ЛЕНТОЧНЫЙ ТРАНСПОРТЕР ЗАРЯДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЕЙ
BELT CONVEYOR OF CHARGES FOR ELECTROSTATIC ACCELERATORS

Изобретение относится к высоковольтной ускорительной технике и, в частности, к ленточным транспортерам зарядов электростатических ускорителей.
Ленточный транспортер обеспечивает перенос электрического заряда к высоковольтному электроду ускорителя. Нанесение и снятие электрических зарядов, с движущегося транспортера со скоростью от 15 до 35 м/с, происходит способом касания пластин или сетки.
Обычно ленточный транспортер зарядов имеет длину от 2-х до 15 метров и ширину от 0,2 до 0.7 метра и расположен между двух валов в высоковольтной структуре ускорителя.
Известно, что на отечественных ускорителях используется транспортер зарядов на основе прорезиненной ткани, состоящий из 2-х и более слоев хлопчато-бумажной ткани перкаль, склеенных и плакированных резиной на основе натурального каучука. - (Цыгикало А.А. «Опыт проектирования, наладки и эксплуатации вертикального электростатического генератора ФТИ АН УССР на 4 МэВ» Отчет о НТС по электростатическим ускорителям, часть 4, стр.151, НИИЭФА, 1957 г; Романов В.А., Сербинов А.Н., Дудкин Н.И. «Опыт эксплуатации электростатического ускорителя ЭГ-2,5» ПТЭ №1, с.43, 1965).
Основными недостатками этого типа транспортера зарядов являются:
- короткий срок службы;
- высокая степень износа рабочей поверхности;
- повышенная гигроскопичность;
- низкая прочность межслойной связи;
- недостаточная жесткость.
Короткий срок службы ленты (несколько сот часов) не позволяет эффективно использовать дорогостоящее оборудование и приводит к дополнительным материальным затратам на покупку газо-изолирующей смеси.
Кроме того высокая степень износа рабочей поверхности приводит к запылению газовой среды и к снижению ее электрической прочности, что в свою очередь ведет к снижению предельных рабочих параметров ускорителей.
При этом ленточный транспортер из прорезиненной ткани перкаль обладает повышенной гигроскопичностью, что приводит к дополнительным затратам времени для подготовки к рабочему состоянию и нередко к выходу из строя ленты.
Ленточный транспортер зарядов этого типа не имеет необходимой жесткости и по этой причине в движении имеет неустойчивое положение, что приводит к нестабильности напряжения на высоковольтном электроде ускорителя. Низкая прочность межслойной связи транспортера составляет всего около 0,9 кг/см, что является причиной выхода ее из строя.
Этот тип транспортера зарядов не допускает применения контактного способа нанесения и съема заряда из-за интенсивного истирания рабочей поверхности.
Технический результат, направленный на устранение вышеуказанных недостатков, достигается тем, что в качестве основы транспортера предлагается использовать несколько слоев полиэфирно-хлопковой ткани, имеющей высокие механические и электрические прочностные характеристики, невысокую гигроскопичность и небольшое относительное удлинение, а плакировочный слой выбран из условия обеспечения высокой износоустойчивости, механической прочности, необходимой эластичности и высоких диэлектрических свойств. При этом в качестве плакировочного слоя транспортера зарядов применена резиновая смесь на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненного мелом, каолином и содержащая в качестве пластификатора дибутилфталат, что обеспечивает необходимую износостойкость и эластичность транспортерной ленты. Для обеспечения необходимой межслойной связи был использован резиновый клей с высокой адгезией на основе натурального каучука, имеющий в своем составе адгезионный ингредиент модификатор РУ. Вулканизация транспортерной ленты осуществлялась на непрерывной вулканизационной установке "АУМа-20S", обеспечивающей ленте каркасность, ровную гладкую поверхность плакировочного слоя и создающей дополнительное прессовое усилие для повышения межслойной связи. С применением этого клея получена прочность межслойной связи в три раза больше, чем у ленты с перкалевой тканью. Таким образом, с использованием полиэфирно-хлопковой ткани, резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, клея с повышенной адгезией и соответствующей технологии изготовлен транспортер зарядов с высокими механическими и электрическими прочностями, с необходимой эластичностью и высокой износоустойчивостью плакировочного слоя.
В качестве примера изготовили транспортировочную ленту следующего состава: поверхностный (плакировочный) слой - бутадиен-нитрильный каучук - 46,99%, вулканизирующая группа, противостаритель - 5,31%; наполнители - каолин - 23,5%, мел - 10,34%; пластификатор дибутилфталат - 10,34%; красительная группа - 3,52%.
Были проведены механические и электрические испытания образцов этого транспортера.
Ниже приведены результаты испытаний двухслойных образцов предлагаемого транспортера и образцов транспортера на перкалевой основе:
1. Разрывное усилие полоски ленты шириной 1 см (кг/см)
- 43(28)
2. Прочность межслойной связи (кг/см)
- 3,4(0,9)
3. Пробивное напряжение (кВ)
- 24(24)
4. Поверхностный пробой (кВ/см)
- 14,8(14,8)
5. Износоустойчивость:
5.1 Наработка на стенде (ч)
- 1720(82)
5.2 Эквивалент работы на ускорителе (ч)
- 9750(445)
В скобках указаны цифры, относящиеся к ленточному транспортеру на перкалевой основе.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить срок службы ленточного транспортера, снизить степень износа рабочей поверхности, а также ее гигроскопичность, повысить прочность межслойной связи, что, в конечном счете, улучшает технологические характеристики предлагаемого устройства.