CS274275B2 - Method of electric machines and machines' parts impregnation - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu potahování, popřípadě impregnování strojů, s výhodou elektrických strojů, a částí strojů izolačním lakem.

V současné době se v elektrotechnickém průmyslu používá k impregnování elektrických strojů a jiných elektrotechnických výrobků jednak impregnačních prostředků obsahujících organická rozpouštědla a jednak impregnačních prostředků bez rozpouštědel. Známé postupy jsou postačující s ohledem na elektrické a jiné požadavky kladené na impregnaci.

V poslední době lze pozorovat několik tendencí ve vývoji impregnačních postupů. Jedna z těchto tendencí vedla k vývoji tak zvaného postupu VPI, při kterém se izolační systém elektrických strojů vytvoří z izolačních materiálů bez pojivá a impregnuje se pod tlakem pojivém prostým rozpouštědla, zejména epoxidovou pryskyřicí nebo epoxypolyesterovou pryskyřicí .

Jiný hlavní směr vývoje vedl k tak zvanému kapacímu postupu. Při tomto postupu se na části strojů, které se mají impregnovat, během jejich otáčení nechá kapat tak dlouho lak prostý rozpouštědla, až se izolační systém proimpregnuje lakem.

Třetí tendence spočívá ve zdokonalení obvyklého postupu. Obvyklý postup spočívá v tom, že se impregnuje laky, které obsahují organické rozpouštědlo, jednou nebo dvakrát, přičemž se provedou tyto dílčí operace:

If

1. předsušení

2. proimpregnování a nasycení

3. vysušení

4. vypálení.

Izolačním systémem opatřené cívky se předsuší při teplotě přibližně 105 až 110 °C ve vakuu nebo při atmosférickém tlaku, načež se ochladí na teplotu 25 až 50 °C a pak se impregnují, tzn. ponoří se do laku. Tato operace se může provést jak při atmosférickém tlaku, tak také ve vakuu. Pak se cívka vyjme z laku a zahřeje na 70 až 80 °C, aby se vysušila, načež se vypaluje při teplotě předepsané pro příslušný lak.

Obvyklý postup má řadu podstatných nevýhod. Jednak je tento postup spojen s vysokou spotřebou energie, protože je třeba opakovaně zahřívat strojní části, které nemají právě malou hmotnost, jednak je nevýhodná přítomnost organického rozpouštědla, které je, jak známo hořlavé a zdravotně závadné a znečišťuje při odpaření do vzduchu okolí. Tato dvě hlediska mají proto velký význam, že u elektrických strojů, kde se jedná o zařízení velkých rozměrů, je dodržování a kontrola předpisů upravujících protipožární ochranu, bezpečnost práce a ochranu životního prostředí krajně obtížná.

Vynález si klade za úkol realizovat takový způsob impregnováni elektrických strojů, u kterého použitý impregnační lak by nebyl nebezpečný s hlediska možnosti vzniku požáru a škodlivý účinek laku na životní prostředí a na zdraví by byl minimální, přičemž by byly zaručeny stejné elektrické a ostatní technické parametry jako u dříve známých způsobů a laků.

Je všeobecně známo, že se vlastnosti elektrických izolačních materiálů dokonce již při poměrně malém obsahu vlhkosti rapidně zhoršují. Z toho důvodu se v elektrotechnickém průmyslu dávno vůbec nepoužívalo produktů ředitelných vodou. Stále se zpřísňující předpisy upravující ochranu životního prostředí, zdraví a bezpečnosti práce však nutí elektrotechnický průmysl k tomu, aby se důkladně zabýval zaváděním těchto produktů.

Prvními produkty tohoto druhu byly vodou ředitelné vypalovací laky na plech. Jejích zavedení bylo poměrně lehkým úkolem, protože se měly opatřit volné plochy desek tenkou (5 až 15 yum) vrstvou laku, takže při vypalování bylo možno zaručit dokonalé odstranění vody. Při lakování desek se ukázalo, že laky ředitelné odpovídajícím množství vody mají po vypálení vynikající všeobecné a elektrické vlastnosti.

»

Vynález je založen na poznatku, že při výběru takových laků, které mají kromě všeobecných vlastností také vyhovující schopnost uvolňovat vodu a mají nepatrný sklon k puchýřkovatění, se při odpovídajících podmínkách impregnování a vypalování může dosáhnout takové impregnace, která svou kvalitou odpovídá impregnaci provedené laky obsahujícími organická rozpouštědla.

Vynález se týká způsobu potahování, popř. impregnování částí strojů, zejména elektrických strojů, izolačním lakem.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se část stroje opatřená izolačním systémem při teplotě místnosti, s výhodou při teplotě v rozmezí od 15 do 40 °C, při atmosférickém tlaku, popřípadě ve vakuu, popřípadě pod tlakem, ponoří do vodorozpustného laku o hodnotě pH 7 až 11, s výhodou 7 až 8, a efuzi 20 až 150 s, s výhodou 35 až 55 s (měřeno při 20 °C a 20 až 200 mPa.s) na tak dlouho, až na povrchu laku již není patrná žádná tvorba puchýřků, načež se část stroje vyjme z laku, lak se nechá odkapat a při atmosférickém tlaku nebo ve vakuu se při teplotě v rozmezí od 15 do 80 °C, s výhodou od 25 do 40 °C vysuší a pak se lak vypálí při teplotě předepsané pro příslušný lak.

Impregnace provedená podle vynálezu se odlišuje od klasického postupu tím, že odpadá operace předsoušení, protože během impregnace se do systému dostává voda. Lak proniká díky své vynikající aktivní vzlínavosti do nejmenších mikrokapilár už při teplotě místnosti. Během vypalování se rr/usí samozřejmě voda dokonale odstranit. To je základní předpoklad pro dosažení žádaných elektrických parametrů.

1. při proimpregnování:

Aby byl lak použitelný pro impregnační účely v elektrotechnickém průmyslu, musí mít tyto vlastnosti:

odpovídající viskozitu, dobrou smáčivost, nejmenší možný obsah pomocných rozpouštědel, dobrou skladovatelnost, dokonalou schopnost uvolňovat vodu, minimální tvorbu puchýřků, krátkou vypalovací dobu,

2. při vypalování:

3. po vypalování:

odpovídající elektrické a mechanické vlastnosti, dobrou odolnost vůči vodě, vodní páře, olejům a chemikáliím, při opakované impregnaci dobré spojení.

Takové vlastnosti mají speciální laky, kterými jsou vodné roztoky olejem modifikované nebo nemodifikované alkydové pryskyřice o vysokém čísle kyselosti, které obsahují zesilující karbamidovou nebo/a melaminovou nebo/a fenolovou pryskyřici, neutralizovanou organickým nebo anorganickým aminem.

Oále je způsob podle vynálezu blíže objasněn na dvou příkladech jeho výhodného provedení.

Příklad 1

Impregnace rotoru nově vyrobeného motoru provozní dílny

Zvoleným strojem pro impregnování je rotor komutátorového pojezdového motoru napájeného proudem vlnového průběhu o hmotnosti přibližně 85 kg, výkonu 34 kW, počtu otáček 1 470 a s kontinuální izolací. Jako impregnačního laku bylo použito vodného roztoku alkydové pryskyřice o vysokém čísle kyselosti, obsahujícího zesilující melaminovou pryskyřici zneutralizovanou organickým aminem a malé množství organických pomocných rozpouštědel. Rotor byl uložen do impregnační nádrže svisle komutátorem nahoru. V jiné nádrži byla nastavena hodnota pH impregnačního laku na 7,5 a lak byl zředěn vodovodní vodou až na hodnotu efuze 35 s (měřeno při 20 °C a 20 až 200 mPa.s). Obsah netěkavé substance v laku byl při tom přibližně 35 °-í. Pak se trubkou spojující obě nádrže přečerpalo do impregnační nádrže tolik laku, že byl rotor pokryt až ke komutátoru, a ponechal se tam tak dlouho, až se na povrchu laku přestaly tvořit puchýřky. To trvalo asi hodinu. Pak se lak přečerpal zpátky do přípravné nádrže, rotor se vyzdvihl nad nádrž, nechal odkapat a pak se setřel lak mokrým hadrem z konce hřídele. Stroj se pak za účelem odpaření vody nejprve udržoval po dobu čtyř hodin při atmosférickém tlaku na teplotě 50 °C, načež se lak vypaloval po dobu 12 hodin při pro lak předepsané teplotě 130 °C. Tento postup se opakoval pro dosažení potřebné kvality impregnace, avšak s tím rozdílem, že se efuze laku nastavila na 50 s. Pak obsahoval lak přibližně 45 % netěkavé substance. Kvalita impregnace byla vyhodnocena známým způsobem změřením izolačního odporu při teplotě 130 °C.

Příklad 2

Impregnace již použitého motoru za účelem údržby - renovace

Podle tohoto přikladu provedení zvolený motor se měl renovovat po používání po dobu

000 provozních hodin, avšak ještě v provozuschopném, i když zchátralém, zaolejovaném, špinavém stavu. Motor měl tyto technické parametry: hmotnost přibližně 20 kg, komutátorová kotva. V prvé fázi impregnování byl motor vyčištěn. To bylo provedeno silným proudem kapaliny, nejprve vodným roztokem detergentu a pak čistou vodou. Poté se motor vnesl bez vysušení do impregnační nádrže a byla provedena impregnace, jak popsáno v příkladu 1.

V daném případě bylo impregnováno dvakrát, podle stavu a plánovaného druhu zatížení motoru však může být postačující jen jedna impregnace.

Parametry (hodnosta pH, viskozita, obsah netěkavé substance) laku se vždy stanoví podle podmínek v příslušném průmyslovém oboru a charakteru konstrukčního dílu, který se má impregnovat. Hodnota pH laku může být zvolena v rozmezí 7 až 11, s výhodou 7 až 0, efuze laku v rozmezí 20 až 200 s, s výhodou 30 až 60 s (měřeno při 20 °C a 20 až 200 mPa.s) a obsah netěkavé substance v rozmezi 20 až 70 %, s výhodou 30 až 45 %.

Z popsaných příkladů provedení je zřejmé, že způsob podle vynálezu má oproti obvyklému způsobu řadu výhod. Podstatná výhoda spočívá v tom, že se použitím laku rozpustného ve vodě eliminuje nebezpečí požáru a exploze a redukuje škodlivý účinek na zdraví a znečištění životního prostředí. Lak, který se dostane na kůži, se může odstranit vodovodní vodou a mýdlem. Kromě toho se při způsobu podle vynálezu ušetří jedna pracovní operace, a to předsoušení, čímž se dosáhne podstatných úspor časových, pracovních a energetických. Laky použitelné u způsobu podle vynálezu vyžadují krátkou dobu pro vypálení, což vede rovněž k významným časovým a energetickým úsporám.

Podle zkušeností získaných při používání způsobu podle vynálezu bylo dosaženo 50¾ ní časové úspory a 50¾ ní energetické úspory.

Claims (1)

1. Způsob impregnování částí strojů, zejména elektrických strojů isolačním lakem, při němž se isolační systém části stroje ponoří do impregnačního laku, suší a vypaluje při teplotě předepsané pro příslušný lak, vyznačující se tím, že se část stroje opatřená izolačním systémem při teplotě 15 až 40 °C a atmosférickém tlaku, vakuu nebo při zvýšeném tlaku potopí do laku rozpustného ve vodě o hodnotě pH 7 až 11, s výhodou 7 až 0, a efuzi 20 až 150 s, s výhodou 35 až 55 s, měřeno při 20 °C a 20 až 200 mPa.s, na tak dlouho, že se na povrchu laku přestanou tvořit bubliny, načež se část stroje z laku vyjme, lak se nechá okapat a za atmosferického tlaku případně ve vakuu se při teplotě 15 až 00 °C, s výhodou 25 až 40 °C, suší a pak se vypaluje.