Способ изготовления пропитанных лент для изоляции электрических машин
Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу изготовления пропитанных слюдосодержащих лент, при котором слюдинитовую бумагу склеивают с подложкой из стеклоткани с последующей пропиткой полотна заготовки пропитывающим составом в виде полиэфиримидного компаунда с вязкостью 100-200 с по В3-4, при помощи лакирующего вала со стороны слюдинитовой бумаги полотна заготовки. После чего окончательную допропитку слюдинитовой бумаги производят на перевальном разогретом валу при температуре 30-80°С. Предложенный способ обеспечивает качественную пропитку слюдинитовой бумаги и обеспечивает возможность регулирования количества пропиточного состава. 1 ил., 4 табл.
Изобретение относится к способу изготовления электроизоляционных материалов, преимущественно к изготовлению пропитанных слюдосодержащих лент, обеспечивающему качественную пропитку слюдинитовой бумаги в ленте с одновременной возможностью регулирования количества связующего в ленте.
Эти ленты широко применяются в электромашиностроении, в качестве изоляции электродвигателей и генераторов. От качества и свойств лент и изоляции на их основе в большей степени зависят основные параметры этого оборудования.
Известны различные способы пропитки пористых материалов на горизонтальных и вертикальных пропиточных машинах: В.В.Барановский, Г.М.Дулицкая "Слоистые пластики электротехнического назначения", стр.135-156, Энергия, Москва, 1976 г.; О.В.Бобылев, А.В.Кудрявцев, Б.И.Левин "Производство электроизоляционных материалов", стр.57-82, Москва, "Высшая школа", 1986 г. Наиболее распространенным оборудованием для пропитки композиционных материалов является горизонтальная пропиточная машина.
В этих машинах применяются различные узлы пропитку для низковязких составов, в т.ч. и универсальный пропиточный узел.
Принцип пропитки на таком оборудовании заключается в том, что пористый материал пропускается через лаковый раствор связующего. Излишки связующего отжимаются на соответствующих устройствах (отжимные валы, ножи-скребки и т.д.). Затем для удаления растворителя пропитанный материал проходит сушильную камеру, где при разных температурах в разных зонах происходит удаление растворителя. Поэтому машины имеют большую длину (20-30 м) в зависимости от скорости пропитки. Однако использование данной конструкции машины и технологии пропитки для слюдосодержащих лент затруднительно тем, что слюдинитовую бумагу в чистом виде (без подложки) ввиду ее низкой механической прочности пропитать невозможно. Поэтому для пропитки слюдинитовой бумаги (для пропитанных лент) применяют заготовку - склеенную предварительно слюдинитовую бумагу и стеклоткань раствором натурального каучука. Это позволяет обеспечить все необходимые операции по пропитке бумаги, ее дублирование со второй подложкой, намоткой в рулон при технически обоснованных скоростях.
Однако при этом заготовка пропускается через лаковый раствор связующего с отсутствием возможности использования отжимных валов и других методов регулирования количества связующего в связи со слабой механической прочностью слюдинитовой бумаги (особенно в присутствии растворителя), полностью исключается возможность регулирования количества связующего и качество пропитки слюдинитовой бумаги. В этом случае производительность такого оборудования определяется длиной шахты для удаления растворителя.
Также известны способы лакировки различных бумаг, пленок, но все они основаны на составах с растворителями, что не применимо в нашем случае, т.к. растворитель разрушает слюдинитовую бумагу.
Предлагаемый способ изготовления пропитанных слюдинитовых лент полностью исключает все вышеперечисленные проблемы.
Пропиточный узел (чертеже) включает в себя ванну (11), которая заполняется составами без растворителя, лакирующий узел (16), размоточное устройство (1) с рулоном заготовки, регулируемый вал (17), обогреваемый перевальный вал (14), размоточное устройство (1) с рулоном полимерной пленки с нанесенным на него клеящим слоем и намоточное устройство (7). Заготовка с размоточного устройства поступает на лакирующий узел, причем связующее наносится со стороны слюдинитовой бумаги. Зависимость количества пропиточного состава уносимого слюдинитовой бумагой вследствие ее пористости с учетом толщины бумаги d
а если эту величину увязать с вязкостью, скоростью и др., то получится, что
где Q - количество пропиточного состава,
b - ширина бумаги,
v - скорость движения заготовки,
ρ и η - плотность и вязкость пропиточного состава,
g - ускорение свободного падения,
α - угол, образуемый полотном заготовки с горизонтом на выходе дозировочного вала.
Таким образом, изменяя скорость и зазор между дозирующими валами, угол α при помощи регулируемого вала 4 и меняя температуру на перевальном обогреваемом валу, удается добиться гарантированного наноса связующего на заготовку с точностью по длине и ширине ±1% полностью пропитанной слюдинитовой бумагой, в то время как при действующей технологии эти значения ±5%.
После нанесения соответствующего количества связующего полотно заготовки поступает на разогретый перевальный вал слюдинитовой бумагой вверх, где за счет разогрева связующего и соответствующего снижения вязкости происходит окончательная пропитка слюдинитовой бумаги. Затем пропитанная заготовка дублируется со стороны слюдинитовой бумаги полимерной пленкой, например ПЭТФ с клеящим слоем, и наматывается в рулон на намоточный узел с фиксированным натягом. Намотанный рулон снимается и на резательном станке разрезается на ролики необходимой ширины.
В качестве второй подложки может применяться полиимидная пленка с клеящим слоем или подложка из стеклоткани.
При подборе связующего для пропитки лент было установлено, что большое значение для технологии имеет липкость (клейкость) связующего. В случае значительной липкости связующего слюдинитовая бумага за счет своей слабой механической прочности прилипает к дозировочному валу, в результате чего процесс пропитки осуществить не удается. Для оценки качества пропитки использовались эпоксидные, полиэфирэпоксидные и полиэфиримидные составы (табл.1).
| Таблица 1 Сравнительные параметры изготовления ленты на различных связующих | |||||
| Тип связующего | Оценка липкости | Вязкость, с. по В3-4 | Скорость, м/мин | Температура на перевальном валу, °С | Примечание |
| Эпоксидное |
Сильная |
120 |
1,0-1,5 |
60 |
Лента не получилась, вся склеилась, на валах образовались наросты из слюдинитовой бумаги |
| Полиэфирэпоксидное |
Средняя |
120 |
1,5-2,0 |
60 |
Лента с проплешинами, неравномерное кол-во связующего |
| Полиэфиримидное | Слабая | 120 | 4,0-8,0 | 60 | Лента соответствует ТТ |
Дополнительные исследования показали влияние вязкости полиэфиримидного состава (табл.2) и температуры на перевальном валу (табл.3) на качество получаемой ленты.
| Таблица 2 Сравнительные параметры изготовления ленты при различной вязкости полиэфиримидного связующего | ||||
| Тип связующего | Вязкость, сек. по В3-4 | Скорость, м/мин | Температура на перевальном валу, °С | Примечание |
| Полиэфиримидное | 90 | 6,0 | 60 | Лента недостаточно пропитана, малое содержание связующего, не соответствует ТТ |
| 120 | 6,0 | 60 | Лента соответствует ТТ | |
| 200 | 6,0 | 60 | Лента слипается, большое содержание связующего, не соответствует ТТ |
| Таблица 3 Сравнительные параметры изготовления ленты при различной вязкости полиэфиримидного связующего | ||||
| Тип связующего | Вязкость, с. по В3-4 | Скорость, м/мин | Температура на перевальном валу, °С | Примечание |
| Полиэфиримидное | 120 | 6,0 | 20 | Лента липкая с большим содержанием связующего, не соответствует ТТ |
| 120 | 6,0 | 60 | Лента соответствует ТТ | |
| 120 | 6,0 | 90 | Лента сухая, жесткая, не соответствует ТТ |
При предлагаемом способе изготовления пропитанных слюдинитовых лент существенно повышается качество пропитки ленты и соответственно качество изготавливаемой изоляции, увеличивается производительность оборудования, т.к. нет необходимости иметь длинную сушильную камеру, упрощается конструкция пропиточной машины (табл.4).
| Таблица 4 Сравнительные параметры технологии изготовления пропитанных слюдинитовых лент | ||||
| Наименование материала | Количество связующего, % | Скорость изготовления, м/мин | Длина машины, м | Электрическая прочность изоляции из ленты толщиной 1 мм, кВ/мм |
| ЛСК-110ТПл | 27±5 | 1-2 | 20 | 20-25 |
| Новая технология на полиэфиримидном связующем | 26±1 | 4-6 | 4 | 30-35 |
Способ изготовления пропитанных слюдосодержащих лент, при котором слюдинитовую бумагу склеивают с подложкой из стеклоткани с последующей пропиткой полотна заготовки пропитывающим составом, отличающийся тем, что процесс пропитки осуществляют пропиточным полиэфиримидным связующим с вязкостью 100-200 с по В3-4, не содержащим растворитель, при помощи лакирующего вала со стороны слюдинитовой бумаги полотна заготовки, а окончательную допропитку слюдинитовой бумаги производят на перевальном разогретом валу при температуре 30-80°С.
