Способ изготовления эмалированныхпроводов и устройство для его осу-ществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.11.78 (21) 2684411/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 01 В 13/16

Государственный комитет по делам нзобретеннй

w открытий

Опубликовано 07.07.81. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.81 (53) УДК 621.315 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Линин, Г. Д. Наумов и В. А. Неустр (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭМАЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к кабельной промышленности, в частности к производству эмалированных проводов.

Известны способы эмалирования проводов, заключающиеся в многократном нанесении на проволоку слоев изоляционной жидкости в виде раствора или суспензии основы лака или потенциально-термореактивной смолы (расплава или псевдоожиженного слоя) и последующей термообработки каждого слоя с проволокой в печи (I j и (2).

Термообработка включает в себя две стадии: первая стадия — удаление растворителей, вторая — структурирование (термозапечка), в результате которого образуется эластичная неплавкая и нерастворимая пленка.

Во избежание появления пузырей в пленке процесс удаления растворителей должен протекать по определенному закону, а температура в начальный период этой стадии, когда концентрация растворителей в лаке выше критической (С„), не должна быть выше температуры кийения чистого растворителя.

Термозапечка применяемых при эмалировании электроизоляционных материалов происходит за счет пол иконденса ционных реакций и поэтому сопровождается выделением побочных продуктов, которые могут привести к появлению газовых включений в изоляции. Чтобы избежать этого, начальная температура термозапечки не должна превышать Т, U

ЕКЕ„(" М1

Wo o

U -энергия активации;

-газовая постоянная;

"оЭо -постоянные коэффициенты;

Wo-концентрация побочных продуктов при завершении структурирования, если продукты реакции не удаляются;

6 уy i

1т -энергия активации процесса

26 диффузии;

Щ -коэффициент, зависящий от геометрических размеров проволоки и изоляции.

845182

Число наносимых слоев определяется физико-химическими процессами образования пленки и качество проводов и колеблется в пределах от 4 до 10.

Известные способы обладают существенными недостатками, заключающимися в том, что проволока, разогретая в печи до необходимой температуры при термозапечке первого слоя, затем охлаждается до комнатной температуры и при термозапечке следующего слоя опять разогревается от комнатной температуры до температуры термозапечки. Циклическое охлаждение и нагрев проволоки в процессе эмалирования ведет к дополнительным потерям электроэнергии, снижает скорость эмалирования и ухудшает качество проводов.

При таком нагреве температурный градиент, направленный от внутренних слоев наружу, велик, что ухудшает условия выделения продуктов реакции и приводит к снижению скорости термозапечки и снижает электроизоляционные свойства пленки.

Низкая температура проволоки увеличивает вязкость смолы в канале калибра и ухудшает условия калибрования, что также ограничивает скорость эмалирования и снижает качество проводов. Низкая вязкость смолы увеличивает обрывность в зоне нанесения.

Кроме того, при таком эмалировании проволока диаметром выше 0,67 — 0,74 мм не отжигается и этот процесс осуществляется в печах отжига, что увеличивает расход электроэнергии и усложняет заправку станка.

Необходимость многократной термообработки усложняет оборудование, повышает трудоемкость и энергоемкость процесса.

Известен способ изготовления эмалированных проводов, заключающийся в подводе тепла к проволоке, многократном нанесении на проволоку пленкообразующего вещества с последующим подводом тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом для его термозапечки (31.

Этот способ ликвидирует лишь некотрые недостатки известных способов и в то же время приводит к дополнительным трудностям: введение дополнительного нагрева перед нанесением каждого слоя изоляционной жидкости усложняет конструкцию оборудования и повышает трудоемкость процесса эмалирования; эффективность использования подводимой энергии за счет уменьшения зазоров при входе и выходе проволоки из печи и применения жидких теплоносителей повышается только при нагревании проволоки до нанесения первого слоя. Нагрев про)волоки с термообработанными слоями перед

° нанесением всех следующих слоев как и с жидким слоем затруднителем, так как при касании эмалированного провода к узлам подвода тепла его изоляция будет также повреждаться;

Т> )Тцр )Tмин р где Т ц„-минимальная температура про волоки, при которой возможна желатинизация нанесенного на нее слоя за счет тепла, проволоки.

Т может быть определена с помощью выражения, устанавливающего зависимость между временем желатинизации при двух разных температурах

t рфд с R мин проходящая нагретая проволока разогревает лак и увеличивает испарение растворителей, что повышает пожароопасность и токсичность производства;

Так как концентрация растворителей в существующих лаках выше C проволока и изоляционная жидкость могут быть нагреты до завершения образования слоя на проволоке до температуры, не превышающей температуру кипения чистого растворителя.

Так для полиэфирного лака эта темпеiO ратура должна быть ниже 185 С. Указанная температура ниже температуры начала процесса термозапечки, поэтому предварительная термозапечка (желатинизация) изоляционного материала здесь не производится, а нагрев проволоки и)или пленкообразующего вещества до завершения образования слоя на проволоке может быть использован только для частичного испарения растворителей.

Известный способ требует большого количества термозапечек.

Целью изобретения является повышение качества проводов при использовании в качестве пленкообразующего вещества термореактивных смол, снижение энергозатрат и повышение производительности процесса эмалирования.

Это достигается тем, что тепло к проволоке подводят в количестве, достаточном для желатинизации пленкообразующего вещества, а последующий подвод тепла произ3О водят после нанесения каждого четного слоя.

Устройство для осуществления предложенного способа, как и известное устройство содержит узел предварительного подвода тепла к проволоке, емкости с пленкообразующим веществом и узел подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом.

В отличие от известного устройства емкости с пленкообразующим веществом расположены попарно между узлами подвода

4п тепла к проволоке на расстоянии друг от друга, равном 25 — 50"/о длины узлов подвода тепла к проволоке с пленкообразующи м вещество м.

Температура проволоки во время нанесения пленкообразующего вещества долж45 на удовлетворять условию

845182

1О

12 — 22

16

1,28,1,32

1,33; 1,35

Е%/100 В и 1

5%00 Г(.(т.мин ((мин

Ctl .y а1 мнн примет вид

ЯТн

Т мин е 05 RT +Ц где „„,t (, -минимальное и максимальное время желатинизации нанесенного на проволоку изоляционного слоя соответственно при Тн и Тмин, С1 -энергия активации;

К -газовая постоянная

Пример. Проводят эмалирование неотожженной медной проволоки диаметром 1,25 мм полиэфирной смолой,.представляющей продукт взаимодействия диметилтерефтала, этиленгликоля и глицерина.

Режим эмалирования

Температура смолы в емкостях, С 140 10

Температура узла предварительного подогрева проволоки, С 580 +-5

Температура узлов термозапечки, С 550+ 5

Время пребывания проволоки в узле предварительного подогрева, с 5,4

Время пребывания проволоки в каждом узле термозапечки, с 10,8

Скорость прохождения проволоки, м/мин

Маршрут калибров,мм

Вязкость смолы при

200 С, П 300

На чертеже показано устройство для изготовления эмалированных проводов.

Оно состоит из отдающего устройства I, узла 2 предварительного подвода тепла к проволоке, емкостей 3 с пленкообразующим веществом, узлов 4 подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом и приемного устройства 5. При этом емкости 3 расположены попарно между узлами 2 и 4 подвода тепла.

Устройство работает следующим образом

Проволока с отдающего устройства 1 поступает в узел 2 предварительного подвода тепла к проволоке, где ее нагревают до температуры, достаточной для желатинизации пленкообразующего вещества. На нагретую проволоку в первой емкости 3 наносят первый слой пленкообразующего вещества, который за время прохождения проволоки до второй емкости желатинизируют, после чего во второй емкости наносят второй слой пленкообразующего вещества. Проволока с нанесенными слоями пленкообразующего вещества проходит через узел 4 подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом. После выхода из этого узла процесс нанесения пленкообразующего вещества и термозапечки повторяется. Однако желатинизация третьего слоя происходит за счет тепла, полученного проволой в первом узле 4 подвода тепла при термозапечке первых двух слоев.

После нанесения нескольких слоев пленкообразующего вещества и их термозапеч6 ки эмалированный провод поступает на приемное устройство 5.

Технические характеристики устройства для изготовления эмалированных проводов диаметров 0,64 — 1,56 мм следующие:

Типу приемно-отдающего станка Б — 16

Число ходов 16

Длина устройства, М 12

Длина узла подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом, м 2,88

Общая мощность устройства, кВт 43

Скорость эмалирования проводов полиэфиром Ме 7, м/мин

Экспериментально установлено, что при указанной температуре проволоки расстояние между емкостями с пленкообразующим веществом в каждой паре „должно быть равно 25 — 50"/о длины узла подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом „. Тогда имея в виду, что

t нн = %NB /U ™tgvlg (= Й n /U отно шение 1„„„, /1„„,„, будет равно где U — скорость эмалирования.

Выражение 8(1 через ï имеет определенный физический смысл, так как желатинизация это частичная, неполная термозапечка, параметры которой проще всего выразить в частях от параметров полной термоза печки.

4О При 4(25"/о 8п желатинизация нанесенного изоляционного слоя не происходит и при нанесении четного слоя слои смешиваются. При 1ЯОо/о 0„проволока значительно охлаждается, что увеличивает энергозатраты, уменьшает отжиг проволоки при термо45 запечке ее и вследствие увеличения вязкости смолы в калибре, а значит и усилия прохождения проволоки через калибр, может привести к обрывности проволоки или повреждению изоляционного слоя в четной емкости с пленкообразующим веществом.

Для устранения охлаждения проволоки в процессе эмалирования первая емкость должна примыкать к узлу предварительного подвода тепла к проволоке, а каждая четная — к последующему узлу термозапечки.

55 Расстояние третьей и каждой следующей нечетной емкости от предыдущего узла термозапечки определяется условием Т )Т > пр

>Т(ч„„. Дифференциальное уравнение ох845182

Я

5 4Тп у ЫС 7 4

А = аТ +- 45 10 9.Е.Т4.

Формула изобретения

Составитель В Столбов

Техред А Бойкас Корректор Ю.Макаренко

Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Загребельная

Заказ 4! 72/4 лаждения проволоки в необогреваемой камере имеет вид — коэффициент, учитывающий тепло на нагрев пленки;

Тй, Тс — температура воздуха и стенки камеры;

E — коэффициент черноты проволоки; а — коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене;

С, ", d — теплоемкость, удельный вес и диаметр проволоки.

Условие Т ) Т, ) )Т „„будет выполняться если l нахоя, ится в пределах

Т йн "Р 10 K Tnp

> gJ d n ,„„ат„р+М 10- ЯЧ„и Р где T — температура проволоки при выходе из печи.

1. Способ изготовления эмалированных проводов, заключающийся в подводе тепла к проволоке, многократном нанесении на проволоку слоев пленкообразующего вещества

С ПОСлсДУюЩИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛа К ПРОВОЛОКЕ с нанесенным пленкообразующим веществом для его термозапечки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества проводов при использовании в качестве пленкообразующего вещества термореактивных смол, снижения энергозатрат и повышения производительности, тепло к проволоке подводят в количестве, достаточном для желатинизации пленкообразующего вещества, а последующий подвод тепла производят после нанесения каждого четного слоя.

2. Устройство для изготовления эмалированных проводов, содержащее узел предварительного подвода тепла к проволоке, емкости с пленкообразующим веществом, узлы подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом, отличающееся тем, что, емкости с пленкообразующим веществом расположены попарно между уз20 лами подвода тепла к проволоке на расстоянии друг от друга, равном 25 — 50% длины узлов подвода тепла к проволоке с пленкообразующим веществом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Привезенцев В. А. Производство эмалированной проволоки. М.-Л., Госэнергоиздат, 1947, с. 273.

2. Привезенцев В. А., Пешков И. Б.

Обмоточные и монтажные провода. M., 30 «Энергия», 1971, с. 552.

3. Авторское свидетельство СССР № 654962, кл. Н О1 В 13/16, 12.06.53.