Спосіб виготовлення стержневого полімерного ізолятора

1. Спосіб виготовлення стержневого полімерного ізолятора, що включає виконання ізолюючого елемента й електроізоляційного стержня, з'єднання їх між собою зв'язувальною речовиною, яку наносять на поверхню електроізоляційного стержня по всій його довжині, електроізоляційний стержень розміщують у литтєвій прес-формі, для утворення ізолюючого елемента в прес-форму подають під тиском еластомер і обробляють при підвищеній температурі, при цьому як еластомер використовують силіконову гуму, що містить активні наповнювачі, який відрізняється тим, що оболонку виконують з силіконової гуми у вигляді високомолекулярного силоксанового каучуку або вулканізованої рідкої двокомпонентної силіконової гуми на основі компонентів А і В при їх співвідношенні 1:1 (мас. ч.), один або обидва металеві наконечники з боку розміщення глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня виконують з об'ємним потовщенням у формі тіла обертання, що розташовують симетрично відносно поздовжньої осі симетрії корпусу наконечника і виконують суцільно з ним, причому бічну поверхню об'ємного потовщення виконують закругленою, з одного або двох кінців корпусу оболонки, відповідно до кількості металевих наконечників, що виконують із об'ємним потовщенням, оболонку виконують з розтрубом дугоподібної форми, що розташовують симетрично відносно поздовжньої осі корпусу оболонки і опуклістю назовні відносно неї, на торці оболонки виконують отвір з діаметром (DPторц ), що перевищує внутрішній діаметр корпусу оболонки 2 (19) 1 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH Si 29572 Si O CH3 CH 3 O n CH3 Si CH CH 2 CH 3 , а як компонент В рідкої силіконової гуми використовують співполімер диметилсилоксанів з метилгідросилоксаном такої структурної формули: CH 3 CH 3 CH3 або H Si CH3 O Si H CH 3 O Si H або CH3 CH3 . 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як активні наповнювачі рідкої силіконової гуми використовують пірогенетичний або осаджений аеросил. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що введення рідкої двокомпонентної силіконової гуми у литтєву прес-форму здійснюють у вигляді інжекції при тиску 10-20 МПа, який витримують протягом 1-4 с, після чого поступово збільшують тиск до 25-35 МПа. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що порівнюють значення показника остаточної деформації відлитої еластомерної оболонки ізолятора з відповідним нормованим значенням показника остаточної деформації, і у випадку недосягнення нормованого значення показника остаточної деформації виконують другу стадію вулканізації рідкої двокомпонентної силіконової гуми поза литтєвою прес-формою в тепловій камері при нормальному тиску і при температурі 120-180 °С протягом 1-6 годин. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що об'ємне потовщення наконечника виконують, наприклад, у формі диска або кільця, товщина якого (Нр) дорівнює подвійному радіусу закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні потовщення. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що радіус закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні Корисна модель відноситься до області електротехніки, зокрема, до полімерних ізоляторів, і може бути використаний при виготовленні конструкцій високовольтних апаратів зовнішнього виконання. Відомий спосіб виготовлення полімерного ізолятора, що полягає у виготовленні ізолюючого елемента і електроізоляційного склопластикового стрижня, з'єднання їх між собою зв'язуючою речовиною. При цьому зв'язуючу речовину наносять на поверхню електроізоляційного стрижня по всій його довжині, електроізоляційний стрижень розміщують в литтєвій прес-формі, для утворення ізолюючого елемента в прес-форму 4 об'ємного потовщення вибирають в межах від 5 до 15 мм. 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що максимальний діаметр (Dp) об'ємного потовщення, що виконують, наприклад, у формі диска або кільця, вибирають у залежності від зовнішнього діаметра (D) корпусу наконечника із наступного співвідношення: Dp=kн·(D-dст), де D - зовнішній діаметр корпусу наконечника, м, dст - діаметр глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня, м, kн - коефіцієнт, що знаходиться в межах від 0,8 до 1,2. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що об'ємне потовщення наконечника виконують з покриттям шаром діелектрика, наприклад силіконової гуми, товщиною 3,5-6 мм. 15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що з одного або двох кінців корпусу оболонку формують з розтрубом у формі гофра. 16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що оболонку формують з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого дорівнює товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки. 17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що оболонку формують з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого збільшується по напряму від місця сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки до торця оболонки. 18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що висоту розтруба оболонки (Нр) вибирають у залежності від товщини стінки (hк ст) корпусу оболонки із наступного співвідношення: Нр=(2,8-5)·h к ст, де Н р – висота розтруба оболонки, м, hк ст - товщина стінки корпусу оболонки, м. 19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що оболонку виконують з суміжними ребрами одного або різних діаметрів, що чергуються між собою. 20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що оболонку виконують з окремих еластичних юбочних елементів, які з'єднують між собою зв'язувальною речовиною. подають під тиском еластомер і обробляють його при температурі 100-140°С протягом 5-15хв. При цьому як еластомер використовують силіконову гум у [1]. Недоліком відомого способу є недостатня експлуатаційна надійність ізоляторів, що отримуються. Як аналог вибраний спосіб виготовлення полімерного ізолятора, який полягає в створенні шорсткості і знежиренні зовнішньої поверхні склопластикового стрижня, розміщенні його спільно з наконечниками в нагріту до 125°С литтєву прес-форму, внутрішня поверхня якої визначає ребристу конфігурацію зовнішньої 5 29572 поверхні оболонки. Потім здійснюють введення суміші високомолекулярного силоксанового каучуку в прес-форму, пов'язану з гідросистемою шприць-апарата, і одностадійно вулканізують суміш при температурі 115-185°С для формування внутрішнього шару. Формують зовнішній шар ребристої оболонки ізолятора методом лакокрасочної технології [2]. Недоліком способу аналога є відсутність вибору ефективних співвідношень геометричних розмірів і матеріалу виконання її складових елементів, що не дозволяє досягнути підвищення експлуатаційної надійності полімерного ізолятора, зниження енергоємності і трудомісткості і підвищення технологічності його виготовлення. Як найближчий аналог вибраний спосіб формування полімерної оболонки ізолятора, який полягає в створенні шорсткості, знежиренні зовнішньої поверхні склопластикового стержня і нанесенні на неї зв'язуючої речовини з подальшим розміщенням склопластикового стержня з нанесеною зв'язуючою речовиною в нагріту литтєву прес-форму, внутрішня поверхня якої визначає ребристу конфігурацію зовнішньої поверхні захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора, введенні компонентів еластомеру у вигляді суміші високомолекулярного силоксанового каучуку в прес-форму, пов'язаною з гідросистемою шприць-апарата, і одностадійної температурної вулканізації введеної суміші силоксанового каучуку, еластомер в прес-форму подають під тиском 20-22МПа і обробляють при температурі 100-180°С протягом 5-30 хвилин. Тиск уприскування в гідросистемі шприць-апарата становить 30,0-35,0МПа. В якості еластомера використовують силіконову гум у з активними наповнювачами. Величину наповнення гуми вибирають в діапазоні 100-150мас.ч. активного наповнювача на 100мас.ч. каучуку. Час вулканізації вибирають з розрахунку 1 хвилина на 0,9-1,1мм товщини виробу, що формується. Наповнений еластомер обробляють в прес-формі при температурі 125-135°С протягом 8-12 хвилин [3]. Недоліком способу найближчого аналога є висока енергоємність ізоляторів, що отримуються, а також трудомісткість процесу їх виготовлення. В основу корисної моделі поставлена задача зниження енергоємності, трудомісткості і підвищення технологічності виготовлення ізолятора шляхом удосконалення способу його виготовлення за рахунок встановлення ефективних співвідношень взаємопов'язаних параметрів формування оболонки, а саме часу, температури і тиску, а також складу і відсоткового співвідношення складаючих компонентів матеріалу оболонки. Вказана задача досягається тим, що у способі виготовлення стержневого полімерного ізолятора, що включає виконання ізолюючого елемента й електроізоляційного стержня, з'єднання їх між собою зв'язувальною речовиною, яку наносять на поверхню електроізоляційного стержня по всій його довжині, електроізоляційний стержень розміщують у литтєвій прес-формі, для утворення 6 ізолюючого елемента в прес-форму подають під тиском еластомер, і обробляють при підвищеній температурі, при цьому як еластомер використовують силіконову гуму, що містить активні наповнювачі, новим є те, що, оболонку виконують з силіконової гуми у вигляді високомолекулярного силоксанового каучуку або вулканізованої рідкої двокомпонентної силіконової гуми на основі компонентів А і В при їх співвідношенні 1:1 (мас.ч.), один або обидва металеві наконечники з боку розміщення глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня виконують з об'ємним потовщенням у формі тіла обертання, що розташовують симетрично відносно поздовжньої осі симетрії корпусу наконечника і виконують суцільно з ним, причому бічну поверхню об'ємного потовщення виконують закругленою, з одного або двох кінців корпусу оболонки, відповідно до кількості металевих наконечників, що виконують із об'ємним потовщенням, оболонку виконують з розтрубом дугоподібної форми, що розташовують симетрично відносно поздовжньої осі корпусу оболонки і опуклістю назовні відносно неї, на торці оболонки виконують отвір з діаметром (Dpторц ), що перевищує внутрішній діаметр корпусу оболонки (Dк вн), товщину стінки розтруба (hpст) виконують не менше за товщину стінки корпусу оболонки (hк ст), а стінку розтруба, у загальному випадку, виконують змінної по довжині розтруба товщини, внутрішню поверхню розтруба корпусу оболонки і зовнішню поверхню об'ємного потовщення наконечника виконують спряжено, а місце сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки виконують плавним, при цьому обробку рідкої двокомпонентної силіконової гуми у литтєвій пресформі здійснюють при температурі 90-180°С протягом 4-20 хвилин. Оболонку формують з високомолекулярного силоксанового каучуку, що має молекулярну масу 400-740тис. і містить активні наповнювачі у кількості 90-160мас.ч. на 100мас.ч. каучук у. Оболонку формують з наповненої силіконової гуми адитивної або піроксидної вулканізації, що містить активні наповнювачі у вигляді пірогенетичного або осадженого аеросилу, модифікованого апретуючими матеріалами, у кількості 40-60мас.ч. наповнювачів на 100мас.ч. силіконової гуми. Як активні наповнювачі високомолекулярного силоксанового каучуку використовують аеросил А175, або аеросил А-300, або гідроксид алюмінію Аl(ОН)3, модифікований апретуючими матеріалами. Оболонку формують з вулканізованої рідкої двокомпонентної силіконової гуми, що містить активні наповнювачі в кількості 20-30мас.ч. на 100мас.ч. рідкої силіконової гуми. Оболонку формують з вулканізованої рідкої двокомпонентної силіконової гуми з молекулярною масою після вулканізації 12000-17000. Як компонент А рідкої силіконової гуми використовують полідіорганосилоксан з кінцевими вініловими групами такої структурної формули 7 CH 3 CH3 CH 2 CH Si 29572 Si O CH 3 CH3 O n CH 3 Si CH CH2 CH 3 а як компонент В рідкої силіконової гуми використовують співполімер диметилсилоксанів з метилгідросилоксаном такої структурної формули CH3 CH3 або H Si CH 3 CH3 O Si H CH 3 O Si H або CH 3 CH3 Як активні наповнювачі рідкої силіконової гуми використовують пірогенетичний або осаджений аеросил. Введення рідкої двокомпонентної силіконової гуми у литтєву прес-форму здійснюють у вигляді інжекції при тиску 10-20МПа, який витримують протягом 1-4с, після чого поступово збільшують тиск до 25-35МПа. Порівнюють значення показника остаточної деформації відлитої еластомерної оболонки ізолятора з відповідним нормованим значенням показника остаточної деформації, і у випадку недосягнення нормованого значення показника остаточної деформації виконують другу стадію вулканізації рідкої двокомпонентної силіконової гуми поза литтєвою прес-формою в тепловій камері при нормальному тиску і при температурі 120-180°С протягом 1-6 годин. Об'ємне потовщення наконечника виконують, наприклад, у формі диска або кільця, товщина якого (Нр) дорівнює подвійному радіусу закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні потовщення. Радіус закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні об'ємного потовщення вибирають в межах від 5 до 15мм. Максимальний діаметр (Dp) об'ємного потовщення, що виконують, наприклад, у формі диска або кільця, вибирають у залежності від зовнішнього діаметра (D) корпусу наконечника із наступного співвідношення Dp=kн·(D-dст), де D - зовнішній діаметр корпуса наконечника, м, dст - діаметр глухого циліндричного отвору для розташування склопластикового стержня, м, kн - коефіцієнт, що знаходиться в межах від 0,8 до 1,2. Об'ємне потовщення наконечника виконують з покриттям шаром діелектрика, наприклад, силіконової гуми, товщиною 3,5-6мм. З одного або двох кінців корпусу оболонку формують з розтрубом у формі гофра. Оболонку формують з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого дорівнює товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки. Оболонку формують з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого збільшується по напряму від місця сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки до торця оболонки. 8 Висоту розтруба оболонки (Нр) вибирають у залежності від товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки із наступного співвідношення Нр=(2,8-5)·h к ст, де Н р - висота розтруба оболонки, м, hк ст - товщина стінки корпусу оболонки, м. Оболонку виконують з суміжними ребрами одного або різних діаметрів, що чередуються між собою. Оболонку виконують з окремих еластичних юбочних елементів, які з'єднують між собою зв'язувальною речовиною. Перераховані ознаки способу складають сутність корисної моделі. Наявність причинно-наслідного зв'язку між сукупністю істотни х ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Було встановлено, що як еластомер доцільно використовува ти як вулканізовану рідку двокомпонентну силіконову гуму (РСГ), так і силіконову гуму адитивної/швидкої вулканізації [45], що містить одночасно вініл- і водневміщуючі силоксани, що зшиваються під впливом платинового каталізатора. Що стосується останнього, то цей еластомер отриманий на основі силіконового високомолекулярного каучук у з молекулярною масою 400-740тис. кисневих одиниць (к.о., де 1к.о. дорівнює 1/16 маси атома кисню), що приблизно відповідає каучуку марки СКТВ (ТУ 38.103675-89), який містить високомолекулярні ланцюги з вінільними (Si–СН СН = групами і 2) високомолекулярні ланцюги з водневими (Si–Н) групами. Було досліджено, що при відхиленні від вказаного діапазону молекулярної маси вихідного силіконового високомолекулярного каучуку спостерігається погіршення технологічних властивостей (зменшення швидкості вулканізації і збільшення часу формування) як гуми аддитивної/швидкої вулканізації в процесі її вулканізації по одностадійній технології, так і кінцевого продукту (ізолятора) на її основі. Силоксанова гума, що описується, була отримана спільною поліконденсацією продуктів гідроліза наступних з'єднань: R R2 R H Si R1 Cl + n Cl Si Cl Si + m R1 R2 Si CH Cl к CH2 де R - метил (радикал метана СН3–); R1 - метил, феніл (радикал бензола С6Н5–) і інші радикали; R2 - Сℓ або метил R, причому нижні індекси "n" і "к" становлять 0,51мас.ч. маси.ч. від мас.ч. нижнього індексу "m". Наповнювач аеросил (SiO2) має питому поверхню 100-380м 2/г. Аеросили всіх марок, що випускаються в світі, у тому числі марок А-175 і А 9 29572 300, що випускаються в Україні, є активними або високоактивними наповнювачами, і використовуються для поліпшення пружноеластичних і спеціальних властивостей вулканізатів (таких, як теплостійкості, вогнестійкості і ін.) на основі різних видів каучуку, насамперед силоксанового (див., наприклад, [5]). Кількість аеросилу у високомолекулярному каучуку визначається необхідними властивостями вулканизатів. Звичайно в силоксанових гумах аеросил застосовується в кількості 30-60мас.ч. на 100мас.ч. каучуку. Так, в кабельних гумах К-69, К69У, К1520, К-1520У і ін., що випускаються в Україні і Росії, застосовується аеросил марки А175 в кількості 45-47мас.ч. на 100мас.ч. каучуку. Однією з основних вимог, що висуваються до силоксанових гум, призначених для формування полімерних ізоляторів, є їх негорючість (самозатухаємість) при винесенні їх з полум'я. Так, вміст аеросила А-175 в кількості 45-47мас.ч. не дає можливості горіти гумі марки К-1520, але вона "тліє" при винесенні з полум'я або слабо горить до повного згоряння зразка. У цьому випадку для досягнення необхідних властивостей до гум вводяться спеціальні речовини, що припиняють процес горіння, так звані антипірени. До таких речовин відноситься, наприклад, гідроксид алюмінію Аl(ОН)3. Гідроксид алюмінію є неактивним наповнювачем. Він вводиться до гум не тільки з метою підвищення їх вогнестійкості, але і з метою зниження їх вартості, так як він за технологіями отримання і за вартістю є набагато дешевшим за всі відомі антипірени. Тобто при заданих властивостя х вартість гуми, а отже, і вулканізатів з неї, суттєво знижується. Застосування гідроксиду алюмінію, особливо в гумах, призначених для полімерних ізоляторів, без спеціальної обробки не практикується через його високе водопоглинання, тобто вулканізати гум, що містять гідроксид алюмінію, володіють високим (більше за 0,3%) водопоглинанням, що позначається на якості ізолятора. З метою зниження водопоглинання гідроксид алюмінію модифікують захисними речовинами (апретами), у т.ч., метакриловою кислотою (МАК). При осадженні метакрилової кислоти на поверхню гідроксиду алюмінію не тільки різко знижується його водопоглинання, але й він стає напівактивним наповнювачем за рахунок підвищення своїх гідрофобних властивостей. У цьому випадку гідроксид алюмінію при збереженні надбаних властивостей антипірена може частково замінювати високоактивні наповнювачі, такі як аеросил. Кількість застосування гідроксиду алюмінію в гумах на основі різного каучуку є різною і може коливатися в межах 20-300мас.ч. на 100мас.ч. каучук у. Таким чином, активні наповнювачі вводяться для отримання необхідних властивостей гум та їх вулканізатів, а неактивні наповнювачі вводяться тільки для поліпшення спеціальних властивостей і/або зниження ціни гуми. При цьому необхідно зазначити, що введення великих кількостей неактивних наповнювачів знижує пружноеластичні і інші властивості вулканізатів. 10 Як неінертні (тобто активні) наповнювачі "твердої" силіконової гуми використовували аеросил А-175 і/або аеросил А-300, а також гідроксид алюмінію Аl(ОН)3, що модифікований апретуючими матеріалами, наприклад, метакриловою кислотою. При цьому величина наповнення гуми вказаними наповнювачами була відносно високою, а саме 90-160мас.ч. активного наповнювача на 100мас.ч. каучук у. Було встановлено, що із збільшенням вмісту наповнення збільшується щільність гумової суміші, знижується її пластичність, умовна міцність, відносне подовження, а також збільшується твердість. Так, наповнення гум швидкої/адитивної вулканізації гідроксидом алюмінію, модифікованого метакриловою кислотою, при практично однакових властивостя х з гумою К1520, різко збільшило їх вогнестійкість, знизило відсоток наповнення аеросилом і, як наслідок, знизило вартість гуми на 15-30%. У той же час зміна вмісту наповнювачів у вказаних вище межах не приводить до істотної зміни властивостей гум. Було встановлено, що введення активних наповнювачів у вказаному вище співвідношенні прискорює процес вулканізації гуми при вказаних параметрах процесу (тиску, температурі). У той же час незначне відхилення від цього діапазону наповнення в ту або іншу сторону призводить до зниження швидкості вулканізації і до збільшення часу формування приблизно в 1,31,5 рази. Як прискорювач вулканізації застосовували окисел цинку ZnO, в кількості 3-10мас.ч. (звичайно 5мас.ч.). Як стабілізатор використовували продукт типу HD8 (a,w-дигідроксиполідиметилсилоксан) в кількості 8-15мас.ч. на 100мас.ч. каучуку. Як вулканізуючий агент застосовували каталізатор, що містить платину, наприклад, солі платинової кислоти або комплексні з'єднання, що містять платину. Наприклад, сіль гексахлороплатинової кислоти, Me[Pt(Cl)6], де Me двовалентний метал (Ва, Са), наприклад, гексохлороплатинат барію, в кількості 0,5-2мас.ч. на 100мас.ч. каучуку. Що стосується використання РСГ для формування оболонки ізолятора, то слід відзначити наступне. У виробництві полімерних ізоляторів широко застосовуються силоксанові гуми, наприклад, гума HV1760/65 фірми "DOW Corning" (США) [4]. У країнах СНД також виробляються подібні силоксанові гуми. Нами було встановлено, що в якості еластомера ефективно також використовувати двокомпонентну РСГ. Адже її використання дозволяє як зменшити масу, так і розміри ребер, а також підвищити термін експлуатації виробу внаслідок можливості його експлуатації в екстремальних умовах навколишнього середовища, наприклад, при холодних і сніжних зимах. 11 29572 Так, наприклад, при виконанні ребер з РСГ заявляємого складу, з них скидається снігове навантаження і налідь, а також практично відсутнє. Крім того, птахи не можуть сідати на ці ізолятори, що опосередковано сприяє поліпшенню навколишньої екологічної ситуації. Розроблений еластомер отриманий на основі двокомпонентної РСГ з молекулярною масою після вулканізації 12000-17000. Було встановлено, що при відхиленні від вказаного діапазону молекулярної маси вихідного РСГ спостерігається погіршення технологічних властивостей (зменшення швидкості вулканізації і збільшення часу формування) як РСГ у процесі її вулканізації за одностадійною технологією, так і кінцевого продукту (полімерної оболонки ізолятора) на її основі. Вініл- і водородфункціональні силоксани отримують вулканізацією під дією платинового каталізатора за наступною схемою: CH3 - Si - CH3 CH3 CH3 H R - [ - Si - O - ] - Si - C = C + Pt n CH3 H CH3 H CH3 - Si - CH3 O H - Si - CH3 O CH3 CH3 H H O R - [ - Si - O - ]n - Si - C - C - Si - . . . CH3 CH3 H H O CH3 - Si - CH3 CH3 - Si - CH3 R Реакція протікає при кімнатної температурі, але швидко прискорюється при зростанні температури. РСГ після змішування при зберіганні при кімнатній температурі має мінімальний термін використовування (життєздатність) 3 доби. Наповнювач, сповільнювачі, пігменти, стабілізатори кількісно розподіляються по компонентах А і В на розгляд споживача. Компонент В забезпечує зшивання молекул і перехід з рідкого стану у високоеластичний. Платиновий каталізатор прискорює процес вулканізації і покращує показник горючості. Введення сповільнювачів подовжує термін життя компаунда перед заливкою з введеним в суміш компонентом В. Співвідношення "платина-сповільнювач" вибирають таким чином, щоб термін життя компаунда після змішування при кімнатної температурі складав декілька днів. Кількість аеросилу в РСГ теж визначається необхідними властивостями вулканізатів. Обробка поверхні аеросилу у складі РСГ гексаметілдісилазаном забезпечує компроміс між текучістю рідкої гуми і механічними властивостями, полегшує рівномірне перемішування аеросилу при введенні в рідкий каучук. Введення аеросилу у дозах, більш ніж 30мас.ч. відносно РСГ, різко знижує текучість. Таким чином, активні наповнювачі вводять для отримання необхідних властивостей гум та їх вулканізатів, а неактивні наповнювачі вводяться тільки для поліпшення спеціальних властивостей і/або зниження ціни РСГ. При цьому необхідно зазначити, що введення великих кількостей неактивних наповнювачів знижує пружноеластичні та інші властивості вулканізатів. 12 Згідно з корисною моделлю, в якості неінертних (тобто активних) наповнювачів силіконової гуми використовують пірогенетичний або осаджений аеросил. При цьому величина наповнення гуми вказаними наповнювачами була відносно високою, а саме 20-30мас.ч. активного наповнювача на 100мас.ч. РСГ. Було встановлено, що із збільшенням вмісту наповнення збільшується щільність гумової суміші, знижується її пластичність, умовна міцність, відносне подовження, а також збільшується твердість. У той же час зміна вмісту наповнювачів у вказаних вище межах не приводить до істотної зміни властивостей РСГ. Було встановлено, що введення активних наповнювачів у вказаному вище співвідношенні прискорює процес вулканізації гуми при вказаних параметрах процесу (тиску, температурі). Крім того, незначне відхилення від цього діапазону наповнення в ту або іншу сторону призводить до зниження швидкості вулканізації і до збільшення часу формування приблизно в 1,3–1,5 рази. В якості вулканізуючого агента застосовують каталізатор, що містить платину, наприклад, солі платинової кислоти або комплексні з'єднання, що містять платину. Наприклад, сіль гексахлороплатинової кислоти, Me[Pt(Cℓ)6], де Me двовалентний метал (Ва, Са), наприклад, гексохлороплатинат барію, в кількості 0,5-2мас.ч. на 100мас.ч. каучуку. Корисна модель ілюструється графічним матеріалом, де на Фіг.1 показаний загальний вигляд полімерного ізолятора з оболонкою з ребрами одного діаметра; на Фіг.2 показаний загальний вигляд полімерного ізолятора з оболонкою з суміжними ребрами, що чередуються, різного діаметра; на Фіг.3 - вид І на Фіг.1; на Фіг.4 фрагмент виконання розтруба корпуса оболонки із умовними позначеннями, на Фіг.5 показано наконечник (вид збоку); на Фіг.6 - вид наконечника спереду; на Фіг.7 – типова залежність жорсткості вулканізованої гуми від часу при формуванні силіконових гум, у тому числі РСГ; на Фіг.8 показане електричне поле наконечника без диску з закругленою бічною поверхню для полімерного ізолятора на напругу 27,5кВ і руйнівну механічну силу 120кН; на Фіг.9 - ескіз наконечника без диску із закругленою бічною поверхнею; на Фіг.10 розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник без диску з закругленою бічною поверхнею, що показаний на Фіг.9; на Фіг.11 - електричне поле наконечника з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею; на Фіг.12 ескіз наконечника з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею; на Фіг.13 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею, що показаний на Фіг.12; на Фіг.14 - електричне поле наконечника з об'ємним розширенням у вигляді диска з закругленою бічною поверхнею, покритим шаром діелектрика (силіконова гума); на Фіг.15 ескіз наконечника з об'ємним розширенням у 13 29572 вигляді диска з закругленою бічною поверхнею, покритим шаром діелектрика (силіконова гума); на Фіг.16 - розподіл напруженості електричного поля уздовж горизонтальної лінії, перетинаючої наконечник з об'ємним розширенням, покритим шаром діелектрика (силіконова гума), що показаний на Фіг.15; на Фіг.17 - технологічна схема формування еластомерної оболонки ізолятора за розробленим способом; на Фіг.18-20 показані фотографії варіантів виконання полімерного ізолятора на основі захисної оболонки. На Фіг.4 прийняті наступні позначення: Нр – висота розтруба; Dpторц – діаметр торцевого отвору розтруба; Dpmax – максимальний діаметр розтруба; Dк н – зовнішній діаметр корпусу оболонки; Dк вн – внутрішній діаметр корпусу оболонки; hpст – товщина стінки розтруба, hpст=var; hк ст – товщина стінки корпусу оболонки; Rз – радіус закруглення в місці сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки. На Фіг.17 прийняті наступні позначення: 13 – ємність з компонентом А рідкої силіконової гуми (РСГ); 14 – ємність з компонентом В РСГ; 10 – подаючі насоси; 15 – дозатор; 16 – змішувач; 17 – інжекційний вузол зі шнеком 18; 19 – блок холодних літників (БХЛ); 20 – литтєва прес-форма; 21 – порожнина для гарячої форми, призначеної для формування оболонки ізолятора; 22 – плити вулканізаційного преса; 23 – пристрій для стиснення плит. Полімерний ізолятор містить склопластиковий електроізоляційний стержень 1, ізолюючий елемент, що виконаний у вигляді суцільнолитої еластомерної оболонки 2 ізолятора з корпусом 3 і кільцевими ребрами 4. Стержень 1 і оболонка 2 з'єднані між собою зв'язуючою речовиною 5. На кінцях електроізоляційного стержня 1 закріплені металеві наконечники 6. Кільцеві ребра 4 мають конусоподібне поглиблення 7 в нижній частині. Наконечник для полімерного ізолятора містить корпус 6, наприклад, циліндричної форми, з виконаному у ньому уздовж осі симетрії корпуса 1 глухому циліндричному отвору 8 діаметром (dст) для розміщення склопластикового стержня 1, а також вузол кріплення наконечника до опор контактної мережі, наприклад, у вигляді провушини 9 з наскрізним отвором 10 для підвішування наконечника у зборі з ізолятором до опор контактної мережі, або у вигляді так званого "пестика", або у вигляді так званого “гнізда”, або у вигляді так званого "патрубка". Наконечник з боку розміщення глухого циліндричного отвору 8 для розташування склопластикового стержня виконують з об'ємним потовщенням 11 у формі тіла обертання 12, наприклад, у формі диска або кільця, з максимальним діаметром (Dp). При цьому об'ємне потовщення 11 виконують із закругленою зовнішньою бічною поверхнею радіусом (r), що знаходиться в межах від 5 до 15мм. Максимальний діаметр (Dp) об'ємного потовщення 11, що виконують, наприклад, у формі диска або кільця, вибирають у залежності від зовнішнього діаметра (D) корпуса 6 наконечника із наступного співвідношення 14 Dp=kH·(D-dст), де D – зовнішній діаметр корпуса 6 наконечника, м, dст – діаметр глухого циліндричного отвору 8 для розташування склопластикового стержня, м, kн – коефіцієнт, що знаходиться в межах від 0,8 до 1,2, а товщину тіла обертання (Нр), наприклад, диска або кільця, вибирають такою, що дорівнює 2r. Корпус 6 наконечника і об'ємне потовщення 11 виконують злитно (суцільно). Об'ємне потовщення 11 наконечника виконують, наприклад, у формі диска або кільця, товщина якого (Нр) дорівнює подвійному радіусу закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні потовщення 11. Радіус закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні об'ємного потовщення 11 вибирають в межах від 5 до 15мм. Об'ємне потовщення 11 наконечника виконують з покриттям шаром діелектрика, наприклад, силіконової гуми, товщиною 3,5-6мм. При цьому місце сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки 3 виконують плавним, а внутрішню поверхню розтруба корпусу оболонки 3 і зовнішню поверхню об'ємним потовщення 11 наконечника виконують спряжено. Як варіанти виконання конструкції захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора можна навести такі: об'ємне потовщення наконечника виконують, наприклад, у формі диска або кільця, товщина якого (Нр) дорівнює подвійному радіусу закруглення (r) зовнішньої бічної поверхні потовщення; з одного або двох кінців корпусу оболонку формують з розтрубом у формі гофри; оболонку формують з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого дорівнює товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки; оболонку формують з розтрубом, товщина стінки (hpст) якого збільшується по напряму від місця сполучення зовнішніх поверхонь розтруба і корпусу оболонки до торця оболонки; висоту розтруба оболонки (Нр) вибирають у залежності від товщині стінки (hк ст) корпусу оболонки із наступного співвідношення Нр=(2,8-5)·h к ст, де Н р – висота розтруба оболонки, м, hк ст – товщина стінки корпусу оболонки, м; оболонку виконують з суміжними ребрами одного або різних діаметрів, що чередуються між собою; оболонку виконують з окремих еластичних юбочних елементів, які з'єднують між собою зв'язувальною речовиною. Згідно з заявляємим технічним рішенням, оболонку 2 полімерного ізолятора формують з силіконової гуми, що містить активні наповнювачі, у вигляді високомолекулярного силоксанового каучуку, що має молекулярну масу 400-740тис. і містить активні наповнювачі у кількості 90160мас.ч. на 100мас.ч. каучуку, або у вигляді 15 29572 вулканізованої рідкої двокомпонентної силіконової гуми на основі компонентів А і В при їх співвідношенні 1:1 (мас.ч.), що містить активні наповнювачі в кількості 20-30мас.ч. на 100мас.ч. рідкої силіконової резини і з молекулярною масою після вулканізації 12000-17000. Оболонку ізолятора на основі високомолекулярного силоксанового каучуку формують за стандартною технологією, зокрема, знежирюють зовнішню поверхню склопластикового стержня і наносять на неї зв'язуючу речовину з подальшим розміщенням склопластикового стержня з нанесеною зв'язуючою речовиною в нагріту литтєву прес-форму, внутрішня поверхня якої визначає ребристу конфігурацію зовнішньої поверхні захисної ребристої оболонки полімерного ізолятора. Для утворення ізолюючого елемента в пресформу подають під тиском еластомер і обробляють при підвищеній температурі протягом певного часу. У той же час еластомерну оболонку полімерного стержневого ізолятора з вулканізованої рідкої двокомпонентної силіконової гуми на основі компонентів А і В формують дещо іншим чином. Заповнення литтєвої форми РСГ (технологічна схема заповнення показана на Фіг.17) здійснюється у декілька етапів. Етап 1. Подача компонентів А і В в дозатор 16. Два компонента РСГ (компонент А - поз.13 і компонент В - поз.14 на Фіг.17) подають у співвідношенні 1:1 з відповідних ємностей за допомогою поворотно-поступальних насосів 15 з гідравлічним або пневматичним приводом по гнучких шлангах у дозатор 16 під тиском 1522МПа. У дозаторі 16 автоматично відбирають необхідну кількість РСГ для точного заповнення об'єму форми, звичайно це становить 98-99% об'єму порожнини литтєвої форми 22. Етап 2. Змішування компонентів А і В. Після дозування РСГ компоненти А і В поступають у змішувач 17, що представляє собою трубу, усередині якої одна за одною розташовані змішуючи лопаті, і де компоненти А і В змішуються до стану однорідності одержуваної суміші. Далі одержана суміш компонент А і В поступає в інжекційний вузол 18. Етап 3. Інжекція (уприскування) РСГ у литтєву форму 21. Інжекційний вузол 18 складається з циліндра, в якому сумісно з циліндром розміщено шнек 19, що має можливість обертання навколо осі і поворотно-поступального ходу. При обертанні шнека 19 відбувається набір РСГ у накопичувач циліндра, а при поступальному ході здійснюється інжекція (уприскування) РСГ в порожнину литтєвої форми 21. Тиск інжекції залежить від геометрії літників. Звичайно тиск уприскування знаходиться в діапазоні 10-100МПа. На початку процесу інжекції швидкість протікання РСГ вибирається максимальною таким чином, щоб об'ємний потік РСГ був великий для запобігання початку вулканізації до заповнення порожнини литтєвої 16 форми 21, тобто щоби уникнути пригару литтєвого матеріалу. Для зниження відходів завулканізованої гуми в літниках передбачається охолоджування літникових каналів проточною холодною водою. Розводка літників здійснюється у блоці холодних літників (БХЛ) 20. При використанні БХЛ 20 передбачена теплоізоляція БХЛ 20 від литтєвої форми 21. З БХЛ 20 уприскування в порожнину гарячої форми для формування оболонки ізолятора здійснюється через гирло живильника (на Фіг.17 не позначено). Діаметр гирла живильника лежить в інтервалі 0,2-0,5мм. Якщо литтєва форма 21 містить тільки одну порожнину під полімерний ізолятор, подача РСГ можлива в гарячу форму 22 напряму, без БХЛ 20. Проте перед початком нового циклу заповнення литтєву форму 21 інтенсивно охолоджують проточною холодною водою до температури, при якій можливе якісне заповнення литтєвої форми 21 без локального твердіння РСГ у момент лиття, перешкоджаючого рівномірному і повному заповненню порожнин литтєвої форми 21. Тиск при подачі матеріалів від насосів 15 у змішувач 17 досягає 15-22МПа. Потім тиск знижують, і подачу РСГ в інжекційний вузол 18 здійснюють під тиском 3-7МПа. Етап 4. Вакуум ування литтєвої форми 21. Щоб уникнути захоплення повітря в порожнинах литтєвої форми 21 при уприскуванні РСГ, необхідна хороша вентиляція (вакуум ування) литтєвої форми 21. Повітря, що міститься в порожнині литтєвої форми 21, спочатку стискається під натиском інжектуємої РСГ, а потім виштовхується через вентиляційні канали (на Фіг.17 не позначені). Якщо повітря не видалити повністю, воно захоплюється у виріб, що призводить до утворення недоливів, міхурів, неякісної поверхні полімерного ізолятора. Вентиляційні канали шириною 1-3ммі завглибшки 0,004-0,005мм розміщують на лінії розділу литтєвої форми 21. Оптимальна вентиляція досягається за допомогою вакууму. Для створення необхідного вакуум у під час закриваючого руху литтєву форму 21 зупиняють на відстані 0,5-2мм до свого повного закриття. Тільки коли вакуум у порожнині литтєвої форми 21 досягає необхідного рівня тиску, за допомогою машини повністю закривають литтєву форму 21 і починається процес інжекції. Етап 5. Витримка тиску у литтєвій формі 21. Після заповнення порожнини литтєвої форми 21 РСГ тиск уприскування витримують протягом 14с. Це необхідно для того, щоб перешкодити РСГ, що розширюється при підвищенні температури, виштовхуванню з порожнини литтєвої форми 21 і зворотному протіканню. Час 1-4с. є достатнім, щоб РСГ завулканізувалася у гирлі литтєвої форми 21 і, отже, не змогла протекти назад. Тиск у порожнині литтєвої форми 21 поступово збільшують у міру розширення інжектованої РСГ при підйомі температури і звичайно досягають значень 25-35МПа. Для утримання обох половин литтєвої форми 21 в замкнутому стані залежно від 17 29572 розміру полімерної оболонки ізолятора і їх кількості у литтєвій формі 20, зусилля стулення і утримання литтєвої форми 21 в замкнутому стані, здійснюване за допомогою плити вулканізаційного преса 23 і пристрою для стиснення плит 24, вибирають в межах 500-2000кН. Заповнення литтєвої форми 21 можливе також без попереднього вакуум ування. Для цього в литтєвій формі 21 виконують отвори для виходу повітря (на Фіг.17 не позначені), що повинні розташовуватися в зоні, якої інжектований матеріал досягає в останню чергу. РСГ заповнюють у литтєвій формі 21 при тиску нижче, ніж при вакуумуванні литтєвої форми 21. При цьому стежать за початком виходу гуми з отвору, що свідчить про повне заповнення литтєвої форми 21. Недоліки такого варіанту виконання розробленого способу полягають в зниженні продуктивності процесу формування, необхідності стежити за виходом надлишків гуми і великих відходах РСГ, оскільки при нагріві і розширенні РСГ значна її частина витікає з отвору литтєвої форми 21. Етап 6. Вулканізація РСГ у литтєвій формі 21. Вулканізація РСГ здійснюється в литтєвій формі 21 при тиску 25-35МПа при температурі 90180°С протягом 4-20 хвилин. Ці параметри вибирають залежно від товщини силіконової оболонки і типа РСГ, які відрізняються молекулярною масою компонентів А і В, часткою функціональних Si–СН Н 2 і Si–Н груп в С = молекулах каучуків, а також кількістю платинового каталізатора. Етап 7. Витягання ізолятора з литтєвої форми 21. Ізолятор витягується за допомогою вбудованого в машину знімача або вручну за наконечники 6. Етап 8. Друга стадія вулканізації. Якщо фізико-технічні і електричні показники відлитої еластомерної оболонки ізолятора не досягають нормованих величин, зокрема, показник остаточної деформації, виконують другу стадію вулканізації поза литтєвою формою 21 у тепловій камері (на Фіг.17 не показана) при нормальному тиску і при температурі 120-180°С протягом 1-6 годин залежно від типа РСГ. Нижче наведено обгрунтування параметрів способу формування еластомерної оболонки ізолятора, що заявляється. 1. Тиск пресування РСГ. Було експериментально встановлено, що тиск формування (пресування) в литтєвій пресі-формі при литтєвому виготовленні захисної ребристої полімерної оболонки ізолятора з силіконової гуми аддитивної/швидкої вулканізації типу HV 1760/65 повинно знаходитися в межах Pmin=20МПа (200кгс/см 2)÷Pmax=22 МПа (220кгс/см 2). У той же час для РСГ введення компонентів еластомеру у вигляді суміші у прес-форму здійснюють у вигляді інжекції при тиску Pmin=10 МПа Рmах=20МПа. Вибір оптимального тиску лиття залежить від багатьох чинників, наприклад: пластичності (жорсткості) робочої суміші; природи 18 вулканізуючого агента; наявності явища підвулканизації (скорчінга) гум; об'ємів лиття; кількості наповнювачів (% наповнення, мас.ч. на 100мас.ч. РСГ); реологічних властивостей гумової суміші; температури вулканізації; економічних міркувань тощо. Тиск лиття вибирається експериментально в кожному конкретному випадку для кожної марки гум. Так, дослідним шляхом було встановлено, що необхідний тиск при пресуванні РСГ з метою отримання якісних вулканізатів повинен складати не менше ніж 25МПа. При зменшенні цього тиску (нижнього кордону тиску) Р