[2]Группа изобретений относится к технологиям нанесения защитных покрытий на цилиндрические изделия, выполненные из металлов и сплавов, повышающих их стойкость к химическому и механическому воздействию, в частности к способу нанесения защитных покрытий на проволоку, кабели или стальные канаты с использованием полимерных материалов покрытий.
[3]Предшествующий уровень техники
[4]Известен способ окрашивания цилиндрических изделий путем нанесения термореактивных порошковых покрытий на цилиндрические изделия, реализуемый устройством, раскрытым в RU 2325957 С2, 10.06.2008, которое 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.
[5]Недостатками известного способа являются:
[6]- использование растворителей в процессе нанесения покрытия;
[7]- при распылении теряется огромное количество краски;
[8]- невозможность контролировать толщину покрытия при многоразовом повторе операции нанесения покрытия.
[9]Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ нанесения покрытий на провод, реализуемый устройством, раскрытым в SU 942170 С1, 07.07.1982, и включающий нанесение покрытия на проволоку, подачу провода с нанесенным покрытием в печь и дальнейшее охлаждение.
[10]Недостатками способа являются, как и в традиционной технологии с использованием растворителей для получения заданной консистенции краски, крайне высокая температура процесса окрашивания, свыше 700°С, и большое количество слоев наносимого покрытия (8-20).
[11]Раскрытие изобретения
[12]Задача, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, заключается в разработке способа для получения проволоки, кабелей, канатов и тросов с защитным покрытием, наносимым под давлением с использованием полимерных материалов в отсутствие растворителей.
[13]Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленной группы изобретений, является снижение температуры процесса окрашивания, уменьшение количества слоев наносимого покрытия, а также повышение экологичности процесса, в виду отсутствия растворителей в процессе окраски.
[14]Данный технический результат достигается за счет того, что устройство для нанесения защитного покрытия на цилиндрические изделия с использованием порошкообразного материала покрытия содержит составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние, камеры нанесения защитного покрытия. При этом камера давления выполнена с возможностью создавать давление в устройстве и представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью непрерывного заполнения порошкообразным материалом покрытия, содержащего порошкообразный материал, одна часть которого снабжена поршнем, а другая выполнена в виде усеченного конуса. Причем камера перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания порошкообразного материала покрытия, одна часть которого соединена с каналом камеры давления, а другая выполнена в виде усеченного конуса. При этом камера нанесения защитного покрытия представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью заполнения материалом покрытия, находящегося в вязко-текучем состоянии, и поддержания материала покрытия в вязкотекучем состоянии, одна часть которого является узлом входа цилиндрических изделий, а другая выполнена в виде усеченного конуса и является узлом выхода цилиндрических изделий с защитным покрытием. Причем камера нанесения защитного покрытия соединена с камерой перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние при помощи камеры перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее, представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания высокоэластичного материала покрытия.
[15]Камера давления выполнена с возможностью создания давления 2-100 МПа. Камера перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластичное состояние выполнена с возможностью нагрева материала до 40-400°С. Камера перехода материала покрытия из высокоэластичного состояния в вязкотекучее выполнена с возможностью нагрева материала до 50-500°С. В качестве материала защитного покрытия используют порошкообразные полимеры.
[16]Указанный технический результат достигается также за счет того, что способ получения цилиндрических изделий с защитным покрытием, при нанесении порошкообразного материала покрытия на цилиндрические изделия, с использованием устройства по п. 1, включающий следующие стадии:
[17]а) подготовка порошкообразного материала покрытия, включающая предварительный нагрев порошкообразного материала покрытия, содержащего порошкообразный материал, для перехода материала покрытия в высокоэластическое состояние с последующим нагревом материала покрытия для перехода его из высокоэластического состояния в вязкотекучее;
[18]б) нанесение покрытия на цилиндрические изделия в камере нанесения защитного покрытия путем ее протягивания через нагретый материал покрытия в вязкотекучем состоянии, находящийся под давлением;
[19]в) отверждение и охлаждение материала покрытия,
[20]при этом для нанесения более одного слоя покрытия стадии «а»-«в» повторяют.
[21]В камере нанесения окрашенного покрытия создают давление 2-100 МПа. Переход порошкообразного материала покрытия из порошкообразного состояния в высокоэластическое осуществляют при температуре 40-400°С. Переход порошкообразного термореактивного материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее осуществляют при температуре 50-500°С. Отверждение происходит при температуре 150-500°С и атмосферном давлении. В качестве материала защитного покрытия используют порошкообразные полимеры.
[22]Краткое описание чертежей
[23]Сущность группы изобретений поясняется чертежом, где на Фиг. 1 изображено устройство для нанесения защитного покрытия на цилиндрические изделия.
[26]3 - камера перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние;
[27]4 - камера перехода материала покрытия высокоэластического состояния в вязкотекучее;
[28]5 - камера нанесения защитного покрытия;
[29]6 - узел входа цилиндрических изделий;
[30]7 - узел выхода цилиндрических изделий с защитным покрытием.
[31]Осуществление группы изобретений
[32]Защитное покрытие наносят на цилиндрические изделия, выполненные из металлов и сплавов: проволоку, кабели или стальные канаты.
[33]В качестве материала защитного покрытия используют порошкообразные полимеры, которые выдерживают давление 2-100 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 отвердевающие при температуре 50-500°С. В качестве таких полимеров можно привести полиамидные, полиамидимидные, полиэфирные, полиэфиримидные, поливинилформалевые, эпоксидные и полиуретановые смолы.
[34]Порошкообразные полимеры, при необходимости, с пигментной добавкой, в качестве которой применяют любые природные и синтетические органические и неорганические пигменты, например двуокись титана, технический углерод, железный сурик, охру, ультрамарин и др.
[35]Пигмент вводят в количестве 1-15 мас.% от порошкообразного термореактивного материала.
[36]На фиг. 1 изображено устройство для нанесения защитного покрытия на цилиндрические изделия, содержащее составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления (2), камеры перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние (3) и камеры нанесения защитного покрытия (5). При этом камера давления (2) выполнена с возможностью создавать давление в устройстве для нанесения защитного покрытия на цилиндрические изделия и представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью непрерывного заполнения порошкообразного материала покрытия, содержащего порошкообразный материал, одна часть которого снабжена поршнем (1), а другая выполнена в виде усеченного конуса. Причем камера (3) перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания порошкообразного материала покрытия, одна часть которого соединена с каналом камеры давления (2), а другая выполнена в виде усеченного конуса. При этом камера нанесения защитного покрытия (5) представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью заполнения материалом покрытия в вязкотекучем состоянии и поддержания материала покрытия в вязкотекучем состоянии, одна часть которого является узлом (6) входа цилиндрических изделий, а другая выполнена в виде усеченного конуса и является узлом (7) цилиндрических изделий с защитным покрытием. Причем камера нанесения защитного покрытия (5) соединена с камерой (3) перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние при помощи камеры (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее, представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания высокоэластического материала покрытия.
[37]Камера давления выполнена с возможностью создавать в устройстве для получения проволоки с защитным покрытием давление 2-100 МПа в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфирного покрытия необходимо создавать давление 10-18 МПа.
[38]Камера перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние выполнена с возможностью нагрева материала до 40-400°С в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфирных смол необходимо создавать температуру 70-80°С.
[39]Камера перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее выполнена с возможностью нагрева материала до 81-120°С в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфиримидного полимера необходимо создавать температуру 90-100°С.
[40]Устройство работает следующим образом. Порошкообразный материал покрытия подается в камеру давления (2) устройства для нанесения защитного покрытия. Поршень (1) давит на материал, проталкивая его к концу камеры давления (2), и создает давление 2-100 МПа. После выхода порошкообразного материала покрытия из камеры давления (2), он попадает в камеру (3) перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние, где он нагревается до температуры 40-400°С и переходит в высокоэластическое состояние. В камере (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние материал покрытия находится под давлением 2-100 МПа. Далее высокоэластичный материал покрытия из камеры (3) перехода порошкообразного материала покрытия в высокоэластическое состояние попадает в камеру (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее, где он нагревается до температуры 50-500°С и переходит в вязкотекучее состояние. В камере (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее материал покрытия находится под давлением 2-100 МПа. Затем материал покрытия из камеры (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в вязкотекучее попадает в камеру нанесения защитного покрытия (5), заполненную материалом покрытия в вязкотекучем состоянии и в которой поддерживается температура материала покрытия на уровне 50-500°С и давление - 2-100 МПа.
[41]Способ получения проволоки с защитным покрытием с применением порошковых полимеров осуществляют следующим образом. Подают цилиндрическое изделие, например стальную проволоку, через узел входа цилиндрических изделий (6) в камеру нанесения защитного покрытия (5) устройства для нанесения защитного покрытия на проволоку, которая заполнена материалом покрытия в вязкотекучем состоянии, подготовленным в соответствии с вышеуказанными операциями над порошкообразным термореактивным материалом покрытия в устройстве для нанесения защитного покрытия на цилиндрические изделия. В камере нанесения защитного покрытия осуществляют нанесение покрытия на стальную проволоку путем ее пропускания через нагретый до температуры 50-500°С и находящийся под давлением 2-100 МПа материал покрытия в вязкотекучем состоянии. Затем стальная проволока с нанесенным защитным покрытием через узел (7) выхода цилиндрических изделий с защитным покрытием выходит из камеры нанесения защитного покрытия и попадает в эмаль-печь (не показана) для отверждения материала покрытия при температуре в эмаль-печи 150-500°С и атмосферном давлении. Температура отверждения выбирается в зависимости от материала покрытия. Из эмаль-печи стальная проволока с защитным покрытием попадает в камеру охлаждения (не показана). Для нанесения более одного слоя покрытия операции способа повторяют для достижения необходимой толщины или свойств покрытия.
[42]Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить проволоку, кабели или стальные канаты с защитным покрытием, содержащим 3-5 слоев, снизить температуру в эмаль-печи до 150-50000С и полностью отказаться от использования растворителей.
[43]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.
