PL72629B1 - - Google Patents

Description

Urzadzenie do ogrzewania materialów dielektrycznych powlekajacych przewody elektryczne za pomoca fal ultra wielkiej czestotliwosci Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ogrze¬ wania materialów dielektrycznych powlekajacych przewody elektryczne za pomoca fal ultra wielkiej czestotliwosci.Wulkanizacja powlok dielektrycznych róznego ro¬ dzaju przewodów i kabli elektrycznych w sposób ciagly stanowi nadal trudne zagadnienie.W praktyce, dla zwulkanizowania, powloki musza byc ogrzewane jesli sa z elastomerów, albo musza byc calkowicie usieciowane jesli isa to powloki z zy¬ wic termoplastycznych z dodatkami usieciowujacy- mi jak na przyklad nadtlenki.Oprócz urzadzen do obróbki termicznej z autokla¬ wami, w których para albo gaz stanowily czynnik przenoszacy cieplo na powloke dielektryczna, znane jest urzadzenie do obróbki materialu dielektrycznego powlekajacego element (przewodzacy elektrycznosc, na przyklad z angielskiej literatury patentowej, za¬ wierajacy przewodzace rury oddzielone co najmniej jednym odstepem, przy czym rury sa zespolone pa¬ rami i polaczone z dwoma biegunami generatora fal metrycznych w taki sposób, ze pole elektryczne prze¬ biega promieniowo z jednej elektrody która stanowi jedna z rur, do przewodu o obrabianej powloce a z przewodu do drugiej rury stanowiacej druga elektrode kazdej pary. W ten sposób przewód prze¬ wodzacy powleczony powloka poddawana obróbce na¬ lezy do obwodu elektrycznego, a prad wysokiej cze¬ stotliwosci przeplywa z jednej do drugiej elektrody poprzez powloke która na skutek zjawiska Joule'a 10 15 20 25 30 zostaje wówczas ogrzana. W tym urzadzeniu odstepy oddzielajace rury sa stosowane jedynie po to aby zapobiec tworzeniu sie luku elektrycznego.Przewód metalowy znajdujacy sie wewnatrz obra¬ bianej powloki stanowiacy element przewodzacy prad wysokiej czestotliwosci jest silnie nagrzany co zaklóca tak znacznie charakterystyke procesu ogrze¬ wania przy róznych przewodach, ze nie bylo mozli¬ wosci uzyskania regularnego podgrzewu i wlasciwej struktury powloki dielektrycznej.Celem wynalazku jest usuniecie tej niedogodnosci a zadaniem wynalazku jest skonstruowanie urzadze¬ nia, umozliwiajacego ciagla obróbke termiczna ele¬ mentów metalowych pokrytych powloka z wielka predkoscia a w szczególnosci przewodów i kabli elektrycznych uprzednio powleczonych materialem dielektrycznym.Cel wynalazku zostal osiagniety dzieki temu, ze urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia ogrzewanie za pomoca fal decymetrowych powleczonego mate¬ rialem dielektrycznym elementu przewodzacego elek¬ trycznie, przemieszczanego przez rury przewodzace umieszczone w oslonie przewodzacej w taki sposób, ze tworza wglebiona przestrzen rezonansowa, przy czym skladowa elektryczna pola elektromagnetycz¬ nego powstalego w tym wglebieniu nie ma zadnego wplywu na przewód przewodzacy umieszczony we¬ wnatrz powloki utwardzanej, gdyz czesc powloki dielektrycznej znajdujacej sie w przerwie miedzy 7262972629 rurami dziala tak, jak ladunek absorbujacy energie wysokiej czestotliwosci.Urzadzenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze przewodzace rury umieszczone sa jedna za druga i oddzielone wzajemnie od siebie co najmniej jedinym odstepem, przy czyim sa one zarazem umiesz¬ czone wspólosiowo wzgledem przewodzacej obudo¬ wy, a do przestrzeni rezonansowej, która tworzy obu¬ dowa razem z rurami, przylozone jest poprzez falo¬ wód pole elektromagnetyczne wytworzone przez ge¬ nerator fal ultra wielkiej czestotliwosci, przy czym skladowa elektryczna pola elektromagnetycznego we wglebionej przestrzeni rezonansowej jest przylozona do dielektrycznej powloki obrabianego przewodnika w obszarze odstepu oddzielajacego przewody rurowe.Przewód wyposazony jest na swych koncach w zwie¬ rajace wkladki rurowe zapewniajace dostrojenie urzadzenia do impedancji generatora.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysurtku, na którym fig. 1 — przedstawia urzadzenie w przekroju podluznym, fig. 2 — schemat elektryczny urzadzenia, fig. 3 — inne wykonanie urzadzenia w przekroju podluznym.Urzadzenie do wulkanizacji elastomerów lub usie- ciowania zywic syntetycznych termoplastycznych, powlekajacych przewód 1 lub kabel elektryczny usy¬ tuowane jest korzystnie w jednej linii z urzadzeniem powlekajacym, stanowiacym wytlaczarke majaca wy¬ lot w postaci otworu 3 dla przepuszczenia przewo¬ du 1 lub kabla oraz posiadajaca kanaly 4 w ksztal¬ cie lap doprowadzajace material tworzacy powloke 2 i dysze kalibrujaca 5.Dysza kalibrujaca 5 moze posiadac rózne ksztalty w zaleznosci od tego czy powloka 2 ma miec scianki gladkie czy rowkowane, podluzne lub poprzeczne lub czy powloka ma przylegac na calej powierzchni prze¬ wodu 1 lub kabla, czy tez przeciwnie, powloka ta, w niektórych miejscach ma nie pokrywac przewo¬ du 1. Jezeli powloka 2 styka sie z przewodem 1 tyl- kc w pewnych obszarach, dysza 5 jest wyposazona w matryce formujace, stale lub ruchome, przy czym dla wspólpracy matryc z urzadzeniem, potrzebne jest wytworzenie cisnienia lub podcisnienia iwewnatrz lub na zewnatrz powloki 2. Dysza 5 moze byc usy¬ tuowana bezposrednio przy wlocie urzadzenia stano¬ wiacego wynalazek lub równiez moze byc usytuowa¬ na iw pewnej odleglosci, co zalezy od uzupelniajacej obróbki, która ma byc dokonana.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przeznaczone w zasadzie do grzania lub podgrzewania materialu tworzacego powloke 2 aby doprowadzic ja do tempe¬ ratury odpowiedniej do wulkanizacji, gdy powloke stanowi elastometr lub by nastapilo usieciowanie gdy powloke stanowia zywice termoplastyczne takie jak polietylen, to znaczy zawierajace na przyklad nad¬ tlenki. W przypadku gdy materialem pokrywajacym jest kauczuk, temperatura do której powinna byc doprowadzona powloka 2 jest rzedu 180°C.Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera generator 6 fal ultra wielkiej czestotliwosci, stanowiacy ge¬ nerator magnetronowy, którego antena 7 umieszczo¬ na jest w falowodzie 8 o przekroju prostokatnym, wykonanym z metalu o dobrym przewodnictwie, na przyklad mosiadzu, miedzi, aluminium itp. Falowód 8 podlaczony jest z przewodzaca obudowa 9. 10 15 20 25 30 35 45 50 55 60 65 Urzadzenie zawiera ponadto co najmniej dwa wy¬ drazone rdzenie korzystnie w postaci przewodzonych rur 10 i 11, usytuowanych wspólosiowo, z przewodza¬ ca obudowa 9 tak, ze obudowa i przewodzace rury 10, 11 tworza przewód wspólpsiowy. Wyloty falowo¬ du 8 sa zamkniete przez wkladki zawierajace 12 i 13.W ten sam sposób konce przewodzacej obudowy 9 sa zamkniete za pomoca pierscieni zwierajacych 14 i 15. Na rury 10 i U sa nalozone pierscienie 16 i 17 z materialu przepuszczajacego fale ultra wielkiej cze¬ stotliwosci na przyklad z czterofluoretylenu, piers¬ cienie te sa nalozone na przewodzace rury 10, 11 na ich koncach zwróconych do siebie tak, ze miedzy ty¬ mi koncami tworza wspólosiowa komore 18. Piers¬ cienie 16, 17 sa korzystnie ruchome osiowo i w tym celu sa polaczone z elementami nastaiwczymi 19 wy¬ konanymi na przyklad z metalu i zakrywaja przynaj¬ mniej czesciowo otwory 20 znajdujace sie w prze¬ wodzacej obudowie 9.Przewód 1 lub kabel powleczony powloka 2 usy¬ tuowany jest wewnatrz przewodzacych rur 10, 11 w których jest prowadzony. Korzystnie jest, aby srednica wewnetrzna tych rur byla zblizona do sred¬ nicy zewnetrznej powlekanego przewodu lub kabla, oprócz tego waznym jest, aby nie bylo tarcia miedzy powloka 2 a scianka wewnetrzna przewodzacych rur 10, 11. W tym celu wewnatrz rur 10, 11, znajduja sie wykladziny w postaci wkladki 21 wykonane z ma¬ terialu o malym wspólczynniku tarcia na przyklad z politerofluóretylenu i obojetnego na dzialanie fal ultra wielkiej czestotliwosci oraz pola elektryczne¬ go/Stosujac w rurach 10 i 11 wkladki 21 o róznych grubosciach mozliwe jest obrabianie powleczonych przewodów lub kabli o róznych srednicach w tym samym urzadzeniu.Na rysunku nie pokazano urzadzenia do przeciaga¬ nia przewodów i kabli lecz jasnym jest, ze takie urza¬ dzenie musi byc przewidziane w ciagu maszyn pro¬ dukcyjnych aby produkowany kabel mógl byc prze¬ ciagany w sposób ciagly i ze stala predkoscia przez urzadzenie wedlug wynalazku.W technice fal ultra wielkiej czestotliwosci spra¬ wa zasadnicza jest, aby impedancja wszystkich ele¬ mentów czynnych urzadzenia odpowiadala generato¬ rowi falowemu, to jest macmetronowi. Nalezy zatem przede wszystkim dopasowac elektronicznie czesc przetwornika zawierajaca magnetron, falowód i czesc przewodu wspólosiowego, który stanowi przewodza¬ ca obudowa 9 i przewodzaca rura 10. Falowód 8 mo¬ ze byc przestrojony (fig. 2) za pomoca skladajacego sie z rezystora R, cewki indukcyjnej L ixkondensa¬ tora C obwodu elektrycznego o tej samej charakte¬ rystyce impedancji co magnetron. Ta czesc powloki 2 dielektrycznej, która przechodzi przez komore wspólosiowa 18 dzielaca przewodzace rury 10 i 11' stanowi obciazenie Co, gdyz czesc ta absorbuje, ener¬ gie elektromagnetyczna wyslana przez magnetron 6.Urzadzenie nalezy zatem tak zestroic aby impe¬ dancja obciazeniowa Co (fig. 2) która stanowi impe¬ dancja transformatora T, którego obwód wtórny jest wlaczony w szereg z obciazeniem. Dostrojenie impe¬ dancji. charakteryzujacej magnetron realizuje sie przy pomocy pierscieni 16, 17, które dzialaja jako ze¬ spól kondensatorów i samoindukcji sprzezonej z ob-72629 ciazeniem Co. Pierscienie 16, 17 dzieki temu ze sa ru¬ chome, dzialaja jako zespól o zmiennej pojemnosci i indukcyjnosci oznaczonych na fig. 2 symbolami LI" oraz z Cl.Przewód wspólosiowy utworzony przez przewodza¬ ca obudowe 9 i przewodzaca rure 10 stanowi linie przenoszenia miedzy obwodem R L C i transformato¬ rem T. Impedancja tej linii powinna byc regulowa¬ na, co osiaga sie przez co najmniej kilka ruchomych wkladek zwierajacych 12, 13 lub pierscieni zwie¬ rajacych 14, 15, których parametry przedstawione sa jako indukcyjnosc L2 i zmienna pojemnosc C2 wla- czpna szeregowo w obwód wtórny transformatora T.W przewodniku wspólosiowym skladajacym sie z przewodzacej obudowy 9 i przewodzacych rur 10 i U, pole elektryczne powstajace przy stosowaniu falx ultra wielkiej czestotliwosci miedzy dwoma ele- merutami wspólosiowymi uklada sie w sposób, przed¬ stawiony schematycznie na fig. 1 za pomoca strza¬ lek, natomiast pole magnetyczne ultra wielkiej cze¬ stotliwosci na przyklad rzedu do 2500 MHz jest ab¬ sorbowane przez dielektryk, w szczególnosci dielek¬ tryk tworzacy powloke 2 kabla lub przewodu. 1 w strefie wewnatrz obudowy 9 w (której powloka ta jest nieekiranowana, to jest wewnatrz komory wspólosiowej 18.Dlugosc komory wspólosiowej 18 to znaczy odleg- lojc dzielaca przewodzace rury 10 i 11 nie jest oboje- na, odleglosc ta zalezy zwlaszcza od stosowanej cze¬ stotliwosci i od grubosci obrabianej powloki 2. Na przyklad odleglosc dzielaca przewodzace rury 10 i 11 jest rzedu 2 cm przy obrabce powloki kabla o sred¬ nicy od 10 do 60 mm w urzadzeniu wydzielajacym moc 2 kW którego obudowa zewnetrzna 9 ma dlu¬ gosc 250 do 500 mm i srednice 50 do 80 mm.Przykladowo kabel o rdzeniu metalowym majacym srednice 6,5 mm powlekany materialem syntetycz¬ nym do srednicy 20,5 mm moze byc obrabiany w urzadzeniu do ogrzewania o nastepujacych da¬ nych. Impedancja przerwy miedzy prowadnicami któ¬ rymi sa rury 10 i 11 wynosi Z = 65 Q, grubosc piers¬ cieni 16 i 17 dostrajajacych impedancje jest rzedu 3 mm, rdzenie stanowiace przewodzace rury 10 i 11 maja srednice wewnetrzna 21 mm i zewnetrzna 26 mm. Przewodzaca obudowa 9 ma srednice we¬ wnetrzna 65 mm i zewnetrzna 70 mm.Kabel o rdzeniu metalowym, którego srednica wy¬ nosi 9 mm pokryty materialem syntetycznym do sred* nicy 12,5 mm moze byc obrabiamy w piecti-ó poniz¬ szych danych.Impedancja przerwy miedzy przewodzacymi rurami 10 i llr Z = 110 Q, grubosc pierscieni 16 i 17 stoso¬ wanych do dostrajania impedancji wynosi 13,3 mm, przewodzace rury 10 i 11 maja srednice wewnetrzna 13 mm oraz srednice zewnetrzna 16 mm, obudowa 9 ma srednice wewnetrzna 40 mm i zewnetrzna 50 mm.Powyzej -mówione i przedstawione na fig. 1 urza¬ dzenie zawiera falowód prostokatny i przewód wspól¬ osiowy. Jednak nie jest to konieczne, gdyz jak przed¬ stawia to fig. 3 falowód prostokatny moze byc za¬ stapiony przez dwa segmenty przewodzacych prze¬ wodów wspólosiowych 22, 22a i 23, 23a polaczonych odpowiednio z przewodzaca obudowa 9 i z rdzeniem stanowiacym prowadzaca rure 10. W tym przykla¬ dzie wykonania urzadzenia magnetron 6 jest podla- 10 15 20 25 30 35 50 55 60 65 czony bezposrednio do przewodów wspólosiowych 22, 22a, a pierscien zwierajacy 13a umozliwia zestro¬ jenie elektroniczne urzadzenia, którego inne pozo¬ stale czesci sa takie same jak w omówionym po¬ przednio przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 1.Wynalazek nie ogranicza sie do przykladów wyko¬ nania wyzej omówionych i mozna zastosowac rózne jego modyfikacje bez przekroczenia zakresu ochro¬ ny. W szczególnosci kilka urzadzen analogicznych do wyzej opisanych mozna polaczyc szeregowo dla uzyskania wiekszej mocy. Urzadzenie wedlug wy¬ nalazku moze byc napelnione innym gazem niz po¬ wietrze, przykladowo, dla obróbki zywic termopla¬ stycznych korzystne jest uzycie azotu.Z.a strzezenia patentowe 1. Urzadzenie do ogrzewania materialów dialek¬ tycznych powlekajacych przewody elektryczne za pomoca fal ultra wielkiej czestotliwosci, w którym przewód elektryczny powleczony materialem dielek¬ trycznym przemieszczany jest w rurach przewodza¬ cych umieszczonych jedna za druga i wzajemnie od¬ dzielonych od siebie co najmniej jednym odstepem, znamienne tym, ze rury przewodzace (10, 11) oddzie¬ lane co najmniej jednym odstepem sa umieszczone wspólosiowo wzgledem przewodzacej obudowy (9) wyznaczajacej razem z tymi przewodzacymi rurami (10, 11) przestrzen stanowiaca rezonansowa komore (18), do której popizez falowód (8) przylozone jest pole elektromagnetyczne wytworzone przez genera¬ tor (6) fal ultra wielkiej czestotliwosci, przy czym skladowa elektryczna pola elektromagnetycznego wzbudzonego w komorze rezonansowej (18) jest przy¬ lozona do dielektrycznej powloki (2) przewodu (1) w obszarze odstepu oddzielajacego przewodzace ru¬ ry (10, 11) w komorze rezonansowej (18). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wykorzystanie pola elektromagnetycznego wytworzo¬ nego przez generator (6) fal wysokiej czestotliwosci jest zapewnione przez antene (7) polaczona z gene¬ ratorem i wychodzaca do falowodu (8) polaczonego z przewodzaca obudowa (9). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, .znamienne tym, ze wykorzystanie pola elektromagnetycznego wytworzo¬ nego przez generator (6) jest zapewnione przez falo¬ wód skladajacy si^ z dwóóh wspólosiowych przewo- -dów \2% 22a)/przy czym pierwszy przewód (22) jest polaczony z przewodzaca obudowa (9), a drugi (22a) — z jedna przewodzaca rura (10). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2 i 3, znamienne tym, ze falowód wyposazony jest na swych koncówkach w zwierajace wkladki zapewniajace dostrojenie urza¬ dzenia do impedancji generatora. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—4; znamienne tym, ze zawiera dwa pierscienie (16, 17) z materialu prze¬ puszczajacego "fale ultra wielkiej czestotliwosci umieszczone po obu stronach odstepu oddzielajace¬ go przewodzace rury (10, 11) i rozciagajace sie, mie¬ dzy rurami (10, 11), a przewodzaca obudowa (9). 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze przepuszczajace pierscienie izolujace wykonane sa z politetrafluoretylenu. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze72629 zawiera srodki do osiowego pomieszczenia pierscie¬ ni sluzacych do strojenia. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze przewodzace rury maja wewnetrzna scianke powle- 8 czona wykladzina (21) z materialu obojetnego na dzialanie fal ultra wielkiej czestotliwosci i majacego maly wspólczynnik tarcia, taki jak material typu politetrafluoretylenu.Ha.a 13+ Cena 10 zl CDW 7145-74 120 PL PL