RU2504932C2

RU2504932C2 - Belt conveyor of charges for electrostatic accelerators

Info

Publication number: RU2504932C2
Application number: RU2012102007/07A
Authority: RU
Inventors: Валентин Александрович Романов; Наталья Аркадьевна Демидова
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2014-01-20
Also published as: RU2012102007A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: polyester-cotton fabric is used as multi-layer fabric base for belt conveyor; layers of the fabric are interconnected by glue with high adhesion while cladding layers for fabric are made of rubber mix based on butadiene-acrylo-nitric rubber including chalk stone and kaolin. Dibutyl phthalate is used as plasticiser.

EFFECT: increasing service life for belt conveyor, reducing degree of tear and wear for operating surface and degree of its water absorbency, improving strength of interlayer links which ultimately leads to improvement of operational characteristics of the suggested device as a whole.

Description

Изобретение относится к высоковольтной ускорительной технике и, в частности, к ленточным транспортерам зарядов электростатических ускорителей.The invention relates to high-voltage accelerator technology and, in particular, to belt conveyors of charges of electrostatic accelerators.

Ленточный транспортер обеспечивает перенос электрического заряда к высоковольтному электроду ускорителя. Нанесение и снятие электрических зарядов, с движущегося транспортера со скоростью от 15 до 35 м/с, происходит способом касания пластин или сетки.The belt conveyor provides the transfer of electric charge to the high-voltage electrode of the accelerator. The application and removal of electric charges from a moving conveyor at a speed of 15 to 35 m / s occurs by touching the plates or mesh.

Обычно ленточный транспортер зарядов имеет длину от 2-х до 15 метров и ширину от 0,2 до 0.7 метра и расположен между двух валов в высоковольтной структуре ускорителя.Typically, a belt charge conveyor has a length of 2 to 15 meters and a width of 0.2 to 0.7 meters and is located between two shafts in the high-voltage structure of the accelerator.

Известно, что на отечественных ускорителях используется транспортер зарядов на основе прорезиненной ткани, состоящий из 2-х и более слоев хлопчато-бумажной ткани перкаль, склеенных и плакированных резиной на основе натурального каучука. - (Цыгикало А.А. «Опыт проектирования, наладки и эксплуатации вертикального электростатического генератора ФТИ АН УССР на 4 МэВ» Отчет о НТС по электростатическим ускорителям, часть 4, стр.151, НИИЭФА, 1957 г; Романов В.А., Сербинов А.Н., Дудкин Н.И. «Опыт эксплуатации электростатического ускорителя ЭГ-2,5» ПТЭ №1, с.43, 1965).It is known that domestic accelerators use a charge conveyor based on rubberized fabric, consisting of 2 or more layers of percale cotton fabric glued and clad with rubber based on natural rubber. - (Tsygikalo A. "Experience in designing, commissioning and operation of a vertical electrostatic generator of the Physicotechnical Institute of the Ukrainian Academy of Sciences at 4 MeV" Report on the STC for electrostatic accelerators, part 4, p. 151, NIIEFA, 1957; Romanov V. A., Serbinov AN, Dudkin NI "Operational experience of the electrostatic accelerator EG-2.5" PTE No. 1, p. 43, 1965).

Основными недостатками этого типа транспортера зарядов являются:The main disadvantages of this type of charge conveyor are:

- короткий срок службы;- short service life;

- высокая степень износа рабочей поверхности;- high degree of wear of the working surface;

- повышенная гигроскопичность;- increased hygroscopicity;

- низкая прочность межслойной связи;- low strength interlayer communication;

- недостаточная жесткость.- insufficient rigidity.

Короткий срок службы ленты (несколько сот часов) не позволяет эффективно использовать дорогостоящее оборудование и приводит к дополнительным материальным затратам на покупку газо-изолирующей смеси.The short life of the tape (several hundred hours) does not allow the efficient use of expensive equipment and leads to additional material costs for the purchase of a gas-insulating mixture.

Кроме того высокая степень износа рабочей поверхности приводит к запылению газовой среды и к снижению ее электрической прочности, что в свою очередь ведет к снижению предельных рабочих параметров ускорителей.In addition, a high degree of wear of the working surface leads to dusting of the gaseous medium and to a decrease in its electric strength, which in turn leads to a decrease in the limiting operating parameters of accelerators.

При этом ленточный транспортер из прорезиненной ткани перкаль обладает повышенной гигроскопичностью, что приводит к дополнительным затратам времени для подготовки к рабочему состоянию и нередко к выходу из строя ленты.At the same time, the conveyor belt made of rubberized percale fabric has increased hygroscopicity, which leads to additional time costs for preparing for the working condition and often to failure of the tape.

Ленточный транспортер зарядов этого типа не имеет необходимой жесткости и по этой причине в движении имеет неустойчивое положение, что приводит к нестабильности напряжения на высоковольтном электроде ускорителя. Низкая прочность межслойной связи транспортера составляет всего около 0,9 кг/см, что является причиной выхода ее из строя.The belt conveyor of charges of this type does not have the necessary rigidity and, for this reason, has an unstable position in motion, which leads to instability of the voltage on the high-voltage electrode of the accelerator. The low strength of the interlayer communication of the conveyor is only about 0.9 kg / cm, which is the reason for its failure.

Этот тип транспортера зарядов не допускает применения контактного способа нанесения и съема заряда из-за интенсивного истирания рабочей поверхности.This type of charge conveyor does not allow the use of the contact method of applying and removing charge due to the intensive abrasion of the working surface.

Технический результат, направленный на устранение вышеуказанных недостатков, достигается тем, что в качестве основы транспортера предлагается использовать несколько слоев полиэфирно-хлопковой ткани, имеющей высокие механические и электрические прочностные характеристики, невысокую гигроскопичность и небольшое относительное удлинение, а плакировочный слой выбран из условия обеспечения высокой износоустойчивости, механической прочности, необходимой эластичности и высоких диэлектрических свойств. При этом в качестве плакировочного слоя транспортера зарядов применена резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного мелом, каолином и содержащая в качестве пластификатора дибутилфталат, что обеспечивает необходимую износостойкость и эластичность транспортерной ленты. Для обеспечения необходимой межслойной связи был использован резиновый клей с высокой адгезией на основе натурального каучука, имеющий в своем составе адгезионный ингредиент модификатор РУ. Вулканизация транспортерной ленты осуществлялась на непрерывной вулканизационной установке "АУМа-20S", обеспечивающей ленте каркасность, ровную гладкую поверхность плакировочного слоя и создающей дополнительное прессовое усилие для повышения межслойной связи. С применением этого клея получена прочность межслойной связи в три раза больше, чем у ленты с перкалевой тканью. Таким образом, с использованием полиэфирно-хлопковой ткани, резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, клея с повышенной адгезией и соответствующей технологии изготовлен транспортер зарядов с высокими механическими и электрическими прочностями, с необходимой эластичностью и высокой износоустойчивостью плакировочного слоя.The technical result aimed at eliminating the above disadvantages is achieved by the fact that as the basis of the conveyor it is proposed to use several layers of polyester-cotton fabric having high mechanical and electrical strength characteristics, low hygroscopicity and slight elongation, and the cladding layer is selected from the condition of ensuring high wear resistance , mechanical strength, necessary elasticity and high dielectric properties. In this case, a rubber mixture based on nitrile butadiene rubber filled with chalk, kaolin and containing dibutyl phthalate as a plasticizer is used as a cladding layer of the charge conveyor, which provides the necessary wear resistance and elasticity of the conveyor belt. To ensure the necessary interlayer bonding, high-adhesion rubber glue based on natural rubber was used, which included the adhesive ingredient RU modifier. Vulcanization of the conveyor belt was carried out on a continuous vulcanization unit "AUMa-20S", providing the frame skeleton, a smooth smooth surface of the cladding layer and creating additional press force to increase the interlayer bond. Using this glue, the interlayer bond strength is three times greater than that of a tape with percale tissue. Thus, using a polyester-cotton fabric, a rubber mixture based on nitrile butadiene rubber, glue with increased adhesion and appropriate technology, a charge conveyor with high mechanical and electrical strengths, with the necessary elasticity and high wear resistance of the plating layer was made.

В качестве примера изготовили транспортировочную ленту следующего состава: поверхностный (плакировочный) слой - бутадиен-нитрильный каучук - 46,99%, вулканизирующая группа, противостаритель - 5,31%; наполнители - каолин - 23,5%, мел - 10,34%; пластификатор дибутилфталат - 10,34%; красительная группа - 3,52%.As an example, a shipping tape of the following composition was made: surface (plating) layer - nitrile butadiene rubber - 46.99%, vulcanizing group, antioxidant - 5.31%; fillers - kaolin - 23.5%, chalk - 10.34%; dibutyl phthalate plasticizer - 10.34%; the coloring group is 3.52%.

Были проведены механические и электрические испытания образцов этого транспортера.Mechanical and electrical tests were carried out on samples of this conveyor.

Ниже приведены результаты испытаний двухслойных образцов предлагаемого транспортера и образцов транспортера на перкалевой основе:Below are the test results of two-layer samples of the proposed conveyor and samples of the conveyor on a percale basis:

1. Разрывное усилие полоски ленты шириной 1 см (кг/см)1. The breaking force of a strip of tape 1 cm wide (kg / cm) - 43(28)- 43 (28) 2. Прочность межслойной связи (кг/см)2. The strength of the interlayer connection (kg / cm) - 3,4(0,9)- 3.4 (0.9) 3. Пробивное напряжение (кВ)3. Breakdown voltage (kV) - 24(24)- 24 (24) 4. Поверхностный пробой (кВ/см)4. Surface breakdown (kV / cm) - 14,8(14,8)- 14.8 (14.8) 5. Износоустойчивость:5. Wear resistance: 5.1 Наработка на стенде (ч)5.1 Operating hours at the stand (h) - 1720(82)- 1720 (82) 5.2 Эквивалент работы на ускорителе (ч)5.2 Equivalent to accelerator operation (h) - 9750(445)- 9750 (445)

В скобках указаны цифры, относящиеся к ленточному транспортеру на перкалевой основе.Figures in brackets refer to the percale belt conveyor.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить срок службы ленточного транспортера, снизить степень износа рабочей поверхности, а также ее гигроскопичность, повысить прочность межслойной связи, что, в конечном счете, улучшает технологические характеристики предлагаемого устройства.Thus, the present invention allows to increase the service life of the conveyor belt, reduce the degree of wear of the working surface, as well as its hygroscopicity, increase the strength of the interlayer connection, which, ultimately, improves the technological characteristics of the proposed device.

Claims

Charge conveyor belt for electrostatic accelerators, including a conveyor belt consisting of two or more layers of electrically insulating fabric with external cladding layers, characterized in that polyester-cotton fabric is used as a multilayer fabric base, the layers of which are interconnected by adhesive, and the cladding layers of fabric They are a rubber mixture based on nitrile butadiene rubber, including chalk and kaolin, and dibutyl phthalate is used as a plasticizer.