4-3. АГРЕГАТЫ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ПРОВОЛОКИ ДИАМЕТРОМ 0,30 мм И БОЛЕЕ
На отечественных кабельных заводах эксплуатируется большое количество вертикальных агрегатов различных типов для эмалирования медной проволоки диаметром 0,30 мм и выше. Агрегаты типа Б-30 предназначены для эмалирования проволоки диаметром 0,38—1,54 мм; медная проволока диаметром 1,16—2,44 мм эмалируется на агрегатах типа Г-20 («Гигант»). Кроме того, на агрегатах типа Б-30 эмалируется алюминиевая проволока диаметром 0,57—2,44 мм. Агрегаты типа Б-30 выпускались в двух модификациях: Б-30А и Б-30Б. Агрегат Б-30А 20-ходовой с числом проходов на один ход, равным 6. Установленная мощность 70 кВт. На агрегате Б-30Б рекомендуется эмалировать медную проволоку диаметром до ,1,56 мм. Это 16-ходовой агрегат с установленной мощностью 90 кВт. За счет сокращения числа ходов при сохранении ширины печи каждая проволока может эмалироваться за семь проходов. Принципиально агрегаты Б-30А и Б-30Б по конструкции не различаются. Схема работы агрегата Б-30 показана на рис. 4-21. Эмалировочные печи состоят из двух камер, в каждой из которых располагается восемь — десять ходов проволоки. Приемные устройства располагаются по обе стороны печи.
Отдающеее устройство может быть как с горизонтальным, так и с вертикальным расположением катушек (барабанов) с проволокой. При вертикальном расположении катушка с проволокой ставится непосредственно на пол, а отдача проволоки осуществляется с помощью вращающегося поводка (фляйера). При горизонтальном расположении катушек они устанавливаются на горизонтальных осях. Катушки с проволокой устанавливаются на двух параллельно расположенных катках (унтервальцах), вращающихся на шарикоподшипниках. После отдатчика проволока через фетровые протиры и систему направляющих роликов поступает в печь отжига. Если эмалируется мягкая проволока, то печь отжига отключается. Использование печи отжига дает возможность получить равномерный отжиг проволоки по длине и лучшую чистоту ее поверхности, что крайне трудно обеспечить при предварительном отжиге проволоки на барабанах. Для предотвращения окисления проволоки в процессе отжига в печи создается паровая среда. Пар иногда подается к печам отжига централизованно; на ряде заводов применяются отдельные парогенераторы.
Рис. 4-21. Схема эмалировочного агрегата Б-30.
1 — приемно-отдающее устройство с раскладчиками; 2 — печь отжига, 3 — лаковый узел; 4 — эмалировочная печь; 5 — поворотные ролики; 6 — вытяжная вентиляция; 7 — охлаждающая приточная вентиляция; 8 — тяговое устройство.
Равномерность паровой среды обеспечивается применением вентилятора для перемешивания пара. Нормальным расположением печей отжига на станках типа Б-30 следует считать горизонтальное, хотя принципиально возможно и вертикальное расположение. Мощность печей отжига составляет 13—16 кВт при мощности парогенератора около 2 кВт.
Из печи отжига проволока проходит в лаковую ванну, обычно представляющую собой открытый короб с фетровыми прокладками между двумя металлическими гребенками, предотвращающими вытекание лака. Иногда для агрегатов Б-30 используются ванны с роликами, аналогичные рассмотренным в § 4-2, но их применение не дает должного эффекта, прежде всего потому, что из-за большого объема лака, захватываемого проволокой, происходит быстрое загустевание лака в ванне. Кроме того, при эмалировании жидкими лаками с применением ванны с лаконаносящими роликами происходит вытекание лака.
Рис. 4-22. Индукционная печь отжига для эмалировочного агрегата Б-30.
Эмалировочная печь агрегата Б-30 состоит из двух камер, разделенных вентиляционным каналом. Охлаждение эмалированного провода по выходе из печи осуществляется с помощью приточной вентиляции, расположенной над рабочей камерой. Над вентиляционным каналом расположена вытяжная вентиляция. Нагреватели в эмалировочной печи могут быть как закрытого, так и открытого типа. В случае применения нагревателя открытого типа он защищается от непосредственного соприкосновения с проволокой нихромовой сеткой.
Основные направления модернизации агрегатов Б-30 те же, что и для агрегатов М-24 и С-24. Характерной чертой агрегатов является обязательное применение предварительного отжига проволоки перед эмалированием. В этом отношении безусловный интерес представляет применение индукционных печей отжига, показанных на рис. 4-22. При этом скорости эмалирования (4—16 м/мин) могут быть увеличены.
Агрегаты Г-20 конструктивно схожи с агрегатами Б-30, но имеют увеличенную длину и большую мощность эмалировочных печей, а также более мощные приемные устройства. На обоих агрегатах вращение приемных осей производится от общего распределительного вала через систему шестеренчатых передач. Натяжение провода регулируется с помощью дисковых фрикционов и прижимной гайки с пружиной. Плавное регулирование скорости осуществляется за счет применения вариатора. Установленная мощность агрегата Г-20 составляет 140 кВт; число ходов равно 10; число проходов каждой проволоки через лак равно 8. Скорость эмалирования в пределах 4—16 м/мин.
Современные вертикальные агрегаты отличаются от рассмотренных большей длиной печи, наличием каталитического сжигания отходящих газов и рекуперации выделяющегося при этом тепла, приводом приемных катушек, обеспечивающим постоянство натяжения проволоки в процессе намотки. Кроме того, прием проволоки может производиться в контейнеры или на конические катушки, что особенно желательно при использовании эмалированных проводов для автоматической намотки статоров электродвигателей.
Итальянская фирма Сикме выпускает целую серию вертикальных агрегатов, рассчитанных на различное число эмалируемых проволок (число проходов 80, 96, 112, 128, 140, 144). Основные узлы этих агрегатов сходны с вышеописанными, поэтому рассмотрим лишь один из этих агрегатов VRE-144, используемый на отечественных кабельных заводах. Общий вид и схема этого станка показаны на рис. 4-123. Агрегат VRE-144 предназначен для эмалирования медной проволоки диаметром 0,3—1,10 мм; агрегат 120-ходовой, причем проволока эмалируется за семь проходов с расстоянием между отдельными проходами 11 мм. Емкость проволоки на отдающих катушках около 300 кг; прием проволоки производится на катушки с диаметром фланца 300 мм и расстоянием между щеками 280 мм. Конструкция предусматривает скорость эмалирования до 70 м/мин; фактическая скорость 22—68 м/мин. Высота агрегата около 11 м, длина 12,2 м. Имеется циркуляционная система подачи лака; метод наложения лака — с помощью неразъемных калибров.
Рис. 4-23. Схема вертикального эмалировочного агрегата станка типа VRE-144 фирмы Сикме.
Емкость бака для хранения лака 150 л. Прием проволоки может производиться также в контейнеры (масса проволоки в контейнерах составляет примерно 50 или 150 кг) или на конические катушки (масса проволоки на конических катушках составляет 45—250 кг). Схема устройства и габариты контейнеров и конических катушек показаны на рис. 4-24.
Особый интерес представляют эмалировочная печь и печь отжига.
Рис. 4-24. Контейнеры и конические катушки для приема проволоки на современных вертикальных эмалировочных агрегатах.
Рис. 4-25. Схема циркуляции газов в вертикальной эмалировочной печи фирмы Сикме.
1 — каталитические элементы; 2 — устройство для воздушного подпора; 3 — охлаждение проводов; 4 — охлаждение роликов; 5 — электронагреватели камеры печи; 6 — электронагреватели катализатора; 7—9 — термопары камеры печи; 10 — термопара катализатора; 11 — воздухоотвод к вытяжной трубе; 12 — отсасывающий вентилятор для охлаждения проводов; 15 — термопара для контроля температуры газов, входящих в катализатор; 14 — забор воздуха для определения взрывоопасности; 15 — прибор для контроля взрывоопасности.
Схема эмалировочной печи к станку VRE-144 показана на рис. 4-25. Камера эмалировочной печи изготовлена из нержавеющей стали; электрические нагреватели закрытые. Нагрев производится с учетом тепла, выделяющегося при сгорании в каталитическом устройстве смеси растворитель — воздух и возвращаемого в рабочую камеру. Камера печи разделена на две зоны: первая зона — от входа проводов до уровня устройства для отсоса газов, вторая — от уровня устройства для отсоса газов до верхней части печи. В первой зоне происходит в основном испарение растворителей, во второй — пленкообразование. Температура каждой из этих двух зон регулируется независимо. В нормальных рабочих условиях два вентилятора всасывают смесь паров растворителя с образующимися газами из рабочей камеры печи через каталитические элементы, в которых все горючие элементы окисляются. Температура газов при сгорании регистрируется при помощи термопары, установленной в каталитической камере. Один из отсасывающих вентиляторов направляет через клапан газы из катализатора в первую зону, причем во время движения газы передают тепло через стенки в камеру печи конвекцией снаружи, а затем поступают непосредственно в камеру через задвижки. Избыточная часть этих газов, количество которых определяется регулировкой клапана, поступает в дымовую трубу. Воздух, нагнетаемый к нижнему отверстию печи вентилятором, предварительно нагревается за счет тепла избыточных газов, отводимых из системы рекуперации. Подача воздуха регулируется с помощью клапанов. Температура воздуха перед входом в печь составляет примерно 400 °C; с помощью специальных клапанов воздух равномерно распределяется по сечению камеры печи.
Верхний отсасывающий вентилятор направляет газы после катализатора через клапан в верхнюю зону. Равномерность распределения температуры по ширине печи обеспечивается регулировкой специальных задвижек. Избыточная часть газов направляется через дымовую трубу и выбрасывается в атмосферу.
Оба отсасывающих вентилятора каталитического устройства приводятся во вращение независимо двигателями постоянного тока. Регулируя скорость вращения валов двигателей, можно изменять количество газов, отсасываемых от входного отверстия печи, а следовательно, и температуру катализатора. В случае необходимости отсасывающие вентиляторы могут вращаться с разными скоростями, в этом случае в каждую из двух зон печи может направляться различное количество газов. Приборы для контроля и изменения скорости отсасывающих вентиляторов расположены на общем щите.
Так как каталитическое сжигание отходящих газов происходит только при 350 °C и выше, каталитическое устройство снабжено комплектом электрических нагревателей, автоматически включающихся при температуре ниже 350 °C, в частности при пуске эмалировочной печи после ее остановки.
Над верхним отверстием печи расположена камера подпора (уравновешивания давления), предотвращающая выход газов из рабочей камеры. Воздух отбирается отсасывающим вентилятором из помещения и направляется в устройство подпора. Количество поступающего воздуха дозируется с помощью специального клапана.
При избытке воздуха, поступающего через устройство подпора, может происходить охлаждение второй зоны печи, что недопустимо.
Над устройством подпора находится охлаждающее устройство.
Рис. 4-26. Схема печи отжига к агрегату VRE-144.
Охлаждение эмалируемых проводов производится за счет подачи к ним холодного воздуха; при этом не должно наблюдаться вибрации проводов.
Агрегат VRE-144 имеет печь отжига с принудительной циркуляцией пара, схема которой показана на рис. 4-26. Отжиг проволоки происходит и среде, насыщенной перегретым паром. Тепло передается к проволоке как конвекцией, так и за счет излучения от стенок камеры печи. Это позволяет осуществлять отжиг проволоки при более низкой температуре нагревательных элементов по сравнению с использованием закрытых трубчатых нагревателей.
Кроме того, при остановке эмаль-агрегата исключается опасность перегорания тонкой проволоки в печи отжига. Циркуляция пара обеспечивает равномерное распределение температуры по ширине и длине камеры. Пар от отдельных парогенераторов через централизованный распределитель и трубопроводы подается к отверстиям, расположенным на входе и выходе проводов в камере отжига. Регулировка подачи пара производится с помощью редуктора давления. Поданный таким образом пар всасывается вентилятором и направляется в верхнюю камеру, где расположены электрические нагреватели для перегрева пара. Эти нагреватели включаются и выключаются отдельным выключателем, который срабатывает только после включения вентилятора. Пар подается в камеру отжига, затем заново всасывается специальным вентилятором, обеспечивающим принудительную циркуляцию пара в системе.
В целях предотвращения подсоса наружного воздуха в печь отжига и ограничения потерь пара через отверстия для входа и выхода проводов последние закрываются с помощью целлюлозных губок, пропитанных водой. В связи с этим в системе циркуляции пара создается некоторое давление. В случае недостаточной подпитки водой губки печи отжига выйдут из строя в результате действия перегретого пара. Подача воды к губкам не должна быть также чрезмерной, так как при этом, помимо повышенного расхода воды, возможно попадание избытка воды в камеру отжига, вызывающее конденсацию части пара, что может привести к окислению поверхности медной проволоки.
Установленная мощность агрегата типа VRE-144 около 250 кВт, причем мощность эмалировочной печи около 187 кВт, а печи отжига 44 кВт.
Для привода приемных осей используются двигатели с большим скольжением, обеспечивающие постоянство натяжения провода при намотке катушки.
Фирма Сикме выпускает также 16- и 20-ходовые агрегаты для эмалирования проволоки диаметром 0,50— 1,80 мм со скоростью в пределах 17—60 м/мин. На этих агрегатах часто применяются контейнерные приемные устройства, элемент конструкции которых показан на рис. 4-27. Принципиально возможен и комбинированный прием эмалированной проволоки как в контейнеры, так и на катушки.
Рис. 4-27. Элемент контейнерного приемного устройства фирмы Сикме.
Известны также 12- и 14-ходовые агрегаты этой фирмы для эмалирования проволоки диаметром 1,50—4,00 мм. Скорость эмалирования в пределах 4—22 м/мин. Высота агрегата около 42,2 м. Установленная мощность около 350 кВт. Емкость отдающей тары 600 кг медной проволоки; приемные барабаны имеют диаметр щеки 500 мм.
Основные узлы и рабочие параметры агрегатов других фирм для эмалирования проволоки диаметром выше 0,30 мм примерно одинаковы (фирмы Дженерал Электрик, Сежедюр и др.). Исключение представляет фирма МАГ, которая рекомендует для эмалирования проволоки диаметром до 0,70 мм включительно горизонтальные 48-ходовые агрегаты.
