一種變壓器成型絕緣件的制作方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提出了一種變壓器成型絕緣件的制作方法及裝置，該技術應用紙漿高壓成型辦法，將濃度為0.3-3％的紙漿在模具中壓制成厚度為1至6毫米、密度為0.6至1.3克/立方厘米的薄殼結構制品；其成型模具包括：由排水溝槽14、絲網15和壓網板16等要素組成的剛性模1、由柔性囊21、模芯22和柔性模座23所組成的柔性模2和圍框3，當剛性模1和柔性模2之間相對運動結束后，向柔性囊21內充壓力流體，可使柔性囊21膨脹向周圍含水率較高的紙纖維層積施壓至達到所需的含水率和厚度。以本發明技術所制作的變壓器用成型絕緣件成本大大下降，并且密度高、尺寸精確；本技術也可以制作類如托盤等其他紙漿高壓成型薄殼結構制品。
【專利說明】一種變壓器成型絕緣件的制作方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及以紙漿為原料制作的薄殼結構制品，如變壓器成型絕緣件等，尤其涉及紙漿高壓成型的變壓器成型絕緣件制作方法及所用裝置。
【背景技術】
[0002]變壓器中使用絕緣紙漿制作的各種成型絕緣件，均需先在紙機上抄出厚平濕紙坯，再由濕紙坯制成結構件、模壓件和異形件。其中異形件要由成型技師將濕紙坯用手工在胎型上成型，生產效率極低，且產品質量取決于成型技師的經驗和技巧，因此其價格十分昂
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【發明內容】

[0003]鑒于現有變壓器成型絕緣件中的異型件和模壓件成型工藝效率十分低下的現狀，本發明提出一種以紙漿高壓成型技術為基礎的變壓器成型絕緣件的制作方法及所用裝置，此方法能大大提高了變壓器成型絕緣件中模壓件和異形件的生產效率和產品質量，同時制作成本十分低廉，將給變壓器成型絕緣件生產帶來重大變革。
[0004]本發明的技術解決方案是這樣實現的:
[0005]應用專利號為ZL 201010542001.0的發明專利技術，將濃度為0.3%至3% (定義為:每100立方厘米紙漿中含0.3至3克絕干紙漿，下同)的紙漿在由圍框、上模和下模組成的3件式成型模具中用終極壓力大于3Mpa的壓力壓制成厚度為I至6毫米、密度為0.7至1.3克/立方厘米的薄殼結構制品(以下簡稱制品)。
[0006]成型模具的圍框內口大于所成型制品的水平投影輪廓，極限情況下與所成型制品的水平投影輪廓重合；當制品重量一定時，圍框內口所圍面積的大小由工藝參數中的初始紙漿濃度和上下模相對運動最大行程所決定，即:圍框內口所圍面積>制品重量/(上下模相對運動最大行程X初始紙漿濃度)。
[0007]成型模具的下模為柔性模，上模為剛性模。
[0008]柔性模的構造及工作原理如下:如圖1所示，整個柔性模2的成型表面由I至5mm厚的彈性材料制成的柔性囊21包覆，柔性囊21下面是與制品形狀相似的剛性的模芯22，二者安裝于柔性模座23上，初始柔性囊21緊貼于剛性的模芯22上，在壓制過程中紙漿中的水經剛性模I表面的排水溝槽14被擠出，紙纖維沿剛性模I的表面均勻層積，當剛性模I與柔性模2的距離為所成型制品設計壁厚的5至20倍時，二者之間的相對運動停止，由外界開始通過模芯22向柔性囊21內充壓力流體(流體通道未畫出)，使柔性囊21膨脹向周圍含水率較高的紙纖維層積施壓，直至紙纖維層積中的水分含量減低至50%以下(絕對含水量)，紙纖維層的厚度降至所需尺寸；進而剛性模I排水溝槽中的殘余水分被使用真空或壓縮空氣排凈后，柔性囊21中充入的流體被排空，柔性囊21恢復至原來形狀；剛性模I與圍框3分離后，推入接盤至剛性模I下方，導入壓縮空氣將成型好的制品濕坯吹落至接盤上。
[0009]對于內外徑比值較大的環形制品，如圖2所示，所述的柔性模2(由柔性囊、模芯及柔性模座組成)亦為相應的環形結構，并且動密封地始終套在具有與環形制品相似橫截面、實心或空心的柱體4上，柱體4與圍框3在柔性模2的下方固連，剛性模I與圍框3扣合時，柱體4的上端面恰好與剛性模I接觸上。
[0010]剛性模的構造和工作原理如下:如圖1所示，剛性模I成型表面的排水溝槽14通向圍框3上的排水通道上方和/或剛性模體上的排水通道(圖上未畫出)，成型表面包覆有邊緣延伸至排水溝槽14末端的絲網15，當圍框3的內口大于成型表面的水平投影輪廓時，二者之間的絲網15上蓋有外輪廓面與圍框3的內口為間隙配合、內輪廓面與成型表面的水平投影輪廓相同的壓網板16，壓網板16也是剛性模I與柔性模2之間相對運動的上限位板。
[0011 ] 特殊地，剛性模I可以做成兩瓣模，見圖3所示，動模瓣12通過平移裝置13與定模瓣11相連；初始，平移裝置13將動模瓣12推(拉)向定模瓣11并與定模瓣11牢固結合成一個剛性模腔；經過剛性模I與柔性模2相對運動擠水和柔性模2充壓力流體擠水的成型過程，當剛性模I與圍框3分離后，在導入壓縮空氣使制品濕坯與剛性模I分離的同時，使用平移裝置13快速地使動模瓣12與定模瓣11分離，從而使具有如圖4所示的非正交結構的異型件5的濕坯能夠順利脫模。兩瓣式剛性模I的分型面按分型面輪廓線與剛性模I成型面沿平移裝置13運動方向投影輪廓線重合的要求設定，見圖4分型面在制品上的痕跡6所示。
[0012]異型件成型后的濕坯可以仍舊采用烘干機內烘干的辦法，也可采用分瓣式模具在模內干燥定型。當壓力機為立式時，分瓣式模具采用楔塊結構將垂直壓力轉換為水平壓力，從熱壓定型的初始至結束，各模瓣水平方向位移為O至10毫米。
[0013]對于如正角環和反角環-類模壓件，可以采用剛性的凸凹模進行成型和熱定型。
[0014]本發明還適用于其他紙漿模壓薄殼結構制品的成型和熱定型。
[0015]與現有技術相比較，本發明的優勢是顯而易見的:
[0016]本發明成功地解決了變壓器成型絕緣件生產效率低下的問題，尤其是將異型件的用平板濕坯手工成型變革為紙漿模內借助壓力機直接成型，使生產成本大大降低；模具高壓成型絕緣件密度更高、形狀更準確，因而電氣強度更高。同時本發明還解決了各種紙漿模塑薄殼結構制品存在的制品定量及密度過低、因而強度和剛度不能滿足較重型工業產品的包裝使用要求的問題:
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0017]本發明附圖3頁，SP:
[0018]圖1為制作變壓器用引線角環的模具示意；
[0019]圖2為制作內徑較大的變壓器用正體角環的模具示意；
[0020]圖3為制作具有非正交結構的引線角環的剛性模示意；
[0021]圖4為非正交結構的引線角環示意；
[0022]圖5為制作紙漿高壓成型薄殼結構托盤的模具示意。
[0023]圖中:1、剛性模；11、定模瓣；12、動模瓣；13、平移裝置；14、排水溝槽；15、絲網；16、壓網板；2、柔性模；21、柔性囊；22模芯；23、柔性模座；3、圍框；4、柱體；5、非正交結構的異型件；6、分型面在制品上的痕跡。【具體實施方式】
[0024]實施例1:制作變壓器用引線角環，初始紙漿濃度為0.35%左右，見圖1，成型模具的上模為剛性模1，下模為柔性模2 ;整個柔性模2的成型表面完全由3至5_厚的彈性材料制成的柔性囊21包覆，柔性囊21下面是剛性的模芯22，二者安裝于柔性模座23上，初始柔性囊21緊貼于剛性的模芯22上；圍框3內表面為圓柱形，直徑按所圍面積>制品重量/(上下模相對運動最大行程X初始紙漿濃度)選取；剛性模I成型表面的排水溝槽14通向圍框3上的排水通道上方和剛性模體上的排水通道(圖上未畫出)，成型表面包覆有邊緣延伸至排水溝槽14末端的絲網15，圍框3的內口與成型表面的水平投影輪廓之間的絲網15上蓋有外輪廓面與圍框3的內口間隙配合、內輪廓面與成型表面的水平投影輪廓相同的壓網板16，壓網板16也是剛性模I與柔性模2之間相對運動的上限位板。
[0025]在壓制過程中紙漿中的水經剛性模I表面的排水溝槽14被擠出，紙纖維沿剛性模I的表面均勻層積，當剛性模I與柔性模2的距離為所成型制品壁厚的5至9倍時，二者之間的相對運動停止，由外界開始通過模芯22向柔性囊21內充壓力液體(液體通道未畫出)，使柔性囊21膨脹向周圍含水率較高的紙纖維層積施壓，直至紙纖維層積中的水分含量減低至46%以下(絕對含水量)，紙纖維層的厚度降至I至3_ ;進而剛性模I排水溝槽中的殘余水分被使用壓縮空氣排凈后，柔性囊21中充入的液體被排空，柔性囊21恢復至原來形狀；剛性模I與圍框3分離后，推入接盤至剛性模I下方，導入壓縮空氣將成型好的引線角環的濕坯吹落至接盤上。
[0026]實施例2:制作內徑較大的變壓器用正體角環，見圖2，與實施例1不同之處在于:柔性模2(由柔性囊21、模芯22及柔性模座23組成)為相應的圓環形結構，并且動密封地始終套在直徑小于絕緣角環內徑、實心或空心的圓形柱體4上，圓形柱體4與圍框3在柔性模的下方固連，剛性模I與圍框3扣合時，圓形柱體4的上端面恰好與剛性模I接觸上。
[0027]實施例3:制作具有非正交結構的引線角環，剛性模I可以做成兩瓣模，見圖3所示，動模瓣12通過平移裝置13與定模瓣11相連；初始，平移裝置13將動模瓣12推(拉)向定模瓣11并與定模瓣11牢固結合成一個剛性模腔；經過剛性模I與柔性模2相對運動擠水和柔性模2充壓力流體擠水的成型過程，當剛性模I與圍框3分離后，在導入壓縮空氣使制品濕坯與剛性模I分離的同時，使用平移裝置13快速地使動模瓣12與定模瓣11分離，從而使具有如圖4所示的非正交結構的異型件5的濕坯能夠順利脫模。兩瓣式剛性模I的分型面按分型面輪廓線與剛性模I成型面沿平移裝置13運動方向投影輪廓線重合的要求設定，見圖4分型面在制品上的痕跡6所示。
[0028]實施例4:制作紙漿高壓成型薄殼結構托盤，初始紙漿濃度為I %左右，見圖5，圍框3內口與所制托盤大小相等，成型模具的上模為剛性模1，下模為柔性模2 ;整個柔性模2的成型表面除邊緣外，完全由3至5mm厚的彈性材料制成的柔性囊21包覆，柔性囊21下面是剛性的模芯22，二者安裝于柔性模座23上，初始柔性囊21緊貼于剛性的模芯22上；在壓制過程中紙漿中的水經剛性模I表面的排水溝槽被擠出，紙纖維沿剛性模I的表面均勻層積，當剛性模I與柔性模2的距離為所成型制品壁厚的5至9倍時，二者之間的相對運動停止，由外界開始通過模芯22向柔性囊21內充壓力液體(液體通道未畫出)，使柔性囊21膨脹向周圍含水率較高的紙纖維層積施壓，直至紙纖維層積中的水分含量減低至46%以下(絕對含水量)，紙纖維層的厚度降至3至5_ ;進而剛性模I排水溝槽中的殘余水分被使用壓縮空氣排凈后，柔性囊21中充入的液體被排空，柔性囊21恢復至原來形狀；剛性模I與圍框3分離后，推入接盤至剛性模I下方，導入壓縮空氣將成型好的薄殼結構托盤的濕坯吹落至接盤上。
【權利要求】
1.應用專利號為ZL201010542001.0的發明專利技術，將紙漿在由圍框、上模和下模組成的3件式成型模具中壓制成薄殼結構制品，其特征在于:所述紙漿濃度為0.3%至3%(定義為:每100立方厘米紙漿中含0.3至3克絕干紙漿，下同)，終極壓力大于3Mpa，所述薄殼結構制品厚度為I至6毫米、密度為0.7至1.3克/立方厘米。
2.由權利要求1所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:成型模具的圍框內口大于所成型制品的水平投影輪廓，極限情況下與所成型制品的水平投影輪廓重合；當制品重量一定時，圍框內口所圍面積的大小由工藝參數中的初始紙漿濃度和上下模相對運動最大行程所決定，即:圍框內口所圍面積>制品重量/(上下模相對運動最大行程X初始紙漿濃度)。
3.由權利要求2所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:成型模具的下模為柔性模，上模為剛性模。柔性模的構造及工作原理如下:整個柔性模的成型表面由I至5mm厚的彈性材料制成的柔性囊包覆，柔性囊下面是與制品形狀相似的剛性的模芯，二者安裝于柔性模座上，初始柔性囊緊貼于剛性的模芯上，在壓制過程中紙漿中的水經剛性模表面的排水溝槽被擠出，紙纖維沿剛性模的表面均勻層積，當剛性模與柔性模的距離為所成型制品設計壁厚的5至20倍時，二者之間的相對運動停止，由外界開始通過模芯向柔性囊內充壓力流體，使柔性囊膨脹向周圍含水率較高的紙纖維層積施壓，直至紙纖維層積中的水分含量減低至50%以下(絕對含水量)，紙纖維層的厚度降至所需尺寸；進而剛性模排水溝槽中的殘余水分被使用真空或壓縮空氣排凈后，柔性囊中充入的流體被排空，柔性囊恢復至原來形狀。
4.由權利要求3所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:對于內外徑比值較大的環形制品，所述的柔性模(由柔性囊、模芯及柔性模座組成)亦為相應的環形結構，并且動密封地始終套在具有與環形制品相似橫截面、實心或空心的柱體上，柱體與圍框在柔性模的下方固連，剛性模與圍框扣合時，柱體的上端面恰好與剛性模接觸上。
5.由權利要求3或4所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:剛性模的構造和工作原理如下:剛性模成型·表面的排水溝槽通向圍框上的排水通道上方和/或剛性模體上的排水通道，成型表面包覆有邊緣延伸至排水溝槽末端的絲網，當圍框的內口大于成型表面的水平投影輪廓時，二者面積之差處的絲網上蓋有外輪廓面與圍框的內口為間隙配合、內輪廓面與成型表面的水平投影輪廓相同的壓網板，壓網板也是剛性模與柔性模之間相對運動的上限位板。
6.由權利要求5所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:剛性模做成兩瓣模，動模瓣通過平移裝置與定模瓣相連；初始，平移裝置將動模瓣推(拉)向定模瓣并與定模瓣牢固結合成一個剛性模腔；經過剛性模與柔性模相對運動擠水和柔性模充壓力流體擠水的成型過程，當剛性模與圍框分離后，在導入壓縮空氣使制品濕坯與剛性模分離的同時，使用平移裝置快速地使動模瓣與定模瓣分離。兩瓣式剛性模的分型面按分型面輪廓線與剛性模成型面沿平移裝置運動方向投影輪廓線重合的要求設定。
7.由權利要求6所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:異型件成型后的濕坯可以采用烘干機內烘干的辦法，也可采用在分瓣式模具內干燥定型。當壓力機為立式時，分瓣式模具采用楔塊結構將垂直壓力轉換為水平壓力，從熱壓定型的初始至結束，各模瓣水平方向位移為O至10毫米。
8.由權利要求2所述的薄殼結構制品及制作技術，其特征在于:對于如正角環和反角環一類模壓件，采用剛性的凸凹模 進行成型和熱定。
【文檔編號】D21J3/00GK103541280SQ201210252812
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月14日 優先權日:2012年7月14日
【發明者】郎旗 申請人:郎旗