Спосіб виготовлення заізольованого струмопровідного дроту терморезисторного елемента для формування нерознімного з’єднання складових виробів різного призначення

Реферат: Спосіб виготовлення заізольованого струмопровідного проводу терморезисторного елемента для формування нерознімного з'єднання складових виробів різного призначення включає виготовлення струмопровідного осердя з матеріалу з пам'яттю форми, а також нанесення на елементи струмопровідного осердя шару термостійкого електроізоляційного матеріалу та ізоляції з термопластичного полімерного матеріалу. Струмопровідне осердя виконують багатожильним зі скручених між собою дротів, щонайменше один з яких виконують струмопровідним, термостійкий електроізоляційний матеріал наносять на кожний зі струмопровідних дротів, а ізоляцію з термопластичного полімерного матеріалу - безпосередньо на струмопровідне осердя. UA 84033 U (12) UA 84033 U UA 84033 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до матеріалів і пристроїв для формування нерознімних з'єднань між собою елементів різного призначення, наприклад труб, елементів трубопроводів, будівельних конструкцій тощо, і може бути використана в машинобудуванні, а також інших галузях промисловості: будівельній, хімічній, нафтопереробній, харчовій, теплоенергетичній. Одним з актуальних питань у промисловості й сільському господарстві є забезпечення можливості швидкого й надійного ремонту зруйнованих або дефектних ділянок різноманітних конструкцій і в першу чергу трубопроводів, виготовлених як з полімерних, так і з металевих труб. Для утворення нерознімного з'єднання подовжених деталей і складальних одиниць часто застосовують терморезисторні елементи, які виготовляють заздалегідь або безпосередньо за місцем. Основною складовою кожного з таких терморезисторних елементів є струмопровідний дріт, який після його встановлення на дефектному місці, що підлягає ремонту, та пропусканні по ньому електричного струму нагрівається, що приводить до розм'якшення термопластичного полімерного матеріалу терморезисторного елементу і за подальшого його твердіння до формування нерознімного з'єднання. Так, відомий спосіб виготовлення заізольованого струмопровідного проводу терморезисторного елемента для формування нерознімного з'єднання складових виробів різного призначення, що включає нанесення ізоляції з термопластичного полімерного матеріалу на струмопровідний дріт, виготовлений з матеріалу з пам'яттю форми [патент України № 70098 U, МПК Н05В 3/48, заявл. 22.11.2012, опубл. 25.05.2012, бюл. 10]. Проте в разі формування терморезисторного елемента із застосуванням виготовленого відповідно до цього способу струмопровідного дроту у вигляді багатошарової конструкції, що складається із витків заізольованого дроту, які укладені один на одного із взаємним перехрещуванням, існує імовірність короткого замикання і формування внаслідок цього з'єднання низької якості (це відбувається внаслідок розм'якшення термопластичного полімерного матеріалу і скорочення витків дроту, виготовленого із матеріалу з пам'яттю форм. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованої корисної моделі є спосіб виготовлення заізольованого струмопровідного проводу терморезисторного елемента для формування нерознімного з'єднання складових виробів різного призначення, що включає виготовлення струмопровідного осердя з матеріалу з пам'яттю форми, а також нанесення на елементи струмопровідного осердя шару термостійкого електроізоляційного матеріалу та ізоляції з термопластичного полімерного матеріалу [патент України № 76289 U, МПК Н05В 3/48, заявл. 03.07.2012, опубл. 25.12.2012, бюл. 24]. Цей спосіб, на відміну від аналога, що розглянуто, через наявність на струмопровідному дроті термостійкого електроізоляційного матеріалу підвищує надійність відповідного терморезисторного елемента. Проте застосування для виготовлення заізольованого струмопровідного дроту одножильного проводу і необхідності застосування зазначеної жили малого діаметра (для забезпечення високого електричного опору) істотно знижує міцнісні характеристики не лише заізольованого струмопровідного проводу, а й терморезисторного елемента, який виготовляють з цього струмопровідного проводу. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб виготовлення заізольованого струмопровідного проводу терморезисторного елемента для формування нерознімного з'єднання складових виробів різного призначення, у якому нове застосування елементів струмопровідного проводу забезпечує підвищення міцнісних характеристик як самого струмопровідного проводу, так і нерознімного з'єднання за його участі, що істотно підвищує надійність утворюваного за допомогою струмопровідного проводу нерознімного з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення заізольованого струмопровідного проводу терморезисторного елемента для формування нерознімного з'єднання складових виробів різного призначення, що включає виготовлення струмопровідного осердя з матеріалу з пам'яттю форми, а також нанесення на елементи струмопровідного осердя шару термостійкого електроізоляційного матеріалу та ізоляції з термопластичного полімерного матеріалу, згідно з пропонованою корисною моделлю, новим є те, що струмопровідне осердя виконують багатожильним зі скручених між собою дротів, щонайменше один з яких виконують струмопровідним, термостійкий електроізоляційний матеріал наносять на кожний зі струмопровідних дротів, а ізоляцію з термопластичного полімерного матеріалу - безпосередньо на струмопровідне осердя. У найприйнятнішому прикладі виконання способу струмопровідні дроти виконують з матеріалу з великим термічним опором, наприклад з ніхрому. Унаслідок пам'яті форми, що має матеріал струмопровідного дроту, під час пропускання по ньому електричного струму відбувається його нагрівання й часткове відновлення форми, наприклад, у вигляді циліндричної спіралі. Оскільки часткове відновлення заізольованим 1 UA 84033 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дротом форми циліндричної спіралі приводить до його усадки в тангенціальному напрямі (відносно з'єднуваних елементів), то терморезисторний елемент починає щільно обтискати з'єднувані деталі, що сприяє після твердіння розм'якшеного термопластичного полімерного матеріалу утворенню міцнощільного нерознімного з'єднання. Виконання струмопровідного осердя багатожильним зі скручених між собою дротів, щонайменше один з яких виконують струмопровідним, не тільки істотно підвищує міцнісні характеристики осердя струмопровідного дроту, а й забезпечує високий електричний опір струмопровідного дроту в цілому, що знижує енергоємність процесу виготовлення нерознімного з'єднання за участі цього дроту. Як термостійкий електроізоляційний матеріал доцільно застосовувати гнучкий елемент (волокно, нитку, ровінг, стрічку) зі скла або базальту, що забезпечує просту технологію нанесення електроізоляційного матеріалу на струмопровідний дріт намотуванням, а також його надійну фіксацію на дроті. Нанесення же ізоляції з термопластичного полімерного матеріалу безпосередньо на струмопровідне осердя (тобто на пучок жил), а не на кожну окрему жилу осердя забезпечує не лише швидкий і рівномірний прогрів усіх жил осердя, а й надійне плавлення зазначеної ізоляції з подальшим формуванням нерознімного з'єднання. Виготовлення струмопровідних дротів з матеріалу з великим термічним опором, наприклад, з ніхрому забезпечує швидке формування нерознімного з'єднання із застосуванням відповідного струмопровідного дроту. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 і 2 - поперечний розріз заізольованого струмопровідного дроту терморезисторного елемента, приклади виконання; на Фіг. 3 - терморезисторний стрічковий елемент із застосуванням заізольованого струмопровідного проводу, схема конструкції; на Фіг. 4 - розріз за А-А на Фіг. 3. Заізольований струмопровідний провід 1, який виготовляють багатожильним із використанням пропонованого способу, містить осердя зі скручених між собою дротів 2, виготовленого із матеріалу з пам'яттю форми. Щонайменше один з дротів 2 виконують струмопровідним (дріт 3), на який наносять термостійкий електроізоляційний матеріал 4, а ізоляцію 5 з термопластичного полімерного матеріалу наносять безпосередньо на струмопровідне осердя, тобто на джгут скручених між собою дротів 2 і 3 (Фіг. 1, 2). Терморезисторний стрічковий елемент 6, який виготовляють із використанням пропонованого заізольованого струмопровідного проводу 1, містить розміщені між двома полімерними стрічками 7 і 8 витки заізольованого струмопровідного проводу 1. Перед сплавленням ізоляції 5 заізольованого струмопровідного проводу 1 3 полімерними стрічками 7 і 8 його попередньо скручують у вигляді циліндричної спіралі, після чого випрямляють. При цьому сусідні відрізки 9 заізольованого струмопровідного дроту на кожному кінці стрічкового елемента попарно електрично з'єднують між собою для одержання єдиного електричного провідника (Фіг. 3, 4). Спосіб реалізують таким чином. Приклад 1 (найближчий аналог). Здійснюють виготовлення нерознімного з'єднання двох труб з поліетилену високої густини (ПЕВГ) 400×28,5 мм за допомогою терморезисторного стрічкового елемента, в якому утворено електричний контакт сусідніх витків струмопровідного дроту зі сталі діаметром 0,2 мм, а також ізоляцією зі скляного ровінгу завтовшки 0,1 мм і ПЕВГ завтовшки 0,25 мм. Також використано полімерні стрічки з ПЕВГ завтовшки 0,3 мм. Під час подальших досліджень отриманого з'єднання, виконаного з п'яти шарів терморезисторного стрічкового елемента, виявлені нещільності в утвореному нерознімному з'єднанні, що призвело до розгерметизації відновленого стику двох труб. Приклад 2. Здійснюють виготовлення нерознімного з'єднання двох труб з поліетилену високої густини (ПЕВГ) 400×28,5 мм за допомогою терморезисторного стрічкового елемента, у якому застосовано заізольований шаром ПЕВГ ізоляції завтовшки 1 мм струмопровідний провід 1, утворений сімома скрученими між собою дротами 2 (шість дротів з пружинного сталевого дроту діаметром 0,4 мм, а сьомий - з ніхромового дроту 3 діаметром 0,2 мм, вкритого шаром термостійкого електроізоляційного матеріалу 4, зокрема склонитками, завтовшки 0,1 мм; див. Фіг. 2). При цьому забезпечують електричний контакт ніхромових дротів 3 сусідніх витків струмопровідного проводу 1. Також використано полімерні стрічки 7 і 8 з ПЕВГ завтовшки 0,3 мм. Після подачі електричного струму на електропровідний провід 1 відбулося плавлення ПЕВГ ізоляції дроту і полімерних стрічок 6 і 7 з ПЕВГ. Після дослідження отриманого з'єднання, виконаного з п'яти шарів терморезисторного стрічкового елемента, дефектних ділянок не 2 UA 84033 U 5 виявлено. Випробування отриманого з'єднання під внутрішнім тиском нещільностей в утвореному з'єднанні також не виявило. Таким чином, пропонований спосіб істотно підвищує ефективність одержуваного за його допомогою терморезисторного стрічкового елемента, який може бути використаний для нерознімного з'єднання різноманітних елементів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Спосіб виготовлення заізольованого струмопровідного проводу терморезисторного елемента для формування нерознімного з'єднання складових виробів різного призначення, що включає виготовлення струмопровідного осердя з матеріалу з пам'яттю форми, а також нанесення на елементи струмопровідного осердя шару термостійкого електроізоляційного матеріалу та ізоляції з термопластичного полімерного матеріалу, який відрізняється тим, що струмопровідне осердя виконують багатожильним зі скручених між собою дротів, щонайменше один з яких виконують струмопровідним, термостійкий електроізоляційний матеріал наносять на кожний зі струмопровідних дротів, а ізоляцію з термопластичного полімерного матеріалу безпосередньо на струмопровідне осердя. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що струмопровідні дроти виконують з матеріалу з великим термічним опором, наприклад з ніхрому. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3