Способ нанесения полимерного порошкового покрытия и устройство для его осуществления

Способ нанесения полимерного порошкового покрытия и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.02,80 (21) 2878936/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень № 45 (51) М. Кл.з

В 05D 1/06;

В 05В 5/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.056 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.1ф8 (72) Авторы изобретения М. И. Павлищев, |О. E. Лукач, А. Л. Ертл|ов, Л.=H,-. Малинскйй, В. 3. Фещенко, В. В. Терпило, Л. Г. Рьтс и и И. В. Кондратьева (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО

ПОРОШКОВОГО ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛ ЕН ИЯ

Изобретение относится к области технологии нанесения покрытий из порошковых полимерных материалов на изделия разной длины и формы и может быть использовано при нанесении пористой полимерной изоляции из порошка полиэтилена на движущиеся изделия, например токопроводящие медные жилы кабелей связи.

Известен способ нанесения полимерного порошкового покрытия, включающий создание циркулирующего потока заряженного аэрозоля, осаждение в электростатическом поле на изделие порошка полимера при совместном движении аэрозоля и изделия, термообработку покрытия и регулирование толщины покрытия (1).

Известно также устройство для реализации описанного способа, содержащее циркуляционный контур, зарядный узел с источником высокого напряжения, шнековый питатель порошка, газодувку и узел регулирования толщины покрытия (-).

Однако известные способ и устройство обладают существенными недостатками.

Во-первых, скорость движения воздушнопорошковой смеси на участке нанесения порошка на провод и скорость движения провода на этом же участке значительно (на порядок) разнятся между собой, что ухудшает гидродинамические условия оседания частиц порошка полимера на движущееся изделие из-за создания градиента относительной скорости между потоком воздушно-порошковой смеси и движущим5 ся изделием.

Во-вторых, существуют потери порошка, которые обусловлены выносом мелкой фракции воздушно-порошковой смеси из циркуляционного контура через выходное

10 отверстие для прохода провода с нанесенным на него слоем порошка полимера.

В-третьих, отсутствие узла регулирования толщины слоя нанесенного порошка полимера после его нанесения по выходе

15 изделия из циркуляционного контура ведет к осыпанию части порошка в печи термического формирования покрытия и, таким образом, к невосполнимым потерям порошка.

20 Целью изобретения является повышение качества покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе нанесения полимерного порошкового покрытия, включающем

25 создание циркулирующего потока заряженного аэрозоля, осаждение в электростатическом поле на изделие порошка полимера при совместном движении аэрозоля и изделия, термообработку покрытия и регулирование толщины покрытия скорости движения аэрозоля и изделия выравнивают путем регулирования расхода аэрозоля при постоянной скорости движения изделия или путем регулирования скорости движения изделия при постоянной скорости потока аэрозоля.

Кроме этого, регулирование толщины покрытия на движущемся изделии осуществляют путем обдува изделия кольцевым потоком воздуха, охватывающим изделие и направленным под углом 1 — 80 к направлению движения изделия со скоростью

0,1 — 50 м/с, а с целью уменьшения непроизводительного расхода порошка кольцевой поток воздуха, охватывающий изделие, направляют навстречу движению изделия при выходе его из зоны осаждения порошка.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для нанесения полимерного порошкового покрытия, содержащем циркуляционный контур, зарядный узел с источником высокого напряжения, шнековый питатель порошка, газодувку и узел регулирования толщины покрытия, участок циркуляционного контура в зоне осаждения порошка выполнен в виде горизонтально расположенной трубы, а узел регулирования толщины покрытия выполнен в виде кольцевого коллектора с внутренним отверстием для прохода изделия, установленного с возможностью поступательного перемещения вдоль направления движения изделия, причем на обращенной к выходному концу трубы торцовой поверхности кольцевого коллектора закреплены перпендикулярно ей и равномерно по окружности сопла, которые могут быть снабжены эластичными трубками, закрепленными на их концах с возможностью изгиба в радиальных плоскостях, или закрепленной на соплах кольцевой насадкой с кольцевой конической щелью.

На фиг. 1 показана общая схема устройства; на фиг. 2 — общий вид узла регулирования толщины полимерного покрытия, выполненного в виде кольцевого коллектора со струйным сопловым распределением воздуха, поперечный разрез; на фиг.

3 — общий вид узла регулирования толщины полимерного покрытия, выполненного в виде кольцевого коллектора со сменной кольцевой насадкой, имеющей кольцевую коническую щель, поперечный разрез.

Устройство для нанесения полимерного порошкового покрытия содержит циркуляционный контур 1 с прямолинейным горизонтальным участком нанесения, выполненным в виде трубы 2 с движущимся в ней изделием 3 (жилы кабеля) с помощью приемоотдающего устройства 4, зарядное устройство 5 с источником высокого напряжения 6, газодувку 7, шнековый питатель

8 порошка, узел 9 регулирования толщины покрытия, термическую камеру 10 и охлаж5

55 б0 б5

4 дающую ванну 11. Узел 9 регулирования толщины покрытия содержит кольцевой коллектор 12 с внутренним отверстием 13, выполненный в виде замкнутой кольцевой камеры с двумя патрубками 14 для входа воздуха, расположенными на боковой поверхности коллектора противоположно друг другу, На торцовой поверхности кольцевого коллектора, обращенной к циркуляционному контуру, установлены равномерно по окружности и перпендикулярно к торцовой поверхности коллектора четыре сопла 15, служащие для выхода струй воздуха, Концы сопл снабжены эластичными трубками

16, например, из полиэтилена или поливинилхлорида.

На противоположной стороне кольцевого коллектора установлен фланец 17, который при помощи шпилек 18 соединен с фланцем 19, установленным на выходном конце горизонтального участка нанесения циркуляционного контура, имеющего выходное отверстие 20 для выхода >килы из участка нанесения.

Узел регулирования толщины покрытия может быть снабжен сменной кольцевой насадкой 21 с кольцевой конической щелью

22, образованной двумя коническими кольцами, установленными на торцовой стороне насадки со стороны выхода воздуха, а на противоположной торцовой стороне насадки выполнены четыре отверстия, соединяющие сопла кольцевого коллектора с насадкой.

Такое конструкторское исполнение узла для регулирования толщины полимерного покрытия позволяет повысить равнотолщинность получаемой полимерной изоляции на изделии (жиле кабеля связи), благодаря созданию более равномерного, чем струйного, кольцевого воздушного потока вокруг жилы. Сменные насадки коллектора выполнены с углом раствора конической кольцевой щели от 1 до 80 через каждые

15 .

Устройство работает следующим образом, Через циркуляционный контур 1 с прямолинейным горизонтальным участком осаждения порошка пропускают изделие 3 (заземленную медную жилу кабеля связи) путем протяжки ее при помощи приемоотдающего устройства 4. В процессе движения изделия через участок нанесения на изделие осаждаются заряженные частицы порошка полимера. Зарядка частиц порошка полимера происходит в зарядном устройстве коронного типа 5, коронирующий электрод которого подключен к отрицательному полюсу источника высокого напряжения 6.

В замкнутом циркуляционном контуре осуществляют циркуляцию воздушно-порошковой полимерной смеси частиц полиэтилена с размером частиц 30 — 150 мкм при помощи газодувки — центробежного вентилятора 7. Порошок полимера подают в контур при помощи вертикального шнекового питателя 8, помещенного на всасывающей стороне газодувки.

На участке осаждения в процессе совместного движения воздушно-порошковой смеси и изделия (медной жилы кабеля связи) обеспечивают равенство их скоростей при постоянстве скорости движения изделия и при изменении скорости движения воздушно-порошковой смеси путем регулирования ее расхода числом оборотов газодувки — центробежного вентилятора. Аналогичный же результат равенства скоростей движения изделия и воздушно-порошковой смеси достигают при постоянстве скорости движения воздушно-порошковой смеси на участке нанесения путем регулирования скорости движения изделия жилы кабеля связи на приемоотдающем устройстве, числом оборотов привода названного устройства.

Создание на участке осаждения равенства скоростей движения изделия и воздушно-порошковой смеси способствует более эффективному осаждению полидисперсных частиц порошка полиэтилена на движущееся изделие, так как отсутствует градиент относительной скорости между движущимся изделием (жилой кабеля связи) и воздушно-порошковой смесью, что облегчает условия осаждения заряженных частиц полимерного порошка на движущееся изделие.

Изделие с нанесенным на его поверхность попоп1ком полиэтилена поступает в узел регулипования толщины полимеоного покрытия, котопый работает следующим образом. Воздух поступает от линии сжатого воздуха (на чеотеже не показано) в кольцевой коллектор 12 через входные патрубки 14 и выхочит через сопла 15 и эластичные трубки 16 в виде четырех струй равномерно со всех сторон по контуру, охватьтваюших протягиваемую чеоез отверстия 20 и 13 медную жилу кабеля связи диаметром 0,32 мм с нанесением на ее поверхность в участке осаждения 2 (см. фиг. 1) попоп ком полиэтилена. Эластичные трубки 16, выполненные из полиэтилена или поливинилхлорида, дают возможность изгиба их концов под углом 1 — 80 к направлению движения жилы. Установив угол направления струй воздуха с требуемой по технологии получения покрытия на жиле толщиной изоляции, например 30, производят обдув жилы с нанесенным на ее поверхность порошком полиэтилена.

При этом часть порошка сдувается с поверхности жилы. Так как струи воздуха, идущие из кольцевого коллектора 12, направлены навстречу движению жилы в отверстие 20, служащее для выхода жилы из участка асаждсния ццркуляпионного конту887028

6 ра 1, потерь воздушно-порошковой смеси не происходит.

Шпильки 18, соединяющие фланец 17 корпуса кольцевого коллектора с фланцем

19 участка нанесения 2, позволяют при необходимости уплотнить отверстие 20 перемещением кольцевого коллектора 12 вдоль направления движения жилы.

Угол направления воздушного потока к направлению движения жилы изменяется от 1 до 80, а скорость движения воздушного потока изменяется от 0,1 до 50 м/с.

Эти параметры обусловлены тем, что при

1 и скорости движения воздушного потока

0,1 м/с создаются гидродинамические условия, обусловливающие начало сдувания частиц порошка полимера и начало механического регулирования толщины полимерного покрытия. Угол 1 соответствует почти параллельному направлению воздушного потока вдоль направления движения жилы, а скорость движения воздушного потока из сопл кольцевого коллектора, равная 0,1 м/с, соответствует скорости питания частиц полиэтилена с дисперсностью 30 — 150 мкм.

В результате расширения воздушных струй, идущих под углом наклона 1, поток воздуха из коллектора при названных граничных параметрах 1 и скорости 0,1 м/с сдувает с нанесенного на поверхность изделия порошка полиэтилена отдельные единичные частицы порошка, т. е. позволяет при названных параметрах осуществить тонкую регулировку толщины полимерного покпытия.

Параметры движения воздушного потока, соответствующие 80 и скорости движения 50 м/с, отвечают граничным условиям, 40 при которых происходит сдувание порошка полимера с изделия, в результате которого идет жила с отдельными частицами порошка или без сплошного слоя полимерного порошка на изделии.

Угол направления воздушного потока к направлению движения жилы, равный 80, является граничным также и потому, что при поевьппении этого угла происходит интенсивная раскачка жилы, что ведет к возникновению на изделии автоколебаний и способствует сбпасыванию части порошка с изделия, что ухудшает качество получаемого полимерного покрытия, так как приводит к его разнотолщинности.

Кроме того, часть порошка попадает в в печь термического формирования покрытия, где разлагается.

Далее изделие с нанесенным на его поверхность порошком полиэтилена пост пает в устройство для термического формирования на изделии порошкового полиэтиленового покрытия, которое представляет собой электронагревательную печь ИК-нагрева, термическую камеру которой, вы05 полненную в риде металлической трубы, 887028

7 подключают во вторичную обмотку понижающего трансформатора (фиг. 1).

Нагрев термической камеры печи ИК-нагрева производят путем прямого пропускания электрического тока, В печи ИК-нагре- 5 ва процесс термического формирования полимерного покрытия из порошка полиэтилена ведут со скоростью нагрева 200—

6000 С/с в течение 0,05 — 0,5 с до оплавления поверхности частиц порошка полиме- 10 ра, после чего изделие (жила кабеля связи) поступает в охлаждающую ванну 11 и далее на катушку приемоотдающего устройства.

При этом после охлаждающей ванны 15 производят измерение диаметра полимерного покрытия на изделии комплектом измерительной аппаратуры (на чертеже не показано), сигнал от которого направляют в устройство автоматического контроля для 20 автоматического регулирования толщины полимерного покрытия (на чертеже не показано) путем организации действия обратной связи между диаметром покрытия и величиной напряжения на зарядном элек- 25 троде или между диаметром полимерного покрытия на изделии и производительностью привода для циркуляции воздушно-порошковой смеси.

Использование описанного устройства 30 позволяет повысить эффективность нанесения частиц порошка полиэтилена на изделие (жилу кабеля связи) на 10% и, следовательно, дает возможность получения более качественных покрытий, что особеп- 35 но важно в химическом машиностроении и кабельной технике; регулировать толщину наносимого полимерного покрытия в широком диа пазоне толщин и, таким образом, получать, где это необходимо, тонко- 40 слойные покрытия порядка десятков микрометров, ликвидировать потери порошка при нанесении на изделия.

Формула изобретения

1. Способ нанесения полимерного порошкового покрытия, включающий создание циркулирующего потока заряженного аэрозоля, осаж|дение в электростатическом по- 50 ле на изделие порошка, полимера при совместном движении аэрозоля и изделия, термообработку покрытия и регулирование толщины покрытия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества покрытия, скорости движения аэрозоля и изделия выравнивают путем регулирования расхода аэрозоля при постоянной скорости движения изделия или путем регулирования скорости движения изделия при постоянной скорости потока аэрозоля.

2. Способ по п. 1, отл ича югци йся тем, что регулирование толщины покрытия на движущемся изделии осуществляют путем обдува изделия кольцевым потоком воздуха, охватывающим изделие и направленным под углом 1 — 80 к направлению движения изделия со скоростью 0,1—

50 м, с.

3. Способ по пп.1и2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения непроизводительного расхода порошка, кольцевой поток воздуха, охватывающий изделие, напрoBëÿþò навстречу движеHèþ изделия при выходе его из зоны осаждения порошка.

4. Устройство д.я нанесения полимерного порошкового покрытия, содер.кащее циркуляционный контур, зарядный узел с источи иком высокого напряжения, шнековый питатель порошка, газодувку и узел регулирования толщины покрытия, о т л ич а ю щ е е с я тем, что участок циркуляционного контура в зоне осаждения порошка, выполнен в виде горизонтально расположенной трубы, а узел регулирования толщины покрытия вы|полнен в виде кольцевого коллектора с внутренним отверстием для прохода изделия, установленного с возможностью поступательного перемещения вдоль направления движения изделия, причем на обращенной к выходному концу трубы торцовой поверхности кольцевого коллектора закреплены перпендикулярно ей и равномерно по окружности сопла.

5. Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сопла снабжены эластичными трубками, закрепленными на пх концах с возможностью изгиба в радиальных плоскостях.

6. Устройство по п. 4, о тл и ч а ю ще сс я тем, что на соплах к .. сктора зз .;реплена кольцевая насадка с кольцевой кони. ческой щелью, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 42-3854, кл. 60Â111, опублпк. 1967 (прототип), 887028 4

/с

/У /Ф;,у

Составитель Л. Янюшин

Техред Л. Куклина

Корректор А. Галахова

Редактор Н. Козлова

Заказ 2339/17 Изд. № 612 Тираж 784 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2