Способ изготовления плавкого предохранителя Советский патент 1987 года по МПК H01H69/02 

Изобретение -относится к электротехнике, а именно к способам изготовления iijiae- ких предохранителей.

Целью изобретения является упрощение техно. югии и новьиление качества изг о- тов;1ения.

На чертеже показана схема, иллюстри- руюн1,ая практическую реализапню предлагаемого еноеоба.

Изготавливаемый плавкий предохрапи- тель содержит изоляционный корпус 1, в котором находится твердый иаполпитель 2 (п.:1авкие э.чемепты не показаны). Сверху и снизу предохранитель закрыт крып1ка.ми 3, .в которых выполнены отверстия. Отверстие 4 в верхней 3 является загрузочным; через это отверстие в предохранитель за- еыиают кварцевый песок и подают раствор жидкого стекла. После окончания заливки отверстие 4 закрывают заглупп ой 5. Отверстие 6 в нижней крып1ке 3 закрыто пробкой с отверстпями и предназначено для txlecn.eMennH выпуска из корпуса ком- п.онентов )аствора в жп;. и паровой фазах в процессе суп1ки и нредотвран1епия выхода из корпуса кварцевого песка. В нпж- пей и верх пей крышках 3 нредохрапителя оба указанных отверетия 4 и б выполпеьн 1 с испо. 1ьзованием вытяжки части металла, что позволило сформировать вытяпутую область --- пуклевку 7. В печп 8 нредох- раните.ль расположен таким образом, что отверстие 6 обрап1.ено вниз, а своей вытянутой частью пуклевкой 7 -;:- предохранитель опирается па стеллажную плиту 9, входя в отверстие выполненное в этой нлите. В нроцесее cyn.iKii иыходяп1ие из корпуса 1 через отверстие 6 нримееи оее- дают па донной частн 10 нечи. При этом нолпостью нредотврашаетси загрязнение деталей и узлов нредохрапителн.

Предлагаемый способ включает в себя несколько стадий: засыпку кварцевого песка; заливку водно1 о раствора Ж1иткого стек;1а; выдержку предохранителя с кварцевым песком, пропитанным раствором; сушку (или прокаливание) в печи и контроль качества сушки.

Засыпку кварцевого песка осун1еетв.;1яют предпочтительно с пpи 5eнeпиeм вибраций. Для оеуществлепия заливки подготавливают 25-30%-ный водный раствор жидкого стекла при 15-35°С, который в ко.шчеетве 7-26% от количества песка, засыпанного в корпус 1 предохранителя, подают в этот корпус, например при помощи шланга, самотеком или под давлением. Затем не менее чем через 2 - 5 мин -loc.rie окончания за.1ивки предохранитель поме1цают в нагревательную 8, в которой обеепе- чивают 170-205°С при нахожденпн в ней предохранителя. Нагрев печи 8 может быть оеун.ествлен, например, электрическим, плаз- .менным, п.памепным, паровым и т. и. способом.

Процесс сушки и ирокаливания наполнителя реализуют при указанной темнера- туре в течение 40-60 Mnii. Во время cynj- ки предохранитель находится в положении, при котором отверстие 6 для выхода лс- паряюп1.ейся (летучей) компоненты раствора жидкого стекла обраплепо вниз.

После окончания суппчи контроль ча- чества этого процесса следует осуп1ествлять путем взвешивания нредохрапителя. при этом первоначальный вес предохранителя, который был зафиксирован перед заливкой, возрастет не более чем на 2-- -6% от .массы раствора жидкого стекла, который был залит в нредохранитель, то качество

5

5

cyHJKH можно считать удовлетвор1ггельным.

Это падежный метод неразрупгаюшего контроля.

Особенности нрсдлагаемо|-о способа и связанные с ним параметры технологического нроцесса.

25-30%-ный водный раствор жидкого стекла выбран исходя из необходимости обесиечепия достаточной нрочности структуры твердого напо, 111птеля с учетом тсл о, что при пспользх е.мой (достаточно высокой)

5 температуре часть связываюп1его ве- HiecTBa теряется е нарами растворите.чя. Кроме того, при указанной концентрации достигается хорошая текучесть раствора (от- посителыю певыеокая с вязкостью), мто об. 1егчает технологию заливки. При содер0 жании менее 25% жидкого стекла в водном растворе прочность структуры существенно ослабляется даже при реа,тизации нолпого прокаливания структуры и возможио ее разрушение во время транспортирования и эксп.ауатации. Превып1ение содержатся жид5 кого стек.ча 6o,;iee 30% уве.пичивает вязкость раствора, что осложняет технологию заливки и, кроме TOi o, значительно снижает сонротив.чение изоляции иредохранителя после отключения аварнйн01 0 тока.

Регламентируемое количество раствора, состав, 1яюп|ее 17 26% от количества кварцевого песка, содержа П1егося в корпусе, выбрано эксперимемтальпым путе.м по :ле- дуюшим причинам.

Количество раствора связываюп1его вен1.е

ства до;1жио быть достаточным, чтобы вытеснить из корпуса, весь паходпвшпися между частицами кварцевого песка воздчх и, кроме того, покрыть всю поверхность каждой частицы кварцевого песка для обес печения надежной нрочпостп сцепления час0 тиц друг с другом при прокалива 1ни. Поэтому содержапие раствора не должно составлять мспее 17% от количества кварцевого иеека в корпусе, ибо в иротив- пом случае возможно пояЕ5ление воздупжых пузырей и снижение нрочности структуры.

5 В то же время, иревьинение 26% приводит к обратно.му оттоку раствора из нре.аох- ранителя, ненужным нотерям связываюп1его BeniecTBa, выходу кварцевого песка из хорnyca вместе с раствором, что чревато образованием полости, загрязнению поверхности кориуса нредохранителя, токопроводов и крышек, что суилественно увеличивает трудоемкость оиерации.

Выход за нижний предел температуры раствора, составляющий 12°С, значительна HOBbiuiaeT его вязкость, что затрудняет реализацию процесса заливки и ухуд1иает равномерность проиитки иеска по всему объему. При температуре, нревы1наюи1ей верхний предел 29 С, существует опасность изменений химического состава жидкого стекла из-за его химического взаимодействия с различными вен1,ествами, находяндими- ся в окружаюи1,ей атмосфере.

Выдержка кварцевого носка, проинтанио го водным раствором жидкого стекла, 1ри указанной темиературе в течение 2-5 мин между окончаннем заливки и началом cynjKn обеспечивает рса.чизацию химического взаимодействия кварцевого песка с раствором жидкого стекла. Интервал менее 2 мин для этого недостаточен, а иитерва.ч свылие 5 nin нет необходимости затрачивать на эту операцию, чтобы не удлинять технологический процесс.

Важной операцией в предлагаемом способе является реализация температурного режима. Сушка должиа проводиться в диапазоне температур в печи 170-210°С. При этом следует иметь в виду два важных обстоятельства.

Во-первых, при вводе предохранителей в нагревате.чьную печь происходит снижение температуры печи в связи с загрузкой ее предохранителями, находящимися ирн комнатной темиературе. Величина снижения температуры нечп зависит от мощности источника иагрева и массы предохранителей, в связи с этим (до введения нредохрани- телей в нечь) она должна быть нагрета до температуры, превышающей требуемое значение 170-210 С на некоторую величииу, зависящую от моншости печи и массы предохранителя. При достаточно большой .мощности печи порядка 1-2 кВт и выще на предохранитель массой 800 г снижение темнературы иечи нри загрузк незначительно.

Во-вторых, режи.мы сушки отличаются для предохрапителей с плавкими элементами из меди, с одной стороны, и серебра и а/поминия, с другой стороны. При исиоль- зовании нлавкого эле.мента из меди иредохраните.чя должна нроводиться нри 170-180°С в течение 60 мин. Это объясняется тем, что нрн снижении температуры ниже 170°С су1цественно (в нееколько раз и более) возрастает продолжительность сущки, что неприемлемо по условиям технологического процесса. Кроме того, в этом случае значительно ослабляется очищаюнлее возл.ействие па наполнитель Ъодяного пара, образованного при кипении раствора, если

тeмиep тypa сушки превышает 100°С, или такое воздействие вообще отсутствует, если нагрев ведут при температуре ниже 100°С, Если выйти за верхний предел, состав,1Я- ющий 180°С, то нри такой температуре в присутствии воды существует опасность ускоренной коррозии медного плавкого элемента.

Если предохрапитель высокой коррознон- ной стойкости, в том числе и при высоких температурах, то верхний предел темнературы сушки может быть уве,тичен до 210°С, а продолжительность сущки снижена до 40 мин, что благонриятно сказывается на технологичности операции. Если

5

же выйти за верхний предел составляющий

210°С, то существует опасность повреждения и разрыва тонких перешейков из за быстрого твердения етруктуры наполнителя нри высокой темиературе нагрева.

Q При онтимальной температуре нагрева, находящейся в пределах 170-180 С, для предохранпте, 1Я с медным плавким элементом в течение 60 мин и в нределах 190- 210 С для нредох 1ап1ггелей с плавким элементом из серебра или алюминия в тече5 ние 40 мин имеет место интенсивное кипение раствора и испарение воды, образовавшиеся нары которой под значительным давлением проходят через затвердевающую структуру наио, 1пителя, унося с собой раз ,1ичного рода органические и другие при0 меси, находнвн1иеся в растворе и песке. Вынесенные паром наружу нримеси имеют темный цвет и хорошо видны на донной части печи, находящейея под предохранителем. Паполнитель же при этом приобретает светлый, оттенок. Эта своеобразная

5 «пропарка способствует повын1ению еопро- тивления изоляции предохранителя после отключения им аварийного тока, фиксирует высококачественное прокаливание напол- нпте.чя

Q Суижа предохранителя в положении, при котором отверстие для выхода испаряюпхей- ся части раствора жидкого стекла обращено вниз, донолнительно способствует интенсивному выводу из предохранителя влаги в жидкой фазе под действием сил гравитации

5 и различного рода примесей под действием пара. В результате этого в корпусе нредохранителя остаются химически близкие к кварцевому песку компоненты раствора жидкого стекла, вступавшие с песком в химическую реакцию, что обеспечивает высокое

0 качество структуры наиолнителя, ее прочность и высокое сопротивление изоляции. Кроме того, при этом обеенечивается чистота поверхности деталей нредохранителя, за- щипхаемых иоддоном. в условиях вытека- ння примесей вниз.

Применение нлотной заглушки для загрузочного отверстия (при указанном положении предохрапителя) способствует принудительному продвижению водяного пара через весь объем наполнителя и дополнительной очистке наполнителя.

Контроль качества сушки является заключительной стадией процесса изготоЕ ления плавкого предохранителя по предлагаемому способу. Надежным и весьма простым методом, подтверждающим высокое качество сушки, является взвешивание. Если после сушки предохранитель практически сохранил свой вес, который он имел до заливки, значит он полностью высун1ен и удовлетворяет предъявляемым требованиям.

Выход за верхний предел 6% свидетельствует о супхествовании излишка влаги в структуре наполнителя, т. е. о том, что предохранитель высушен неполностью. Это подтверждено многочисленными экспериментами с непосредственным визуальным наблюдением структуры наполнител Я, полученной физическим разрушением предохранителя. Экспериментально подтверждена и высокая точность предлагаемого неразрушаюше- го метода контроля, при котором наличие лишь одного «лишнего грамма влаги, зафиксированного при взвешивании предохранителя массой 1 кг, свидетельствует о неполноте сушки. Это влечет за собой ухудшение всех защитных характеристик пре дохранителя - интеграла Джоуля отключения, энергии дуги, пропускаемого тока, сопротивления изоляции.

Формула изобретения

Способ изготовления плавкого предохранителя, включающий пропитку кварцевого

песка раствором жидкого стекла до получения структуры твердого наполнителя и дальнейшую сушку плавкого предохранителя отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повышения качества изготовления, кварцевый песок пропитывают 25-30%-ным водным раствором жидкого стекла при 12-29°С в количестве 17-26% от массы кварцевого песка, после чего выдерживают при этой же температуре не менее 2-5 мин, затем производят сушку плавкого предохранителя в печи при 170-210°С, причем корпус плавкого предохранителя располагают так, чтобы отверстие, предназначенное для выхода испаряющейся части раствора жидкого стекла было обращено вниз, выдерживают плавкий предохранитель при указанной температуре в течение 40-60 мин, после чего осуществляют контроль сушки взвешиванием плавкого предохранителя, при этом масса плавкого предохранителя не должна превышать начальное значение массы, т. е. до заливки водным раствором жидкого стекла не более чем на 2-6% от массы раствора жидкого стекла, поданного до сушки внутрь корпуса плавкого предохранителя.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам изготовления плавких предохранителей. Целью изобретения является упрондение технологии и повышение качества изготовления. Согласно предложенному способу изготовления плавкого предохранителя твердый наполнитель 2 получают пропиткой кварцевого пе(-ка (КП) раствором жидкого стекла (ЖС), причем КП пропитывают 25-30%-ным водным раствором же npti 12-29°С в количестве 17-26% от массы ЖС, после чего выдерживают при этой же температуре не менее чем 2-5 мин, производят сушку в печи при 170-210°С. Корпус I предохранителя располагают так, чтобы отверстие 6 для выхода испаряюш.ейся части раствора же было обращено вниз, и выдерживают при указанной температуре в течение 40- 60 мин. После этого осуш.ествляют контроль сушки взвешиванием предохранителя, причем его масса должна быть меньше или равна начальному значению массы до заливки более чем на 2-6% от массы раствора ЖС, поданного до сушки внутрь корпуса 1 предохранителя. 1 ил. (Л оо СП

/7

//////

/////// А- I Г I I (i

/ / / / /I/IIf

Г f 7 I , , t Ч

ю

Составитель С. Гордон

Редактор Н. СлободяникТехред И. ВересКорректор М. Шароши

Заказ 2299/48Тираж 698Подписное

ВНИИПИ ГосударстЕ енного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4