PL203751B1

PL203751B1 - Sposób czyszczenia dyszy

Info

Publication number: PL203751B1
Application number: PL373705A
Authority: PL
Inventors: Yukihisa Wada; Takahisa Kaneko; Masayuki Nate
Original assignee: Ngk Insulators Ltd
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2009-11-30
Also published as: JP2003285014A; PL373705A1; AU2003258805A1; WO2003082487A1; US7040327B2; EP1502665A4; JP4136415B2; KR100610602B1; EP1502665B1; KR20040101346A; EP1502665A1; US20050126596A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotowy wynalazek dotyczy sposobu czyszczenia dyszy przeznaczonej do wytwarzania kształtki z materiału zawierającego spoiwo, a zwłaszcza sposobu czyszczenia dyszy, który nadaje się do usuwania formowanego materiału z dyszy bez uszkadzania lub odkształcania dyszy.

Przy formowaniu brył o określonych kształtach stosuje się zwykle sposób, według którego dysze posiadające otwory o określonych kształtach są dołączone do końcówki wytłaczarki w celu przeprowadzania formowania wytłoczeniowego, ale otwory dysz są czasami zatykane ciałami obcymi, twardą ziemią itp. i dysze takie trzeba okresowo czyścić. Zwłaszcza wtedy, gdy kształtki mają strukturę zawierającą dużą liczbę cienkich żeberek, taką jak struktury komórkowe podobne do plastra pszczelego, dysze zawierają cienkie szczeliny do kształtowania żeberek, a wtedy części przestrzeni, takie jak drobne szczeliny, są łatwo zatykane ciałami obcymi, których usuwanie nie jest łatwe.

Jako materiał do takiego formowania zwykle wykorzystuje się ciasto otrzymane przez dodanie organicznego spoiwa itp. do cząstek stałych, takich jak cząstki ceramiczne i metalowe. Dlatego przy czyszczeniu dysz przeznaczonych do formowania ciastowatego surowca części przestrzeni dysz są zatykane głównie takim ciastem i trzeba to ciasto usuwać. Do czyszczenia dysz stosuje się przykładowo przemywanie wodą pod dużym ciśnieniem i podobne sposoby, ale jeśli dysza ma skomplikowaną konstrukcję lub materiał dyszy jest kruchy, wówczas podczas przemywania pod wysokim ciśnieniem łatwo powstają uszkodzenia, takie jak pęknięcie i odkształcenie. Uszkodzenia takie łatwo powstają zwłaszcza w dyszy, której konstrukcja zawiera wiele wąskich szczelin. Istnieje również problem polegający na tym, że dyszy nie można wystarczająco oczyścić, kiedy ciśnienie wody przemywającej jest obniżone w celu uniknięcia uszkodzeń. Dlatego potrzebny jest sposób czyszczenia dyszy, przy którym podczas czyszczenia nie powstają łatwo uszkodzenia, a dyszę można wystarczająco oczyścić.

Przedmiotowy wynalazek opracowano z uwzględnieniem powyżej opisanych okoliczności, a jego celem jest opracowanie sposobu czyszczenia dyszy, przy którym nie występuje łatwo pękanie lub odkształcenie.

Przedmiotem wynalazku jest sposób czyszczenia dyszy w celu usuwania formowanego materiału z dyszy stosowanej do formowania materiału złożonego z glinki zawierającej spoiwo, charakteryzujący się tym, że zawiera etapy, w których usuwa się z dyszy część i/lub całość spoiwa zawartego w formowanym materiale; oraz usuwa się z dyszy formowany materiał.

Korzystnie, gdy etap usuwania części lub całości spoiwa przeprowadza się przez grzanie dyszy.

Korzystnie, gdy temperatura grzania znajduje się w zakresie 200-500°C.

Korzystnie, gdy etap usuwania formowanego materiału przeprowadza się przez rozpylanie w dyszy pł ynu pod ciś nieniem co najwyż ej 40 kg/cm².

Korzystnie, gdy dysza zawiera człon utworzony ze spojonego węglika.

Korzystnie, gdy dysza zawiera człon ze szczelinami.

Rozwiązanie przedstawiono na rysunku, na którym:

fig. 1 jest widokiem z góry przedstawiającym schematycznie dyszę według przedmiotowego wynalazku; oraz fig. 2 jest przekrojem przedstawiającym schematycznie dyszę według przedmiotowego wynalazku w przekroju.

Poniżej przedstawiono przykładową realizację wynalazku.

Przedmiotowy wynalazek zostanie opisany poniżej szczegółowo na podstawie konkretnego przykładu realizacji, ale wynalazek ten nie jest ograniczony do poniższego przykładu wykonania.

Dysza czyszczona sposobem według przedmiotowego wynalazku jest dyszą używaną przy formowaniu materiału zawierającego spoiwo. Jako przykład dyszy na fig. 1 pokazano w widoku z góry dyszę przeznaczoną do formowania kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego, przy czym kształtka ta jest pokazana również w przekroju na fig. 2. Ponieważ kształtka o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego zawiera wiele przegród rozdzielających przelotowe kanały, dysza do formowania takiej kształtki zawiera człon posiadający wiele szczelin 2. Ważną cechą jest to, że przedmiotowy wynalazek obejmuje etapy, w których po usunięciu części lub całości spoiwa zawartego w formowanym materiale przywartym do dyszy 1, przykładowo w formowanym materiale w częściach 3 przestrzeni lub w szczelinach 2, ten materiał formowany jest usuwany. Kiedy najpierw usunie się w ten sposób część lub całość spoiwa, siła spojenia materiałów formowanych zostaje osłabiona i formowany materiał przywarty do dyszy można łatwo usunąć.

PL 203 751 B1

Spoiwo zawarte w formowanym materiale powoduje spojenie głównych składników formowanego materiału ze sobą w taki sposób, że po uformowaniu może być utrzymywany zadany kształt, przy czym zwykle stosuje się materiały polimerowe, woski itp.

Aby podać konkretne przykłady, używany jest materiał na bazie celulozy, taki jak metyloceluloza, materiał akrylowy, taki jak polimetakrylan metylu, homopolimer lub kopolimer olefinowy, taki jak PE i EVA, polistyren, POM, skrobia, wosk parafinowy itp., przy czym dodaje się w przybliż eniu 5-15 części mas. takiego spoiwa do 100 części mas. głównych składników. Taki sposób usuwania części lub całości spoiwa nie jest szczególnie ograniczony, ale przykładowo dyszę korzystnie ogrzewa się w celu usunięcia spoiwa. Kiedy opisane powyżej składniki spoiwa są ogrzewane, ulegają one rozkładowi i/lub spaleniu, a w wielu przypadkach są usuwane w postaci gazu. Temperatura grzania zależy od rodzaju stosowanego spoiwa. Kiedy jednak temperatura grzania jest zbyt mała, nie można wystarczająco usunąć spoiwa. Dlatego składniki spoiwa korzystnie grzeje się w temperaturze, która jest nie mniejsza niż temperatura rozkładu żywicy lub temperatura początku depolimeryzacji. Z drugiej strony, kiedy temperatura grzania jest za wysoka, następuje niepożądane odkształcenie dyszy. Konkretny korzystny zakres temperatury wynosi 200-500°C. Ponadto czas grzania nie jest szczególnie ograniczony i można go ustawiać do takiego stopnia, ż e żądaną ilość spoiwa, to znaczy materiału formowanego, można łatwo usuwać w następnym etapie usuwania materiału formowanego, ale skuteczny jest czas grzania przykładowo 4-24 h. Ponadto atmosfera grzania nie jest szczególnie ograniczona, ale korzystna jest atmosfera utleniająca, taka jak atmosfera zawierająca powietrze, ponieważ może ona wspomagać wypalanie lub rozkład.

Następnie usuwany jest pozostały materiał formowany. Jako główne składniki materiału formowanego stosuje się zwykle przykładowo cząstki ceramiczne lub metalowe. Dlatego po usunięciu żądanej ilości spoiwa można łatwo usunąć pozostały materiał formowany. W korzystnym sposobie usuwania płyny, takie jak woda i powietrze, rozpyla się w dyszy w powietrzu lub wodzie. Według tego sposobu można również łatwo usuwać formowany materiał z wnętrza wąskich szczelin 2, pokazanych na fig. 2. Ciśnienie przy rozpylaniu płynu w dyszy jest korzystnie niskie, aby uniknąć powstawania uszkodzeń, takich jak pęknięcie dyszy, a według przedmiotowego wynalazku materiał można usuwać wystarczająco nawet przy niskim ciśnieniu. Konkretnie ciśnienie korzystnie wynosi co najwyżej 40 kg/cm², korzystniej co najwyżej 30 kg/cm², jeszcze korzystniej co najwyżej 20 kg/cm². Z drugiej strony, kiedy ciśnienie jest zbyt małe, nie można w pewnych przypadkach wystarczająco oczyścić dyszy nawet według przedmiotowego wynalazku i dlatego korzystne jest ciśnienie co najmniej 3 kg/cm². Powietrze jest korzystnie rozpylane w wodzie.

Przedmiotowy wynalazek można stosować nawet wtedy, gdy dysza jest wykonana z materiału innego niż stal lub stop, ale przykładowo spojony węglik ma lepszą odporność na wysoką temperaturę lub zużycie, lecz jest kruchy w porównaniu ze stalą. Dlatego materiał na bazie żelaza, taki jak stal, nie pęka na skutek redystrybucji naprężenia w wyniku odkształcenia plastycznego, nawet kiedy stosuje się ciśnienie nie mniejsze niż projektowana wartość. Jednakże kruchy materiał, taki jak spojony węglik, nie powoduje plastycznego odkształcenia i łatwo pęka. Dlatego użycie przedmiotowego wynalazku do czyszczenia dyszy zawierającej człon wykonany ze spojonego węglika jest korzystne, ponieważ wpływ przedmiotowego wynalazku może być wyraźniejszy. Spojony węglik otrzymuje się tu przez ściskanie/formowanie i następnie spiekanie w wysokiej temperaturze twardych cząstek węglika metalu przejściowego, takiego jak węglik wolframu, węglik tytanu i węglik tantalu, przy zastosowaniu w charakterze spoiwa metali z grupy żelazowców, takiego jak kobalt i nikiel, które mają dużą trwałość jako spoiwa.

Kształt dyszy, wobec której przedmiotowy wynalazek jest stosowany, nie jest szczególnie ograniczony, ale dysza o kształcie zawierającym wąskie szczeliny 2, pokazane na fig. 1, jest odpowiednia do stosowania przedmiotowego wynalazku, ponieważ przedmiotowy wynalazek jest wtedy łatwiej realizowany. W szczególności dysze stosowane do wytłoczeniowego formowania kształtek o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego są korzystne jako dysze, wobec których przedmiotowy wynalazek jest stosowany, ponieważ wiele szczelin jest usytuowane w niewielkich odstępach. Przedmiotowy wynalazek dokładnie opisano na podstawie przykładów.

P r z y k ł a d 1

Jako materiał do formowania przygotowano ciasto zawierające 75% mas. sproszkowanego węglika krzemu i 25% mas. sproszkowanego metalicznego krzemu w charakterze głównych składników, a ponadto zawierające metylocelulozę i hydroksypropoksylometylocelulozę, które stanowiły 10 części mas. spoiw organicznych w odniesieniu do 100 części mas. głównych składników. Materiał do formo4

PL 203 751 B1 wania kształtowano wytłoczeniowo w celu wytworzenia kształtki o strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego za pomocą dyszy wykonanej ze spojonego węglika i mającej kształt pokazany na fig. 1. Użyta tu dysza była ogrzewana przez 10 godzin w temperaturze 250°C w atmosferze, by usunąć spoiwo. Następnie w dyszy rozpylano powietrze pod ciśnieniem 4 kg/cm² w powietrzu, by usuwać materiał formowany.

P r z y k ł a d y 2, 3

Dysze oczyszczano w taki sam sposób jak w przykładzie 1 z tym wyjątkiem, że formowane materiały usuwano w warunkach podanych w tablicy 1.

P o r ó w n a w c z e p r z y k ł a d y 1 - 3

Dysze oczyszczano w taki sam sposób, jak opisano w przykładach 1 - 3, z tym wyjątkiem, że etap grzania dyszy w celu usunięcia spoiwa nie był przeprowadzany.

P o r ó w n a w c z y p r z y k ł a d 4

Dyszę oczyszczano w taki sam sposób, jak opisano w porównawczym przykładzie 3, z tym wyjątkiem, że ciśnienie wody przemywającej było ustawione na wartość 80 kg/cm².

Wyniki przedstawiono w tablicy 1. Sposoby według przykładów 1 - 3 nadawały się do usuwania wszystkich materiałów formowanych przywartych do wnętrza dysz, by dobrze oczyścić dysze, natomiast sposoby według porównawczych przykładów 1 - 3 nie nadawały się do usunięcia materiałów formowanych, zaś sposób według porównawczego przykładu 4 nadawał się do usuwania materiału formowanego, ale ciśnienie było zbyt duże i dlatego dysza pękła.

T a b l i c a 1

	Etap usuwania spoiwa	Etap usuwania materiału formowanego	Stopień usunięcia	Pękanie dyszy
Metoda	Ciśnienie (kg/cm²)
Przykład 1	jest	Rozpylanie powietrza	4	Zadowalający	Nie występuje
Przykład 2	jest	Rozpylanie powietrza w wodzie	4	Zadowalający	Nie występuje
Przykład 3	jest	Rozpylanie wody	20	Zadowalający	Nie występuje
Przykład porówn. 1	nie ma	Rozpylanie powietrza	4	Brak zdolności usuwania	Nie występuje
Przykład porówn. 2	nie ma	Rozpylanie powietrza w wodzie	4	Brak zdolności usuwania	Nie występuje
Przykład porówn. 3	nie ma	Rozpylanie wody	20	Brak zdolności usuwania	Nie występuje
Przykład porówn. 4	nie ma	Rozpylanie wody	80	Zadowalający	Występuje

P r z y k ł a d y 4-11

Użyto dyszy podobnej do użytej w przykładzie 1. Spoiwa usunięto w warunkach przedstawionych w tablicy 2, a materiały formowane usunięto w warunkach według przykładu 1. Sposoby według przykładów 4 i 5, w których grzanie przeprowadzano w temperaturze 150°C przez 5 i 10 godzin, nie nadawały się do wystarczającego usunięcia użytych spoiw. Sposoby według przykładów 6-11, w których grzanie przeprowadzano w temperaturze 200-500°C, nadawały się do dobrego usuwania materiałów formowanych, a dysze nie pękały ani nie odkształcały się.

T a b l i c a 2

	Temp. ogrzewania (°C)	Czas ogrzewania (h)	Stopień usunięcia	Obecność deformacji
1	2	3	4	5
Przykład 4	150	5	Brak zdolności usuwania	nie ma
Przykład 5	150	10	Brak zdolności usuwania	nie ma

PL 203 751 B1 cd. tablicy 2

1	2	3	4	5
Przykład 6	200	5	Zadowalający	nie ma
Przykład 7	200	10	Zadowalający	nie ma
Przykład 8	300	5	Zadowalający	nie ma
Przykład 9	300	10	Zadowalający	nie ma
Przykład 10	500	5	Zadowalający	nie ma
Przykład 11	500	10	Zadowalający	nie ma

Jak opisano powyżej, kiedy stosuje się sposób czyszczenia dyszy według wynalazku, materiał formowany można łatwo usunąć z dyszy bez pękania lub odkształcenia, a dyszę można wystarczająco oczyścić. Dlatego przedmiotowy wynalazek można skutecznie stosować przy czyszczeniu dyszy.

Claims

1. Sposób czyszczenia dyszy w celu usuwania formowanego materiału z dyszy stosowanej do formowania materiału złożonego z glinki zawierającej spoiwo, znamienny tym, że zawiera etapy, w których usuwa się z dyszy (1) część i/lub całość spoiwa zawartego w formowanym materiale; oraz usuwa się z dyszy (1) formowany materiał.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap usuwania części lub całości spoiwa przeprowadza się przez grzanie dyszy (1).

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że temperatura grzania znajduje się w zakresie

200-500°C.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że etap usuwania formowanego materiału prze₂ prowadza się przez rozpylanie w dyszy (1) płynu pod ciśnieniem co najwyżej 40 kg/cm .

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że dysza (1) zawiera człon utworzony ze spojonego węglika.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że dysza (1) zawiera człon ze szczelinami (2).