高溫超導線材絕緣包繞裝置的製作方法

2023-06-26 15:25:36

專利名稱：高溫超導線材絕緣包繞裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於超導線材的絕緣處理技術，尤其涉及一種高溫超導線材絕緣包繞
裝置。
背景技術：
隨著超導應用技術的進步與發展，眾多超導電力產品也隨之應運而生，對於超導 線材(尤其是高溫超導線材)的應用也越來越多。 高溫超導線材按絕緣大體可分為外表面塗有絕緣漆的絕緣高溫超導線材和無絕 緣處理的裸露高溫超導線材。由於高溫超導線材需要在低溫下(液氮溫區，即_196°C )才 能呈現超導狀態，因此在這種特殊的工作環境下，選用的絕緣材料性能要求也極為苛刻，一 般的絕緣材料無法應用於超導線材的表面絕緣處理。絕緣高溫超導線材所使用的絕緣材料 是一種含有特殊成分的絕緣膠劑，通過複雜的加工工藝將其均勻地、以特定厚度塗抹在裸 露的高溫超導帶材表面，並加以烘烤固化，從而達到要求的高溫超導線材外表面的絕緣強 度。 當今世界上使用最普遍的超導線材為帶狀高溫超導線材，寬度約為4 6毫米， 厚度約為0. 21 0. 24毫米。經過現有絕緣技術處理後，其上、下兩個正面21、22(如圖9
中所示)均可以達到較高的電氣絕緣強度(現有絕緣高溫超導線材正面絕緣強度可達到 AC300V)，但由於受到線材特殊外形尺寸的影B向，使得絕緣處理後的高溫超導線材左、右兩
個側面23、24(如圖1中所示)無法與線材上下兩個正面一樣，即四個面不能同時達到較高 的電氣絕緣強度，這便極大地降低了高溫超導線材的整體絕緣性能。因此為了能夠精確有 效地提高高溫超導線材各個端面的絕緣強度、提高超導線材的電氣性能、更好的滿足超導 應用領域的需求，必須尋求一種新的高溫超導線材絕緣處理技術。

發明內容本實用新型的目的是提供一種操作方便且能夠確實有效增強高溫超導線材絕緣 性能的高溫超導線材絕緣處理裝置。 為實現上述目的，本實用新型採取以下設計方案 —種高溫超導線材絕緣包繞裝置，其包括有 —設備支架臺，用於固定安裝包繞裝置； 該包繞裝置具有一收放高溫超導線材的單元裝置、一膠帶粘貼模塊單元、一膠帶 回折模塊單元及一膠帶釋放單元；其中 所述的收放高溫超導線材的單元裝置由放線盤、出線導向輪、收線導向輪、收線盤
及至少配備的一驅動收線盤轉動的電機組成；放線盤、出線導向輪位於設備支架臺的一側
邊，在設備支架臺的另一側邊對應設置收線導向輪及由電機驅動的收線盤。 所述的膠帶粘貼模塊單元包括一前膠帶導線粘接臺及一組膠帶壓緊輪，前膠帶導
線粘接臺位於高溫超導線材由出線導向輪導出的出口段，供高溫超導線材及膠帶從其導線臺的上方通過。 所述的膠帶回折模塊單元包括有一後膠帶導線粘接臺及前、後的左、右折回塊、位 於後膠帶導線粘接臺下方的一組膠帶壓緊輪；後膠帶導線粘接臺高於前膠帶導線粘接臺且 緊鄰其後，使高溫超導線材及膠帶可由前膠帶導線粘接臺滑動導出直接滑入後膠帶導線粘 接臺，在前、後膠帶導線粘接臺交接處前設置膠帶折彎輪。 所述的膠帶釋放單元為一置於膠帶粘貼模塊單元上方的膠帶釋放及導向輪組，用 於將膠帶輸送至已進入膠帶粘貼模塊單元前膠帶導線粘接臺的高溫超導線材的上表面。 在膠帶回折模塊單元後膠帶導線粘接臺的圍側安裝一組加熱器；並可在加熱器的 周圍設置對加熱器的加熱溫度進行監測的溫度探頭。 所述的膠帶導線粘接臺設計成槽型平臺為佳。所述的膠帶導線粘接臺選用不鏽鋼 金屬板加工製成，各平臺前、後兩端分別處理成帶倒角結構，倒角半徑不小於30mm，表面拋 光和加鍍亮鎳層。 所述的電機為直流扭力放線電機。 所述的膠帶釋放及導向輪組由膠帶釋放輪、一粗調導向輪及一精調導向輪組成， 其中粗調導向輪固定在軸向雙方向可調節的底座上；精調導向輪固定在軸向雙方向、垂直 雙方向的四方向可調節的底座上。 所述的膠帶回折模塊平臺下方安裝的膠帶壓緊輪組有三組，從前至後依次為線材
定位導向壓緊輪、單側膠帶壓緊輪和總壓緊輪。 所述的收線導向輪為帶計數功能的收線導向輪。 本實用新型高溫超導線材絕緣包繞裝置主要應用於簡化超導線材生產加工中的
絕緣處理工序，利用其可精確強化多種超導線材各個外表面的絕緣強度。依據超導線材在
使用中的絕緣等級要求和絕緣處理方法，設計加工並在高溫超導線材外表面包裹特殊材質
絕緣膠帶，從而可極大地提高高溫超導線材的絕緣等級，應用該裝置可避免高溫超導線材
在使用中由於絕緣等級低造成的電擊穿問題，並且提高絕緣處理工作的效率。 本實用新型的優點是可安全、高效、精確地將絕緣膠帶包裹於高溫超導線材各表
面，極大地增強了高溫超導線材的絕緣等級，解決了長期困擾高溫超導線材製作過程和應
用工程中的絕緣處理問題。通過運用該裝置可使高溫超導線材經絕緣加工後能夠滿足多種
絕緣等級的要求，並可以顯著降低高溫超導線材絕緣處理工序的複雜程度，提高線材的各
表面的絕緣介質均勻度，增強線材的絕緣強度。

圖1為本實用新型高溫超導線材絕緣包繞裝置結構示意圖。 圖2為膠帶粘貼模塊單元的前膠帶導向粘接臺結構示意圖(主視)。 圖3為膠帶回折模塊單元的後膠帶導線粘接臺結構示意圖(主視)。 圖4為高溫超導線材絕緣包繞裝置的膠帶粗調導向輪結構示意圖。 圖5為高溫超導線材絕緣包繞裝置的膠帶精調導向輪結構示意圖。 圖6為高溫超導線材絕緣包繞裝置的膠帶折彎輪結構示意圖。 圖7為高溫超導線材絕緣包繞裝置的左折回塊結構示意圖(a為主視，b為側剖)。 圖8為高溫超導線材絕緣包繞裝置的右折回塊結構示意圖(a為主視，b為側剖)。[0030] 圖9為現有高溫超導線材外形結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型高溫超導線材絕緣包繞裝置包括有用於固定安裝包繞裝
置的設備支架臺ioo及安裝固定在其上的包繞裝置。 所述的用於固定安裝包繞裝置的設備支架臺100具體架構形式不限，可以供包繞 裝置的各功能部件對位安置即可。 所述的包繞裝置具有一收放高溫超導線材的單元裝置、一膠帶粘貼模塊單元、一 膠帶回折模塊單元及一膠帶釋放單元；其中 所述的收放高溫超導線材的單元裝置由放線盤12、出線導向輪13、收線導向輪 14、收線盤15及至少配備的一驅動收線盤轉動的電機(圖中未示出)組成；放線盤12、出 線導向輪位13於設備支架臺1的一側邊，在設備支架臺的另一側邊對應設置收線導向輪14 及由電機驅動的收線盤15。 所述的膠帶粘貼模塊單元包括一前膠帶導向粘接臺1及一組膠帶壓緊輪17(圖1 中所示實施例採用一個)，前膠帶導線粘接臺l位於高溫超導線材由出線導向輪導出的出 口段，供高溫超導線材16及膠帶18從其檯面上滑行通過。圖2示出了前膠帶導向粘接臺 的結構。 所述的膠帶回折模塊單元包括有一後膠帶導線粘接臺11，左、右折回塊9、10及 位於後膠帶導線粘接臺面下方的一組膠帶壓緊輪(從前至後依次為線材定位導向壓緊輪 6、單側膠帶壓緊輪7和總壓緊輪8，這些膠帶壓輪一般為橡膠輪，在其內孔位置安裝套筒卡 裝軸承，並用通過金屬軸固定在4方向可調節底座上，使它們具備軸向可調、壓緊力度可調 功能)。圖3示出了後膠帶導線粘接臺的結構。 後膠帶導線粘接臺11高於前膠帶導向粘接臺1且緊鄰其後(倒角處相互交錯更 佳)，使高溫超導線材及膠帶可由前膠帶導向粘接臺l滑動導出直接滑入後膠帶導線粘接 臺11。 在前、後膠帶導線粘接臺1與11的交接處前設置膠帶折彎輪3，其可通過卡裝軸 套、軸承、金屬軸固定在四方向可調節底座上，使其具備軸向可調、上下拉動可調功能。 所述的前、後膠帶導線粘接臺1與11均設計成槽型平臺，其中後膠帶導線粘接臺 是倒置的槽型平臺。所述的前膠帶導線粘接臺的平臺兩邊側臺由前至後呈三階式遞降。 所述的膠帶釋放單元為一置於膠帶粘貼模塊單元上方的膠帶釋放及導向輪組，本 實施例中採用一固定設置的膠帶釋放輪2、一用於導向傳輸膠帶的粗調導向輪5及一精調 導向輪4組成，其中粗調導向輪5可以通過卡裝軸套、軸承、金屬軸固定在軸向雙方向可調 節的底座上(圖中未示出，現有技術可實現)；精調導向輪4亦可通過卡裝軸套、軸承、金屬 軸固定在軸向雙方向、垂直雙方向的四方向可調節的底座上(圖中未示出，現有技術可實 現)，使粗調導向輪及精調導向輪均具備軸向可調、壓緊力度可調功能。該膠帶釋放單元可 以完成將膠帶18輸送至已進入前膠帶導線粘接臺的高溫超導線材的上表面。應根據選用 的膠帶尺寸設計膠帶釋放輪、粗調導向輪、精調導向輪的相應尺寸參數。 圖4為膠帶粗調導向輪5的結構示意圖，其膠帶傳輸工作面為501。 圖5為膠帶精調導向輪4的結構示意圖，其膠帶傳輸工作面為401。[0043] 圖6為膠帶折彎輪3結構示意圖，其工作面為301。 圖7為左折回塊9結構示意圖，其回折孔為901，安裝孔為902。 圖8為右折回塊10結構示意圖，其回折孔為IOI，安裝孔為102。 為保證膠帶與高溫超導線材粘接的過程中不會與前膠帶導線粘接臺的臺面粘合
在一起，可以將前膠帶導線粘接臺的臺面設計成前、後階式跳躍，如圖2所示，圖2中所示的
前膠帶導線粘接臺呈三階，膠帶壓緊輪17位於第二階處，膠帶折彎輪3位於最低臺階處。 所述的膠帶導線粘接臺應選用不鏽鋼金屬板加工製成，兩端分別處理成帶倒角結
構，倒角半徑不小於30mm，表面拋光和加鍍亮鎳層，且將平臺設計成槽型平臺(其中後膠帶
導線粘接臺是倒置的槽型平臺)為佳，以便於線材在導線槽內滑動，減小滑動阻力，同時避
免線材意外損傷。 在膠帶回折模塊單元後膠帶導線粘接臺的圍側可以安裝多個加熱器；並可在加熱
器的周圍設置對加熱器的加熱溫度進行監測的溫度探頭。本實施例中加熱器採用了多組加
熱棒，以2根相鄰加熱棒連接為一組，在兩組加熱棒中間位置固定溫度探頭對加熱溫度進
行監測。溫度探頭可以選用熱電阻等，另還可配備帶報警輸出的數字儀表對探頭採集的數
據進行判斷，並控制加熱棒的加熱時間，從而精確控制加熱溫度。 所述的電機為直流扭力放線電機，即為一種可控直流扭力電機。 所述的收線導向輪14可以設計為帶計數功能的收線導向輪。 本實用新型高溫超導線材絕緣包繞裝置通過控制放線輪13、收線導向輪14之間 的扭力差值驅動線材通過設備上的膠帶粘貼模塊單元以及膠帶回折模塊，從而實現對線材 的絕緣包繞工作。膠帶粘貼模塊單元中膠帶粗、細導向輪可以精準的將膠帶粘貼於線材上 表面相應位置，回折模塊單元中的回折部件可將線材兩側寬出部分的膠帶逐漸回折粘貼於 線材的下表面，每個粘貼點均設計軸向可調、壓力可調的壓緊輪輔助膠帶能夠緊密地粘貼 於線材各表面。整個粘貼過程中線材均處在導線槽裡，這樣可以避免線材意外彎折受損。為 了提高膠帶的柔軟度和膠質粘度，在膠帶回折模塊中設計加入膠帶加熱裝置，以便使柔軟 的膠帶與線材能夠更好地粘合在一起。 如圖1所示，高溫超導線材絕緣包繞裝置簡要工作原理是通過直流扭力放線電
機釋放高溫超導線材16進入膠帶粘貼模塊單元中，通過該模塊將3倍於線材寬度的絕緣膠
帶18精準地粘貼在高溫超導線材16表面的中線位置，使超導帶材兩側分別留有1倍於線
材寬度的絕緣膠帶，再通過折彎輪將線材兩側膠帶同時向未粘貼膠帶的表面彎曲45° ，然
後進入膠帶回折模塊單元，通過回折模塊單元中的左、右回折部件依次將線材兩側的膠帶
逐漸繼續向線材下表面彎折，並通過單側膠帶壓緊輪7將膠帶逐層壓緊，最後通過總壓緊
輪8將回折後的膠帶粘貼在線材表面並與線材間壓緊貼實。總壓緊輪8的壓力要略大於前
兩個壓緊輪，保證最終包裹後超導線材表面平整、膠帶包裹牢固、無脫落現象。最終使線材
完全被絕緣膠帶包裹，最後通過收線盤將包裹好膠帶的線材回收存儲。 上述各實施例可在不脫離本實用新型的範圍下加以若干變化，故以上的說明所包
含及附圖中所示的結構應視為例示性，而非用以限制本實用新型的申請專利範圍。
權利要求一種高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於包括有一設備支架臺，用於固定安裝包繞裝置；該包繞裝置具有一收放高溫超導線材的單元裝置、一膠帶粘貼模塊單元、一膠帶回折模塊單元及一膠帶釋放單元；其中所述的收放高溫超導線材的單元裝置由放線盤、出線導向輪、收線導向輪、收線盤及至少配備的一驅動收線盤轉動的電機組成；放線盤、出線導向輪位於設備支架臺的一側邊，在設備支架臺的另一側邊對應設置收線導向輪及由電機驅動的收線盤；所述的膠帶粘貼模塊單元包括一前膠帶導線粘接臺及一組膠帶壓緊輪，前膠帶導線粘接臺位於高溫超導線材由出線導向輪導出的出口段，供高溫超導線材及膠帶從其導線檯面上滑行通過；所述的膠帶回折模塊單元包括有一後膠帶導線粘接臺及分別位於其兩側的左、右折回塊、位於後膠帶導線粘接臺下方的一組膠帶壓緊輪；後膠帶導線粘接臺高於前膠帶導線粘接臺且緊鄰其後，使高溫超導線材及膠帶可由前膠帶導線粘接臺滑動導出直接滑入後膠帶導線粘接臺，在前、後膠帶導線粘接臺交接處前設置膠帶折彎輪；所述的膠帶釋放單元為一置於膠帶粘貼模塊單元上方的膠帶釋放及導向輪組，用於將膠帶輸送至已進入膠帶粘貼模塊單元前膠帶導線粘接臺的高溫超導線材的上表面。
2. 根據權利要求1所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於在膠帶回折模塊 單元後膠帶導線粘接臺的圍側安裝一組加熱器。
3. 根據權利要求2所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於在加熱器的周圍 設置對加熱器的加熱溫度進行監測的溫度探頭。
4. 根據權利要求l所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的前、後膠帶 導線粘接臺均設計成槽型平臺，其中後膠帶導線粘接臺是倒置的槽型平臺。
5. 根據權利要求4所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的前膠帶導線粘接臺的平臺兩邊側臺由前至後呈三階式遞降。
6. 根據權利要求4所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的前、後膠帶導線粘接臺均選用不鏽鋼金屬板加工製成，各膠帶導線粘接臺前、後兩端分別處理成帶倒角結構，倒角半徑不小於30mm，表面拋光和加鍍亮鎳層。
7. 根據權利要求1所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的電機為直 流扭力放線電機。
8. 根據權利要求1所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的膠帶釋放及導向輪組由膠帶釋放輪、一粗調導向輪及一精調導向輪組成，其中粗調導向輪固定在軸向雙方向可調節的底座上；精調導向輪固定在軸向雙方向、垂直雙方向的四方向可調節的 底座上。
9. 根據權利要求1所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的膠帶回折 模塊單元的後膠帶導線粘接臺下方安裝的膠帶壓緊輪組有三組，從前至後依次為線材定位 導向壓緊輪、單側膠帶壓緊輪和總壓緊輪。
10. 根據權利要求l所述的高溫超導線材絕緣包繞裝置，其特徵在於所述的收線導向 輪為帶計數功能的收線導向輪。
專利摘要一種高溫超導線材絕緣包繞裝置，包括有設備支架臺及具有收放高溫超導線材的裝置、膠帶粘貼模塊單元、膠帶回折模塊單元及膠帶釋放單元的包繞裝置；其中收放高溫超導線材的單元裝置由放線盤、出線導向輪、收線導向輪、收線盤及至少配備的一驅動收線盤轉動的電機組成；膠帶粘貼模塊單元有一前膠帶導線粘接臺及一組膠帶壓緊輪，供超導線材及膠帶從其檯面上滑行通過；膠帶回折模塊單元有後膠帶導線粘接臺及左、右折回塊及位於後膠帶導線粘接臺下方的一組膠帶壓緊輪；後膠帶導線粘接臺高於前膠帶導線粘接臺且緊鄰其後，在前、後膠帶導線粘接臺交接處前設置膠帶折彎輪；膠帶釋放單元為一置於膠帶粘貼模塊單元上方的膠帶釋放及導向輪組。
文檔編號H01B13/10GK201503732SQ200920108668
公開日2010年6月9日 申請日期2009年6月1日 優先權日2009年6月1日
發明者信贏, 張利鋒, 李強, 田波, 龔偉志 申請人:北京雲電英納超導電纜有限公司