Устройство для получения радиопоглощающих пленочных материалов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОПОГЛОЩАЮЩИХ ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Леонид Семенович Банный Виктор Анатольевич Навроцкий Кирилл Викторович Гольдаде Виктор Антонович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для изготовления радиопоглощающего пленочного материала, включающее рукавно-пленочный агрегат, оснащенный экструзионной головкой, содержащей на 14513 1 2011.06.30 торце, по меньшей мере, две соединенные с соответствующими экструдерами (4 5) соосные кольцевые щели для формирования пленочных рукавов и отверстие для подачи в сформированный внутренний пленочный рукав сжатого газа, при этом между кольцевыми щелями расположены соединенные с экструдером (9) фильерные отверстия для выдавливания полимерных волокон и сопряженные с фильерными отверстиями кольцевые каналы,сообщенные с источником сжатого газа, отличающееся тем, что над экструзионной головкой расположена пара работающих самостоятельно цилиндрических валков или пара приводимых в движение валками бесконечных лент для складывания сформированного многослойного пленочного рукава в плоский лист и его вытягивания, на каждом валке или на каждой ленте вдоль их образующих закреплен нож в виде заостренной трехгранной призмы так, что острия ножей приходят в контакт на линии, проходящей через центры валков, а над валками установлены два сопряженных друг с другом захвата, снабженные выемками, которые при смыкании захватов образуют герметичную полость, соединенную каналом с емкостью для воды, находящейся под избыточным давлением, при этом захваты установлены с возможностью перемещения для сближения с вытягиваемым плоским листом, сжатия, герметичной фиксации в них торца плоского листа и нагнетания в него воды, перемещения сжатых захватов вместе с плоским листом в направлении его движения до момента касания ножей и с возможностью разжатия и возвращения в исходное положение. Изобретение соответствует области экструзионного формования многослойных полимерных пленочных материалов, поглощающих радиоизлучение СВЧ-диапазона. Полимеры радиопрозрачны, поэтому для получения пластиковых электромагнитных экранов полимерное связующее наполняют ферромагнитными частицами из магнитномягких и магнитно-твердых материалов 1. Известно 2, что вода является хорошим поглотителем энергии электромагнитного излучения, однако ее применение в электромагнитных экранах затруднено сложностью систем фиксации воды в конструкции экрана и теплоотвода от водосодержащего экрана. Известен способ получения радиопоглощающего экрана на полимерном связующем,наполненном полупроводящими керамическими волокнами 3. В качестве наполнителя полиакриламидного экрана используют стеклосферы и электропроводные волокна 4. Радиолокационную видимость обьектов уменьшают с помощью многослойного покрытия,формируемого из полимерного клея и порошка феррита или карбонильного железа, количество слоев в котором определяется требуемой величиной коэффициента поглощения 5. Недостатками этих решений являются дефицитность и высокие цены радиопоглощающих компонентов, а также низкая технологичность и высокая материалоемкость электромагнитных экранов. Экструзионная головка 6 предназначена для изготовления многослойных полимерных пленок, содержащих целевые компоненты. В ней выполнены несколько кольцевых концентричных формующих щелей, которые соединены с рабочими объемами экструдеров, и соединенный со щелями кольцевой канал для подачи извне жидкого или расплавленного вещества между полимерными пленками. Недостатком такого устройства является невозможность заполнения пространства между пленками водой. Прототипом изобретения является экструзионная головка для получения рукавных полимерных материалов 7. Она входит в комплект рукавно-пленочного агрегата и имеет на торцевой поверхности соединенные с экструдерами соосные кольцевые щели для формования полимерных пленок, а также отверстие для подачи во внутренний пленочный рукав сжатого газа. Между кольцевыми щелями расположены соединенные с экструдером фильерные отверстия и сопряженные с ними каналы, сообщенные с источником сжатого газа. 2 14513 1 2011.06.30 Недостатки прототипа с помощью такой головки можно получать электромагнитные экраны только из полимерных композиций, наполненных радиопоглощающими частицами головка не позволяет заполнять пространство между пленками водой подача воды со стороны головки нецелесообразна из-за большой вероятности разрыва пленок и нарушения теплового режима их формирования. Задача, на решение которой направлено изобретение, - получение радиопоглощающих материалов в виде полимерной многослойной пленки, пространство между слоями которой заполнено волокнистой полимерной массой, насыщенной водой. Поставленная задача решается тем, что известная экструзионная головка, на торце которой выполнены соединенные с экструдерами соосные кольцевые щели для формования полимерных пленок и отверстие для подачи сжатого газа во внутренний пленочный рукав,а также расположенные между кольцевыми щелями соединенные с экструдером фильерные отверстия и сопряженные с ними каналы, сообщенные с источником сжатого газа,входит в состав рукавно-пленочного агрегата, имеющего новые конструкционные элементы. За линиями кристаллизации пленочных рукавов установлена пара цилиндрических валков или пара приводимых в движение валками бесконечных лент, складывающих рукав в плоский лист. На каждом валке и на каждой ленте закреплен нож в виде заостренной трехгранной призмы. Ножи расположены вдоль образующей валка или по нормали к направлению движения ленты. Острия призм приходят в контакт на линии, соединяющей центры валков, работающих самостоятельно, или приводящих в движение бесконечную ленту и наиболее удаленных от экструзионной головки. Далее по направлению движения листа установлены два сопряженных, совершающих циклические перемещения захвата. Полость, образующаяся при их смыкании, соединена с емкостью для воды или водного раствора, находящихся под избыточным давлением. Цикл перемещения захватов состоит из пяти позиций 1) сближение с выходящим из валков листом 2) фиксация торца листа в захватах и его герметичное сжатие 3) нагнетание воды через торец листа в полости между пленками 4) перемещение сжатых захватов вместе с листом в сторону движения рукава до момента касания ножей 5) разжатие захватов и их обратное перемещение на исходную позицию 1. Сущность изобретения состоит в следующем. Устройство позволяет сформировать многослойный пленочный лист, в котором пространство между пленками заполнено адгезионно связанными с ними полимерными волокнами. После герметичной фиксации торца листа в захватах происходит заполнение водой свободного объема между волокнами. Ножи на вращающихся валках или на бесконечных лентах отрезают от листа электромагнитные пленочные экраны, содержащие воду или загущенный водный раствор. Длина экрана равна длине окружности валка или длине бесконечной ленты. Затем водосодержащие экраны (при необходимости) герметизируют, заваривая или заклеивая торцы многослойной пленки. Примеры конструкции предлагаемого устройства. На фиг. 1 изображена схема формирования рукава и складывания его в лист, на фиг. 2 момент отрезки экрана от листа, на фиг. 3 - позиция сближения захватов, на фиг. 4 - позиция фиксации торца листа в захватах и нагнетания воды в полость между пленками, на фиг. 5 - позиции разжатия захватов и их перемещения к валкам. Устройство состоит (фиг. 1) из экструзионной головки 1, на торце которой выполнены соосные кольцевые щели 2 и 3, соединенные с экструдерами 4 и 5 отверстие 6, сообщенное с источником 7 сжатого газа расположенные между щелями 2 и 3 фильерные отверстия 8, которые соединены с экструдером 9 кольцевой канал 10, сообщенный с источником 7 сжатого газа. Выше экструзионной головки смонтированы цилиндрические валки 11, приводимые во вращение приводом (не показан). На каждом из валков закреплен нож 12 в виде заост 3 14513 1 2011.06.30 ренной трехгранной призмы. Ножи расположены вдоль образующей цилиндра так, что острия приходят в контакт в точке, находящейся на середине расстояния между центрами валков. Над валками установлены захваты 13, оснащенные приводами (не показаны) для горизонтального перемещения захватов до прихода в контакт и для их перемещения по вертикали. В каждом захвате выполнена полость 14, соединенная каналом 15 с емкостью 16 для воды или водного раствора, находящихся под избыточным давлением. Устройство работает следующим образом. Включают экструдер 5, расплав полимера продавливается через кольцевую щель 3 в виде внутреннего рукава 17, который поднимают между разведенными в стороны валками 11 в приемное устройство (не показано), тянущее рукав вверх силой . Затем аналогичным образом с помощью экструдера 4 и щели 2 формируют наружный рукав 18. Включают экструдер 9, который продавливает расплав полимера через фильерные отверстия 8. Сжатый газ подают в канал 10 от источника 7. Поток газа подхватывает волокна, выдавливаемые из отверстий 8 и в виде волокнистой массы 19 распыляет в пространстве между рукавами. Избыток газа удаляется с помощью специальной системы (не показана). Через отверстие 6 во внутренний рукав 17 нагнетают газ от источника 7, раздувая рукава. Раздутие наружного рукава 18 происходит до линии А-А его кристаллизации, внутреннего 17 до линии Б-Б. Формируется двухслойный пленочный рукав 20, в котором пленки разделены адгезионно соединенной с ними волокнистой массой. Валки 11 сближают в рабочую позицию и включают их привод, скорость которого синхронизирована со скоростью движения рукава 20. Последний сминается валками в лист 21, вытягиваемый из валков силой . На фиг. 2 показан момент разрезки листа 21 ножами 12. На фиг. 3 видно, что после размыкания ножей 12 отрезанный кусок рукава убирают из рабочей зоны силой , а вновь сформированный торец листа поднимается вращающимися валками 11 к сближающимся захватам 13. На фиг. 4 торец листа 21 герметично зафиксирован захватами и по каналу 15 в полость 14 подают воду под избыточным давлением от источника 16. Она нагнетается в свободный объем между валками 19. Сомкнутые захваты 13 перемещаются вверх до момента прихода ножей 12 в контакт. На фиг. 5 показана позиция, когда заполненный водой кусок листа отрезан, захваты 13 разомкнулись и начали движение вниз, отрезанный кусок листа с помощью приемного устройстваубирается из рабочей зоны, а свежеобразованный торец листа 21 поднимается вращающимися валками 11 в зону действия захватов. После этого цикл, схема которого приведена на фиг. 2-5, повторяется. Возможности реализации изобретения не исчерпываются конструкцией, приведенной в примере. Экструзионная головка может быть выполнена со множеством щелей для формирования рукавов, стенки которых соединены полимерной волокнистой массой. Вместо валков для складывания рукава в лист и его разрезки можно применить пару бесконечных лент, с помощью которых удобнее реализовать толщину листа и можно значительно увеличить длину отрезаемых ножами электромагнитных экранов. Отрезанный кусок листа 21 представляет собой электромагнитный пленочный многослойный экран, слои которого соединены полимерной волокнистой массой, насыщенной водой или загущенным водным раствором. Экран в виде сложенного вдвое рукава может быть разрезан вдоль боковых сторон листа, и тогда его толщина уменьшится вдвое. При необходимости торцы экрана могут быть загерметизированы сваркой, склеиванием, облицовкой и т.п. Водонаполненный пленочный электромагнитный экран не содержит дефицитных компонентов, легче воды и практически непрозрачен для радиоволн СВЧдиапазона. 4 14513 1 2011.06.30 Таким образом, задача, поставленная при создании изобретения, решена. Устройство для получения радиопоглощающих пленочных материалов найдет применение на предприятиях по переработке пластмасс, обслуживающих радиорелейные коммуникации, производства по выпуску мобильных телефонов, микроволновых печей,персональных компьютеров и другой продукции электронной промышленности. Источники информации 1. Алексеев А.Г., Гусева О.М., Семичев В.С. Композиционные ферромагнетики и электромагнитная безопасность. - СПб. НИИХ СПбГУ, 1998. - 296 с. 2. Богуш В.А., Борботько Т.В., Гусинский А.В., Лыньков Л.М., Тамело А.А. Электромагнитные излучения. Методы и средства защиты / Под ред. Л.М.Лынькова. - Мн. Белпринт, 2003. - 406 с. 3.4752525./ ., .,., ., 35 05/16. . 1988. 4. Патент РФ 2066508. Радиопоглощающий материал / Е.А.Соколов, В.С. Савостьянов,С.В.Прибыш, Д.А.Крицкая, С.Д.Бабенко, А.Н.Пономарев. МПК 01 17/00. Опубл. 1996. 5. Патент РФ 2155 420. Радиопоглощающее покрытие, способ получения и управления его свойствами и устройство для дистанционного измерения отражательных свойств покрытий на объектах в СВЧ диапазоне радиоволн / С.Г.Шабанов. МПК 01 17/00. Опубл. 2000. 6. Патент СССР 340141. Экструзионная головка / Х.Шиперс, Ф.Хензен, Р.Юнг. МПК 29 3/04. Опубл. 1972. 7. Патент РБ 1617. Экструзионная головка для получения рукавных полимерных материалов / Л.С.Пинчук, А.В.Макаревич, В.А.Гольдаде, Ю.В.Громыко. МПК В 29 С 47/20, 47/26. Опубл. 1997 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5