способ изготовления линейной спиральной арматуры

Формула изобретения

1. Способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке одного или нескольких жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины путем их нарезки, скреплении в пряди посредством скрутки или/и нанесения на их поверхности покрытия, выполненного на основе композиционного материала или клеевой композиции или композиции из красок, и формировании окончательного изделия путем придания концевым частям пряди формы спирали, при этом жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины нарезают на отдельные отрезки заданного размера, концы нарезанных отрезков обрабатывают до придания им формы сферы или усеченного конуса, или иной круглой обтекаемой формы или оставляют без указанной обработки, собирают нарезанные отрезки в пучок, скрепляют в прядь, определяют среднюю часть пряди, располагаемую в любой из частей между концами нарезанных отрезков пряди, скручивают среднюю часть пряди с применением клея или без него таким образом, чтобы количество ее полных витков находилось в диапазоне от одного витка до 150 витков включительно или оставляют среднюю часть пряди нескрученной, затем концевым нескрученным частям пряди придают форму спирали постоянного шага и постоянного диаметра, или переменного шага и переменного диаметра, или постоянного шага и переменного диаметра, и наоборот, причем длину L_m средней части пряди определяют из соотношения (0,05÷3)·(L ₁+L₂/2), где L₁ - длина пряди, измеренная от левого конца средней части пряди до левого конца пряди в окончательном изделии, а L₂ - длина пряди, измеренная от правого конца средней части пряди до правого конца пряди в окончательном изделии, соответственно, после чего выполняют остальные операции по формированию окончательного изделия, обрабатывая концы жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины до заданного размера и формы, или оставляют их без указанной обработки или отгибают их, средней скрученной части пряди придают необходимую форму или оставляют ее прямой, на поверхности сформированного изделия наносят дополнительное покрытие на основе композитного материала или композиции из красок, и/или приклеивают абразив в выбранных местах, или оставляют изделие без покрытия.

2. Способ по п.1, в котором жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины перед обработкой разматывают с катушек или барабанов или берут их распрямленными в виде мерных отрезков.

3. Способ по п.1, в котором нарезанные отрезки упомянутых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины собирают в пучок в количестве от одного до 36 штук.

4. Способ по п.1, в котором в качестве упомянутых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины используют металлические проволоки без покрытия или с защитным металлическим или неметаллическим покрытием.

5. Способ по п.4, в котором в качестве металлической проволоки используют стальную оцинкованную проволоку или алюминированную стальную проволоку, или проволоку из высокопрочных алюминиевых сплавов.

6. Способ по п.1, в котором в качестве упомянутых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины используют неметаллические прутки, изготовленные из пластмасс.

7. Способ по п.1, в котором упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины изготавливают из композитного полимерного материала.

8. Способ по п.7, в котором упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины изготавливают из коррозионно-стойкого поливинилхлорида.

9. Способ по п.1, в котором упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины выбирают диаметром, величина которого определяется в пределах от 0, 1 мм до 24 мм.

10. Способ по п.1, в котором на среднюю часть пряди закрепляют защитную трубку или наматывают ленту из полимерного материала, или наносят дополнительное покрытие.

11. Способ по п.1, в котором защитная трубка выполнена в виде термоусаживаемой трубки или в виде кембрика.

12. Способ по п.11, в котором кембрик, надетый на среднюю часть пряди, выполнен целиковым или с продольным разрезом.

13. Способ по п.1, в котором при изготовлении спирального зажима из скрученной средней части пряди формируют петлю в виде круга, или полукруга, или овальной, или эллипсоидной формы с закрепленным на ней коушем круглой, или каплевидной, или овальной формы.

14. Способ по п.1, в котором упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины скрепляют в пряди посредством композиции из порошковых красок.

15. Способ по п.14, в котором при скреплении жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины посредством композиций из порошковых красок на их поверхности предварительно наносят грунтовку из полимерного материала.

16. Способ по п.1, в котором на внутреннюю и наружную, или только внутреннюю или только наружную, или на отдельные участки внутренней и наружной поверхности пряди наносят клеевое покрытие и/или абразив.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к способам изготовления линейной спиральной арматуры, например спиральных зажимов для крепления одного или нескольких проводов, как защищенных изоляцией, так и не защищенных, к штыревым или опорным линейным изоляторам, иным изоляционным конструкциям или не изоляционным конструкциям, а также для крепления волоконно-оптических кабелей воздушных линий электропередачи всех классов напряжения и воздушных линий связи, соответственно.

Известен способ изготовления зажимов спирального типа для крепления защищенных самонесущих проводов к опорам воздушных линий электропередачи 6-35 кВ, заключающийся в обработке стальной проволоки путем придания ей формы спирали постоянного шага, соединении в пряди, округлении концов проволочных прядей и формовке крепежной петли, при этом сначала центральные отрезки стальной проволоки, предназначенные для формовки крепежной петли, соединяют между собой, скручивая их друг с другом, затем концевые отрезки проволочной пряди подвергают обработке до придания им формы спирали заданного шага и диаметра, причем скрепление нескольких проволок в пряди осуществляют посредством использования термоусадочной трубки, которую надвигают на всю длину каждой проволочной пряди, после чего формуют крепежную петлю, помещают проволочные спирали в тепловую камеру на 20-30 минут при температуре 150-180°C, вынимают их из тепловой камеры и после временной выдержки скругление концов проволочных спиралей выполняют плавлением их до получения запаянных в материал термоусадочной трубки концов проволочных спиралей [1].

Указанный способ изготовления зажимов спирального типа применим исключительно для защищенных самонесущих проводов воздушных линий электропередачи 6-35 кВ, то есть только для линий низких классов напряжений, что существенно ограничивает сферу его практического использования. Кроме того, данный способ достаточно трудоемок, так как связан с необходимостью применения технологии скрепления проволок в пряди посредством термоусадочных трубок (нужны дорогостоящие тепловые камеры; процесс закрепления термоусадочных трубок на проволоках строго регламентирован и длителен).

Известен также способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины путем придания им формы спирали, скреплении в пряди посредством нанесения на их поверхности покрытия, выполненного на основе композиционного материала или композиции из порошковых красок и формировании окончательного изделия [2].

Данный известный способ также не лишен недостатков. В качестве материала для изготовления линейной арматуры по этому способу берется в основном стальная проволока, что в некоторых случаях может отрицательно сказаться на состоянии контактной поверхности присоединяемого к линейной спиральной арматуре объекта, например, изолятора, волоконно-оптического кабеля или даже провода при воздействии механических факторов таких, например, как вибрация, пляска, гололед на воздушных линиях электропередачи и волоконно-оптических линиях связи.

Заявитель ставил перед собой задачу разработки универсального способа изготовления линейной спиральной арматуры, с внедрением которого можно эффективно и без значительных затрат с использованием распространенного или специального технологического оборудования обеспечить серийный выпуск всего спектра выпускаемой в Российской Федерации номенклатуры линейной спиральной арматуры для самых различных электроэнергетических объектов и объектов связи на территории СНГ и дальнего зарубежья. Этот положительный технический результат был достигнут Заявителем за счет новой совокупности существенных признаков предложенного способа изготовления линейной спиральной арматуры, представленной в нижеизложенной формуле изобретения: «способ изготовления линейной спиральной арматуры, заключающийся в обработке одного или нескольких жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины путем их нарезки, скреплении в пряди посредством скрутки или/и нанесения на их поверхности покрытия, выполненного на основе композиционного материала или клеевой композиции, или композиции из красок, и формировании окончательного изделия путем придания концевым частям пряди формы спирали, при этом жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины нарезают на отдельные отрезки заданного размера, концы нарезанных отрезков обрабатывают до придания им формы сферы или усеченного конуса, или иной круглой обтекаемой формы или оставляют без указанной обработки, собирают нарезанные отрезки в пучок, скрепляют в прядь, определяют среднюю часть пряди, располагаемую в любой из частей между концами нарезанных отрезков пряди, скручивают среднюю часть пряди с применением клея или без него таким образом, чтобы количество ее полных витков находилось в диапазоне от одного витка до 150 витков включительно или оставляют среднюю часть пряди нескрученной, затем концевым нескрученным частям пряди придают форму спирали постоянного шага и постоянного диаметра, или переменного шага и переменного диаметра, или постоянного шага и переменного диаметра, и наоборот, причем длину L_m средней части пряди определяют из соотношения (0,05÷3)·(L₁+L₂ /2), где L₁ - длина пряди, измеренная от левого конца средней части пряди до левого конца пряди в окончательном изделии, a L₂ - длина пряди, измеренная от правого конца средней части пряди до правого конца пряди в окончательном изделии, соответственно, после чего выполняют остальные операции по формированию окончательного изделия, обрабатывая концы жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины до заданного размера и формы, или оставляют их без указанной обработки, или отгибают их, средней скрученной части пряди придают необходимую форму или оставляют ее прямой, на поверхности сформированного изделия наносят дополнительное покрытие на основе композитного материала или композиции из красок, и/или приклеивают абразив в выбранных местах, или оставляют изделие без покрытия; жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины перед обработкой разматывают с катушек или барабанов или берут их распрямленными в виде мерных отрезков; нарезанные отрезки упомянутых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины собирают в пучок в количестве от одного до 36 штук; в качестве упомянутых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины используют металлические проволоки без покрытия или с защитным металлическим или неметаллическим покрытием; в качестве металлической проволоки используют стальную оцинкованную проволоку или алюминированную стальную проволоку, или проволоку из высокопрочных алюминиевых сплавов; в качестве упомянутых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины используют неметаллические прутки, изготовленные из пластмасс; упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины изготавливают из композитного полимерного материала; упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины изготавливают из коррозионно-стойкого поливинилхлорида; упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины выбирают диаметром, величина которого определяется в пределах от 0, 1 мм до 24 мм; на среднюю часть пряди закрепляют защитную трубку или наматывают ленту из полимерного материала, или наносят дополнительное покрытие; защитная трубка выполнена в виде термоусаживаемой трубки или в виде кембрика; кембрик, надетый на среднюю часть пряди, выполнен целиковым или с продольным разрезом; при изготовлении спирального зажима из скрученной средней части пряди формируют петлю в виде круга, или полукруга, или овальной, или эллипсоидной формы с закрепленным на ней коушем круглой, или каплевидной, или овальной формы; упомянутые жесткие элементы в виде нитей ограниченной или неограниченной длины скрепляют в пряди посредством композиции из порошковых красок; при скреплении жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины посредством композиций из порошковых красок на их поверхности предварительно наносят грунтовку из полимерного материала; на внутреннюю и наружную, или только внутреннюю или только наружную, или на отдельные участки внутренней и наружной поверхности пряди наносят клеевое покрытие и/или абразив».

Заявляемый способ предназначен для изготовления линейной спиральной арматуры (спиральных поддерживающих зажимов, спиральных натяжных зажимов, спиральных протекторов, спиральных виброгасителей и т.п.) для крепления одного или нескольких проводов, защищенных и незащищенных изоляцией к штыревым и/или опорным линейным изоляторам, другим изоляционным и не изоляционным конструкциям, например, кронштейнам, рамам, элементам дистанционных распорок, гасителям вибрации и пляски и всем другим элементам воздушных линий электропередачи всех классов напряжений. Кроме того, этот новый способ применяется также для изготовления линейной спиральной арматуры, предназначенной для крепления одного или нескольких оптических кабелей всех типов и видов конструкций к любым различным элементам воздушных оптических линий связи.

Способ заключается в том, что проводится механическая, термическая и химическая обработка так называемых жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины до получения (формирования) окончательного изделия. В качестве таких жестких элементов в виде нитей ограниченной или неограниченной длины могут быть использованы металлические проволоки без какого-либо покрытия, металлические проволоки с защитным металлическим или неметаллическим покрытием, например, стальная оцинкованная проволока либо алюминированная стальная проволока или просто проволока из высокопрочных алюминиевых сплавов, а также неметаллические прутки, изготовленные из пластмасс различных функциональных назначений. Указанные жесткие элементы можно изготавливать из композитных полимерных материалов, например из коррозионно-стойкого поливинилхлорида.

Последовательность технологических операций по изготовлению линейной спиральной арматуры согласно настоящему способу сводится к следующему: сначала, например, металлические проволоки диаметром от 0,1 мм до 24 мм (или такие же функциональные элементы других конструкций или из других материалов), например, разматывают с катушек или барабанов, на которые они, как правило, намотаны, при необходимости проводят их правку, затем нарезают отрезки строго определенного рассчитанного размера, концам нарезанных отрезков придают или не придают форму сферы (усеченного конуса, иной круглой обтекаемой формы), собирают проволоки в количестве от одной до 36 штук в пучок и скрепляют их в прядь скруткой или путем нанесения на их поверхности покрытия, выполненного на основе композиционного материала, или из порошковых красок, или клеевых композиций; определяют среднюю часть пряди, которая может быть расположена в любой из частей между концами нарезанных отрезков пряди в зависимости от конкретного назначения изготавливаемой линейной спиральной арматуры и скручивают с применением клея или без него (любым доступным способом) среднюю часть пряди с таким расчетом, чтобы количество ее полных витков находилось в диапазоне от одного витка до 150 витков включительно, при этом средняя часть пряди может оставаться и нескрученной для определенных случаев применения изготавливаемой линейной спиральной арматуры; затем концевым нескрученным частям пряди придают форму спирали постоянного шага и постоянного диаметра, или переменного шага и переменного диаметра, или постоянного шага и переменного диаметра, и наоборот. При этом важно, чтобы длина L_m средней части пряди была определенной оптимальной длины по эксплуатационным условиям и условиям монтажа изготавливаемой линейной спиральной арматуры, поэтому ее длину определяют из найденного расчетного и экспериментального соотношения: L_m=(0,05÷3)·(L ₁+L₂/2), где L₁ - длина пряди, измеренная от левого конца средней части пряди до левого конца пряди в окончательном изделии, а L₂ - длина пряди, измеренная от правого конца средней части пряди до правого конца пряди в окончательном изделии, соответственно (см. фиг.1). На последующей технологической стадии на среднюю часть пряди может быть нанесена защитная трубка (или лента, или дополнительное покрытие), например, из полимерного или иного материала аналогичных характеристик, представляющая из себя термоусаживаемую трубку или кембрик, целиковый или с продольным разрезом, что позволяет предохранять контактную поверхность присоединяемого элемента (например, изолятора) от соприкосновения со спиральным линейным изделием при действии вибрационных колебаний, пляски, гололеда, снега и т.п. В случае необходимости на линейную спиральную арматуру наносят дополнительное полимерное или иное покрытие, например, грунтовку или краску для дополнительного скрепления проволок (прутков) в один или несколько слоев любым возможным способом. Или проволоки склеивают и/или приклеивают абразив на одну или несколько поверхностей. В последующем или на одной из предыдущих технологических стадий из скрученной средней части пряди может быть сформирована петля (при изготовлении натяжных спиральных зажимов) любым возможным способом, которая может иметь форму круга, полукруга или иной другой геометрической фигуры. В этом случае зажим комплектуется также коушем (коушами) круглой, каплевидной или иной формы, а также спиральными протекторами, которые монтируются на провод, кабель под прядями или между прядями зажима. На заключительной стадии изготовления изделия маркируются и упаковываются.

Заявляемый способ изготовления линейной спиральной арматуры является универсальным способом, пригодным для изготовления всего спектра выпускаемой линейной спиральной арматуры в Российской Федерации и странах СНГ. Он реализован в серийном производстве линейной спиральной арматуры ЗАО «МЗВА». Способ прост по технологическим картам производства линейной арматуры, предусматривает применение стандартного оборудования, выпускаемого отечественной промышленностью, легко осуществим в стационарных и полевых условиях, малозатратен и обеспечивает выпуск изделий с низкой себестоимостью.

Данное техническое решение предполагается запатентовать также в Белорусской республике с приоритетом первичной заявки, зарегистрированным в патентном ведомстве Российской Федерации.

Источники информации

[1]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2259621 «Способ изготовления зажимов спирального типа», H02G 1/04, заявлено 02.04.2004, опубл. 27.08.2005.

[2]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2407823 «Способ изготовления линейной спиральной арматуры (Варианты)», C23C 26/00, заявлено 15.05.2009, опубл. 27.12.2010.

[3]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2417496 «Способ изготовления спиральных зажимов с протектором», H02G 7/02, заявлено 25.05.2010, опубл. 27.04.2011.