NO155224B - Sugesmokk. - Google Patents

Abstract

Sugesmokk med en elastisk, hul sugedel (1) hvis åpne ende har en kantvulst (2) som holdes fast i en sirkulær beskyttelsesbrikke som har tilnærmet ellipseformet tverrsnitt oq en diameter av minst 45 mm og en tykkelse av minst 20 mm.eskyttelsesbrikken ut-gjøres av to skålformede, hovedsakelig like store halvdeler (3,4) med et smekklåsorgan (6,5) som løper langs halvdelenes sirkulære, indre henholdsvis ytre omkretskanter og som er beregnet å skulle samarbeide for å tilveiebringe sammenlåsing av de to halvdeler (3,4) på. tett og ikke-separerbar måte. Den øvre halvdel (3) er forsynt med et sentralt hull (7) for sugedelen (1) og en ringflens (8) som er anordnet konsentrisk rundt hullet og passer til sugedelens kantvulst (2) . Den undre halvdel (4) er forsynt med en innadrettet tapp (9) som passer i sugedelens åpne ende, samt med støtteknaster (10) som rager ut fra tappen, slik at når brikkehalvdelene (3,4) bringes i låsestilling ved hjelp av smekk-låseorganene (5,6), vil den undre halvdels tapp (9) bli presset inn i sugedelens (1) åpne ende for å låse dennes kantvulst (2) i sin stilling som er dannet av den øvre halvdels (3) ringflens (8).

Description

Fremgangsmåte til forbedring av termostabiliteten for celluloseholdig materiale i ark- eller bane-form for elektriske isolasjoner.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til fremstilling av stabilisert celluloseholdig materiale. Herved tilveiebringes celluloseholdig materiale som

er karakterisert ved sterkt forbedret termisk stabilitet og elektriske isolasjonsegenskaper.

Celluloseholdige materialer, slik som

papir, bomullstøy, bomullsbånd, pressplater

og tre er lenge blitt anvendt for mange

formål. En anvendelse har vært i den elektriske industri som isolasjon for forskjellige

typer elektriske apparater. Slike materialer

representerer en ønsket kilde til elektrisk

isolasjon på grunn av deres økonomiske

fordeler like ovenfor andre tilgjengelige

typer isolasjon. Dessuten har celluloseholdig isolasjon gode fysikalske egenskaper

generelt talt, og tilfredsstillende opprinnelig dielektrisk styrke.

Imidlertid ødelegges celluloseholdige

materialer hurtig ved temperaturer som

ligger betydelig over ca. 100°C når det er i

kontakt med luft, eller når det er i kontakt med flytende dielektrika, slik som

anvendes i elektriske transformatorer, f.

eks. olje, hvor oksydasjonsprodukter omfatter syrer som angriper celluloseholdige

materialer. Både de fysikalske og elektriske egenskaper påvirkes ved denne ødeleggelse, med det resultat at isolasjonen

gradvis taper sin elektriske isolasjonsstyrke

og dens mekaniske styrke ødelegges hurtig.

De elektriske og fysikalske egenskaper

for celluloseholdige materialer slik som

papir, bomullstøy, pressplater og tre ødelegges med en økende hastighet når temperaturen økes over 100°C, enten det ut-settes for luft eller er i kontakt med flytende dielektrikumblandinger. Således vil

f. eks. papir, etter å ha vært neddyppet i bare noen få uker i raffinert petroleum-transformatolje ved 120—150°C bibeholde praktisk talt intet av sin opprinnelige strekkstyrke. Vanligvis kan en lengde av friskt kraftpapir for elektrisk bruk bøyes eller foldes flere hundre ganger før det vil brytes istykker. Etter bare 1 ukes neddyp-ning i transformatorolje ved 120—150°C,

vil det imidlertid brytes istykker bare ved å dobbeltbrettes en gang.

Denne ødeleggelse av fysikalske egenskaper ledsages av en tilsvarende reduk-sjon av elektrisk isolasjonsegenskaper. Av denne grunn er det blitt spesifisert i in-dustrien at i elektriske apparater hvor det anvendes celluloseholdig isolasjon, skal temperaturen for kontinuerlig drift ikke overskride ca. 105°C.

Det er nå blitt funnet at det finnes visse nitrogenholdige forbindelser som i høy grad forbedrer den termiske stabilitet for celluloseholdig isolasjon og gir dets dielektriske integritet vesentlig øket varig-het ved temperaturer opp til 140°C og en-dog høyere. Forbedringene i disse egenskaper er ikke bare synlig i nærvær av flytende dielektrika, men oppnås også når isolasjonen anvendes i en atmosfære av luft eller annen gass.

Følgelig er en primær hensikt med foreliggende oppfinnelse å skaffe en stabilisert celluloseholdig elektrisk isolasjon som er karakterisert ved både forbedret termisk stabilitet og forbedret dielektrisk integritet.

Gjennom oppfinnelsen tilveiebringes et forbedret celluloseholdig materiale i ark-form, med øket stabilitet og motstandsevne mot termisk ødeleggelse når det er i kontakt med et flytende dielektrisk impreg-neringsmiddel. Ifølge oppfinnelsen forde-les det jevnt fra 0,02—10, fortrinnsvis 0,05— 5 vektpst., beregnet på vekten av de celluloseholdige fibre i materialet, av minst en stabiMseringsforbindelse, karakterisert ved at forbindelsen er fenylbiguanidin, 1-naftylisocyanat, acetanilid, p-aminoacetanilid, benzamid, karbanilid, dimetylacetamid, malonamid, N,N'-metylen-bis-akrylamid, N-t-butylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-t-oktylakryiamid, 1-cyanocetamid, eller benzanilid, i det celluloseholdige materiale.

Foråt oppfinnelsen lett skal kunne for-stås, skal den forklares i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 er et perspektiv, delvis i tverrsnitt av en transformator kjerne isolert med1 den nye cellulloseholdige isolasjon fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er et oppriss, delvis i tverrsnitt av en transformator, og

fig. 3 er et oppriss, delvis i tverrsnitt, og viser en isolert kabel.

Ifølge foreliggende oppfinnelse, er det nå mulig i høy grad å øke bibeholdelsen både av dielektrisk styrke og mekanisk styrke for celluloseholdig isolasjon ved forhøyede temperaturer ved å fordele jevnt i hele isolasjonen effektive mengder av visse nitrogenholdige kjemiske stabiliseringsforbindelser. Den mengde av forbindelsene som skal anvendes, kan være liten, men disse små mengder gir den elektriske isolasjon en sterkt gunstig stabiliserings-virkning. De nitrogenholdige kjemiske forbindelser som er blitt funnet å gi disse forbedringer er 'enylbiguanidin, 1-naftylisocyanat og følgelig amider: acetanilid, p-aminoacetanilid, benzamid, karbanilid, dimetylacetamid, malonamid, N,N'-metylen-bis-akrylamid, N-t-butylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-t-oktylakrylamid, 1-cy-anoacetamid og benzanilid. To eller flere av disse forbindelser kan anvendes samtidig ved stabilisering av cellulose.

Det skal bemerkes at generelt talt oppviser diisse forbindelser en betydelig opp-løselighet i vann eller vann og alkohol-blandinger, noe som i høy grad øker deres inkorporering i celluloseholdig isolasjon, særlig fra et økonomisk standpunkt. En unntagelse gjelder for 1-naftylisocyanat som ikke skal anvendes i et oppløsnings-middel som inneholder et aktivt hydrogen-atom (som er tilstede i vann og alkohol), i hvilket tilfelle det kan anvendes eter eller annet oppløsningsmiddel uten aktivt hydrogen. Det ska; også bemerkes at disse forbindelser oppviser vesentlig uoppløselighet i olje, hvilket letter deres bruk i en elektrisk apparatur hvor, det anvendes et flytende dielektrikum av oljetypen. Det er innlysende at hvis forbindelsene var opp-løselige i slike dielektrika ville de ha en tendens til å løses ut fra isolasjonen ved oppløsning i dielektrikumet.

Flere faktorer kommer på tale for å oppnå fordelene ved foreliggende oppfinnelse. For det første, imå de kjemiske sta-billseringsforbindelser være tilstede i det celluloseholdige isolasjonsmateriale i mengder somi ligger innenfor området på ca. 0,02 til ca. 10 vektpst., beregnet på vekten av det celluloseholdige materiale. Mindre enn 0,02 pst. stabiliseringsforbindelser gir ikke noen betydelig forbedring, hverken i elektrisk isolasjon eller i mekanisk styrke ved forhøyede temperaturer. Nærvær av mere enn ca. 10 pst. av forbindelsene er uøkonomisk og øker ikke i noen vesentlig grad forbedringen utover det som oppnås med 10 pst. Innenfor dette vide kritiske området foretrekkes det å inkorporere i cellulosen ca. 0.5—ca. 5 pst. stabiliserings-forbinidelser, idet disse mengder er blitt funnet å gi optimum ønskede forbedringer i elektrisk isolasjon og termisk stabilitet for cellulseholdig isolasjon.

For det annet, må stabiliseringsforbindelsen eller forbindelsene, hvis det anvendes mere enn en, være tilstede i vesentlig ensartet fordeling intimt tilstede i alle mellomrom i fibrene omfattende den celluloseholdige isolasjon for å oppnå optimum fordeler. Dette krav tilfredsstilles lett på grunn av det faktum at (1) alle medlemmer av gruppen av stabiliseringsforbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse med unntagelse av isocyanat, som nevnt ovenfor, er i det vesentlige oppløselig i vann eller vann-alkohol-oppløsninger, således at en ensartet og grundig innførelse i den celluloseholdige isolasjon fra slike opp-løsninger lettes, og (2) disse forbindelser er i det vesentlige oljeuoppløselige slik at det hindrer en utløsning av den ensartede fordeling for stabiliseringsforbindelsen i celluloseisolasjonen i nærvær av dielektrika av oljetypen. Som angitt i det foregående, kan 1-naftylisocyanat inkorporeres i celluloseholdig isolasjon ved1 bruk av eter eller et annet egnet ikke aktivt hydro-genholdig oppløsningsmiddel. For å bibeholde de dielektriske egenskaper og mekaniske styrke, må de stabiliserende forbindelser være nær forbundet hele tiden med cellulosefibrene for å oppnå de i det foregående angitte fordeler, særlig hvor isolasjonen skal neddyppes i et flytende dielektrikum, slik som olje under bruk. Hvor f. eks. stabiliseringsmaterialene bare er sus-pendert i det flytende dielektrikum, går det en forholdsvis lang tid før stabilisato-rene trenger gjennom celluloseisolasjonen og virker med effekt.

Som nevnt i det foregående, da alle medlemmer av gruppen av stabiliserende forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse, med unntagelse av isocyanat, har en egnet oppløselighetsgrad i vann eller vann-alkohol blandinger, kan de hensiktsmessig inkorporeres i isolasjonen under dennes fremstilling. For papirisolasjon kan inkor-poreringen av forbindelsene særlig foretas i papirfabrikken. Papir fremstilles generelt på enten en Fourdrinier maskin eller av en maskin av syiinder-typen. I hver fremgangsmåte overføres den dannede bane av filtet cellulose fibre fra formewiren til et filtbelte for tørking. Banen blir derved ført gjennom en tørker som består av et antall av dampoppvarmede valser, hvoretter, om ønskes, den sendes mellom kalandervalser for å gi en spesiell overflate-finish eller tetthet, og til slutt rulles den opp for lag-ring og forsendelse. Tørkeren er også generelt delt, således at papirhanen delvis tør-kes i den første del og ferdlgtørkes i den annen del. Mellom disse to tørkeseksjoner for oppvarmede valser, er det anbragt en tank for påføring av limmateriale på papiret.

Ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse med hensyn til papirisolasjon, er de stabiliserende forbindelser i idet vesentlige vandig oppløsning tilstede i den vanlige limtank. Som angitt i det foregående, vil, når det anvendes 1-naftylisocyanat som stabiliseringsforbindelse, oppløsningsmid-delet være eter eller annet egnet oppløs-ningsmiddel som ikke inneholder et aktivt hydrogen. Det delvis tørkede papir sendes gjennom den vandige oppløsning, og ved hjelp av riktig regulering av oppløsningens konsentrasjon absorberer papiret en be-stemt mengde stabiliseringsforbindelser. I denne henseende skal det bemerkes at det kan være nødvendig å regulere temperaturen for oppløsningen for å oppnå ønsket konsentrasjon. Vanligvis er oppløsnings-temperaturen på ca. 60—90°C riktige for å gi en egnet konsentrert oppløsning. Etter denne behandling sendes papiret gjennom den annen del av tørkeren. Temperaturen på valsene bestemmes ved forsøk således at det oppnås tilstrekkelig papirtørking og klebning til kalandervalsene unngås. Frem-gangsmåten kan anvendes like godt på Fourdrinier-maskinen som på en papir-maskin av sylindertypen. Det tørkede papir inneholder stabiliseririgsforbindelsene ensartet fordelt i alle dets mellomrom.

For mere i detalj å beskrive en del av fordelene som oppnås ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, henvises til tabell I som angir mekanisk styrkebibehol-delse hos papir behandlet med stabiliseringsforbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse sammen med den mekaniske styrke-bibeholdelse for ubehandlet kraftpapir for sammenlignings skyld. I hvert tilfelle ble 3 vektpst. av den spesielle stabiliseringsforbindelse satt til kraftpapir under dets fremstilling. I de fleste tilfeller var papiret ca. 0,125 mm tykt og hadde en tetthet på omtrent 1. Hver av papirprøvene ble viklet med emaljert tråd til en vikling og lukket i en tank fylt med transformatorolje. Strimler av transformatorkjernejern ble også anbragt i tanken. Det ble sendt tilstrekkelig strøm gjennom viklingen for å generere temperaturer på 140°C. Viklings-enheten ble fjernet etter 7 dager, og det ble utført en Mullens bristestyrkeprøve på det aldrede papir. Tabell I angir prosent styrke-bibeholdelse av aldrede prøver sam-menlignet med for-aldring med Mullens bristestyrke. Det finnes en del direkte for-hold mellom mekanisk styrke-bibeholdelse og dielektriske egenskapers bibeholdelse for celluloseholdig materiale ifølge foreliggende oppfinnelse ved at hvor behandlet celluloseholdig materiale oppviser en høy bibeholdelse av mekanisk styrke, slik som papir angitt i tabell I, oppviser de også tilsvarende høy bibeholdelse av dielektrisk integritet.

<*> i tabell I antyder foretrukne stabiliseringsforbindelser, da papir behandlet med disse bibeholder over 85 pst. av sin opprinnelige Mullens bristestyrke. God stabilisering av papirisolasjon vil oppnås når papiret inneholder så lite som 0,02 pst. til så meget som 10 pst. stabilisatorer.

Som et illustrerende eksempel av en utførelse med papir med stabiliseringsforbindelser fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse i en elektrisk apparatur, vikles en transformator, slik som vist på fig. 1, idet det anvendes papir fremstilt ifølge oppfinnelsen inneholdende 3 vektpst. av en eller flere av stabiliseringsforbindelsene som er beskrevet ifølge oppfinnelsen.

Idet det vises til fig. 1, betyr 10 det behandlede kraftpapir som vikles omkring individuelle viklinger og som er viklet mellom høy- og lavspennlngs viklingene for transformatoren. Således omfatter trans-formatorviklingen lavspennlngs viklinger 14 og 16, samt høyspenningsviklinger 18, 20 og 22, isolert med lag-til-lag anvendelse av behandlet papir. Dertil er lavspennings-viklingen 14 isolert fra den behandlede vikling-til-vikling ved isolasjon 24. De elektriske ledere som anvendes kan omfatte emaljert tråd som motstår mykgjøring ved temperaturer opp til 250°C. Egnede emaljer er epoksy-harpiksemaljer, polyester-harpiksemalj er, slik som isoftalat-glykol-maleatharpikser, silikon-modifiserte emaljer og polyvinyl formal-fenolharpiksemal-jer. Disse emaljer kan påføres direkte på toppen av tråden eller kan anvendes med asbest eller glassfiberpakning eller annet fiberholdig materiale. I den ferdige transformator vil et flytende dielektrikum, slik som olje eller klorert aromatisk dielektrikum, fylle kanalene 26 og vil også fullsten-dig trenge gjennom papirisolasjonen. Etter å være viklet og satt sammen, behandles det hele i vakuum for å fjerne luft og fuktighet fra papiret, og viklingen blir der-etter brent for å eliminere eventuell fuktighet.

Idet det vises til fig. 2, tilberedes en transformator med celluloseholdig materiale fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse. Transformatoren omfatter en tank 28, som holder en bærer 30 innvendig på hvilken det er anbragt en magnetisk kjerne

32 og en vikling 34. Vikling 34 omfatter en

høyspennsvikling 36 og en lavspennings vikling 38, hver isolert med trådemalje-blandinger som motstår mykgjøring ved temperaturer opp til 250°C. Lagene av viklinger 36 og 38 er isolert ved pakninger omfattende stabilisert celluloseholdig isolasjon fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse. Viklingene er også isolert fra hverandre ved stabilisert celluloseholdig isolasjon 40, fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse, og som omfatter papir, bomull eller annen celluloseholdig isolasjon. En ytre celluloseholdig pakning 42 av tøy eller papir kan påføres vikingen 34. I noen tilfeller kan det anvendes pressplater, tre eller papp avstandsholdere eller forskjellige andre celluloseholdige produkter for de elektriske viklinger. Et flytende dielektrikum 44 anbragt inne i tanken 28 for å dekke kjernen 32 og viklingen 34 for å iso-lere disse og fjerne varmen som fremkalles ved drift av transformatoren. De behandlede cellulosematerialer ifølge foreliggende oppfinnelse bibeholder sine dielektriske egenskaper og mekanisk styrke når det er i kontakt med et flytende dielektrikum omfattende en liten mengde av en oksy-dasjonsinhibitor, slik som para-tert. butyl-fenol.

Fig. 3 viser en elektrisk ledende kabel, omfattende en elektrisk leder 50, som har en celluloseholdig isolasjon 52 pakket omkring, og en ytre metallisk strømpe 54. Den celluloseholdige isolasjon 52 er stabilisert materiale som er blitt behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Det skal bemerkes med hensyn til an-vendelsen av oppfinnelsen for transformatorer at transformatorkonstruksjonen kan være mere fast og tett på grunn av de behandlede celluloseholdige avstandsholdere, og andre bestanddeler vil tape mindre enn halvparten av det tykkelsestap ved termisk aldring som fås ved ubehandlet press-platekraftpapir eller annet celluloseholdig materiale.

Det er også blitt funnet at der hvor det ønskes visse egenskaper, slik som høyere opprinnelig strekkstyrke for celluloseholdig isolasjon og vannfasthet at visse harpikser kan inkorporeres i papiret når mas-sen slås. Disse harpikser kan innføres i fin-delt eller emulgert form ved slåing av mas-sen, eller de kan innføres senere fra orga-nisk oppløsning. Små mengder på opp til flere prosent av harpikser, slik som feno-lisk, epoksy, akryl, diallylftalat, etc, er blitt funnet å gå sammen med stabiliseringsforbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse, og vil videre øke mekanisk, elektrisk og termisk stabilitet i det ferdige pro-dukt.

Det skal også bemerkes at de celluloseholdige isolasjons-stabiliserende forbindelser som brukes ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes hver for seg eller

i kombinasjon med hverandre, og videre i

kombinasjon med disse eller de stabiliseringsforbindelser som er beskrevet i norsk

patent nr. 99 249 og 102 001, samt i det

amerikanske patent nr. 3 102 159.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til forbedring av sta-biliteten og motstandsevnen mot termisk

   nedbrytning av celluloseholdig materiale i

   ark- eller baneform når dette er i kontakt med et flytende dielektrisk impregnerings-middel, karaKterisert ved at en eller flere av de stabiliserende forbindelser fenylbiguanidin, 1-naftylisocyanat, acetanilid, p-aminoacetanilid, benzamid, karbanilid, dimetylacetamid, malonamid, N,N'-metylen-bis-akrylamid, N-t-butylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-t-oktylakrylamid, l-cyan!oacetamid og benzanilid, for-deles jevnt i det celluloseholdige materiale i en mengde på 0,02—10 vektpst., beregnet på vekten av celluloseholdige fibre.