PT715565E - Metodos de moldacao composi.oes elastomericas de silicone resistentes a marcas e partes moldadas aperfeicoadas com melhor resistencia a formacao de arcos voltaicos descarga disruptiva e poluicao - Google Patents

Description

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t DESCRIÇÃO "MÉTODOS DE MOLDAÇÃO, COMPOSIÇÕES ELASTOMÉRICAS DE SILICONE RESISTENTES A MARCAS E PARTES MOLDADAS APERFEIÇOADAS COM MELHOR RESISTÊNCIA À FORMAÇÃO DE ARCOS VOLTAICOS, DESCARGA DISRUPTIVA E POLUIÇÃO"

Campo Técnico da Invenção

Esta invenção refere-se a novos desenhos das protecções superiores com melhor resistência à formação de arcos voltaicos, de descarga disruptiva e/ou poluição e um método para a fabricação dos mesmos. Mais especificamente, a invenção refere-se a um método de moldação aperfeiçoado que elimina a linha vertical do molde (longitudinal) das partes protegidas para isoladores de baixa, média e alta tensão, buchas de passagem para transformadores e equipamento, conjuntos de fusíveis de interrupção, comutadores de potência, isoladores de pedestal e semelhantes, e produtos assim fabricados.

Enquadramento Geral da Invenção EP-A-0314160 divulga um dispositivo de vazamento que é montado a partir de elementos de moldação dispostos mutuamente em série. Os elementos de moldação têm superfícies que se ligam umas com as outras. A série de elementos de moldação forma uma cavidade interior única fechada. Em pelo menos uma extremidade da série de elementos de moldação, forma-se um elemento de fechamento para fechar a cavidade interior. No fundo do 1 Γ u dispositivo de vazamento forma-se uma camisa de ligação para a introdução do material de vazamento, enquanto no lado oposto se forma uma abertura. Os elementos de moldação são pelo menos parcialmente formados de material elástico, sendo os elementos de moldação elásticos dotados com elementos de suporte que os rodeiam do lado de fora enquanto os elementos de suporte que rodeiam os elementos de moldação individuais têm partes de ligação adaptados uns aos outros. Material moldável para formar uma parte é injectado na cavidade do molde, o material é retido e a parte moldada é subsequentemente removida da cavidade. FR-A-2672423 divulga um processo e um dispositivo para fazer isoladores compósitos, que consistem numa alma central dotada com um revestimento isolador de material elastomérico, para linhas eléctricas aéreas. 0 dispositivo compreende uma estrutura de base na qual estão fixadas uma primeira e uma segunda peças terminais da alma por meio de uma consola e duas metades do molde de injecção projectadas para se poderem mover perto uma da outra. Montadas na estrutura da base estão pelo menos duas metades que formam o molde e estão dispostas de maneira a definir um espaço de enchimento em volta da alma. Um bocal de injecção comunica com um espaço oco de transporte coaxial com a alma central, que é formado entre as metades do molde de injecção e uma camisa de contenção montada na segunda peça terminal. O espaço oco de transporte está directamente em comunicação com o espaço de enchimento de modo que a corrente de injecção do material elastomérico se realiza numa direcção axial 2 V Γ u

relativamente à alma central, o que evita encurvamentos laterais do núcleo central propriamente dito. O processo inclui a utilização de uma célula de carga e um actuador accionado por fluido opera entre a consola e a estrutura da base para aplicar uma acção de tracção mecânica à alma, apropriada para contrariar a deflexão da alma por efeito de pressões axiais anómalas exercidas pelo material elastomérico durante a fase de injecção.

Os isoladores de baixa, média e alta tensão têm sido convenientemente feitos de porcelana. 0 material era muito isolador em ambientes secos mas a resistência superficial tendia a diminuir de cerca de quatro a cinco ordens de grandeza em ambientes poluídos, molhados ou húmidos. 0 material era também pesado e frágil o que limitava as possibilidades de projecto. Por exemplo, a proporção de dispersão superficial para a folga dos isoladores de porcelana limita-se normalmente a 5 para 1, que é muitas vezes insuficiente em ambientes muito poluídos. Com esta pequena proporção, a acumulação de poluentes na superfície exterior da porcelana resultaria em descarga disruptiva ou na formação de arco voltaico e correntes de dispersão elevadas inaceitáveis de uma extremidade do terminal do isolador até à outra.

Isoladores mais leves, mais resistentes a estragos e ao tempo foram fabricados com carcaças exteriores de polímeros que pudessem resistir melhor aos ciclos térmicos e à contaminação pelo ambiente. Quando estas partes poliméricas exteriores eram moldadas, contraídas termicamente ou deslizadas para obtenção de uma 3 t fu ^ estrutura isoladora, desenvolveu-se uma unidade simplificada. No entanto, a técnica de moldação convencional para criar maiores porções protegidas que se prolongam radialmente para fora requeria moldes que se encaixavam mutuamente ao longo do eixo longitudinal da parte. Isto teve como resultado a realização de linhas do molde que tinham que ser pulidas de maneira a ficarem lisas para evitar marcas ao longo do eixo longitudinal devido à acumulação de poluentes e outros contaminantes na linha do molde ao longo da parte protegida. A concentração da carga e as diferenças de composição do polímero na linha do molde tiveram como resultado o aumento de avarias como é discutido por Gorour et al. em "Performance of Polymeric Insulating Material In Salt-Fog", IEEE Transaction Power Delivery, Vol. 2, No. 2, pp 486-492 Abril de 1987 (pré-impressão em 1986).

Assim, uma técnica de moldagem que desloca a linha do molde do eixo longitudinal para a periferia das protecções seria muito desejável, juntamente com composições apropriadas para essas técnicas. Além disso, a composição deve funcionar em ambientes muito poluídos com boas resistência às descargas disruptivas e aos arcos voltaicos. Além disso, seria muito desejável ter uma parte moldada desenhada para tirar vantagem das propriedades da composição e criar formas óptimas e mais eficazes para isoladores, coberturas para impedir sobretensões, buchas de transformadores e equipamento, terminais de cabos e fusíveis de interrupção mais do que é possível com as concepções convencionais de porcelana. 4

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Sumário da Invenção

As técnicas de moldação desejáveis anteriormente mencionadas, composições e concepções dos isoladores são endereçadas por várias formas de realização da presente invenção. Uma forma de realização da invenção refere-se a um processo de moldação que desloca a linha do molde do eixo longitudinal da peça para a periferia das protecções que se prolongam radialmente. Uma variante da forma de realização da presente invenção refere-se às concepções optimizadas da protecção que tem prolongamentos radiais maiores a partir do eixo longitudinal. As concepções conseguem-se, pelo menos parcialmente, por meio de utilização de materiais elastoméricos em vez de porcelana.

Por consequência, numa primeira forma de realização da invenção, proporciona-se uma protecção polimérica tubular feita de uma composição polimérica moldada, que compreende uma porção tubular central e pelo menos dois prolongamentos com a forma de alhetas radiais que se prolongam a partir da parede, caracterizada pelo facto de a protecção ter linhas de descarga eléctrica do molde formadas separadamente e situadas apenas perifericamente nas margens dos prolongamentos com a forma de alhetas radiais da parede.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, proporciona-se um processo para moldar uma parte elastomérica tendo dois ou mais prolongamentos com a 5

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L-Cj ,. forma de alheta anelares radiais da parede a partir de uma porção tubular, processo esse que coloca linhas de molde nas margens periféricas dos prolongamentos com a forma de alhetas radiais da parede e elimina as linhas de molde longitudinais, em que o processo compreende as operações de: a) aproximar chapas de moldação que contêm configurações de moldação que se movem ao longo do eixo longitudinal da parte moldada depois de fechar e abrir o molde, resultando as referidas chapas em pontos de descarga disruptiva para a parte ao longo das margens periféricas do molde a fim de criar uma parte elastomérica moldada com porções que se prolongam para além da parede tubular principal e inclui um inserto para criar a porção tubular; b) injectar para dentro do molde material de moldação que é moldável com formação da parte elastomérica; c) endurecer o material dentro do molde; d) abrir o molde de modo que pelo menos uma secção das alhetas anelares radiais da parede da parte elastomérica se mova através de uma abertura numa chapa do molde; e e) retirar a parte elastomérica moldada.

Preferivelmente a protecção e a parte elastomérica são formadas a partir de uma composição elastomérica de silicone aperfeiçoada útil para moldação que compreender: a) cerca de 100 partes de elastómero de silicone que contém 0,15 a 0,30 % em moles de grupos vinilo e 6

cerca de 0,15 a cerca de. 0,30 % em moles de grupos de hidrato de silicone; b) aproximadamente 2 ppm até aproximadamente 25 ppm de catalisador de platina; c) aproximadamente 0 partes por cento (phr) até aproximadamente 20 phr de dióxido de titânio sublimado; d) menos do que cerca de 0,01 phr de tri-hidrato de alumínio; e) cerca de 5 até aproximadamente 35 phr de óxido de ferro vermelho; e f) cerca de 0 até cerca de 50 phr de carga.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é uma vista em secção transversal de um isolador que inclui desenhos aperfeiçoados das protecções de acordo com a presente invenção. Os projectos podem ser incorporados em ou retroadaptados num isolador polimérico ou de porcelana para melhorar a resistência à descarga disruptiva e à formação do arco voltaico em ambientes muito fortemente poluídos. A Figura 2 representa uma secção transversal ampliada do elemento de protecção 150 da Figura 1. A Figura 3 ilustra uma nova concepção da protecção de acordo com a presente invenção tendo múltiplos sinos concêntricos que opcionalmente é feita das composições preferidas de acordo com a presente invenção. 7 V Γ u,

A Figura 4 ilustra uma nova concepção da protecção com prolongamentos anulares para a descarga disruptiva em meio húmido. A Figura 5 ilustra uma combinação da nova concepção da protecção como a representada na Figura 3 incluindo ainda uma protecção com prolongamentos anulares da parede radiais dentro da protecção exterior com a forma de sino. A Figura 6 ilustra um molde apropriado para praticar o processo de moldação de acordo com a presente invenção, com o molde na posição aberta.

Descrição das Formas de Realização Preferidas

As formas de realização preferidas da presente invenção são postas em relevo com referência aos desenhos em anexo. Artigos particularmente preferidos podem opcionalmente utilizar as composições e o processo de moldação preferidos.

Nas Figuras 1 a 5 estão ilustradas novas concepções da protecção. A forma única e/ou dimensões destas concepções da protecção proporcionam um comportamento melhorado da parte que está subjacente tal como uma haste isoladora ou elementos de pára-raios de sobretensões de cerâmica ou de plástico reforçado com fibra de vidro (FRP). De maneira particular, as extensões anulares representadas nas Figuras 4 e 5 proporcionam um melhor comportamento relativamente à 8 p U, ^^ descarga disruptiva em meio húmido. A utilização de materiais elastoméricos permite a criação das partes de protecção representadas em todas as figuras com maior distância de perda superficial para as proporções da folga (Relatório da Internacional Electrotechnical Commission IEC - publicação 815 pg. 31, D3 e pg 37 Fig. 3a/b) do que é possível obter com as concepções convencionais de material cerâmico que seriam demasiadamente pesados ou demasiadamente frágeis com essas proporções. As partes protegidas representadas nas Figuras 1, 2, 3, 4 e 5 podem ser feitas de qualquer material apropriado como borracha de silicone, copolímero etileno propileno, terpolímero etileno propileno dieno, copolímero etileno acetato de vinilo, uma mistura de copolímero de polietileno e elastómero de silicone, e semelhantes. No entanto, a composição de moldação particularmente preferida e o processo referido na presente memória descritiva são os preferidos. Opcionalmente, os novos desenhos da protecção podem ser completamente moldados a partir de um plástico que suporta carga tal como FRP. A Figura 1 ilustra um isolador híbrido ou protecção 100 de acordo com a presente invenção, tendo terminais metálicos 110 e 120 e um material isolador da alma 130 feito de material cerâmico, FRP, compósito, plástico e semelhantes, com as partes protegidas poliméricas 140, 150 e 180 nele instaladas. As partes protegidas poliméricas, preferivelmente partes protegidas 150 e 180, podem ter linhas de descarga disruptiva do molde ao longo da aresta periférica das secções com as alhetas de 9 paredes radiais ilustradas como 142, 144, 146, 182, 184, e 186, em vez de ser ao longo do comprimento longitudinal da parte. Isto reduz a acumulação de contaminações e a subsequente formação de marcas e prejuízo de erosão. Adicionalmente, a parte protegida 14 0 inclui uma protecção superior que tem uma extremidade fechada, tubular circunferencial, protecção superior com a forma de sino 145 ligada a uma extremidade de um membro tubular 147. A protecção superior 145 tem uma proporção da distância da dispersão para a folga maior do que 5 para 1, preferivelmente maior do que 7,5 para 1 e mais preferivelmente ainda maior do que 10 para 1. Esta concepção permite um comportamento particularmente melhorado nos ambientes fortemente poluídos tais como áreas costeiras ou industriais, refinarias de petróleo ou regiões de queima de carvão betuminoso. "Proporção da distância da dispersão para folga" significa a proporção da distância superficial ri ao longo da porção interior da protecção 148 para a distância r2 entre a aresta da protecção exterior 145 e a aresta mais perto do corpo da mini- -protecção interna 180 ou material da alma 130. Geralmente, quanto maior fora proporção, maior é a resistência à fuga superficial e à formação de arco voltaico. A mini-protecção interna 180, que constitui uma terceira porção tubular de protecção do isolador 100 está situada no interior da parte protegida 140, tem dois ou mais anéis de prolongamento de alheta de parede radial (representados aqui como anéis 182, 184 e 186), aumentando dessa forma o comprimento da fuga superficial para reduzir a tensão eléctrica eficaz e o ingresso de

Lc, ^ contaminações transportadas pelo ar. O material da alma de isolamento 130 preferivelmente é uma haste reforçada com porcelana interna ou com fibra de vidro tendo acessórios terminais metálicos ligados às suas extremidades. A Figura 2 é uma vista ampliada da parte protegida 150, realçando o seu desenho da parede radial múltipla moldada sem descarga disruptiva. A parte 150 tem um diâmetro interno ID da porção tubular que rodeia o isolador 130, um comprimento L e uma espessura t, como se mostra na figura. A parte 150 pode ser moldada de qualquer material tal que a proporção ID/L esteja compreendida entre 0,25 e cerca de 10, t é desde aproximadamente 0,254 mm (0,01 polegada) até aproximadamente 12,7 mm (0,5 polegada) e o material tem à temperatura de moldação uma dureza Shore A de cerca de 1 até cerca de 80 e um alongamento de cerca de 50 a 1 200%. Preferivelmente a proporção ID/L é de cerca de 0,75 a 2,5, a espessura t é de cerca de 0, 762 mm (0,03 polegadas) até cerca de 5,08 mm (0,200 polegadas) e o material tem uma dureza Shore A desde cerca de 10 até cerca de 60 e um alongamento de 300 a 900%. Mais preferivelmente, a proporção ID/L é desde cerca de 1,2 até cerca de 1,8, a espessura t é desde cerca de 1,91 mm (0,075 polegada) até cerca de 2,54 mm (0,1 polegada) e o material tem uma dureza Shore A desde cerca de 30 até 50 e um alongamento desde cerca de 500 até cerca de 800%. Os materiais mais macios e os que têm maiores alongamentos podem ter secções na parede mais espessas e menores proporções ID/L por causa da parte moldada poder 11

V d ser desmoronada mais facilmente através das placas de molde, como se ilustra na Figura 6 e se discute mais adiante na presente memória descritiva.

Opcionalmente, por causa da natureza expansível do material elastomérico, uma protecção superior com a forma de sino 200 é ilustrada na Figura 3. A sobreprotecção 200 tem uma parte da parede da extremidade fechada 210 e porções radiais longitudinais paralelas 220 e 230 com uma porção tubular 240 elastomérica longitudinal interior. As porções tubulares das extremidades fechadas 220 e 230 podem também caracterizar-se como elementos com a forma de sino concêntricos longitudinais múltiplos interiores à forma exterior de sino na extremidade fechada ou, como variante, como elementos tubulares alinhados de extremidade fechada. A protecção superior 200 pode ser utilizada em vez da parte protegida 180 na Figura 1. O material elastomérico permite a fabricação das protecções tendo proporções da distância de dispersão para a folga para o elemento tubular concêntrico mais interno ou da extremidade fechada interior mais alojada, por exemplo o elemento 230, maior do que 7 para 1 e preferivelmente maior do que 9 para 1 e mais preferivelmente maior do que 10 para 1 e de maneira particularmente preferível em todos os casos de até 12 para 1 ou maior. Preferivelmente cada um dos elementos interiores com a forma de sino tem uma proporção distância de dispersão para a folga maior do que 5 para 1. Evidentemente quaisquer sinos concêntricos que rodeiam o conjunto ou órgãos tubulares exteriores de 12

V (J~ U, ^ extremidade fechada, por exemplo 220, terão uma proporção aproximada. Como anteriormente, maiores proporções são preferidas pelas razões previamente mencionadas. A Figura 4 ilustra um desenho opcional da protecção 300 da Figura 1 incluindo um prolongamento do anel 360 para melhorar a resistência à descarga disruptiva. 0 prolongamento anular 360 pode ser colocado algures ao longo da margem da parede exterior. Prolongamentos anulares múltiplos podem estar presentes mas o desenho ilustrado é o preferido. A protecção superior com a forma de sino 300 é semelhante à protecção 145 na Figura 1 mas inclui o prolongamento do anel 360 no rebaixo do elemento com a forma de sino 320. A proporção de prolongamento do anel (di) para a distância do rebaixo da porção com a forma de tubo longitudinal do desenho da protecção (dí) é preferivelmente igual a cerca de 0,1 até cerca 2,0 e mais preferivelmente de 0,5 até 2,0 e o mais preferivelmente possível de 0,75 a 2,0. Quando o anel de descarga disruptiva tem uma proporção de 0,2, a de tensão eléctrica de descarga disruptiva em húmido aumenta em 25 a 35% quando determinada de acordo com a Secção 4.3 de ANSI C29.1(1988). O desenho pode adicionalmente incluir uma parte protegida interna em ambientes em que poeira condutora tende a acumular-se no lado inferior da protecção e provocar descarga disruptiva como os que têm em combinação poeira natural ou artificial ou que têm um 13 alto teor de sal, tal como se encontra nas atmosferas costeiras. A Figura 5 ilustra um desenho com uma parte protegida interna 500 que tem elementos anulares horizontais ou radiais 540a a 540 f, como variante opcional da parte protegida 180 da Figura 1. Os elementos 54 0a a 54Of podem ser de diâmetro igual como está ilustrado ou de diâmetros variáveis, ou de diâmetro crescente ou decrescente que se aproxima do rebaixo 410. Há um efeito sinérgico entre o membro de sino exterior 400 (que corresponde à parte protegida 140 da Figura 1), tendo opcionalmente um prolongamento anular 460 no elemento 420 e o elemento 500 que restringe e/ou evita que contaminantes arrastados pelo ar entrem e/ou se depositem no interior das protecções 540a a 540f. Como se evita que os contaminantes transportados pelo ar atinjam o interior das protecções, estas têm uma maior tensão eléctrica de descarga disruptiva.

Os desenhos da protecção ilustrados nas Figuras 1, 2, 3, 4 e 5 são preferivelmente feitas de um elastómero de silicone de acordo com a presente invenção. No entanto, é apropriado qualquer elastómero que tenha elevada resistência à formação de marcas, resistência ao arco voltaico, resistência à descarga disruptiva e flexibilidade acopladas com rigidez estrutural suficiente para suportar desenhos da protecção que têm nervuras verticais compridas com proporções da distância da dispersão para a folga maiores do que 5 e a capacidade de formar proporções de extensão do anel di 14 r L-c, ^ para d2 maior do que 0,1. Os elastómeros apropriados como exemplos incluem copolimero de etileno-propileno, terpolimero de etileno-propileno-dieno, borracha de silicone elastomérico, copolimero etileno-acetato de vinilo, uma mistura de copolimero polietileno e elastómero de silicone, etc. A composição de moldação preferida para um silicone de resistência à marca de pequeno módulo compreende cerca de 100 partes de polissiloxano contendo cerca de 0,15 a 0,30% em moles de grupos vinilo e uma quantidade equivalente (isto é, cerca de 0,15 a acerca de 0,30% em moles) de grupos de hidreto de silício para reticulação; cerca de 2 até cerca de 25 ppm e preferivelmente cerca de 5 até cerca de 15 ppm de catalisador de platina; cerca de 0 a 20 partes por 100 partes de borracha (phr), preferivelmente 0 a 10 phr de dióxido de titânio sublimado; cerca de 2 até cerca 35 phr, preferivelmente cerca de 5 até 20 phr de óxido de ferro vermelho; e cerca de 0 até cerca de 50 phr mas preferivelmente cerca de 0 até cerca de 20 phr de sílica sublimada; preferivelmente sem nenhum ou com não mais do que uma pequena quantidade vestigial de alumínio tri--hidratado; e opcionalmente cerca de 0 até cerca de 10 phr, preferivelmente cerca de 0 até cerca de 5 phr de fluido de silicone ou fluoros silicone com uma viscosidade menor do que cerca de 2 000 centistokes. O composto é tipicamente reticulado num molde aquecido a cerca de 150°C ou submetido à extrusão e aquecido num forno a 350°C. O composto reticulado tem uma dureza Shore A de cerca de 30 até cerca de 65, preferivelmente entre 15

Γ cerca de 30 até cerca de 50, medida de acordo com ASTM D-2240. O composto tem também um módulo Mioo menor do que 18 kg/cm2 (260 psi), preferivelmente entre cerca de 11 kg/cm2 (150 psi) e cerca de 7 kg/cm2 (100 psi), medido de acordo com ASTM D-412. A composição particularmente preferida é um elastómero de silicone que compreende cerca de 100 partes de polissiloxano, cerca de 10 ppm de catalisador de platina, cerca de 10 phr de dióxido de titânio sublimado, substancialmente nenhum tri-hidrato de alumínio ou pelo menos não a um nível que não sobe acima do nível de impurezas de fundo, cerca de 20 phr de óxido de ferro vermelho e cerca de 30 phr de carga de sílica precipitada (Minusil®), o mais preferivelmente possível na ausência de agentes de reticulação de peróxido. A composição possui elevada resistência à formação de marcas. A composição apresenta tempos de erosão de marcas consistentes maiores do que 240 minutos e a capacidade para resistir a tensões eléctricas maiores do que 3,25 kV (ensaiado de acordo com ASTM-D2303, procedimento de aumento de tensão gradual). O desvio padrão do tempo de marcação e erosão foi reduzido tipicamente de + 115 para +50 minutos. O modo de ruptura foi predominantemente por erosão que é muito desejável em protecções. Isto está em contraste com a maior parte dos outros compostos de silicone que falham por formação de marcas. O pequeno valor do módulo do composto facilita a desmoldaçãó de artigos e permite a sua moldação com uma linha de 16 |^ ^ descarga disruptiva circunferencial em vez de com linhas de descarga longitudinais. A composição também reduz o custo, visto que são utilizados baixos níveis de platina e pequenas quantidades de dióxido de titânio sublimado (geralmente os ingredientes mais dispendiosos). Esta composição difere substancialmente das composições da técnica anterior tais como os materiais cinzentos Dow Corning Silastic® 29769-V que contêm elevadas concentrações de alumínio tri-hidratado ou platina e dióxido de titânio sublimado para resistência às chamas ou platina e dióxido de titânio que contêm um composto resistente às marcas catalisado com peróxido como previamente foi referido por Penneck, US 4 521 54 9 (1985) . A composição é particularmente útil como um material isolador para os dispositivos de transmissão e distribuição de energia eléctrica exteriores tais como dispositivos para impedir sobretensões, isoladores, buchas de transformadores, terminais de cabos e conjuntos de fusíveis de corte. Surpreendentemente, a composição tem um pequeno módulo à temperatura ambiente (Shore A compreendida entre cerca de 65 e 30) que torna fácil dilatar e contrair durante a fabricação ou a aplicação da parte elastomérica. A utilização de acordo com a técnica anterior de muitos elevados níveis de alumínio tri-hidratado aumentou a resistência à formação de marcas mas tornou ou material muito rígido. Altos níveis de platina ou de dióxido de titânio sublimado aumentam significativamente o custo do composto. A inclusão de elevados níveis de alumínio tri-hidratado 17

Li κ.— reduz a hidrofobicidade do material o que aumenta a molhagem por água da protecção exterior quando utilizada num isolador ou num dispositivo que evita sobretensões. Isto aumenta a probabilidade de formação arco eléctrico ou de marcas.

Uma utilização particularmente preferida da composição é num processo de moldação para fazer partes tubulares moldadas com múltiplos prolongamentos radiais da parede como o elemento 150 na Figura 1. O processo de moldação utiliza as propriedades elastoméricas do material para permitir a utilização de chapas de molde que se juntam substancialmente de maneira perpendicular ao eixo longitudinal do elemento. Este processo de moldação permite a criação de elementos em que o material de linha de descarga do molde está colocado ao longo da periferia das extremidades das protecções reduzindo a necessidade de sopragem e do tempo do ciclo enquanto conduz a uma resistência aumentada da formação de marcas. Além disso, as variações de composição das composições na linha do molde nas extremidades tem um pequeno ou nulo efeito sobre o comportamento da protecção. O processo de moldação baseia-se na completamente inesperada descoberta de que o uso de material de moldação elastomérico permite que a parte da parede que se multiplica radialmente estale através das placas de moldação especialmente por aplicação de vácuo à estrutura interna da parte tubular moldada durante a extracção do molde. 18 Γ u ^

De maneira particular, as formas de realização preferidas estão ilustradas na Figura 6, em que o molde compreende as placas 1, 2, 3, 4, 5e6e um inserto de forma tubular 50 que sai da placa 6. As protecções ou pelo menos as providências para as protecções da parte moldada são ilustradas em elementos 10, 20, 30 e 40 da Figura 5 enquanto a natureza tubular deriva do inserto 50. As linhas do molde ou os pontos de descarga disruptiva do material em vez de ficarem ao longo do eixo longitudinal do elemento ocorrem entre 11 e 21, 23 e 31, 33 e 41,43 e 51, respectivamente, depois de se fechar o molde e se injectar a composição elastomérica. Durante a operação de moldação, as placas 1, 2, 3, 4, 5 e 6 são aproximadas com pressão suficiente, calor, tempo e temperatura para a injecção e o endurecimento do material elastomérico. O processo de moldação ilustrado na Figura 6 pode realizar-se com uma máquina de moldação por injecção Engel de 165 toneladas com placas verticais ou máquinas semelhantes. A máquina Engel 165 foi modificada para a injecção da parte se fazer a partir de um lado do molde assim como devido à necessidade de mover as placas. A razão para esta modificação é que o curso/luz natural da abertura da máquina entre as placas quando completamente abertas deve proporcionar o espaço para que o operador ou robôs penetrem entre pelo menos duas placas tais como a placa 2 e a placa 3, assim como a placa 1 e a placa 2 para serem capazes de retirar a parte moldada da placa 2. Outro equipamento como uma prensa de vaivém ou uma prensa rotativa pode ser utilizado e prefere-se para a 19 Γ fabricação de maiores volumes principalmente devido à facilidade de adição de mais placas ao molde ou de mais elementos radiais de protecção ou outros pormenores e reduzir o material nos pernos principais do molde. 0 suporte para o molde será muito simplesmente em numa mesa de vaivém ou rotativa desde que se proporcione maior possibilidade para abrir as placas e retirar o artigo. 0 corpo de moldação da máquina é aquecido até aproximadamente 4 9°C e a temperatura do corpo pode ser ajustada para cima ou para baixo dependendo da temperatura do molde assim como do tamanho do artigo e da ventilação/formação de gitos do molde a partir de 15°C. Um tempo de moldação apropriado é um ciclo de 2 minutos desde o aperto até ao desaperto para reapertar que vai desde o fechamento do molde, injecção do material, moldação do material e abertura da chapa, remoção do artigo acabado e refechamento para começar novo ciclo. 0 tempo do ciclo depende mais especificamente da temperatura do corpo, da composição utilizada no molde e da temperatura do molde.

Durante a operação de moldação real, uma temperatura de moldação apropriada é de cerca de 149°C até cerca de 204°C, preferivelmente 160°C a 193°C e mais preferivelmente cerca de 182°C. Tendo descrito a sequência global, a seguinte descrição refere o ciclo do molde uma vez que as placas do molde sejam fechadas e apertadas conjuntamente. Com um molde fechado, o material elastomérico preferido da invenção é injectado e tem um tempo médio de cura de cerca de 1 minuto. Em 20 f u seguida, o molde é aberto entre as placas 5 e 6 e o macho ligado à chapa 6 é puxado para fora. 0 resto do molde é mantido conjuntamente usando fechos de bloqueio e um sistema de injector de um lado da prensa assim como molas. Subsequentemente, as chapas de molde 4 e 5 abrem por intermédio de um parafuso de remoção para libertar estas secções. Subsequentemente a esta operação, as placas de moldação 3 e 4 abrem-se e libertam a secção da parte que se desmorona num espaço em que o macho é retirado e puxado através da chapa 4. Depois de a peça ser puxada através da chapa 4, o molde é ainda aberto entre as placas 3 e 2 e a parte é puxada através da placa 3 como na operação anterior. A abertura das placas de molde continua para as placas 1 e 2 com o molde na posição completamente aberta, a parte moldada fica no lado da chapa que fica em frente da chapa 3 num ponto em que o operador de moldação ou o robô é capaz de remover o elemento moldado entre as placas abertas 2 e 3.

Esta técnica de moldação não seria possível com um material rígido mas através da verificação inesperada de que a natureza adaptável de um elastómero, tal como o elastómero preferido de silicone, e as partes de natureza tubular permitiam que a linha de separação ou o ponto de descarga disruptiva não fosse ao longo do eixo longitudinal em que as partes do molde geralmente se aproximam ao longo do eixo longitudinal mas sim nas margens dos anéis da parte moldada. Muito embora a estrutura particular tenha sido descrita como tendo alternadamente prolongamentos regulares da parede de grande e pequeno raio, qualquer número de prolongamentos 21 do anel ou de configurações pode ser realizado de acordo com o processo da presente invenção. O presente processo de moldação permite a fabricação de uma parte moldada com um tempo do ciclo da ordem de cerca de minuto em oposição ao tempo do ciclo com sopragem da linha de molde maior do que sete minutos para criar uma parte comparável. A invenção foi descrita em relação com formas de realização particularmente preferidas mas modificações que seriam óbvias para um perito de conhecimento normal são consideradas como estando dentro do âmbito da invenção, por exemplo,' a máquina de moldação pode utilizar maior número ou menor número de placas, o ponto de descarga disruptiva pode ser removido da margem do sino para proporcionar uma linha de cada para melhor comportamento, os novos desenhos da colecção seriam vazados ou maquinados em plástico estrutural tal como FRP e semelhantes.

Lisboa, 3 de Março de 2000 AGENTE oficial da propriedade industrial

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Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES Protecção polimérica tubular (140, 150, 180) feita de uma composição polimérica moldada que compreende uma porção tubular central e pelo menos dois prolongamentos com a forma de alhetas radiais da parede (142, 144, 16, 182, 184, 186, 540) que se prolongam a partir delas, caracterizada pelo facto de a protecção ter linhas de descarga do molde formadas discretamente e situadas só perifericamente nas margens dos prolongamentos com a forma de alhetas da parede radial. Protecção de acordo com a reivindicação 1, em que a proporção ID/L entre o diâmetro interno ID e o comprimento L os prolongamentos com a forma de alhetas varia desde cerca de 0,250 até cerca de 10 e as espessura da parede t da porção tubular central varia desde cerca de 0,254 até cerca de 12,7 mm. Protecção de acordo com a reivindicação 1 ou 2, tendo ainda um membro tubular exterior circunferencial de extremidade fechada (145, 210, 300, 420) unido à porção tubular central da protecção na extremidade fechada, de tal modo que a protecção tem uma proporção de distância de dispersão para a folga maior do que 5 para 1. í ^
2. 4. Protecção de acordo com a reivindicação 3, em que o elemento tubular exterior circunferencial com a extremidade fechada (145, 210, 300, 420) tem a forma de sino e tem um diâmetro suficiente para que o desenho da protecção inclua ainda pelo menos múltiplos membros tubulares com a forma de sino concêntricos (220, 230) interiores ao sino ligado à extremidade fechado e em que a proporção de dispersão superficial para a folga é maior do que 5 para 1 para cada um dos elementos com a forma de sino concêntricos tubulares.
3. 5. Protecção de acordo com a reivindicação 3, em que o elemento tubular exterior tem uma terceira porção de protecção tubular no seu interior, tendo a terceira porção de protecção tubular dois ou mais anéis de prolongamento de alhetas radiais de parede, aumentando dessa forma o comprimento de fuso superficial para reduzir a tensão eléctrica eficaz e o ingresso de contaminantes transportados pelo ar.
4. 6. Protecção de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 5, incluindo ainda pelo menos um prolongamento do anel de descarga disruptiva húmido (460) tendo uma proporção da extensão compreendido entre cerca de 0,1 e cerca de 2,0, situado na margem exterior da peça com a forma de sino.
5. 7. Processo de moldação de uma parte elastomérica (140, 150, 180, 200, 300, 400) que tem duas ou mais 2

   extensões de alheta anular radial das paredes (142, 144, 146, 182, 184, 186, 220, 230, 360, 320, 540a a 54Of) que se prolongam a partir de uma sua porção tubular (240), processo que coloca as linhas de moldação nas margens periféricas das extensões com a forma de alhetas da parede radial e elimina as linhas do molde longitudinais, em que o processo compreende as operações que consistem em: a) aproximar chapas de moldação que contêm configurações de moldação que se movem ao longo do eixo longitudinal da parte moldada depois de fechar e abrir o molde, resultando as referidas chapas em pontos de descarga disruptiva para a parte ao longo das margens periféricas do molde a fim de criar uma parte elastomérica moldada com porções que se prolongam para além da parede tubular principal e inclui um inserto para criar a porção tubular; b) injectar material de moldação que é moldável para a formação da parte elastomérica; c) endurecer o material dentro do molde; d) abrir o molde de modo que pelo menos uma secção das alhetas anelares radiais da parede da parte elastomérica se mova através de uma abertura numa chapa do molde; e e) retirar a peça elastomérica moldada.
6. 8. Processo de acordo com a reivindicação 7, em que o produto fabricado tem três ou mais secções anulares com a forma de alhetas da parede radial que se prolongam a partir da porção tubular. - 3 - V

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7. 9. Processo de acordo com a reivindicação 7, em que a parte elastomérica é uma protecção polimérica escolhida do grupo que consiste em protecções que têm extensões anulares com a forma de alhetas da parede radiais de menor diâmetro que emanam a partir de ao longo porção tubular da parte; protecções que têm substancialmente a mesma porção de extensões anulares de alhetas radiais do mesmo diâmetro que faltam e que aumentam de diâmetro ao longo do comprimento da porção tubular.
8. 10. Protecção de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, ou um processo de moldação de uma parte elastomérica de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 9, em que a protecção ou parte elastomérica é formada a partir de uma composição elastomérica aperfeiçoada útil para a moldação, que compreende: a) cerca de 100 partes de elastómero de silicone que contém 0,15 a 0,30 % em moles de grupos vinilo e cerca de 0,15 a cerca de 0,30 % em moles de grupos de hidreto de silicone; b) aproximadamente 2 ppm até aproximadamente 25 ppm de catalisador de platina; c) aproximadamente 0 phr até aproximadamente 20 phr de dióxido de titânio sublimado; d) menos do que cerca de 0,01 phr de tri-hidrato de alumínio; 4 e) cerca de 5 até aproximadamente 35 phr de óxido de ferro vermelho; e f) cerca de 0 até cerca de 50 phr de carga.
9. 11. Protecção ou processo de acordo com a reivindicação 10, em que a composição moldada resultante tem uma dureza Shore A desde cerca de 65 até cerca de 30.
10. 12. Protecção ou processo de acordo com as reivindicações 10 ou 11, em que a mencionada composição é fabricada de modo a obter-se uma protecção exterior para uma bucha de transformador, um pára-raios de sobretensão, um isolador, um terminal de cabos ou um conjunto de fusível de corte. Lisboa, 3 de Março de 2000 agente oficial da propriedade industrial

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