[2]Группа изобретений относится к способу и устройству для получения эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразных термореактивных материалов покрытий.
[3]Предшествующий уровень техники
[4]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.
[5]Недостатками известной установки являются:
[6]- использование растворителей в процессе нанесения покрытия;
[7]- при распылении теряется огромное количество краски (эмали);
[8]- невозможность контролировать толщину покрытия при многоразовом повторе операции нанесения покрытия.
[9]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.
[10]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).
[11]Раскрытие изобретения
[12]Задача предлагаемого технического решения состоит в разработке способа и устройства для получения эмалированных проводов под давлением при помощи термореактивных порошковых покрытий.
[13]Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленной группы изобретений, является снижение температуры процесса эмалирования и количества слоев изоляции обмоточных проводов.
[14]Данный технический результат достигается за счет того, что устройство для получения эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразного термореактивного материала покрытия содержит составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления, камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние, камеры эмалирования, эмаль-печь и камеру охлаждения, 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 высокоэластическое 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 другом агрегатном состоянии, в которое он переходит при нагревании материала покрытия, находящегося в высокоэластическом состоянии, и поддержания материала покрытия в упомянутом другом агрегатном 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 высокоэластическое при помощи камеры перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в третье агрегатное, представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания высокоэластического материала покрытия.
[15]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 высокоэластическое состояние может быть выполнена с возможностью нагрева материала до 40-85°С, а камера перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в упомянутое другое агрегатное состояние может быть выполнена с возможностью нагрева материала до 86-125°С.
[16]В качестве порошкообразного термореактивного материала покрытия применены термореактивные полимеры.
[17]Указанный технический результат достигается также за счет того, что способ получения эмалированного обмоточного провода с использованием порошкообразного термореактивного материала покрытия включает следующие стадии с использованием устройства по п. 1:
[18]а) подготовку порошкообразного термореактивного материала покрытия, включающую предварительный нагрев порошкообразного термореактивного материала покрытия для перехода материала покрытия в высокоэластическое состояние, с последующим нагревом материала покрытия для перехода его из в высокоэластического состояния в другое агрегатное состояние в упомянутых камерах перехода,
[19]б) нанесение покрытия на проволоку в камере эмалирования, находящейся под давлением, путем ее пропускания через нагретый, имеющий упомянутое другое агрегатное состояние, материал покрытия,
[20]в) подачу эмалированного провода из камеры эмалирования в эмаль-печь с обеспечением отверждения материала покрытия, и
[21]г) подачу эмалированного провода из эмаль-печи в камеру охлаждения, при этом для нанесения более одного слоя покрытия стадии «а»-«г» повторяют.
[22]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 высокоэластическое осуществляют при температуре 40-85°С, переход порошкообразного термореактивного материала покрытия из высокоэластического состояния в упомянутое другое агрегатное состояние осуществляют при температуре 86-125°С, а отверждение порошкообразного термореактивного материала покрытия осуществляют в эмаль-печи при температуре 300-400°С и атмосферном давлении.
[23]В качестве порошкообразного термореактивного материала покрытия применяют термореактивные полимеры.
[24]Краткое описание чертежей
[25]Сущность группы изобретений поясняется чертежом, где на Фиг. 1 изображено устройство для получения эмалированного обмоточного провода.
[28]3 - камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние;
[29]4 - камера перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в другое (третье) агрегатное состояние;
[30]5 - камера эмалирования;
[31]6 - узел входа проволоки;
[32]7 - узел выхода эмалированного провода.
[33]Осуществление группы изобретений
[34]К реологическому состоянию полимеров относится возможность при нагревании полимеров переходить из одного агрегатного состояния в другое (Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М., 1980; Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. М., 1980). Полимерам присущи три агрегатных состояния, представленных в последовательности нагрева полимера: порошкообразное, высокоэластическое и вязко-текучее (соответствует третьему агрегатному состоянию, в которое при нагревании переходит находящийся в высокоэластическом состоянии материал).
[35]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 температурах 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.
[36]На фиг. 1 изображено устройство для получения эмалированного обмоточного провода, содержащее составной герметичный корпус, состоящий из камеры давления (2), камеры перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние (3) и камеры эмалирования (5), эмаль-печь и камеру охлаждения (на фиг. 1 не показаны). При этом камера давления (2) выполнена с возможностью создавать давление в устройстве для эмалирования и представляет собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью непрерывного заполнения порошкообразным термореактивным материалом покрытия, одна часть которого снабжена поршнем (1), а другая выполнена в виде усеченного конуса. Причем камера (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое 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 другом агрегатном состоянии (вязко-текучем), в которое он переходит при нагревании материала покрытия, находящегося в высокоэластическом состоянии, и поддержания материала покрытия в упомянутом другом агрегатном состоянии (вязко-текучем), 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 высокоэластическое состояние при помощи камеры (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в упомянутое другое агрегатное состояние (вязко-текучее), представляющей собой цилиндрический канал, выполненный с возможностью нагревания высокоэластического материала покрытия.
[37]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.
[38]Камера перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое со стояние 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.
[39]Камера перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в упомянутое другое агрегатное состояние (вязко-текучее) выполнена с возможностью нагрева материала до 86-125°С в зависимости от материала покрытия. В частности, при использовании полиэфиримидного покрытия необходимо создавать температуру 100-120°С.
[40]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 высокоэластическое состояние, где он нагревается до температуры 40-85°С и переходит в высокоэластическое состояние. В камере (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние материал покрытия находится под давлением 10-100 МПа. Далее высокоэластичный материал покрытия из камеры (3) перехода порошкообразного термореактивного материала покрытия в высокоэластическое состояние попадает в камеру (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в другое агрегатное состояние (вязко-текучее), где он нагревается до температуры 86-125°С и переходит в упомянутое другое агрегатное состояние (вязко-текучее). В камере (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в упомянутое другое агрегатное состояние (вязко-текучее) материал покрытия находится под давлением 10-100 МПа. Затем материал покрытия из камеры (4) перехода материала покрытия из высокоэластического состояния в упомянутое другое агрегатное состояние (вязко-текучее) попадает в камеру эмалирования (5), заполненную материалом покрытия в упомянутом другом агрегатном состоянии (вязко-текучее) и в которой поддерживается температура материала покрытия на уровне 86-125°С и давление - 10-100 МПа.
[41]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 получения эмалированного обмоточного провода, которая заполнена материалом покрытия в упомянутом другом агрегатном состоянии (вязко-текучем), подготовленным в соответствии с вышеуказанными операциями над порошкообразным термореактивным материалом покрытия в устройстве для получения эмалированного обмоточного провода. 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 упомянутом другом агрегатном состоянии (вязко-текучем). 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 (не показано). Для нанесения более одного слоя покрытия операции способа повторяют для достижения необходимой толщины или свойств покрытия.
[42]Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить эмалированный провод, содержащий 3-5 слоев покрытия, и снизить температуру в эмаль-печи до 300-400°С.
[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.
