou do štíhlé dutiny vlákna a obdobně i shodně tvarovaný výstup z vlákna. Doposud známý způsob zhotovení příruby tento problém neřeší.The liquid or gas driven by the pump or pump flows through the fiber bundle. a blower to compensate for pressure loss through the fibers. A significant pressure drop in the medium stream is caused by a sharp transition from a relatively large space upstream of the flange to a lean fiber cavity and a similarly shaped fiber exit. The known method of making the flange does not solve this problem.

Vynález si klade za úkol navrhnout způsob zhotovení příruby, která bude klást vstupujícímu a vystupujícímu médiu nižší odpor.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing a flange that imparts less resistance to the incoming and outgoing media.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedený úkol řeší způsob zhotovení příruby svazku dutých organických vláken zalitím jejich konců tuhnoucí zalévací látkou ve formě s následujícím uvolněním ústí vláken řezem, jehož podstata spočívá v tom, že vlákna se uspořádají v rozestupech do svazku, alespoň jeden jejich konec se zaslepí, zaslepeným koncem se svazek umístí do formy, do níž se přivede zalévací látka, jejíž tuhnutí je provázeno vývinem tepla, přičemž před přivedením zalévací látky nebo na počátku jejího tuhnutí se uvnitř vláken vyvolá přetlak, který vyboulí zahřáté, teplem plastifikované vlákno v úseku uvnitř zalévací látky, načež se zalévací látka nechá ztuhnout, odlitek se vyjme z formy a rozřízne se v rovině vyboulení kolmo na směr vláken, čímž jsou v takto zhotovené přírubě vytvořena nálevkovitá rozšíření v ústích vláken.The object of the present invention is to provide a flange of a hollow organic fiber bundle by casting its ends with a setting agent in a mold followed by loosening the mouth of the fibers by cutting, which consists in arranging the fibers at intervals into the bundle. the bundle is placed in a mold into which a potting agent is introduced, the solidification of which is accompanied by the generation of heat, whereby before the potting agent is introduced or at the beginning of its solidification, an overpressure is induced inside the fibers. the casting substance is allowed to solidify, the casting is removed from the mold and cut in the plane of bulging perpendicular to the direction of the fibers, thereby creating funnel extensions in the fiber mouth in the flange thus produced.

Přetlak je možno do vláken přivést druhým nezaslepeným koncem z vnějšího zdroje.The overpressure can be introduced into the fibers through the other, non-blind end, from an external source.

Rovněž lze do vláken zavést tekutinu, zaslepit je i na druhém konci a vnitřní přetlak vyvolat odpařením tekutiny v důsledku jejího ohřevu.Fluids can also be introduced into the fibers, blinded at the other end, and internal pressure caused by evaporation of the fluid as a result of heating.

Objasnění obrázků na výkreseClarification of the figures in the drawing

Vynález bude dále objasněn pomocí výkresu, na němž jsou schematicky pomocí řezů znázorněny dvě alternativní aplikace způsobu podle vynálezu. Na obr. 1 až 3 je vytvoření příruby s rozšířenými ústími vláken vnořením volných konců uzavřených vláken obsahujících kapalinu do formy, jejich zalitím a rozříznutím ztuhlé matrice. Na obr. 4 až 6 je vytvoření příruby fixací konců vláken mezi protilehlými stěnami formy, natlakováním vláken z vnějšího zdroje a zalitím a rozříznutím ztuhlé matrice. Obr. 1 a 4 představují stav před zalitím, obr. 2 a 5 po zalití a obr. 3 a 6 představují řez hotovou přírubou.The invention will be further elucidated by means of the drawing, in which two alternative applications of the method according to the invention are schematically shown in section. 1 to 3 show the formation of a flange with extended fiber orifices by embedding the free ends of the closed fibers containing liquid into the mold, by embedding them and cutting the solidified matrix. Figures 4 to 6 show the formation of a flange by fixing the ends of the fibers between opposing walls of the mold, pressurizing the fibers from an external source and embedding and cutting the solidified die. Giant. Figures 1 and 4 show the state before embedding, Figures 2 and 5 after embedding and Figures 3 and 6 show a cross section of the finished flange.

- 1 CZ 304192 B6- 1 GB 304192 B6

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Při postupu podle obr. 1 až 3 byla vlákna i z polyproplyenu upravena pro zalití, do jednoho konce byla s využitím kapilárních sil nasáta destilovaná voda, načež byla vlákna na obou koncích zaslepena zatavením. Vlákna byla vertikálně umístěna ve formě 2, přičemž jejich konce se nacházejí v blízkosti dna formy 2. Smícháním obou složek byla připravena epoxidová zalévací hmota s počáteční přesně nastavenu teplotou 30 °C. Hmota byla vlita do formy 2. V zalévací hmotě proběhla exotermická reakce a teplota hmoty postupně vzrostla na 130 °C. Vyčnívající vlákna i a hladina zalévací hmoty byly ochlazovány vzduchovým ventilátorem. Voda uvnitř vláken se odpařila a vodní pára vyvinula tlak 0,02 MPa. V důsledku vnitřního přetlaku došlo k deformaci - vyboulení 3 vláken 1 v místě zvýšené teploty. Po ztuhnutí a vychlazení odlité matrice 4 byla po vyjmutí z formy 2 část nejblíže dna formy 2 odříznuta a tím vytvořena hotová příruba 5. Je zřejmé, že v přírubě 5 byla tímto způsobem vytvořena nálevkovitá rozšíření, která kladou menší odpor proudění media při vstupu do vláken.In the process of FIGS. 1 to 3, the polyproplyene fibers 1 were treated for embedding, distilled water was drawn into one end using capillary forces, and the fibers were sealed at both ends by sealing. The fibers were placed vertically in the mold 2, their ends near the bottom of the mold 2. Epoxy encapsulation compound was prepared by mixing both components with an initial precisely set temperature of 30 ° C. The mass was poured into mold 2. An exothermic reaction occurred in the embedding mass and the temperature of the mass gradually increased to 130 ° C. The protruding fibers 1 and the level of the potting compound were cooled by an air fan. The water inside the fibers was evaporated and the water vapor applied a pressure of 0.02 MPa. Due to the internal overpressure, 3 fibers 1 bulged at the elevated temperature. After solidification and cooling of the cast die 4, after removal from the mold 2, the part closest to the bottom of the mold 2 was cut to form a finished flange 5. Obviously, funnel extensions have been created in the flange 5 to give less flow resistance .

V jiném příkladu aplikace podle obr. 4 až 6 byla vlákna i z polypropylenu upravena pro zalití a jeden jejich konec zaslepen. Konce vláken J_, určené pro vytvoření příruby, byly najedné straně sevřeny mezi ocelové stěny dělené formy 2 a na druhé straně procházely protilehlou stěnou dělené formy 2, přičemž svazek byl obepnut objímkou 6 z porézního silikonu. Měkká silikonová objímka 6 procházející vlákna i nedeformuje, ale brání vytékání zalévací hmoty z formy 2. Byla připravena zalévací hmota smícháním obou složek epoxidu s počáteční přesně nastavenou teplotou 30 °C. Hmota byla vlita do formy. V nalité hmotě proběhla exotermická reakce a teplota hmoty postupně vzrostla na 130 °C měřeno ve středu formy mezi jejími stěnami. Stěny formy a k nim přilehlá část zalévací hmoty jsou chladné. Stěny formy také odvádějí vznikající reakční teplo z části zalévací hmoty přilehlé ke stěně. Do vláken i byl po celou dobu od zalití do ztuhnutí přiváděn druhým otevřeným koncem tlak vzduchu 0,015 MPa. V důsledku tohoto tlaku došlo v místě zvýšené teploty k deformaci - vyboulení 3 vláken i. Největší deformace nastala uprostřed vzdálenosti mezi stěnami formy 2. Po ztuhnutí a vychlazení odlité matrice 4 byly obě části formy 2 rozevřeny a byl vyňat odlitek s vystupujícími vlákny i. Část matrice 4 na straně zaslepených vláken byla odříznuta a tím vytvořena hotová příruba 5. V přírubě 5 jsou vytvořena nálevkovitá rozšíření pro vstup tekutiny do vláken.In another example of the application of FIGS. 4 to 6, the polypropylene fibers 1 were treated for embedding and one end blinded. The ends of the filaments 1 for forming the flange were clamped on one side between the steel walls of the split mold 2 and, on the other hand, passed through the opposite wall of the split mold 2, the bundle being wrapped around a porous silicone sleeve 6. The soft silicone sleeve 6 does not deform the fibers but prevents the embedding of the embedding composition from the mold 2. The embedding composition was prepared by mixing the two epoxy components with an initial precisely set temperature of 30 ° C. The mass was poured into the mold. An exothermic reaction took place in the poured mass and the temperature of the mass gradually increased to 130 ° C measured in the center of the mold between its walls. The walls of the mold and the adjacent part of the sealing compound are cold. The mold walls also dissipate the generated reaction heat from the portion of the potting material adjacent to the wall. An air pressure of 0.015 MPa was applied to the fibers 1 through the second open end all the time from potting to solidification. As a result of this pressure, deformation - bulge 3 of fibers 1 occurred at the elevated temperature. The greatest deformation occurred in the middle of the distance between the walls of mold 2. After solidification and cooling of the cast die 4 the matrix 4 on the side of the blind fibers has been cut off and thus the finished flange 5 is formed.

Claims

PATENT CLAIMS

Method for producing a flange of a bundle of hollow organic fibers by casting their ends with a setting potting agent in a mold followed by loosening the mouth of the fibers by cutting, characterized in that the fibers (1) are spaced into the bundle, at least one end is blinded; the bundle is placed in a mold (2) into which a potting agent is introduced, the solidification of which is accompanied by the generation of heat, and an overpressure is induced inside the fibers (1) before the potting agent is introduced or started to solidify. ) in the section within the potting compound, after which the potting compound is allowed to solidify, the casting is removed from the mold (2) and cut in the bulge plane (3) perpendicular to the direction of the fibers (1), thereby forming funnel extensions in the mouth fibers.

Method according to claim 1, characterized in that the overpressure is introduced into the filaments (1) by a second, unblinded end, from an external source.

Method according to claim 1, characterized in that the fibers (1) are filled with fluid, blinded at the other end and the internal pressure is induced by evaporation of the fluid as a result of heating.