Способ изготовления эмалированныхпРОВОдОВ и уСТРОйСТВО для ЕгО ОСу-щЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H01B13/16 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭМАЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

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 f 11 и 2J.

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 выще температуры кипения чистого растворителя.

Термозапечка применяемых при эмалировании электроизоляционных материалов происходит за счет поликонденсационных 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 TU

хг

н

)

10

V -энергия активации;

где R -газовая постоянная; -постоянные коэффициенты;

Wfl-концентрация побочных продуктов при завершении структу15рирования, если продукты реакции не удаляются;

R UT-V

У -энергия активации процесса

30 диффузии;

М -коэффициент, зависящий от геометрических размеров проволоки и изоляции. 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 иухудшает качество проводов. При таком нагреве температурный градиент, направленный от внутренних слоев наружу, велик, что ухудщает 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 ухудщает 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, повыщает 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 3. Этот способ ликвидирует лищь 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 yмeньцJeния зазоров при входе и вУходе проволоки из печи и применения жидких теплоносителей повышается только при нагревании проволоки до нанесения первого «лея. Нагрев проволоки с термообработанными слоями перед нанесением всех следующих слоев как и с .J .. жидким слоем затруднителем, так как при касании эмалированного провода к узлам подвода тепла его изоляция будет также повреждаться; о проходящая нагретая проволока разогревает лак и увеличивает испарение растворителей, что повыщает пожароопасность и токсичность производства; Так как концентрация растворителей в существующих лаках выще Сцр, проволока и изоляционная жидкость могут быть нагреты до заверщения образования слоя на проволоке до температуры, не превыщающей температуру кипения чистого растворителя. Так для полиэфирного лака эта темпердт-ура 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 заверщения образования слоя на проволоке может быть использован только для частичного испарения растворителей. Известный способ требует больщого количества термозапечек. Целью изобретения является повышение качества проводов при использовании в качестве пленкообразующего вещества термореактивных смол, снижение энергозатрат и повыщение производительности процесса эмалирования. Это достигается тем, что тепло к проволоке подводят в количестве, достаточном для желатинизации пленкообразующего вещества, а последующий подвод тепла производят после нанесения каждого четного слоя. Устройство для оСу1цествления 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 ..ла к проволоке на расстоянии друг от -- друга, равном 25--50/о длины узлов подвода тепла к проволоке с пленкообразующим веществом. Температура проволоки во время нанесения пленкообразующего вещества долж - lГl д It LJ ClJ V 11 p J на удовлетворять условию Т где Т, минимальная температура про волоки, при которой возможна желатинизация нанесенного на нее слоя за счет тепла проволоки. может быть определена с помощью выражения, устанавливающего зависимость У временем желатинизации при двух разных температурах In .ин. (TL млксR мич где -минимальное и максималь ное время желатинизации нанесенного на проволоку изоляционного слоя COOT ветственно при Т„ Gi -энергия активации; R -газовая постоянная Пример. Проводят эмалирование неотож женной медной проволоки диаметром 1,25 мм полиэфирной смолой,-Представляющей про дукт взаимодействия диметилтерефтала этиленгликоля и глицерина. Режим эмалирования Температура смолы в емкостях, € 140±10 Температура узла предварительного подогрева 580 ±5 проволоки, °С Температура узлов 550 ±5 термозапечки, °С Время пребывания проволоки в узле предварительного подогрева, с Время пребывания проволоки в каждом узле термозапечки, с Скорость прохождения проволоки, м/мин 1,28,1,32 Маршрут калибров,мм 1,33; 1,35 Вязкость смолы при 200°С, П300 На чертеже показано устройство для изготовления эмалированных проводов. Оно состоит из отдающего устройства 1 узла 2 предварительного подвода тепла к проволоке, емкостей 3 с пленкообразующим веществом, узлов 4 подвода тепла к проволоке с нанесенным плёнкообразующим веществом и приемного устройства 5. При этом емкости 3 расположены попарно меж ду 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 термозапечки эмалированный провод поступает на приeiyiHoe устройство 5. Технические характеристики устройства для изготовления эмалированных проводов диаметров 0,64-1,56 мм следующие: Тип приемно-отдающего станкаБ-16 Число ходов16 Длина устройства, М12 Длина узла подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом, м2,88 Общая мощность устройства, кВт43 Скорость эмалирования проводов полиэфиром № 7, м/мин12-22 Экспериментально установлено, что при указанной температуре проволоки расстояние между емкостями с пленкообразующим веществом в каждой паре t должно быть равно 25-507о длины узла подвода тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом ЕП- Тогда имея в виду, что tMMH пмин/U; tMAKc , отнощение /t«A«c будет равно 5/100 п jL ЧАКС Спмлкс-и50/ оо Сп аТмим примет вид QTH ёпо.УяТн С где и - скорость эмалирования. Выражение Zt через имеет определенный физический смысл, так как желатинизация это частичная, неполная термозапечка, параметры которой проще всего выразить в частях от параметров полной термозапечки. При желатинизация нанесенного изоляционного слоя не происходит и при нанесении четного слоя слои смещиваются. При Е„проволока значительно охлаждается, что увеличивает энергозатраты, уменьшает отжиг проволоки при термозапечке ее и вследствие увеличения вязкости смолы в калибре, а значит и усилия прохождения проволоки через калибр, может привести к обрывности проволоки или пореждению изоляционного слоя в четной мкости с пленкообразующим веществом. Для устранения охлаждения проволоки процессе /эмалирования первая емкость олжна примыкать к узлу предварительного одвода тепла к проволоке, а каждая четая - к последующему узлу термозапечки. Расстояние третьей и каждой следующей ечетной емкости от предыдущего узла терозапечки определяется условием Т„ Дифференциальное уравнение охлаждения проволоки в необогреваем мере имеет вид БсПп1 «%+V-5IO-9e-A ,де Б , А аТ +45 10-9-. и - коэффициент, учитывающий на нагрев пленки Т|, Tg - температура воздуха и камеры; Е- коэффициент черноты прово а - коэффициент теплоотдачи п вективном теплообмене; С, V. d - теплоемкость, удельный диаметр проволоки. Условие : Т),цц будет няться если I находится в пределах .|о-зет4-А Тн«Тпр -о- Тп;;-А где Т„р - температура проволоки при де из печи. Формула изобретения . Способ изготовления эмалиро щоводов, заключающийся в подводе

&-. й проволоке, многократноти нанесении на проволоку слоев пленкообразующего вещества с юследующим подводом тепла к проволоке с нанесенным пленкообразующим веществом для его термозапечки, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества проводов при использовании в качестве пленкообразующего вещества термореактивных смол, снижения энергозатрат и повыщения 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 узлами 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 1.Привезенцев В. А. Производство эмалированной проволоки. М.-Л., Госэнергоиздат, 1947, с. 273. 2.Привезенцев В. А., Пешков И. Б. Обмоточные и монтажные провода. М., «Энергия, 1971, с. 552. 3.Авторское свидетельство СССР № 654962, кл. Н 01 В 13/16, 12.06.53.