Способ нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к переработке политетрафторэтилена и может быть использовано при изготовлении термостойких проводов с фторопластовой изоляцией в кабельной промышленности. Сущность изобретения: в способе нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы при прессовании из приготовленной для заданного количества изделий гомогенной пасты прессуют одну таблетку-заготовку. В процессе экструзии одновременно экструдируют несколько изделий, подавая при этом в зону экструдирования заданное количество жил. Операцию термообработки проводят одновременно для всех полученных в рамках одной операции экструзии токопроводящих жил. В устройстве для нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы отдающие и приемные катушки выполнены многокомпозиционными. Насадок выполнен составным и включает матрицу со сменными вкладышами и распределитель. Сменные вкладыши выполнены с калиброванными отверстиями. Распределитель выполнен в виде крестовины с пустотелыми спицами и стволов-дорнов. Распределитель снабжен установленными в нем перфорированными фрикционными втулками для жил. Пустотелые спицы снабжены поворотными втулками. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к переработке политетрафторэтилена и может быть использовано при изготовлении термостойких проводов с фторопластовой изоляцией в кабельной промышленности.

Известен способ нанесения фторопластовой изоляции методом суспензии, в котором суспензию фторопласта, как и все суспензии фторорганических полимеров, наносят методом окунания, с последующей сушкой и термообработкой полученного слоя, при этом неизолированная токопроводящая жила предварительно проходит через ванну с суспензией и далее в печь сушки и спекания. Для получения необходимой толщины изоляции провод 2-3 раза проходит через ванну с суспензией и печь. Указанным способом получается изоляция 25-30 мкм (Дикерман Д. Н.Кунегин В.С. Провода и кабели с фторопластовой изоляцией. М. Энергоиздат, 1982, с.100-102).

Однако известный способ имеет ограничение по толщине наносимой изоляции и характеризуется многократным повторением операций.

Для осуществления указанного способа служит устройство для нанесения изоляции из фторопластовых суспензий, которое состоит из отдающего и приемного устройства, каландра, печи сушки и термообработки, ванны для пропитки. (Дикерман Д.Н. Кунегин В.С. Провода и кабели с фторопластовой изоляцией. М. Энергоиздат, 1982, с.130-131).

Однако в известном устройстве процесс нанесения изоляции длителен по времени, для получения изоляции толщиной 25-50 мкм необходимо двух-трех разовое прохождение провода через ванну.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому способу является способ нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы, при котором осуществляют приготовление гомогенной пасты из смеси порошка фторопласта и органической смазки для заданного количества изделий, прессование из пасты таблеток-заготовок, подачу неизолированной жилы в зону экструдирования, экструзию материала вокруг жил, термообработку и намотку изолированного провода (Горяинова А.В. и др. Фторопласты в машиностроении, М. Машиностроение, 1971, с.73-74).

Известный способ является периодическим с последовательным выполнением перечисленных выше операций. Длина одного отрезка изолированного провода определяется диаметром и высотой цилиндра экструзионного пресса, которые в свою очередь зависят от коэффициента сжатия где D_у, D_д, D_ж- соответственно диаметры цилиндра, трубки дорнодержателя, матрицы и жилы. Для проводов коэффициент сжатия меняется в диапазоне К 900-2000. Повышение коэффициента сжатия выше предельного вызывает резкий подъем давления в цилиндре пресса, что приводит к выдавливанию смазки и неоднородности поверхности изолируемого провода или кабеля.

Известный способ имеет низкую производительность труда, обусловленную необходимостью выдерживания последовательности перечисленных операций и дискретностью коэффициента сжатия. Скорость изготовления проводов с монолитной изоляцией составляет 5-20 м/мин.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому устройству является устройство для нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы, содержащее отдающие и приемные катушки, печи спекания и закаливания, экструдер, выполненный в виде цилиндра, в котором установлены плунжер, насадок и полый дорн (Дукерман Д.Н. Кунегин В.С. Провода и кабели с фторопластовой изоляцией, М. Энергоиздат, 1982, с.127-130).

Известное устройство обладает периодическим действием, причем объем выпускаемого провода жестко лимитирован геометрическими параметрами экструдера.

Техническим результатом изобретения является снижение затрат времени на подготовительные операции, увеличение количества изготавливаемого провода.

Для достижения технического результата в способе нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы, при котором осуществляют приготовление гомогенной пасты из смеси порошка фторопласта и органической смазки для заданного количества изделий, прессование из пасты таблеток-заготовок, подачу неизолированной жилы в зону экструдирования, экструзию материала вокруг жилы, термообработку и намотку изолированного провода, согласно изобретению, при прессовании из приготовленной для заданного количества изделий гомогенной пасты прессуют таблетку-заготовку, а в процессе экструзии одновременно экструдируют несколько изделий, подавая при этом в зону экструдирования заданное количество жил, причем операцию термообработки проводят одновременно для всех полученных в рамках одной операции экструзии токопроводящих жил.

В устройстве для нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы, содержащем отдающие и приемные катушки, печь спекания и закаливания, экструдер, выполненный в виде цилиндра, в котором установлены плунжер, насадок и полый дорн, согласно изобретению, отдающие и приемные катушки выполнены многопозиционными, а насадок выполнен составным и включает матрицу со сменными вкладашами, выполненными с калиброванными отверстиями, и распределитель, выполненный в виде крестовины с пустотелыми спицами и стволов-дорнов, причем распределитель снабжен установленными в нем перфорированными фрикционными втулками для жил, а пустотелые спицы поворотными втулками.

Реализация в процессе нанесения фторопластовой изоляции одновременности операции экструдирования, сушки и спекания позволяет многократно увеличить производительность труда.

Введение параллельности операций в рамках одной экструзии обеспечивает увеличение количества изолированного провода за время, соответствующее рабочему циклу способа-прототипа.

Введение операции приготовления пасты и прессования, единой для всего процесса нанесения изоляции на всю продукцию, обеспечивает сокращение времени на подготовительные операции.

Реализация в устройстве для нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы принципа разделения n-потоков токопроводных жил с помощью отверстий в перфорированных втулках дорна, спиц крестовины и стволов-дорнов, расположенных коаксиально отверстиям матрицы, позволяет n-кратно увеличить производительность труда.

Введение сменных стволов-дорнов обеспечивает расширение ассортимента выпускаемой продукции.

Введение в дорн перфорированных антифрикционных втулок обеспечивает разделение токопроводящих жил при их транспортировке.

Введение составного насадка в виде разделителя и матрицы обеспечивает взаимное размещение стволов дорна и отверстий матриц.

Введение матрицы с n-отверстиями обеспечивает нанесение изоляции одновременно на n-токопроводящих жил.

Введение n-стволов обеспечивает одновременную подачу токопроводящих жил в зону взаимодействия с экструдатом.

На фиг.1 изображена технологическая последовательность реализации способа; на фиг. 2 операция приготовления пасты (операции 1 способа); на фиг.3 операция таблетирования (операция 2 способа); на фиг.4 устройство для нанесения фторопластовой изоляции; на фиг.5 экструдер; на фиг.6 разрез А-А на фиг.5.

Устройство для нанесения фторопластовой изоляции (фиг.2) содержит отдающие катушки 1, экструдер, включающий цилиндр 3, плунжер 4, насадок 5, полый дорн 6, печь спекания и закаливания 8, приемные катушки 9. Насадок, изображенный на фиг.5, установлен с зазором в дорне 6. Насадок выполнен составным и содержит матрицу 10 со сменными вкладышами 11, распределитель 12 с установленными стволами-дорнами 13 и гайку 14. Внутри дорна 6 установлены перфорированные фрикционные втулки 15 с отверстиями для размещения неизолированных жил 2, а внутри пустотелых спиц 16 распределителя 12 -поворотные втулки 17. Отдающие 1 и приемные 9 катушки выполнены многокомпозиционными. Распределитель 12 выполнен в виде крестовины с пустотелыми спицами 16 и стволов-дорнов 13. Сменные вкладыши 11 выполнены с калиброванными отверстиями.

Способ нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы реализуется при работе устройства.

Технологическая последовательность реализации описываемого способа (фиг. 1) включает следующие основные операции.

Операция 1 приготовление гомогенной пасты из смеси порошка фторопласта и органической смазки для всей партии провода или кабеля.

Операция 2 таблетирование, заключающееся в формировании таблетки-заготовки для всей партии провода или кабеля.

Операция 3 подача неизолированной жилы через систему направляющих роликов и втулок в зону экструдирования.

Операция 4 нанесение на систему подвижных неизолированных жил методом поршневой экструзии экструдата через набор вкладышей-фильер.

Операция 5 термообработка (сушка и спекание) экструдата-изоляции на системе проводов, проходящих через печь.

Операция 6 упаковка изолированных проводов на приемные катушки.

С отдающих катушек 1 неизолированные жилы 2 подаются через отверстия во втулках 15, расположенных в дорне 6 находящегося в плунжере 4 цилиндра 3. При выходе из дорна 6 неизолированные жилы 2 с помощью втулок 15 и 17 расходятся веером и через стволы-дорны 13 поступают в зону формования экструдата. В цилиндр 3 до подачи неизолированных жил 2 устанавливают дорн 6 и сформированные таблетки-заготовки. При движении плунжера 4 паста выдавливается через n-отверстий в матрице 10, образуя на проходящей через стволы-дорны 13 жиле 2 изоляцию. Провод с нанесенной изоляцией 7 попадает в печь 8, где происходит спекание изоляции, затем через систему роликов в приемные катушки 9.

Пример. Изготовление проводов МС-16-11 с токопроводящей жилой из посеребренных проволочек сечением 1,0 мм и с изоляцией 0,5 мм.

Способ реализуется в последовательности, изображенной на фиг.2, при формировании единой таблетки-заготовки.

Операция 1 приготовление пасты. Для формирования таблетки-заготовки используют пасту следующего состава: порошок фторопласта 4Д марки Ш ГОСТ 14906-77 (100 мас.ч.)- и органическую смазку изоактан ГОСТ 5394-70 (18 мас. ч.).

Операция 2 таблетирование. Оборудование таблетировочный пресс С-1387 с дорном. Размер таблетки dхDхL= 50х150х2000 мм. Давление прессования 30 кг/см².

Операция 3 подача неизолированной жилы. Оборудование система направляющих роликов, втулок и 7 отдающих катушек.

Операция 4 экструдирование. Оборудование экструзионный пресс УЭСС-2. Полученную после операции 2 таблетку-заготовку помещают в экструзионный пресс и подвергают экструзии под давлением 140 кг/см².

Операция 5 (термообработка). Нанесенная после операции 3 на систему жил изоляция-экструдат подвергается сушке в единой печи при t=80-120^oC и спеканию при t=380-410^oC.

Операция 6 (упаковка). Оборудование 7 приемных катушек для намотки каждого из проводов.

Реализация вышеизложенной технологии подтвердила повышение производительности труда в 8 раз, во-первых, за счет снижения вспомогательного времени на подготовку композиции и таблетирование, а во-вторых, за счет применения многофильерной экструзии.

Лабораторно-стендовые испытания подтвердили соответствие физико-технических характеристик полученных проводов МС-16-11 техническим условиям.

Формула изобретения

1. Способ нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы, при котором осуществляют приготовление гомогенной пасты из смеси порошка фторопласта и органической смазки для заданного количества изделий, прессование из пасты таблеток-заготовок, подачу неизолированной жилы в зону экструдирования, экструзию материала вокруг жил, термообработку и намотку изолированного провода, отличающийся тем, что при прессовании из приготовленной для заданного количества изделий гомогенной пасты прессуют одну таблетку-заготовку, а в процессе экструзии одновременно экструдируют несколько изделий, подавая при этом в зону экструдирования заданное количество жил, причем операцию термообработки проводят одновременно для всех полученных в рамках одной операции экструзии токопроводящих жил.

2. Устройство для нанесения фторопластовой изоляции на токопроводящие жилы, содержащее отдающие и приемные катушки, печь спекания и закаливания, экструдер, выполненный в виде цилиндра, в котором установлены плунжер, насадок и полый дорн, отличающееся тем, что отдающие и приемные катушки выполнены многопозиционными, насадок выполнен составным и включает матрицу со сменными вкладышами, выполненными с калиброванными отверстиями, распределитель, выполненный в виде крестовины с пустотелыми спицами и стволов-дорнов, причем распределитель снабжен установленными в нем перфорированными фрикционными втулками для жил, а пустотелые спицы поворотными втулками.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стволы-дорны выполнены сменными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6