Способ изготовления электронагревателя и способ изготовления изоляционной гильзы

 

I. Способ иэготовления электронагревателя , при котором изготавли вают из слюдоматериала две изоля-. ционные гильзы различного диаметра:, на меньшую из которых наматывают нагревательную спираль, формируют поверх спирали промежуточный слой из изоляционного материала и снаружи устанавливают гильзу большего диа- . ;;Метра, отличающийся теМ, что, с цельк. повышения электрической и механической прочности, а также.; I влагостойкости нагревателя, проме жуточный слой формируют путем намотки слюдобумаги, пропитанной кремнийорга1ническим связующим, после чего узел обкатывают на микалексовой плите сначала при комнатной температуре, затем при 80-90°С, а после установки гильзы большего диаметра производят термообработку при температуре деструкции кремнийорганического связующего. 2. Способ изготовления изоляционной гильзы, при KOTopoiv формируют трлбку намоткой слюдобумаги, пропитанной связующим и высушенной, на удаляемую оправку с последующей ,термообработкой,о т л и ч а ю щ и йI С я тем,что,с целью увеличения производительности способа и повышения (Л механической прочности изготавливаемых гильз, слюдобумагу пропитывают кремнийорганическим связующим, сушку производят до содержания летучих 0,91 ,1%, после намотки узел обкатывают 2 на кшкалексовой плите под давлением .1,5-2,0 кг сначала при комнатной температуре , а затем при 80-9Сгс и обжимают полученную заготовку по наружной поверхности, а термообработку :производят В обжатом состоянии при температуре деструкции кремнийоргаО ) нического связующего. 3. Способ по п.2, отлича юю щ и и с я тем, что обжатие произвооо дят путем установки предварительно сжатой пружины с внутренним диаметром , меньшим диаметра заготовки гильзы , и снятием ее после термообработки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

»»»

Г

1 ! ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- »»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21 ) 3374461/24-07 (22) 06.01.82 (46) 07 ° 09.83. Бвл.933 (72) В.Г. Гаврилов, В.Г. Борзов, В.С. Стариков, П.Л. Тихомиров и A.Ã. Коваленко (71) Государственный всесоюзный про ектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промышлен- ности (53 ) 621.3.036.663.002.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9505136, кл. Н 05 В 3/42, 1969. ,2. Патент СССР Р 5339, кл. Н 05 В 3/46., 1925.

3. ПТР-7-79, Технологический ре. гламент изготовления слюдопластовых трубок Ленинградской слюдяной фабрики, 1979.

4. Авторское свидетельство СССР9 788188, кл. Н 01 В 19/00, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНА»

ГРЕВАТЕЛЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОЙ ГИЛЬЗЫ (57) 1. Способ изготовления электронагревателя, при котором изготавливают из слюдоматериала две изоля- . ционные гильзы различного диаметра:, на меньшую иэ которых наматывают нагревательную спираль, формирувт поверх спирали промежуточный слой иэ изоляционного материала и снаружи устанавливают гильзу большего диа,метра, отличающийся тем, что, с цельк. повышения электрической и механической прочности, а также.

„.SU„„28. А

3(59 Н 05 В 3 42 Н 01 В 17/14

;влагостойкости нагревателя, промежуточный слой формируют путем намотки слюдобумаги, пропитанной кремнийорга ническим связующим, после чего узел обкатывают на микалексовой плите сначала при комнатной температуре, затем при 80-90 С, а после установки гильзы большего диаметра производят термообработку при температуре деструкции кремнийорганического связующего.

2. Способ изготовления изоляционной гильзы, при котором формирувт трубку намоткой слюдобумаги, пропитанной связующим и высушенной, на удаляемую оправку с последующей термообработкой,о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью увеличения про- Ж изводительности способа и повышения механической прочности изготавливаемых гильз, слюдобумагу пропитывавт кремнийорганическим связующим, сушку производят до содержания летучих 0,91,1%, после- намотки узел обкатывают на микалексовой плите под давлением

1,5-2,0 кг сначала при комнртной температуре, а затем при 80-9(Л и обжимают полученную заготовку .по наружной поверхности, а термообработку производят в обжатом состоянии при температуре деструкции кремнийорганического связующего.

3. Способ по п.2, отличаю- фЯ шийся тем, что обжатие производят путем установки предварительно 00 сжатой пружины с внутренним диаметром, меньшим диаметра заготовки гильзы, и снятием ее после термообработки

1040628

Изобретение относится к электротермии, в частности к производству трубчатых электронагревателей для бытовых и промыаленных нагревательных устройств и электроиэоляционных гильз для этих устройств.

Известен способ изготовления электронагревателей, по которому на каркас наматывают. наrpeвательную спираль из проволоки, покрытой нежаростойкой изоляцией, например лаком или эмалью, плотно виток к вит- . ку, в несколько рядов с изоляционными прокладками между рядами, завершенную обмотку обжимают по форме кожуха и включают нагрев, сжигая нежаростой- 5 кую изоляцию и зажимая обмотку с изоляцией в монолит j1). . Однако необходимость применения специально изолированной проволоки и операции сжигания нежаростойкой 2() изоляции усложняет технологию и затрудняет автоматизацию процесса производства. Стабильность электрических показателей полученных таким способом нагревателей не может быть обеспечена из-за возможности межвитковых замыканий при достаточно высоком межвитковом напряжении.

Наиболее близким по технической сущности к.предлагаемому является способ изготовления электронагревателя, при котором изготавливают из слюдоматериала две изоляционные гильзы различного диаметра, на меньшую из которых наматывают нагревательную спираль, формируют поверх спирали промежуточный слой из изоляционного материала и устанавливают . гильзу большего диаметра f2 )..

Однако изготовленное по этому способу устройство обладает малой ме- 40 ханической прочностью и плохими электроизоляционными свойствами. Это объясняется тем, что оплавленная барная кислота очень хрупкая и является хорошим сорбентом, обильно 45 ,поглощаюцим влагу из атмосферного воздуха. После поглощения влаги на- греватели теряют электроиэоляционные свойства. Наружный слюдяной цилиндр во время эксплуатации может, быть 50 легко сдвинут, так как он механически не закреплен, и тем самым нарушается электрическая изоляция устройства.

Известен способ изготовления изоляционных трубок из слюдосодержацего ма териала — слюдопласта .на шеллаговом, связуюцем, при котором трубка форми -.. руется на оправке полотняной тканью, пропущенной между двумя вращающимися валками и прижимающей .оправку с формируемой трубкой к этим валкам при Ж одновременном подогреве с целью удаления летучих веществ (3).

Недостатками этого способа являются невозможность создать давление, обеспечивающее выдавливаниесвяэуюцегоф5 из пор слюдоматериала (слюдобумаги j и тем самым обеспечить необходимую механическую прочность трубки (гильзы ), а также невозможность изготовления гильз с малым тепловым сопротивлением (тонкостенных ),так как при обкатке тканью они разрушаются.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления изоляционной гильзы, при котором формируется трубка намоткой слюд(обумаги, пропитанной связующим и высушенной, на удаляемую оправку с последующей термообработкой Г4 ).

Однако этот способ не обеспечивает получение механически прочных изделий, а необходимость повторения операций снижает его производительность.

Цель изобретения - повыаение электрической .и механической прочности, а также влагостойкости нагревателя, увеличение производительности способа при .изготовлении изоляционной гильзы и повышение ее механической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления электронагревателя, при котором изготавливают из слюдоматериала две изоляционные гильзы различного диаметра, на меньшую из которых наматывают нагревательную спираль, формируют поверх спирали промежуточный слой из изоляционного материала и снаружи устанав.— ливают гильзу большего диаметра, промежуточный слой формируют путем намотки слюдобумаги, пропитанной кремнийорганическим связующим, после чего узел обкатывают на микалексовой плите сначала при комнатной температуре, затем при 80-90 С, а после установки гильзы большего диаметра производят термообработку при температуре деструкции кремнийорганического свяэуюцего.

В способе изготовления изоляционной гильзы, при котором формируется трубка намоткой слюдобумаги, пропитанной связующим и высушенной на удаляемую оправку с последуюцей термообработкой, слюдобумагу пропитывают кремнийорганическим связующим, сушку производят до содержания летучих 0,9-1,1%, после намотки узел обкатывают на мыкалексовой плите под давлением 1,5-2,0 кг сначала при комнатной температуре, а затем при

80-90ОС и обжимают полученную:заготовку по наружной поверхности, а термообработку производят в обжатом состоянии при температуре деструкции кремнийорганического связующего.

Обжатие производят путем установки.предварительно сжатой пружины . с внутренним диаметром, меньшим диаметра заготовки гильзы, и снятием ве после термообработки.

1О40628

Намотка промежуточного изоляционного слоя иэ слюдобумаги, йропитанной кремнийорганическим связующий, при изготовлении электронагревателя необходима для обеспечения прочного крепления путем сцепления внутренней и наружной гильз (беэ применения дополнительных клеящих веществ), Скрепление в данном случае происхо« дит за счет выделения кремнийоргайического связующего иэ пор слюдобумаги во время операции обкатки на микалексовой плите при комнатно температуре, затем при 80-90ОС, причем операция обкатки следует эа операцией намотки промежуточного слоя 15 и в начале термообработки. Дальнейшая термообработка нагревателя при температуре деструкции кремнийорганического связующего (250-300 С) приводит к образованию монолитной Я} конструкции нагревателя.

В предлагаемом способе изготов ления электроизоляционных гильз . слюдобумагу пропитывают связующим и сушат до содержания летучих

0,9-1,1%. Слюдяная бумага, пропи-, танная кремнийорганнческим связую- щим, обладает наибольшей эластичностью непосредственно в первые дни послепропитки и сушки.Постепенно, по мере удаления летучих веществ, бумага теряет эластичность, что .является одной из причин раздельного изготовления тонкостенных изоляционных гильз и электронагревателей..

Готовые гильзы можно хранить неогра35 ниченное время. Пропитанная слюдобумага с содержанием летучих менее

0,9% теряет гибкость и становитсяневозможным изготовление иэ нее изделий малого диаметра. Содержа- 40 ние же летучих более 1,1% приводит к прилипанию бумаги во время обкатки к микалексовой плите. Высушенную бумагу наматывают на оправку сконусностью 0,01-0,02(конусность 45 .упрощает съем заготовки с оправки и в то же время незначительна и ие меняет цилиндрическую форму заготов..ки).

Намотанную на оправку слюдобуиагу

50 рбкатывают на микалексовой плите под давлением 1,5-2 кг при комнатной температуре, затем при 80-90 С .

Применение микалексовой плиты обеспечивает хорошее сцепление заготовки с ней при обкатке и исключает прикипание связующего к плите. ДавленКе

1,5-2 кг обеспечивает выдавливанйе кремнийорганического связующего из пор слюдобумаги и предварительное:; 40 механическое сцепление отдельных,ее слоев. Давление воспринимается толь« ко образующей .цилиндра, поэтому

"оно достаточно высоко и достигает.

2 кг/см . Обеспечить столь высокое 65 давление беэ повреждения слюдобумаги, обладающей Малой механической прочностью, другим спосббом невозможно.

Полученную заготовку гильзы обжимают по наружной поверхности предварительно сжатой пружиной с внутренним . диаметром, меньшим наружного диаметра заготовки, обеспечивая, таким образом, плотное сжатие ее во время термообраббтки. При термообработке кремнийорганическое связующее первоначально размягчается и заготовка гильзы за счет упругих сил слюдобу" маги может ослабнуть и развернуться.

Обжатие обеспечивается за счет свойства пружины увеличивать диаметр при сжатии и вновь уменьшить его при переходе в свободное состояние. Термообработку заготовки осуществляют при температуре деструкции кремнийорганического связующего (250-300 С), при которой органические продукты удаляются через газовую фазу и остается каркас из двуокиси кремния, придающий гильзе необходимую механическую прочность при работе при температуре до 700 С.

Гильзы, изготовленные предлагаемым способом, могут быть использованы не только в нагревателе, изготовленном укаэанным способом. .. но и в ряде других случаев, например, взамен фторопластовых и керамических трубок, фарфоровых бус и т .д. для изоляции выводов нагревателей, работающих при 500-600 С для изоляции голых проводников внутри электрона1гревательных приборов, для размеще,ния внутри гильзы нагревательной . спирали.

Пример 1. Изготовление тонкостенных электроизоляционных гильз из слюдоматериала.

Флогопитовую слюдобумагу марки

ИФ-12 толщиной 0,1 мм пропитывают кремнийорганическим лаком (связующим ) KO-921 в смеси с KO-923 в соотношении 1:1 или KO-978, вязкостью

11, сушат в индукционных сушилках при 130 С до содержания летучих о

0,9-1,1%, вырезают мерные заготовки размерами 71х75 и 102х85 мм. Эти заготовки наматывают на оправки диаметром 4 и 6 мм соответственно, обкатывают на микалексовой плите под давлением 1,5«2 кгс сначала при комнатной температуре, а затем при

80-90 С, при этом связующее разогреа вается, выдавливается из пор слюдобумаги и скрепляет слои между собой, образуя монолитную конструкцию.

На гильзу надевается предварительно сжатая и затем отпущенная пружина, которая эа счет умнньшения диаметра в отпущенном состоянии rio отношению к сжатому состоянию зажимает своими витками сформированную гильзу. Зажатан пружиной гильза подвергается термо1040628

7

600 (700 кратковременно) Составитель О. Щедрина

Редактор T. Мермелштайн Техред М.Надь Корректор В. Бутяга

Подписное

Заказ 6950/59 Тираж 845.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обработке при температуре термоокислительной деструкции кремнийорганичес. кого связующего (250-300 С ). Органические составляющие связующего окисляются и удаляются через газовую

Фазу (СО, СО2 ). Образовавшийся из двуокиси кремния (»Q)" êàðêàñ". удерживает гильзу в монолитном состоянии. После термообработки пружина снимается, удаляется оправка и гильза передается на хранение или на дальнейшие операции.

По предлагаемому способу изготов лены изоляционные гильзы со следующи» ми характеристиками.

Внутренние Наруж- Внут- Длина, 15 ный рен-, мм диа- ний метр, диамм метр, мм 20

5 4 75

Наружные 7 6 85

Пробивное напряжение электроизоляционных гильз не менее 6000 В.

Пример 2.Изготовление трубчатого электронагревателя для электро- . шипцов, На внутреннюю гильзу наматывают спираль проводом Х2ОН80 диаметром

0,06 мм, монтируют выводы, наматы- З0 вают промежуточный слой слюдобумаги, пропитанной указанным выше кремнийорганическим лаком, обкатывают на микалексовой плите, сначала при комнатной температуре, а затем при 35 о

80-90 С, надевают наружную гильзу и подвергают собранную конструкцию термообработке.

При обкатке и термообработке связующее, находящееся в порах промежу- 40 точного слоя слюдобумаги, вначале размягчается, частично вытекает из пор и скрепляет между собой наружную и внутреннюю гильзы, образуя монолитную конструкцию, а затем под- 4

45 вергается деструкции. После термообработки готовый элемент может работать при температуре до 700ОС.

Электронагреватель, изготовленный предлагаемым способом, имеет следующие технические данные. .Напряжение питания, В

Мощность, Вт

Длина, мм

Наружный диаметр,мм

Масса не более,г

Рабочая температура, С

Испытательное напряжение, В 3750 В

Предлагаемый нагреватель предназ-начен для замены керамического, отли чающегося пониженной механической прочностью, большой массой и высокой себестоимостью. При падении с высоты

1 м керамический нагреватель разрушается, а нагреватель из слюдобумаги сохраняется. Масса керамического нагревателя 30, а нагревателя из слюдо,бумаги не более 7 r, себестоимость .керамического нагревателя 0,98, ориен.тировочная себестоимость нагревателя из слюдобумаги 0,29 руб.

Изготовленные по предлагаемому способу нагреватели имеют повышенную электрическую и механическую прочность, а также низкую себестоимость по сравнению с нагревателями, изготовленными известными способами.

Электроизоляционные гильзы, изго товленные предлагаемым способом, имеют повышенную механическую прочность, технология их изготовления наиболее производительна и позволяет автоматизировать процесс. Применение гильз, изготовленных по этому способу, возможно не только в нагревательных элементах, но и в других устройствах, например в качестве изоляции провода.