Печь сушки изоляции обмоточного провода

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к кабельной промышленности, а более конкретно к изготовлению проводов со стекловолокнистой изоляцией и, в частности, к устройствам сушки изоляции полого обмоточного провода. Печь для сушки изоляции обмоточного провода выполнена из основания в виде стоек, на которых смонтированы узлы, включающие нитепротяжные механизмы и сушильные камеры, намотка проводника на нитепротяжные механизмы осуществляется за счет вращения от электродвигателей через редукторы вращающихся роликов, размещенных у основания печи. Нитепротяжный механизм и сушильная камера совмещены в один узел и представляют собой кольцевой рольганг, ролики которого кинематически связаны между собой, а их оси расположены под углом относительно рольганга. Размер угла наклона оси ролика выбирается в зависимости от толщины провода таким образом, чтобы обеспечить транспортирование провода по винтовой линии. Кольцевой рольганг с роликами представляет собой нитепротяжный механизм. Снаружи нитепротяжного механизма для образования сушильной камеры установлены нагревательные элементы, выполненные в виде плоских пружин, которые равномерно размещены между роликами рольганга. Теплоизоляция образованной таким образом сушильной камеры размещена над нагревательными элементами по окружности рольганга и выполнена в виде набора полостей, в одной из которых выполнено отверстие для отвода отходящих газов. Полости заполнены теплоизолирующим материалом. Использование данного изобретения позволяет повысить качество изоляции проводов, снизить занимаемые производственные площади под оборудование и снизить трудо- и энергозатраты. 9 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к кабельной промышленности, а более конкретно к изготовлению проводов со стекловолокнистой изоляцией и, в частности, к устройствам сушки изоляции полого обмоточного провода.

В известных устройствах, представляющих собой обмоточные машины для изготовления проводов со стекловолокнистой изоляцией, включаются печи сушки изоляции, которые имеют барабаны для протягивания провода и нагревательные обмотки. Эти обмотки выполнены в виде открытых спиралей, состоящих из отдельных секций, уложенных в выдвижные блоки, или выполнены в виде пружины из нихрома, закрепленной в фигурных пазах, или - в виде футерованной камеры со сводом, в которой размещены подогреватели факельного типа, расположенные на стенках камеры (РФ 2125692).

Недостатками аналога являются значительные массогабаритные характеристики, высокие энергозатраты и большая трудоемкость работы. Кроме того, для получения качественной лаковой пленки на поверхности изоляции провода необходимо, чтобы провод перемещался в печи равномерно с постоянной скоростью с целью исключения обрыва и закрутки проводов с обеспечением равномерного нагрева, что известным устройством обеспечивается не в полном объеме.

Наиболее близким аналогом является устройство, представляющее собой печь сушки изоляции обмоточного провода стеклообмоточного агрегата типа 2 СO1-04 М (Линия для изолирования полых проводников стекловолокном, паспорт MA. 18293.00 ПС, изготовитель АО "Электросила", 1998, С.-Петербург) [2]. Данное устройство служит для заключительной технологической операции сушки провода и полимеризации полимерного связующего (лака), изоляции (стекловолокна), а также для протягивания этого провода вдоль всей линии.

Указанная печь состоит из основания, на котором размещены две пары барабанов - верхнего и нижнего, образующие две рабочие нитки, при этом верхние барабаны установлены на качающихся осях относительно основания; редукторов главного привода этих барабанов, соединяющих их с двигателями, и сушильных камер, расположенных между верхними и нижними барабанами, внутри которых протянуты рабочие нитки. Сушильные камеры оборудованы нагревательными элементами, выполненными из проволоки (3,0-Х15Н60) в виде нихромовых спиралей, уложенных по 12 штук в стенке камер, при этом стенки камер выложены огнеупорным шамотным кирпичом, выполняющим роль теплоизоляции.

Для укладки нихромовых спиралей в кирпичах выполнены зигзагообразные пазы, а также выполнены смотровые окна для осуществления визуального контроля прохождения провода в камере. Кроме того, предусмотрено охлаждение поверхности верхних барабанов через отверстия в качающихся осях.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении барабаны вращаются, при этом в каждой нитке нижний приводной барабан перемещает провод снизу на верхний барабан через сушильные камеры и далее обратно вниз. Температура в сушильной камере при работе и в простое линии поддерживается автоматически на рабочем уровне, задаваемом приборами на пульте. Изменение скорости протягивания провода осуществляется шкивами, установленными на редукторах и двигателях. Равномерный шаг при остановке общей линии достигается регулировкой электромагнитных муфт изолировочных головок и редукторов главного привода. Для охлаждения поверхности верхних барабанов через отверстия в качающихся осях подводится сжатый воздух.

Установка данного устройства требует значительной производственной площади, при этом длинная технологическая линия при послойной запечке может привести к утонению и деформации тонкой проволоки. Кроме того, установка верхних барабанов на качающихся осях не позволяет обеспечить качественную натяжку проводов, что приводит к их обрыву или закручиванию. Значительные массогабаритные характеристики печи требуют высокой мощности для обеспечения необходимой температуры нагрева в сушильной камере (500^oС).

Задачей настоящего изобретения является уменьшение производственных площадей под оборудование, снижение трудо- и энергозатрат, а также повышение качества изоляции проводов.

Поставленная задача достигается за счет того, что печь сушки изоляции обмоточного провода выполнена состоящей из основания в виде стоек, на которых смонтированы узлы, включающие нитепротяжные механизмы и сушильные камеры; намотка проводника на нитепротяжные механизмы осуществляется за счет вращения от электродвигателей через редукторы вращающихся роликов, размещенных у основания печи.

Каждый узел, включающий в себя нитепротяжный механизм и сушильную камеру, представляет собой кольцевой рольганг, ролики которого кинематически связаны между собой, а их оси расположены под углом относительно оси кольцевого рольганга. Размер угла наклона оси ролика выбирается в зависимости от толщины провода таким образом, чтобы обеспечить транспортирование провода по винтовой линии. Кольцевой рольганг с роликами представляет собой нитепротяжный механизм. Снаружи нитепротяжного механизма (над роликами рольганга) для образования сушильной камеры равномерно установлены нагревательные элементы. Теплоизоляция образованной таким образом сушильной камеры размещена над нагревательными элементами по окружности кольцевого рольганга и выполнена в виде набора полостей, в одной их которых выполнено отверстие для отвода отходящих газов. Полости заполнены теплоизолирующим материалом. Снаружи сушильная камера закрыта кожухом.

Перед началом работы с пульта управления включают нагрев печи.

Заправку провода в печь осуществляют, надевая его на вращающиеся ролики, размещенные у основания печи. Наклон оси приводного ролика обеспечивает равномерную намотку рабочей нити по винтовой линии в автоматическом режиме. Скорость укладки провода регулируют частотой вращения электродвигателя в зависимости от температуры нагрева. Чем выше температура нагрева, тем выше скорость протяжки провода и наоборот. Провод подвергают нагреву в намотанном на кольцевой рольганг состоянии, а после завершения процесса сушки производят его размотку.

Предложенная печь за счет того, что провод подвергается сушке в намотанном на кольцевой рольганг состоянии (нитепротяжный механизм и сушильная камера представляют собой один узел) позволяет резко сократить производственную площадь, необходимую для монтажа оборудования. Такое решение позволяет также обеспечить качественную равномерную натяжку провода за счет того, что оси роликов расположены под углом к оси кольцевого рольганга, обеспечивая транспортирование провода по винтовой линии, кроме того, это решение снижает до минимума возможность обрыва провода и его скручивание в процессе сушки. Нитепротяжный механизм, выполненный в виде кольцевого рольганга, позволяет повысить качество изоляции провода за счет того, что обеспечивается неизменность геометрических размеров провода на входе и выходе из печи (провод не подвергается деформации), потому что диаметр кольцевого рольганга намного больше диаметра барабана, который применяется в аналоге. Соблюдение этого условия весьма важно для сушки изоляции полых проводников. Одновременно предложенное решение позволяет снизить трудо- и энергозатраты, так как в данной сушильной камере не нужно добиваться излишне высоких температур в процессе сушки изоляции, поскольку предложенная конструкция позволяет избежать потерь тепла, характерных для аналога.

Новым в заявляемом устройстве по сравнению с наиболее близким аналогом является совмещение сушильной камеры и нитепротяжного механизма в одном узле, представляющeм собой кольцевой рольганг, ролики которого кинематически связаны между собой, а их оси расположены под углом относительно оси кольцевого рольганга для обеспечения транспортирования обмоточного провода по винтовой линии, нагревательные элементы равномерно размещены над роликами рольганга; а теплоизоляция выполнена в виде набора полостей с теплоизолирующим материалом, расположенных над нагревательными элементами.

Указанная совокупность новых признаков не выявлена из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-5 последовательно показана сборка узла нитепротяжного механизма и сушильной камеры; на фиг. 6-7 показана печь сушки изоляции обмоточного провода в сборке; на фиг. 8 показан вид печи в аксонометрии; на фиг.9 представлены схемы нитепротяжных механизмов аналога и заявляемого изобретения с указанием вида деформации проводника до и после прохождения нитепротяжного механизма.

На фиг. 1 показана сборка кольцевого рольганга, состоящего из торцевых частей 1 и 2, стянутых между собой распорками 3 в количестве 24 шт.

На фиг.2 показана установка между распорками 3 роликов 4 в количестве 24 штук. Ось роликов 4 смещена относительно продольной оси рольганга с уклоном (например, для проводника с сечением 1,05-12,00 мм угол составляет 1:351 (0^o09'48")).

На фиг.3 показана установка над роликами 4, между торцевыми частями 1 и 2 нагревательных элементов 5 в количестве 21 штуки. Каждые семь нагревательных элементов 5, связанные между собой, образуют одну фазу (всего фаз три) электрической цепи. Нагрев осуществляется от плоских спиралей диаметром 5 мм, выполненных из нихрома.

На фиг. 4 показана установка снаружи собранной конструкции теплоизоляторов 6. Для отвода продуктов испарения из образованной камеры в теплоизоляции предусмотрено отверстие 7. Внутренние полости теплоизоляторов 6 набиты теплоизоляционными материалами, в частности стекловолокном.

На фиг.5 показан собранный узел с установленным снаружи кожухом, представляющим собой металлические пластины 8, одна из которых прижимается к роликам 4 и выполняет роль скребка, позволяющего снимать остатки лака после прохождения провода. Для входа и выхода провода с двух сторон кожуха установлены откидывающиеся дверцы 9. Образованный в результате сборки узел 10 является одновременно нитепротяжным механизмом и сушильной камерой.

На фиг. 6-7 показана печь в сборке. Узлы 10 неподвижно закреплены на стойках 11, которые установлены на полу фундамента. На стойках 11 смонтированы вращающиеся ролики 12, электродвигатели 13 и червячные редукторы 14.

На фиг.8 представлен вид печи в аксонометрии.

На фиг.9 проиллюстрирован вид деформации проводника при прохождении его через нитепротяжный механизм аналога, который представляет собой изменение геометрической формы сечения проводника, и отсутствие аналогичной деформации при прохождении проводника через нитепротяжный механизм заявляемого изобретения.

Устройство работает следующим образом.

Заправку провода в печь осуществляют, надевая его на вращающиеся ролики 12. Далее проводник протягивают на рольганг узла 10 и начинают укладку его на роликах 4 с того места, где расположена вершина угла смещения оси ролика 4, и начинают вращение роликов 12. Наклон оси ролика 4 обеспечивает равномерное транспортирование рабочей нити по винтовой линии в автоматическом режиме. Скорость укладки провода регулируют частотой вращения электродвигателя 13 в зависимости от температуры нагрева. Провод подвергают нагреву в намотанном на рольганг состоянии, а после завершения процесса сушки производят его размотку.

Средняя скорость протяжки составляет 6 м/мин. Мощность печи 140 кВт, а максимальная температура нагрева 250^oС.

Электродвигатель 13 представляет собой электродвигатель с преобразователем частоты типа ДТ 80 N 4 MM 11.

Вращение роликов 12 осуществляется от электродвигателя 13 через червячный редуктор 14 (i=32) с зубчатым колесом (m=5 z=378).

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Формула изобретения

Печь сушки изоляции обмоточного провода, содержащая основание, смонтированные на нем сушильные камеры с нагревательными элементами, теплоизоляцией и отверстием для отвода отходящих газов, и нитепротяжный механизм, отличающаяся тем, что сушильная камера и нитепротяжный механизм совмещены в одном узле и представляют собой кольцевой рольганг, ролики которого кинематически связаны между собой, а их оси расположены под углом относительно оси кольцевого рольганга для обеспечения транспортирования обмоточного провода по винтовой линии, нагревательные элементы равномерно размещены над роликами кольцевого рольганга, а теплоизоляция выполнена в виде набора полостей с теплоизолирующим материалом, расположенных над нагревательными элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.09.2006

Извещение опубликовано: 20.02.2007        БИ: 05/2007

---