专利名称：高温超导线材绝缘包绕装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超导线材的绝缘处理技术，尤其涉及一种高温超导线材绝缘包绕
装置。
背景技术：
随着超导应用技术的进步与发展，众多超导电力产品也随之应运而生，对于超导 线材(尤其是高温超导线材)的应用也越来越多。 高温超导线材按绝缘大体可分为外表面涂有绝缘漆的绝缘高温超导线材和无绝 缘处理的裸露高温超导线材。由于高温超导线材需要在低温下(液氮温区，即_196°C )才 能呈现超导状态，因此在这种特殊的工作环境下，选用的绝缘材料性能要求也极为苛刻，一 般的绝缘材料无法应用于超导线材的表面绝缘处理。绝缘高温超导线材所使用的绝缘材料 是一种含有特殊成分的绝缘胶剂，通过复杂的加工工艺将其均匀地、以特定厚度涂抹在裸 露的高温超导带材表面，并加以烘烤固化，从而达到要求的高温超导线材外表面的绝缘强 度。 当今世界上使用最普遍的超导线材为带状高温超导线材，宽度约为4 6毫米， 厚度约为0. 21 0. 24毫米。经过现有绝缘技术处理后，其上、下两个正面21、22(如图9
中所示)均可以达到较高的电气绝缘强度(现有绝缘高温超导线材正面绝缘强度可达到 AC300V)，但由于受到线材特殊外形尺寸的影B向，使得绝缘处理后的高温超导线材左、右两
个侧面23、24(如图1中所示)无法与线材上下两个正面一样，即四个面不能同时达到较高 的电气绝缘强度，这便极大地降低了高温超导线材的整体绝缘性能。因此为了能够精确有 效地提高高温超导线材各个端面的绝缘强度、提高超导线材的电气性能、更好的满足超导 应用领域的需求，必须寻求一种新的高温超导线材绝缘处理技术。
发明内容本实用新型的目的是提供一种操作方便且能够确实有效增强高温超导线材绝缘 性能的高温超导线材绝缘处理装置。 为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案 —种高温超导线材绝缘包绕装置，其包括有 —设备支架台，用于固定安装包绕装置； 该包绕装置具有一收放高温超导线材的单元装置、一胶带粘贴模块单元、一胶带 回折模块单元及一胶带释放单元；其中 所述的收放高温超导线材的单元装置由放线盘、出线导向轮、收线导向轮、收线盘
及至少配备的一驱动收线盘转动的电机组成；放线盘、出线导向轮位于设备支架台的一侧
边，在设备支架台的另一侧边对应设置收线导向轮及由电机驱动的收线盘。 所述的胶带粘贴模块单元包括一前胶带导线粘接台及一组胶带压紧轮，前胶带导
线粘接台位于高温超导线材由出线导向轮导出的出口段，供高温超导线材及胶带从其导线台的上方通过。 所述的胶带回折模块单元包括有一后胶带导线粘接台及前、后的左、右折回块、位 于后胶带导线粘接台下方的一组胶带压紧轮；后胶带导线粘接台高于前胶带导线粘接台且 紧邻其后，使高温超导线材及胶带可由前胶带导线粘接台滑动导出直接滑入后胶带导线粘 接台，在前、后胶带导线粘接台交接处前设置胶带折弯轮。 所述的胶带释放单元为一置于胶带粘贴模块单元上方的胶带释放及导向轮组，用 于将胶带输送至已进入胶带粘贴模块单元前胶带导线粘接台的高温超导线材的上表面。 在胶带回折模块单元后胶带导线粘接台的围侧安装一组加热器；并可在加热器的 周围设置对加热器的加热温度进行监测的温度探头。 所述的胶带导线粘接台设计成槽型平台为佳。所述的胶带导线粘接台选用不锈钢 金属板加工制成，各平台前、后两端分别处理成带倒角结构，倒角半径不小于30mm，表面抛 光和加镀亮镍层。 所述的电机为直流扭力放线电机。 所述的胶带释放及导向轮组由胶带释放轮、一粗调导向轮及一精调导向轮组成， 其中粗调导向轮固定在轴向双方向可调节的底座上；精调导向轮固定在轴向双方向、垂直 双方向的四方向可调节的底座上。 所述的胶带回折模块平台下方安装的胶带压紧轮组有三组，从前至后依次为线材
定位导向压紧轮、单侧胶带压紧轮和总压紧轮。 所述的收线导向轮为带计数功能的收线导向轮。 本实用新型高温超导线材绝缘包绕装置主要应用于简化超导线材生产加工中的
绝缘处理工序，利用其可精确强化多种超导线材各个外表面的绝缘强度。依据超导线材在
使用中的绝缘等级要求和绝缘处理方法，设计加工并在高温超导线材外表面包裹特殊材质
绝缘胶带，从而可极大地提高高温超导线材的绝缘等级，应用该装置可避免高温超导线材
在使用中由于绝缘等级低造成的电击穿问题，并且提高绝缘处理工作的效率。 本实用新型的优点是可安全、高效、精确地将绝缘胶带包裹于高温超导线材各表
面，极大地增强了高温超导线材的绝缘等级，解决了长期困扰高温超导线材制作过程和应
用工程中的绝缘处理问题。通过运用该装置可使高温超导线材经绝缘加工后能够满足多种
绝缘等级的要求，并可以显著降低高温超导线材绝缘处理工序的复杂程度，提高线材的各
表面的绝缘介质均匀度，增强线材的绝缘强度。
图1为本实用新型高温超导线材绝缘包绕装置结构示意图。 图2为胶带粘贴模块单元的前胶带导向粘接台结构示意图(主视)。 图3为胶带回折模块单元的后胶带导线粘接台结构示意图(主视)。 图4为高温超导线材绝缘包绕装置的胶带粗调导向轮结构示意图。 图5为高温超导线材绝缘包绕装置的胶带精调导向轮结构示意图。 图6为高温超导线材绝缘包绕装置的胶带折弯轮结构示意图。 图7为高温超导线材绝缘包绕装置的左折回块结构示意图(a为主视，b为侧剖)。 图8为高温超导线材绝缘包绕装置的右折回块结构示意图(a为主视，b为侧剖)。[0030] 图9为现有高温超导线材外形结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型高温超导线材绝缘包绕装置包括有用于固定安装包绕装
置的设备支架台ioo及安装固定在其上的包绕装置。 所述的用于固定安装包绕装置的设备支架台100具体架构形式不限，可以供包绕 装置的各功能部件对位安置即可。 所述的包绕装置具有一收放高温超导线材的单元装置、一胶带粘贴模块单元、一 胶带回折模块单元及一胶带释放单元；其中 所述的收放高温超导线材的单元装置由放线盘12、出线导向轮13、收线导向轮 14、收线盘15及至少配备的一驱动收线盘转动的电机(图中未示出)组成；放线盘12、出 线导向轮位13于设备支架台1的一侧边，在设备支架台的另一侧边对应设置收线导向轮14 及由电机驱动的收线盘15。 所述的胶带粘贴模块单元包括一前胶带导向粘接台1及一组胶带压紧轮17(图1 中所示实施例采用一个)，前胶带导线粘接台l位于高温超导线材由出线导向轮导出的出 口段，供高温超导线材16及胶带18从其台面上滑行通过。图2示出了前胶带导向粘接台 的结构。 所述的胶带回折模块单元包括有一后胶带导线粘接台11，左、右折回块9、10及 位于后胶带导线粘接台面下方的一组胶带压紧轮(从前至后依次为线材定位导向压紧轮 6、单侧胶带压紧轮7和总压紧轮8，这些胶带压轮一般为橡胶轮，在其内孔位置安装套筒卡 装轴承，并用通过金属轴固定在4方向可调节底座上，使它们具备轴向可调、压紧力度可调 功能)。图3示出了后胶带导线粘接台的结构。 后胶带导线粘接台11高于前胶带导向粘接台1且紧邻其后(倒角处相互交错更 佳)，使高温超导线材及胶带可由前胶带导向粘接台l滑动导出直接滑入后胶带导线粘接 台11。 在前、后胶带导线粘接台1与11的交接处前设置胶带折弯轮3，其可通过卡装轴 套、轴承、金属轴固定在四方向可调节底座上，使其具备轴向可调、上下拉动可调功能。 所述的前、后胶带导线粘接台1与11均设计成槽型平台，其中后胶带导线粘接台 是倒置的槽型平台。所述的前胶带导线粘接台的平台两边侧台由前至后呈三阶式递降。 所述的胶带释放单元为一置于胶带粘贴模块单元上方的胶带释放及导向轮组，本 实施例中采用一固定设置的胶带释放轮2、一用于导向传输胶带的粗调导向轮5及一精调 导向轮4组成，其中粗调导向轮5可以通过卡装轴套、轴承、金属轴固定在轴向双方向可调 节的底座上(图中未示出，现有技术可实现)；精调导向轮4亦可通过卡装轴套、轴承、金属 轴固定在轴向双方向、垂直双方向的四方向可调节的底座上(图中未示出，现有技术可实 现)，使粗调导向轮及精调导向轮均具备轴向可调、压紧力度可调功能。该胶带释放单元可 以完成将胶带18输送至已进入前胶带导线粘接台的高温超导线材的上表面。应根据选用 的胶带尺寸设计胶带释放轮、粗调导向轮、精调导向轮的相应尺寸参数。 图4为胶带粗调导向轮5的结构示意图，其胶带传输工作面为501。 图5为胶带精调导向轮4的结构示意图，其胶带传输工作面为401。[0043] 图6为胶带折弯轮3结构示意图，其工作面为301。 图7为左折回块9结构示意图，其回折孔为901，安装孔为902。 图8为右折回块10结构示意图，其回折孔为IOI，安装孔为102。 为保证胶带与高温超导线材粘接的过程中不会与前胶带导线粘接台的台面粘合
在一起，可以将前胶带导线粘接台的台面设计成前、后阶式跳跃，如图2所示，图2中所示的
前胶带导线粘接台呈三阶，胶带压紧轮17位于第二阶处，胶带折弯轮3位于最低台阶处。 所述的胶带导线粘接台应选用不锈钢金属板加工制成，两端分别处理成带倒角结
构，倒角半径不小于30mm，表面抛光和加镀亮镍层，且将平台设计成槽型平台(其中后胶带
导线粘接台是倒置的槽型平台)为佳，以便于线材在导线槽内滑动，减小滑动阻力，同时避
免线材意外损伤。 在胶带回折模块单元后胶带导线粘接台的围侧可以安装多个加热器；并可在加热
器的周围设置对加热器的加热温度进行监测的温度探头。本实施例中加热器采用了多组加
热棒，以2根相邻加热棒连接为一组，在两组加热棒中间位置固定温度探头对加热温度进
行监测。温度探头可以选用热电阻等，另还可配备带报警输出的数字仪表对探头采集的数
据进行判断，并控制加热棒的加热时间，从而精确控制加热温度。 所述的电机为直流扭力放线电机，即为一种可控直流扭力电机。 所述的收线导向轮14可以设计为带计数功能的收线导向轮。 本实用新型高温超导线材绝缘包绕装置通过控制放线轮13、收线导向轮14之间 的扭力差值驱动线材通过设备上的胶带粘贴模块单元以及胶带回折模块，从而实现对线材 的绝缘包绕工作。胶带粘贴模块单元中胶带粗、细导向轮可以精准的将胶带粘贴于线材上 表面相应位置，回折模块单元中的回折部件可将线材两侧宽出部分的胶带逐渐回折粘贴于 线材的下表面，每个粘贴点均设计轴向可调、压力可调的压紧轮辅助胶带能够紧密地粘贴 于线材各表面。整个粘贴过程中线材均处在导线槽里，这样可以避免线材意外弯折受损。为 了提高胶带的柔软度和胶质粘度，在胶带回折模块中设计加入胶带加热装置，以便使柔软 的胶带与线材能够更好地粘合在一起。 如图1所示，高温超导线材绝缘包绕装置简要工作原理是通过直流扭力放线电
机释放高温超导线材16进入胶带粘贴模块单元中，通过该模块将3倍于线材宽度的绝缘胶
带18精准地粘贴在高温超导线材16表面的中线位置，使超导带材两侧分别留有1倍于线
材宽度的绝缘胶带，再通过折弯轮将线材两侧胶带同时向未粘贴胶带的表面弯曲45° ，然
后进入胶带回折模块单元，通过回折模块单元中的左、右回折部件依次将线材两侧的胶带
逐渐继续向线材下表面弯折，并通过单侧胶带压紧轮7将胶带逐层压紧，最后通过总压紧
轮8将回折后的胶带粘贴在线材表面并与线材间压紧贴实。总压紧轮8的压力要略大于前
两个压紧轮，保证最终包裹后超导线材表面平整、胶带包裹牢固、无脱落现象。最终使线材
完全被绝缘胶带包裹，最后通过收线盘将包裹好胶带的线材回收存储。 上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包
含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。
权利要求一种高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于包括有一设备支架台，用于固定安装包绕装置；该包绕装置具有一收放高温超导线材的单元装置、一胶带粘贴模块单元、一胶带回折模块单元及一胶带释放单元；其中所述的收放高温超导线材的单元装置由放线盘、出线导向轮、收线导向轮、收线盘及至少配备的一驱动收线盘转动的电机组成；放线盘、出线导向轮位于设备支架台的一侧边，在设备支架台的另一侧边对应设置收线导向轮及由电机驱动的收线盘；所述的胶带粘贴模块单元包括一前胶带导线粘接台及一组胶带压紧轮，前胶带导线粘接台位于高温超导线材由出线导向轮导出的出口段，供高温超导线材及胶带从其导线台面上滑行通过；所述的胶带回折模块单元包括有一后胶带导线粘接台及分别位于其两侧的左、右折回块、位于后胶带导线粘接台下方的一组胶带压紧轮；后胶带导线粘接台高于前胶带导线粘接台且紧邻其后，使高温超导线材及胶带可由前胶带导线粘接台滑动导出直接滑入后胶带导线粘接台，在前、后胶带导线粘接台交接处前设置胶带折弯轮；所述的胶带释放单元为一置于胶带粘贴模块单元上方的胶带释放及导向轮组，用于将胶带输送至已进入胶带粘贴模块单元前胶带导线粘接台的高温超导线材的上表面。
2. 根据权利要求1所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于在胶带回折模块 单元后胶带导线粘接台的围侧安装一组加热器。
3. 根据权利要求2所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于在加热器的周围 设置对加热器的加热温度进行监测的温度探头。
4. 根据权利要求l所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的前、后胶带 导线粘接台均设计成槽型平台，其中后胶带导线粘接台是倒置的槽型平台。
5. 根据权利要求4所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的前胶带导线粘接台的平台两边侧台由前至后呈三阶式递降。
6. 根据权利要求4所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的前、后胶带导线粘接台均选用不锈钢金属板加工制成，各胶带导线粘接台前、后两端分别处理成带倒角结构，倒角半径不小于30mm，表面抛光和加镀亮镍层。
7. 根据权利要求1所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的电机为直 流扭力放线电机。
8. 根据权利要求1所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的胶带释放及导向轮组由胶带释放轮、一粗调导向轮及一精调导向轮组成，其中粗调导向轮固定在轴向双方向可调节的底座上；精调导向轮固定在轴向双方向、垂直双方向的四方向可调节的 底座上。
9. 根据权利要求1所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的胶带回折 模块单元的后胶带导线粘接台下方安装的胶带压紧轮组有三组，从前至后依次为线材定位 导向压紧轮、单侧胶带压紧轮和总压紧轮。
10. 根据权利要求l所述的高温超导线材绝缘包绕装置，其特征在于所述的收线导向 轮为带计数功能的收线导向轮。
专利摘要一种高温超导线材绝缘包绕装置，包括有设备支架台及具有收放高温超导线材的装置、胶带粘贴模块单元、胶带回折模块单元及胶带释放单元的包绕装置；其中收放高温超导线材的单元装置由放线盘、出线导向轮、收线导向轮、收线盘及至少配备的一驱动收线盘转动的电机组成；胶带粘贴模块单元有一前胶带导线粘接台及一组胶带压紧轮，供超导线材及胶带从其台面上滑行通过；胶带回折模块单元有后胶带导线粘接台及左、右折回块及位于后胶带导线粘接台下方的一组胶带压紧轮；后胶带导线粘接台高于前胶带导线粘接台且紧邻其后，在前、后胶带导线粘接台交接处前设置胶带折弯轮；胶带释放单元为一置于胶带粘贴模块单元上方的胶带释放及导向轮组。
文档编号H01B13/10GK201503732SQ200920108668
公开日2010年6月9日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者信赢, 张利锋, 李强, 田波, 龚伟志 申请人:北京云电英纳超导电缆有限公司