环氧树脂真空搅拌速度控制系统

出售状态：已下证
专 利 号 ：已交易,保密
专利类型：发明专利
专利分类：安全防护
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详细介绍

(一)技术领域: 本发明涉及环氧树脂真空搅拌速度控制系统,用于当改变环氧树 脂混合料配方或抽真空工况时,检测其混合料在各特定温度(粘度)下所 设置的搅拌速度的真空脱泡效果,通过比较获得具有最好脱泡效率的温 度(粘度)与搅拌速度配合。 (二)背景技术: 环氧树脂氧材料配方设计的灵活和多样,使它在电力、电子电器等 领域得到广泛应用,特别是电力互感器、变压器、绝缘子等电器的浇注材 料和电子器件的灌封材料,当环氧树脂应用于高电压电器时,要求它具 有极低的局部放电量,否则将因局部放电量超标而过早老化、漏电甚至 于击穿引发事故。环氧树脂材料中的气孔是产生局部放电的最主要原 因,因此在环氧树脂浇注时,均采用真空浇注脱泡技术尽可能减少浇注 制品中的气隙和气泡。 基于气体在液体中溶解度与液体温度和压力相关的原理,在高粘度 液体脱泡过程中应用较多的是真空搅拌脱泡及真空薄膜脱泡等方法。 典型的工艺是将树脂、固化剂和硅徽粉、色浆等填料按配比计算出 各组份重量,称重后预先在烘箱中预热60℃/3～4h,其混料分一级和二 级混料。在二级混料中先启动储料罐A、储料罐B的加热系统及真空系统 。再往储料罐A加入预热后的树脂、填料,并往储料罐B中加入预热后的 固化剂、填料,将储料罐A搅拌温度设定为55℃,搅拌3～4小时,将储料 罐B搅拌温度设定为50℃,搅拌3～4小时。然后对储料罐A、储料罐B抽 真空搅拌,真空度均设为4mbar。经上述真空脱气后,然后在混料罐中 混料搅拌再抽真空后,将混料导入浇注罐中浇注再经固化炉加温固化 后脱模。 (三)发明内容: 在空气中气体对高粘度环氧树脂混合料液体,也具有一定的溶解度, 但在混合料液体深处气泡尺寸很小,通常以微气泡形式存在,微气泡依 靠自身浮力上升的速度是极其缓慢的,必须依靠外力将气泡带到液面, 因此目前较为有效的脱泡方式是采用真空搅拌脱泡和真空薄膜脱泡等 方法。 由于液态环氧树脂混合料的各组成材料及其配比的各不相同,还可 能由于环氧树脂、固化剂内在质量问题,造成每批混合料的凝胶时间不 一致,以及所使用的真空脱气设备性能及其采用的真空搅拌脱泡工艺差 异很大,因此现有真空搅拌脱泡的工艺参数设置多是凭经验或参照相似 工艺设置,针对性差,其设定值没有随混合料配方或材料的生产厂家或 工况变化而合理改变,影响脱泡效果和产品质量。本发明介绍环氧树脂 真空搅拌速度控制系统,当改变环氧树脂混合料配方或生产厂或抽真 空工况时,用于重新确定工艺参数,在二级混料系统中储料罐A是一环 氧树脂、填料混合料脱气系统,其特征是当改变混合料配方或抽真空工 况时,通过现场检测储料罐A其混合料在各特定温度(粘度)下所设置 的搅拌速度的真空搅拌脱泡效果,通过比较获得各特定温度(粘度)下 依据脱泡效率的温度(粘度)与搅拌速度合理配合。从而不影响生产修正 平时运行的搅拌速度设置。 环氧树脂混合料中填料的填充量越多粒度越细其混合料粘度增大 越多。另一方面,由于气泡上升到近液面后,气泡并不能立刻逸出,而是在 压差的作用下,气泡继续膨胀,并在近液面下停留一段时间,当挣脱液面 张力后,才能逸出或破裂,其停留时间随压力、混料液体的粘性的降低而 缩短。 气泡逸出效率与搅拌器的搅拌速度密切相关,当许多处于不同生长 阶段的气泡出现时,过高的搅拌速度将使一部分气泡来不及充分的生长 破裂及逸出又被带回混料液体深处,过低的搅拌速度使气泡带到液面时 间延长,使有效脱泡时间缩短。由于不同的温度和混合料粘度,使处于不 同生长阶段的气泡数量及生长速度不同,因此搅拌速度选择不同,使处 于不同生长期的气泡运输到液面并被逸出的有效运输效率随温度和粘 度的不同而变化。 系统利用真空度的变化来反映环氧树脂混合料中气泡逸出效率, 在某一反映粘度变化的设定温度下,通过启动真空泵,检测真空度从设 定下限值达到上限值(压力下限值)的时间,来反映在该搅拌速度设置下 脱泡效率并通过多次生产检测比较用于优化搅拌速度的设置。 所述环氧树脂真空搅拌速度控制系统,当系统运行时,先将树脂 、填料按配比计算出各组份重量,称重后按原工艺要求预先在烘箱或热 风炉中进行预热干燥处理后备用。然后启动储料罐A的加热系统及真空 系统。在储料罐A中先投入经预热干燥处理后环氧树脂,再投入硅微粉 冷却至始端温度下升温,其始端温度即环氧树脂熔融后可以进行真空搅 拌的温度,例如在40℃至55℃左右开始阶梯式升温,先搅拌5～15分钟使 混料均匀再开启真空泵,并将真空度设定在一上下限范围内,例如可将 其按真空度的原工艺设定值作为压力下限值,而取真空度下降(压力上 升)至该压力下限值加6-15％作为上限值,其反映真空度的压力信号送 主控制器处理,其打开或关闭真空泵的工作信号由主控制器发出。主控 制器的升温控制采用阶梯式升温模式,每次可取3-8℃左右的相同升温 间隔。其终端温度稍高于混料罐设定温度,例如75℃-90℃左右,要求升 温功率大、速度快以及抽真空速率快。搅拌器的搅拌速度采用依所述阶 梯式升温模式各级温度分段递减,即最高温度采用原工艺确定的搅拌 速度并向低的温度递减,并经多次生产效果对比使其各级搅拌速度与 气泡逸出速度相适应。系统工作时储料罐A先在始端温度下升温并打开 真空泵抽真空使真空度达到设定压力下限值并达到相应温度段设定温 度时关闭真空泵及阀门,当真空度下降到设定压力上限值时作数秒延时 消除过多气泡后再打开阀门及真空泵抽真空同时启动真空度的上升计 时器,使真空度达到设定压力下限值计时结束进入下一段,,如此周而复 始,依序记录每次真空度的上升计时器计时时间,其上升计时器计时时 间经多次生产比较反映搅拌速度设置对抽真空性能的影响,比较每次真 空度的上升计时器计时时间长短,确定其设定温度点的真空搅拌脱泡效 果,来确定其搅拌速度从而获得各温度粘度下的搅拌速度设置,然后到 终端温度后停止升温并在原工艺要求的温度设定值及其工序时间下恒 温真空搅拌脱泡,之后再按原工艺要求进行浇注、固化及脱模。 平时生产不作所述检测,在温度上升至原工艺温度设定值时,按原工 艺确定的温度设定值修改其搅拌速度恒温运行,其余按原工艺确定的温 度范围,取其范围内所述温度段按其温度搅拌速度的设置升温到该段温 度设定值后即转入下一温度段。必要时可修改原工艺确定的温度范围 以增减抽真空时间,其余均按原工艺要求操作。 (四)附图说明: 附图是环氧树脂真空搅拌速度控制系统的电路结构方框图。 (五)具体实施方式: 环氧树脂真空搅拌速度控制系统的电路结构方框图如附图所示,它 由温度传感器2、主控制器7、压力传感器3、压力变送器4、真空泵5、真 空泵驱动电路6、搅拌电机驱动电路8和储料罐A 1组成。其中主控制器 7也可以是主控柜工控机,由其实现主控制器7所述功能,主控柜工控机 通过组态软件可实现对全套设备的设定、集中监控、主要参数记录和操 作。压力传感器3与储料罐A 1的真空腔相连,用于检测系统的真空度, 主控制器7通过真空泵驱动电路6打开或关闭真空泵5来控制系统的 真空度。压力传感器3的信号经压力变送器4送主控制器7处理,主控制 器7电路同时用于控制系统的真空度。启动储料罐A 1脱气系统后,如果 真空腔内的压力达到设定上限值,则主控制器7电路将向真空泵驱动电 路6和电磁阀发出信号,真空泵5将立即启动。当真空腔内的压力达到设 定下限值时主控制器7电路就会关闭真空泵5。搅拌速度控制由搅拌电 机驱动电路8完成,其速度控制信号由主控制器7提供。

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