Способ изготовления линейной спиральной арматуры (варианты)

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении спиральной арматуры, предназначенной для подвески проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Предложены способы изготовления линейной спиральной арматуры, заключающиеся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, скреплении спиральных проволок в пряди и формовке окончательного изделия. Составленную из нескольких спиральных проволок прядь скрепляют путем нанесения на ее поверхности покрытия толщиной 5÷800 микрометров. Покрытие может быть выполнено на основе композиционного материала, стойкого к воздействию ультрафиолетового излучения, высоких и низких температур в диапазоне от +180°С до -80°С, или из порошковых красок. Технический результат заключается в обеспечении способа производства линейной спиральной арматуры с высокими прочностными характеристиками, которая может быть использована в низковольтных и высоковольтных линиях электропередач, а также воздушных линиях связи. 2 н. и 15 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к способам производства так называемой спиральной арматуры (спиральные протекторы, поддерживающие, натяжные, соединительные, ремонтные зажимы и т.п.), применяемой наряду со стандартной линейной арматурой для подвески волоконно-оптических кабелей линий связи и проводов воздушных линий электропередачи.

Известен способ изготовления натяжных зажимов спирального типа для крепления волоконно-оптических кабелей линий связи или проводов воздушных линий электропередачи, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, соединении в пряди путем скрепления нескольких спиралей с нанесением слоя клея с абразивом на внутреннюю поверхность прядей и формовке крепежной петли [1].

Основной недостаток этого известного способа изготовления зажимов спирального типа связан с операциями скрепления спиралей в пряди, которые осуществляют посредством нанесения слоя клея с абразивом на внутреннюю поверхность пряди. Дело в том, что нанесение клея с абразивом не только малопроизводительная операция, так как из-за специфичности объекта приходится клеить вручную, но и очень вредная для выполняющих ее рабочих; в то же время автоматизация этого процесса приводит к значительному удорожанию процесса производства спиральных зажимов и снижению их прочностных характеристик.

Известен также способ изготовления зажимов спирального типа для крепления защищенных самонесущих проводов к опорам воздушных линий электропередачи 6÷35 кВ, наиболее близкий к предложенному способу, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, соединении в пряди, округлении концов проволочных прядей и формовке крепежной петли, при этом скрепление нескольких проволок в пряди осуществляют посредством использования термоусадочной трубки [2].

Данное техническое решение предусматривает использование термоусадочной трубки для скрепления нескольких проволок в пряди, которую приходится надвигать на всю длину каждой проволочной пряди. Эта операция технологического процесса производства линейной спиральной арматуры малопроизводительна и трудно поддается автоматизации. Кроме того, линейная спиральная арматура с термоусадочной трубкой в качестве скрепляющего средства проволок в прядях функционально предназначается исключительно для крепления защищенных самонесущих проводов к опорам воздушных линий электропередачи 6÷35 кВ, у которых прочностные требования к конструкциям не очень высокие. Применение таким способом изготовленной линейной спиральной арматуры на воздушных линиях электропередачи с более мощными проводами оказывается проблематичным из-за недостаточной прочности сцепления такой спиральной пряди с поверхностью провода.

Перед Заявителем стояла задача разработки простого, малозатратного, технологичного процесса производства линейной спиральной арматуры с высокими прочностными характеристиками, который позволил бы существенно расширить диапазон ее функционального применения - от низковольтных до высоковольтных воздушных линий электропередачи, а также воздушных линий связи. Вышеуказанный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных признаков, приведенной в следующей формуле изобретения: «способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, скреплении спиральных проволок в пряди и формовке окончательного изделия; составленную из нескольких спиральных проволок прядь очищают и скрепляют путем нанесения на ее поверхности покрытия, выполненного на основе композитных пластических материалов, стойких к воздействию ультрафиолетового излучения, высоких и низких температур в диапазоне от +180°С до -80°С и обеспечивающих толщину покрытия в пределах 5÷800 микрометров; перед скреплением спиральных проволок в прядь ее поверхности обезжиривают; перед скреплением спиральных проволок для обеспечения лучшей адгезии в прядь на ее поверхности наносят подслой грунтовки; в качестве композитного пластического материала покрытия используют поливиниловый пластикат-пластизоль; прядь погружают в поливиниловый пластикат-пластизоль, находящийся в жидком состоянии, затем помещают в печь и запекают при температуре 120÷250°С в течение 3÷120 минут; поливиниловый пластикат-пластизоль наносят на поверхности пряди пульверизатором; поливиниловый пластикат-пластизоль наносят на поверхности пряди вручную посредством кисти; на покрытие наносят абразив; в качестве используемого абразива берут электрокорунд; абразив наносят на покрытие только на внутреннюю поверхность пряди; абразив наносят на покрытие только в пределах 1÷5 витков спиральных проволок пряди; в качестве композитного пластического материала покрытия используют порошковый полиэтилен; в качестве композитного пластического материала покрытия используют порошковый полипропилен; перед скреплением спиральных проволок пряди ее нагревают до температуры 100÷500°С в печи предварительного нагрева, затем окунают в ванну барботажа (псевдоожижения), в котором находится порошковый материал, и после того, как часть порошка прилипнет к нагретым поверхностям пряди, ее помещают в печь окончательного запекания и нагревают до температуры 150÷300°С в течение 5÷300 секунд; перед скреплением спиральных проволок пряди ее нагревают до температуры 100÷500°С в туннельной печи; порошок полиэтилена или пропилена наносят на поверхности пряди из распылителя в электростатическом поле без предварительного нагрева пряди и затем доводят до окончательного запекания покрытия; при изготовлении спирального зажима для крепления защищенных самонесущих проводов к опорам воздушных линий электропередачи 6÷35 кВ на крепежную петлю зажима надевают пластмассовую трубку для предотвращения повреждения шейки изолятора и перетирания проволок зажима; в качестве пластмассовой трубки используют термоусаживаемую трубку; на стадии формовки окончательного изделия концы пряди зачищают, снимают фаски и скругляют для предотвращения повреждения рук монтажников, поверхности провода или кабеля, а также защиты линий от наведенных электромагнитных полей; на стадии формовки окончательного изделия осуществляют отгиб концов пряди на длине 5÷50 мм под углом 5÷45° к продольной оси провода или троса; способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, скреплении спиральных проволок в пряди и формовке окончательного изделия; составленную из нескольких спиральных проволок прядь очищают и скрепляют путем нанесения на ее поверхности покрытия, выполненного на основе порошковых красок, стойких к воздействию ультрафиолетового излучения, высоких и низких температур в диапазоне от от +180°С до - 80°С, обеспечивающих толщину покрытия в пределах 5÷800 микрометров и наносимых на поверхности спиральной пряди в электростатическом поле; порошковые краски приготовляют на основе полиэлифинов; порошковые краски приготовляют на основе поливинилбутераля; порошковые краски приготовляют на основе поливинилхлорида; порошковые краски приготовляют на основе полиамида; в качестве порошковой краски используют полиэфирную краску; в качестве порошковой краски используют эпоксидно-полиэфирную краску.

Предлагаемый способ изготовления линейной спиральной арматуры заключается в последовательном выполнении следующих технологических операций. Первая операция - это обработка стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага. Она выполняется на специальных станках или машинах, где стальную проволоку, поступающую с катушки, посредством роликов или матриц преформируют в спираль нужных геометрических размеров. Полученные спиральные проволоки собирают в пряди, скрепляют их между собой и затем на последующих стадиях производства обрабатывают до получения готового изделия в зависимости от того, что требуется получить (протектор, натяжной зажим, спиральную вязку и т.п.). Перед скреплением спиральных проволок их очищают, освобождая от грязи, пыли, посторонних вкраплений. Когда требуется большая чистота поверхностей, пряди обезжиривают. Затем на прядь наносят покрытие из специальных композитных пластических материалов или порошковых красок, которые должны обладать определенными свойствами, а именно: стойкостью к непрерывному воздействию ультрафиолетовых лучей, низких и высоких температур, например, в диапазоне от +180°С до -80°С, обеспечивать прочность сцепления покрытия с поверхностью при толщине покрытия в пределах 5÷800 микрометров.

В качестве композитного пластического материала в данном техническом решении использован, например, поливиниловый пластикат-пластизоль. В этом варианте технология нанесения происходит следующим образом: прядь погружают в поливиниловый пластикат-пластизоль, находящийся в жидком состоянии, вынимают и помещают в печь, запекая покрытие при температуре 120÷250°С в течение 3÷120 минут. После остывания пряди она поступает на следующие стадии обработки для формирования из нее требуемого спирального изделия. Поливиниловый пластикат-пластизоль можно также наносить на поверхности пряди пульверизатором или совсем просто вручную с помощью кисти. В случае необходимости для обеспечения большего сцепления покрытия пряди с проводом или кабелем на ее поверхности приклеивают абразив (электрокорунд), который наносится на покрытие только на внутреннюю поверхность пряди. Как более упрощенный вариант, абразив наносят только в пределах 1÷5 витков спиральных проволок пряди.

Если в качестве композитного пластического материала покрытия используют порошковый полиэтилен или порошковый полипропилен, либо для создания надежного покрытия применяют порошковые краски, то технологический процесс изготовления линейной спиральной арматуры происходит таким образом: прядь нагревают до температуры 100÷500°С в печи предварительного нагрева либо в туннельной печи, после чего окунают в ванну барботажа (псевдоожижения) с порошковым материалом в ней, при этом часть порошка прилипает к нагретым поверхностям пряди, после чего ее помещают в печь для окончательного запекания и нагревают до температуры 150÷300°С в течение 5÷300 секунд. Порошок полиэтилена или пропилена можно наносить на поверхности пряди из распылителя в электростатическом поле без предварительного нагрева пряди и затем доводить покрытие до окончательного запекания. Также в электростатическом поле наносятся на спиральные пряди порошковые краски. Порошковые краски изготавливают, например, на основе полиэлифинов, поливинилбутераля, поливинилхлорида, полиамида, а также в качестве их используют полиэфирные и эпоксидно-полиэфирные краски.

На стадии формирования окончательного изделия для исключения повреждения рук монтажников, поверхности провода или кабеля, а также защиты линий от наведенных электромагнитных полей концы пряди зачищают, снимают фаски и скругляют либо отгибают концы пряди на длине 5÷50 мм под углом 5÷45° к продольной оси провода или троса.

При изготовлении спирального зажима для крепления защищенных самонесущих проводов к опорам воздушных линий электропередачи 6÷35 кВ на крепежную петлю зажима целесообразно надевать пластмассовую или термоусаживаемую трубку для предотвращения повреждения шейки изолятора и перетирания проволок зажима

Заявляемый способ изготовления линейной спиральной арматуры характеризуется простотой технологического производственного процесса, доступными затратами на оборудование для осуществления этого способа, достаточной производительностью, возможностью автоматизировать производственный процесс, приемлемыми условиями для рабочего персонала; линейная спиральная арматура, изготавливаемая таким способом, отвечает требованиям технических условий ее использования на электроэнергетических объектах; данным способом можно изготавливать линейную спиральную арматуру как для низковольтных, так и высоковольтных воздушных линий электропередачи, а также воздушных линий связи.

Источники информации

[1]. Описание изобретения «Способ изготовления натяжных зажимов спирального типа» к патенту Российской Федерации №2035104, H02G 1/04, заявлено 28.01.1993 г., опубликовано 10.05.1995 г. Бюллетень №13.

[2]. Описание изобретения к патенту «Способ изготовления зажимов спирального типа» Российской Федерации №2259621, H02G 1/04, заявлено 02.04.2004 г., опубликовано 27.08.2005 г. Бюллетень №24.

1. Способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, скреплении спиральных проволок в пряди и формовке окончательного изделия, отличающийся тем, что составленную из нескольких спиральных проволок прядь скрепляют путем нанесения на ее поверхности покрытия толщиной 5-800 мкм, выполненного на основе композиционного материала, стойкого к воздействию ультрафиолетового излучения, высоких и низких температур в диапазоне от от +180 до -80°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем что перед скреплением спиральных проволок в пряди на их поверхности наносят подслой грунтовки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на покрытие из композиционного материала наносят абразив.

4. Способ по п.3, отличающийся тем что в качестве абразива используют электрокорунд.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что абразив наносят на покрытие из композиционного материала, находящееся на внутренней поверхности пряди.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что абразив наносят на покрытие из композиционного материала в пределах 1÷5 витков спиральных проволок пряди.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении спирального зажима для крепления защищенных самонесущих проводов к опорам воздушных линий электропередачи 6÷35 кВ на крепежную петлю зажима надевают пластмассовую трубку для предотвращения повреждения шейки изолятора и перетирания проволок зажима.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве пластмассовой трубки используют термоусаживаемую трубку.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии формовки окончательного изделия концы пряди зачищают, снимают фаски и скругляют для предотвращения повреждения рук монтажников, поверхности провода или кабеля, а также защиты линий от наведенных электромагнитных полей.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что на стадии формовки окончательного изделия осуществляют отгиб концов пряди на длине 5÷50 мм под углом 5÷45° к продольной оси провода или троса.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что прядь погружают в композиционный материал, находящийся в жидком состоянии, затем помещают в печь и запекают при температуре 120÷250°С в течение 3÷120 мин.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед скреплением спиральных проволок пряди ее нагревают до температуры 100÷500°С в печи предварительного нагрева, наносят на прядь композиционный материал, помещают ее в печь окончательного запекания и нагревают до температуры 150÷300°С в течение 5÷300 с.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что перед скреплением спиральных проволок пряди ее нагревают до температуры 100÷500°С в туннельной печи.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве композитного пластического материала покрытия используют поливиниловый пластикат-пластизоль или порошковый полиэтилен или порошковый полипропилен.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что порошок полиэтилена или пропилена наносят на поверхности пряди из распылителя в электростатическом поле без предварительного нагрева пряди и затем доводят до окончательного запекания покрытия.

16. Способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, скреплении спиральных проволок в пряди и формовке окончательного изделия, отличающийся тем, что составленную из нескольких спиральных проволок прядь скрепляют путем нанесения на ее поверхности покрытия толщиной 5÷800 мкм из порошковых красок, выполненных на основе полиэлифинов или на основе полиамида или на основе полиэфира.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве порошковой краски используют полиэфирную краску или эпоксидно-полиэфирную краску.