СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМАЛИРОВАННОГО ОБМОТОЧНОГО ПРОВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО ТЕРМОРЕАКТИВНОГО МАТЕРИАЛА ПОКРЫТИЯ НА ПРОВОЛОКУ Российский патент 2016 года по МПК H01B13/16 C23D5/00 

Область техники

Группа изобретений относится к способу получения эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразных термореактивных материалов покрытий и устройству для нанесения эмали на проволоку.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство для нанесения термореактивных порошковых покрытий на цилиндрические изделия (RU 2325957 С2, 10.06.2008). Устройство включает конвейер, представляющий собой разматывающий цилиндрическое изделие (без покрытия) барабан и наматывающий цилиндрическое изделие (с покрытием) барабан, камеру нанесения покрытия с дозирующей головкой, выполненной с возможностью перемещения по окружности, средства сушки, отверждения и охлаждения.

Недостатками известной установки являются:

- использование растворителей в процессе нанесения покрытия;

- при распылении теряется огромное количество краски (эмали);

- невозможность контролировать толщину покрытия при многоразовом повторе операции нанесения покрытия.

Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является устройство для эмалирования проводов, раскрытое в SU 942170 С1, 07.07.1982. Устройство содержит два ролика, один из которых является охлаждаемым. Между роликами установлены ванна с лаком и эмаль-печь, через которые при помощи роликов перемещается провод.

Недостатками устройства являются, как и в традиционной технологии с использованием растворителей для получения заданной консистенции лака, крайне высокая температура процесса эмалирования, свыше 700°С, и большое количество слоев изоляции проводов (8-20).

Раскрытие изобретения

Задача предлагаемого технического решения состоит в разработке способа получения эмалированных проводов и устройства для нанесения эмали на проволоку под давлением при помощи термореактивных порошковых покрытий.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленной группы изобретений, является снижение температуры процесса эмалирования и количества слоев изоляции обмоточных проводов.

Данный технический результат достигается за счет того, что устройство для нанесения порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку с использованием содержит составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние, в которое он переходит при нагреве до температуры 40-85°С, и камеры эмалирования, при этом камера давления выполнена с возможностью создавать давление в устройстве, и представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью непрерывного заполнения порошкообразного термореактивного материала покрытия, одна часть которого снабжена поршнем, а другая выполнена в виде усеченного конуса, причем камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое агрегатное состояние представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания порошкообразного термореактивного материала покрытия, одна часть которого соединена с каналом камеры давления, а другая выполнена в виде усеченного конуса, при этом камера эмалирования представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью заполнения материалом покрытия, находящегося в жидком состоянии и поддержания материала покрытия в жидком состоянии, одна часть которого является узлом входа проволоки, а другая выполнена в виде усеченного конуса и является узлом выхода эмалированного провода, причем камера эмалирования соединена с камерой перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое состояние при помощи камеры перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние, в которое он переходит при нагреве до температуры 86-125°С, представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания материала покрытия, находящегося в упомянутом другом агрегатном состоянии.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что камера давления может быть выполнена с возможностью создания давления 10-100 МПа, камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое состояние может быть выполнена с возможностью нагрева материала до 40-85°С, а камера перехода материала покрытия из упомянутого другого состояния в жидкое состояние может быть выполнена с возможностью нагрева материала до 86-125°С.

В качестве порошкообразного термореактивного материала покрытия применены термореактивные полимеры.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что способ получения эмалированного обмоточного провода включает нанесение порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку при осуществлении следующих стадий с использованием выше описанного устройства:

а) подготовку порошкообразного термореактивного материала покрытия, включающую предварительный нагрев порошкообразного термореактивного материала покрытия для перехода материала покрытия в другое агрегатное состояние, с последующим нагревом материала покрытия для перехода его из упомянутого другого состояния в жидкое состояние в упомянутых камерах перехода;

б) нанесение материала покрытия на проволоку в камере эмалирования, путем ее пропускания через нагретый материал покрытия в жидком состоянии, находящийся под давлением;

в) отверждение материала покрытия и последующее охлаждение,

при этом для нанесения более одного покрытия, стадии «а»-«г» повторяют.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, что в камере эмалирования создают давление 10-100 МПа, переход порошкообразного термореактивного материала покрытия из порошкообразного состояния в другое агрегатное состояние осуществляют при температуре 40-85°С, переход порошкообразного термореактивного материала покрытия из другого агрегатного состояния в жидкое состояние осуществляют при температуре 86-125°С, а отверждение порошкообразного термореактивного материала покрытия осуществляют при температуре в эмаль-печи 300-400°С и атмосферном давлении.

В качестве порошкообразного термореактивного материала покрытия применяют термореактивные полимеры.

Краткое описание чертежа

Сущность группы изобретений поясняется чертежом, где на Фиг. 1 изображено устройство для получения эмалированного обмоточного провода, где

1 - поршень;

2 - камера давления;

3 - камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние;

4 - камера перехода материала покрытия из другого агрегатного состояния в жидкое состояние;

5 - камера эмалирования;

6 - узел входа проволоки;

7 - узел выхода эмалированного провода.

Осуществление группы изобретений

Полимерам присущи три агрегатных состояния, представленных в последовательности нагрева полимера: порошкообразное, высокоэластическое (соответствует другому упомянутому агрегатному состоянию) и вязкотекучее (соответствует жидкому состоянию).

В качестве порошкообразных термореактивных материалов покрытий используют термореактивные полимеры, которые выдерживают давление 10-100 МПа, при этом обладают свойством перехода и поддержания, указанных выше агрегатных состояний при соответствующих указанным выше температурам перехода из одного агрегатного состояния в другое и полимеризующиеся при температуре в эмаль-печи на уровне 300-400°С. В качестве таких полимеров можно привести такие, как полиамидные, полиамидимидные, полиэфирные, полиэфиримидные, поливинилформалевые, эпоксидные и полиуретановые полимеры.

На фиг. 1 изображено устройство для нанесения порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку, содержащее составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления (2), камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние (3) и камеры эмалирования (5). При этом камера давления (2) выполнена с возможностью создавать давление в устройстве для нанесения эмали на проволоку, и представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью непрерывного заполнения порошкообразного термореактивного материала покрытия, одна часть которого снабжена поршнем (1), а другая выполнена в виде усеченного конуса. Причем камера (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания порошкообразного термореактивного материала покрытия, одна часть которого соединена с каналом камеры давления (2), а другая выполнена в виде усеченного конуса. При этом камера эмалирования (5) представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью заполнения материалом покрытия в жидком состоянии и поддержания материала покрытия в жидком состоянии, одна часть которого является узлом (6) входа проволоки, а другая выполнена в виде усеченного конуса и является узлом (7) выхода эмалированного провода. Причем камера эмалирования (5) соединена с камерой (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое агрегатное состояние при помощи камеры (4) перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние, представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания материала покрытия, находящегося в упомянутом другом агрегатном состоянии.

Камера давления выполнена с возможностью создавать в устройстве для получения эмалированного обмоточного провода давление 10-100 МПа в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфиримидного покрытия необходимо создавать давление 10-18 МПа.

Камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние выполнена с возможностью нагрева материала до 40-85°С в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфиримидного покрытия необходимо создавать температуру 75-85°С.

Камера перехода материала покрытия из другого агрегатного состояния в жидкое состояние выполнена с возможностью нагрева материала до 86-125°С в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфиримидного покрытия необходимо создавать температуру 110-120°С.

Устройство работает следующим образом. Порошкообразный термореактивный материал покрытия подается в камеру давления (2) устройства для эмалирования. Поршень (1) давит на материал, проталкивая его к концу камеры давления (2), и создает давление 10-100 МПа. После выхода порошкообразного термореактивного материала покрытия из камеры давления (2), он попадает в камеру (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние, где он нагревается до температуры 40-85°С и переходит в жидкое состояние. В камере (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние материал покрытия находится под давлением 10-100 МПа. Далее материал покрытия, находящийся в упомянутом другом агрегатном состоянии, из камеры (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутом другом агрегатное состояние попадает в камеру (4) перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние, где он нагревается до температуры 86-125°С и переходит в вязко-текучее состояние. В камере (4) перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние материал покрытия находится под давлением 10-100 МПа. Затем материал покрытия из камеры (4) перехода материала покрытия из другого агрегатного состояния в жидкое состояние попадает в камеру эмалирования (5), заполненную материалом покрытия в жидком состоянии и в которой поддерживается температура материала покрытия на уровне 86-125°С и давление - 10-100 МПа.

Способ получения эмалированного обмоточного провода с применением порошковых термореактивных покрытий осуществляют следующим образом. Подают проволоку через узел входа проволоки (6) в камеру эмалирования (5) устройства для нанесения эмали на проволоку, которая заполнена материалом покрытия в вязко-текучем состоянии, подготовленным в соответствии с вышеуказанными операциями над порошкообразным термореактивным материалом покрытия в устройстве для нанесения эмали на проволоку. В камере эмалирования осуществляют нанесение покрытия на проволоку путем ее пропускания через нагретый до температуры 86-125°С и находящийся под давлением 10-100 МПа материал покрытия в жидком состоянии. Затем эмалированный провод через узел (7) выхода эмалированного провода выходит из камеры эмалирования и попадает в эмаль-печь (на фиг. 1 не показана) для отверждения материала покрытия при температуре в эмаль-печи 300-400°С и атмосферном давлении. Температура отверждения выбирается в зависимости от материала покрытия. Из эмаль-печи эмалированный провод подают в камеру охлаждения (на фиг. 1 не показана). Для нанесения более одного слоя покрытия операции способа повторяют для достижения необходимой толщины или свойств покрытия.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить эмалированный провод, содержащий 3-5 слоев покрытия и снизить температуру в эмаль-печи до 300-400°С.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к получению эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразных термореактивных материалов покрытий. Устройство для нанесения порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку содержит составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние, в которое он переходит при нагреве до температуры 40-85°С, камеры перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние, в которое он переходит при нагреве при нагреве до температуры 86-125°С и камеры эмалирования. Изобретение обеспечивает снижение температуры процесса эмалирования и количества слоев изоляции обмоточных проводов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для нанесения порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку, содержащее составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние, в которое он переходит при нагреве до температуры 40-85°С, и камеры эмалирования, при этом камера давления выполнена с возможностью создания давления в устройстве и представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью непрерывного заполнения порошкообразным термореактивным материалом покрытия, одна часть которого снабжена поршнем, а другая выполнена в виде усеченного конуса, причем камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое агрегатное состояние представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания порошкообразного термореактивного материала покрытия, одна часть которого соединена с каналом камеры давления, а другая выполнена в виде усеченного конуса, при этом камера эмалирования представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью заполнения материалом покрытия, находящимся в жидком состоянии, и поддержания материала покрытия в жидком состоянии, одна часть которого является узлом входа проволоки, а другая выполнена в виде усеченного конуса и является узлом выхода проволоки, причем камера эмалирования соединена с камерой перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое агрегатное состояние при помощи камеры перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние, в которое он переходит при нагреве до температуры 86-125°С, представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания материала покрытия, находящегося в упомянутом другом агрегатном состоянии.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера давления выполнена с возможностью создания давления 10-100 МПа.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в упомянутое другое агрегатное состояние выполнена с возможностью нагрева материала до 40-85°С.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое выполнена с возможностью нагрева материала до 86-125°С.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве порошкообразного термореактивного материала покрытия используют термореактивные полимеры.

6. Способ получения эмалированного обмоточного провода, включающий нанесение порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку с использованием устройства для нанесения порошкообразного термореактивного материала покрытия на проволоку, содержащего камеру перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в другое агрегатное состояние, камеру перехода материала покрытия из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние и камеру эмалирования, содержащий следующие стадии:
а) подготовку порошкообразного термореактивного материала покрытия, включающую предварительный нагрев порошкообразного термореактивного материала покрытия с обеспечением перехода материала покрытия в другое агрегатное состояние и последующий нагрев материала покрытия с обеспечением его перехода из упомянутого другого агрегатного состояния в жидкое состояние в камерах перехода упомянутого устройства,
б) нанесение материала покрытия на проволоку в камере эмалирования, путем ее пропускания через нагретый материал покрытия в жидком состоянии, находящийся под давлением,
в) отверждение материала покрытия и г) охлаждение, при этом для нанесения более одного слоя покрытия, стадии «а»-«г» повторяют.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в камере эмалирования создают давление 10-100 МПа.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что переход порошкообразного термореактивного материала покрытия из порошкообразного состояния в другое агрегатное состояние осуществляют при температуре 40-85°С.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что переход порошкообразного термореактивного материала покрытия из другого агрегатного состояния в жидкое состояние осуществляют при температуре 86-125°С.

10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что полимеризацию порошкообразного термореактивного материала покрытия осуществляют при температуре в эмаль-печи 300-400°С и атмосферном давлении.

11. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного термореактивного материала покрытия используют термореактивные полимеры.