液体脱挥器及其搅拌器的制作方法

本发明涉及搅拌技术领域，具体涉及一种液体脱挥器及其搅拌器。

背景技术：

目前，存在通过真空浸渍工艺形成磁极防护层的方案。

该工艺是通过真空泵产生驱动力，将浸渍液体注入磁极内表面形成的密闭腔体中，浸渍液体固化后，在磁极表面形成防护层。如果浸渍液体内携带有气泡，则后续形成的防护层内很容易包含有气泡，会影响防护层的性能。

可以通过搅拌器搅拌注入前的浸渍液体，以加速气泡的排出，但搅拌器的纯搅拌功能较为单一，能以实现更多的功能，以有利于搅拌效果的发挥。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种液体脱挥器及其搅拌器，该搅拌器能够将转子绕组的引出线作为电源，为其附属电器元件供电，从而发挥除搅拌外更多的功能。

本发明提供的一种搅拌器，包括搅拌桨叶，以及驱动所述搅拌桨叶工作的电动机，所述电动机的旋转轴的机械输出端连接有空心轴，所述搅拌桨叶位于所述空心轴上；所述搅拌器设有电气设备和电器元件，所述电动机的转子绕组的引出线沿所述空心轴内部延伸并形成电气回路，所述引出线的电能用于向所述电气设备和电器元件提供电能。

可选地，所述引出线自所述空心轴延伸至所述搅拌桨叶内，并形成电气回路；所述电器元件包括电热元件，设于位于所述搅拌桨叶内。

可选地，所述引出线在多个所述搅拌桨叶内形成电气星形连接的电气回路或者电气三角形连接的电气回路。

可选地，所述电气设备设置于所述空心轴内，所述电气设备包括变频器，由所述引出线输出的电能经过所述变频器处理后再向所述电器元件提供电能。

可选地，所述电器元件包括设置于所述搅拌桨叶上的温度传感器，所述温度传感器与所述变频器电气连接。

可选地，所述引出线自所述空心轴延伸至所述搅拌桨叶内，并形成电气回路；所述电器元件还包括电热元件，设于所述搅拌桨叶内或表面；所述电热元件与所述温度传感器具有预定的间距。

可选地，所述电气设备包括超声波装置，所述超声波装置的主体设于所述空心轴内，所述超声波装置的超声波振子伸出所述空心轴的底部。

可选地，所述电气设备还包括超声波装置，所述超声波装置的主体设于所述空心轴内，所述超声波装置的超声波振子伸出所述空心轴的底部。

可选地，所述变频器根据所述温度传感器反馈的温度值控制所述电热元件的加热功率和/或加热持续时间。

可选地，所述变频器根据所述温度传感器反馈的温度值控制所述超声波装置的供电时长。

可选地，所述变频器将所述引出线输出的电能分成两路输出，一路输出为供给所述超声波装置的高频率交流电能，另一路输出为供给所述电热元件的交流电能或直流电能。

可选地，所述变频器与所述空心轴的内壁弹性连接。

可选地，所述电动机是绕线式异步电动机。

本发明还提供一种液体脱挥器，包括搅拌器和液体容器，所述搅拌器的搅拌桨叶用于搅拌所述液体容器内的液体，所述搅拌器为上述任一项所述的搅拌器。

可选地，所述液体容器的底部或侧部设有液体引出接口，所述液体引出接口连接有粘度测量计。

可选地，所述液体容器内设有液位传感器，所述液体容器外部设有液位显示计，所述液位传感器传递液位信号至所述液位显示计。

可选地，所述液体容器设有用于连接真空泵的气体出口。

可选地，所述液体容器的输入管设有灌注控制阀，所述灌注控制阀能够在灌注完毕后输出启动信号至所述真空泵。

可选地，所述液体容器设有检测其内部压力的压力传感器，并能够输出压力信号至外部的所述真空泵的调速器。

可选地，所述搅拌器的电动机固定于所述液体容器的顶部、底部或侧部，所述电动机的定子与所述液体容器的顶部、底部或侧部密封固定。

可选地，所述电动机的转子与所述液体容器的顶部、底部或侧部形成动密封。

本发明还提供一种液体脱挥器，包括搅拌器和液体容器，所述搅拌器的搅拌桨叶用于搅拌所述液体容器内的液体，所述搅拌器为上述第四项所述的搅拌器；

所述液体容器的底部或侧部设有液体引出接口，所述液体引出接口连接有粘度测量计；

所述变频器根据所述粘度测量计无线反馈的粘度数值信号达到预设值时控制所述电热元件停止工作。

本发明还提供一种液体脱挥器，包括搅拌器和液体容器，所述搅拌器的搅拌桨叶用于搅拌所述液体容器内的液体，其特征在于，所述搅拌器为上述第五项所述的搅拌器；

所述液体容器的底部或侧部设有液体引出接口，所述液体引出接口连接有粘度测量计；

所述变频器将所述粘度测量计无线反馈的粘度数值信号与所述温度传感器反馈的温度值对应的粘度值进行对比，以判断所述温度传感器是否发生故障。

本方案提供的搅拌器巧妙地将转子绕组的引出线电气回路“拉长”，并延伸至转子绕组之外的空心轴内，并能够为搅拌器的电器设备和电器元件提供电能，无需单独设置电源。而且，转子绕组同转子一同转动，空心轴以及搅拌桨叶也随之转动，引出线也不会受到转动的干扰，相比较单独设置电源，结构具有更强的整体适应性。设有该搅拌器的液体脱挥器具有同样技术效果。

附图说明

图1为磁极防护层真空浸渍工艺系统的示意图；

图2为图1中液体脱挥器的结构示意图；

图3为图2中电源系统拓扑结构图；

图4为图2中液体脱挥器的工作原理框图。

1-3中附图标记说明如下：

100液体脱挥器；

101转子、101a引出线、101b转子绕组、102定子、102a定子绕组、103空心轴、104变频器、105超声波装置、105a超声波振子、106搅拌桨叶、106a加热电阻、106b温度传感器、107液体容器、107a压力传感器、107b液位显示计、107c液位传感器、107d第二阀门、107e第一阀门、107f粘度测量计、108输入管、108a灌注控制阀；

N搅拌前液位、M搅拌后液位；

200预加热装置；21磁轭、22磁钢、231输入管路、232输出管路、24真空袋、10收集器、20真空泵、201调速器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种搅拌器，用于搅拌液体，并具有加热功能，具体可应用至磁极防护层真空浸渍工艺中。

请参考图1，图1为磁极防护层真空浸渍工艺系统的示意图。

磁钢22通过压条紧固于磁轭21的内壁形成磁极，并在磁极的内表面依次覆盖增强材料(如玻纤布)、脱模布、导流网，然后将真空袋24覆盖在增强材料层的外表面，以形成密闭腔体，再向腔体中注入浸渍液体(树脂与固化剂的混合物)，浸渍完全后，固化形成防护层。研究分析表明，树脂中携带有气泡，在注入密闭腔体后，容易导致最终形成的防护层中存在气泡，从而影响磁极的性能。

请参考图2，图2为图1中液体脱挥器100的结构示意图。

该液体脱挥器100包括液体容器107，具体在该实施例中，液体容器107即树脂体系罐，用于存放浸渍液体，浸渍液体可通过输入管108灌注入液体容器107内，输入管108上设有灌注控制阀108a，用于开启灌注或关闭灌注；液体脱挥器100还包括搅拌器，搅拌器具有搅拌桨叶106，以及驱动搅拌桨叶106搅拌的电动机，电动机具有定子102和转子101，工作时，搅拌桨叶106伸入至浸渍液体中对浸渍液体实施搅拌。

该搅拌器的电动机的输出端连接有空心轴103，空心轴103可以是直接与电动机输出轴对接的钢管，也可以是其他材质的管体。并且，电动机的转子绕组101b的引出线101a沿空心轴103内部延伸至搅拌桨叶106内，并形成电气回路，引出线101a引出后可以为电热元件供电。

对于异步电动机的三相绕组而言，搅拌器对应设置三个搅拌桨叶106，在搅拌桨叶106内加设加热电阻106a，加热电阻106a即电热元件。则电动机启动时，加热电阻106a发热，从而实现边搅拌边加热的功能，加热将会有助于浸渍液体中的气泡溢出。

可见，该结构中，巧妙地将转子绕组101b的引出线101a电气回路“拉长”，并延伸至转子绕组101b之外的空心轴103内，在外部搅拌桨叶106中设置电热元件，从而将电动机的电能引入至下端的搅拌桨叶106位置，在较为限制的空间内实现了搅拌桨叶106的电加热功能，无需单独设置电源。而且，转子绕组101b同转子101一同转动，搅拌桨叶106也随之转动，引出线101a也不会受到转动的干扰，相比较单独设置电源，结构具有更强的整体适应性。

请继续参考图3，图3为图2中电源系统拓扑结构图。其中，U、W、V表示定子绕组102a三相交流电输入端。

针对上述实施例，电动机输出端相接的空心轴103内可以设有变频器104，变频器104可以固定在空心轴103内。引出线101a的电气回路经变频器104处理后再连接至电热元件，例如上述的加热电阻106a。变频器104属于电能处理模块，能够对转子绕组101b引出线101a引出的电压进行处理，从而能够更匹配地为加热电阻106a输运电能，包括对后续提及的超声波装置105更好地供电。例如，变频器104将引出线101a输出的电能分成两路输出，一路输出为供给所述超声波装置105的高频率交流电能，另一路输出为供给电热元件(加热电阻106a)的交流电能(工频50Hz)或直流电能。

设置变频器104后，电动机转子绕组101b的引出线101a向外部引出后，延伸至空心轴103内，在变频器104内部形成电气回路，变频器104再将其电能处理后输出。如图3所示，变频器104输出三条线路至搅拌桨叶106b内，并形成星形连接的电气回路或者三角形连接的电气回路，以形成对称负载，与转子绕组101b的星形(图3)或三角形连接方式一致。该种连接方式便于实现变频器104输出线路电气回路的形成。这里以三片搅拌桨叶106进行示意，也恰好与三相绕组引出线101a相对应。当然，也可以设置其他数量的搅拌桨叶106，例如，可以是六片，依然可以按照图3所示星形连接方式或者三角形连接方式，形成两个星形或三角形连接电气回路即可。

变频器104可以采用微型变频器104，以适应于较小的空心轴103空间。设置变频器104时，当设置六片搅拌桨叶106时，变频器104可以输出六根线路，并形成两个星形电气回路。

另外，搅拌桨叶106上可以设有温度传感器106b，且温度传感器106b与变频器104连接。温度传感器106b设于搅拌桨叶106外表面(加热电阻106a可以设于内部或外表面)，能够检测被搅拌的浸渍液体的温度，并将该温度信号反馈给变频器104，变频器104能够根据温度的反馈调整电能的输运。比如，当浸渍液体的温度已经达到气泡溢出的要求时，则可以减少对加热电阻106a输运的电能，反之，则可以适当地增加电能的供给，即可以根据检测的温度值控制加热电阻106a的加热功率和/加热时间。

在进一步实施例中，加热初期极速升温，根据温度传感器106b检测到的液体温度到目标设定值以后，逐步降低加热电阻106a的功率消耗并维持温度相对稳定，根据抽真空系统检测到的气体挥发分(脱泡脱出的气体)含量(可在真空泵入口或出口设置有气体挥发分含量测量仪)逐渐降低的趋势，当气体挥发分含量降低到设定值时停止加热，在持续一段时间后停止搅拌和停止超声波激振。因为加热电阻106a的余热会让搅拌器的搅拌桨叶106表面温度出现回升，通过这种方式可避免在搅拌桨叶106静止状态下出现搅拌桨叶106表面的液体温度偏高，通过在停止加热后持续一段时间的搅拌和激振可以让搅拌桨叶106内部的余热散发给液体。

温度传感器106b与加热电阻106a可以分设于搅拌桨叶106上下位置，以免温度传感器106b温度检测受到加热电阻106a的影响。即，使温度传感器106b和加热电阻106a保持一定的间距，该间距尽量长。

针对上述各方案，电动机的空心轴103内还可设置超声波装置105，超声波装置105的主体位于空心轴103内，可以连接于空心轴103的内壁；超声波装置105的超声波振子105a伸出空心轴103的底部，位于浸渍液体中，以便超声波振动能够作用于浸渍液体。超声波装置105也连接变频器104。

如图3所示，转子绕组101b的引出线101a在变频器104内形成电气回路，由变频器104输出线路至超声波装置105，即电能处理后还能同时对超声波装置105进行供电。超声波振子105a振动时，发射的超声波有助于激发气泡，使其排出，并且可以减少树脂在搅拌桨叶106上的积聚，提高搅拌桨叶106的使用寿命。超声波振子105a位于空心轴103的底部，与空心轴103底部形成动密封，实际上，搅拌桨叶106在转动时，基于离心力效应，空心轴103的底部不易积聚浸渍液体，容易实现密封。

可见，该方案能够在较小的空间内同时实现对搅拌桨叶106以及超声波装置105输运电能，对浸渍液体进行加热和超声波处理，而无需设置单独的电源。

在设置温度传感器106b时，变频器104还可以根据所述温度传感器106b反馈的温度值控制超声波装置105的供电时长。例如，液体温度在摄氏40度时控制超声波装置105工作25分钟，液体温度在摄氏45度时控制超声波装置105工作20分钟。

较佳地，在液体达到目标温度值后，才启动超声波装置。

液体目标温度值(易于脱泡的状态所对应的温度值)达到以后，超声波装置才会发挥更高的脱气泡的效率，这时能耗也最小。目标温度达到以后，有利于在超声波能量作用下使气泡脱离液体表面束缚。

这种方式首先(在第一阶段)集中转子绕组101b的电能专门用于加热液体升温，充分高效地利用于转子绕组101b感应输出的有限电能，然后(在第二阶段)将转子绕组101b输出的大部分电能集中供给超声波装置105使用。

这种方式既节能，又便于超声波装置105高效工作。

此时，变频器104与空心轴103的内壁可以弹性连接，例如与空心轴103的内壁之间设置硅橡胶。当变频器104与超声波装置105连接时，弹性连接的方式能够有助于消除超声波装置105的振动有可能对变频器104造成的不利影响，保证变频器104的安装可靠性，从而稳定地输运电能。

请继续参考图2，在液体容器107的底部设有液体引出接口，液体引出接口连接有粘度测量计107f。浸渍液体通过输入管路231注入磁极位置的密闭腔体时，需要满足一定的粘度，以便在预定时间内充满密闭腔体。本方案中在液体容器107底部设置粘度测量计107f有助于了解浸渍液体的粘度，从而为其粘度控制提供数据支持。具体在液体引出接口与粘度测量计107f之间设置第一阀门107e，需要检测时，打开阀门，根据液体的流速检测即可获知其粘度参数值，第一阀门107e可以手动打开或电动打开。

粘度测量计107f可以无线连接变频器104，则变频器104可以根据所述粘度测量计107f无线反馈的粘度数值信号达到预设值时控制所述电热元件停止工作。这样可避免温度传感器106b失效导致电热元件(如加热电阻106a)和超声波装置105失控而无休止地工作。这是为了可靠性而设计的独立检测系统，保证在温度传感器106b失效的情况下，这个电热元件和超声波装置105仍能正常工作。

变频器104也可以将粘度测量计107f无线反馈的粘度数值信号与所述温度传感器106b反馈的温度值对应的粘度值进行对比，以判断温度传感器106b是否发生故障。这是构成一种适于真空液体脱泡的粘度测量冗余测量控制系统，相互校验，温度测量和外部取样的测量方法相互独立，实现不可视密封容器内液体加热过程的粘度测量及其控制。

液体容器107的底部还设有连通管以及设于连通管的第二阀门107d，以与图1中所示的与液体容器107相邻的树脂罐相连接，该树脂罐内也设有超声波消泡棒，进一步减少气泡，并通过输入管路231进入预加热装置200预加热后进入密闭腔体内。

另外，液体容器107内还可以设有液位传感器107c，液体容器107外部则设有液位显示计107b，液位传感器107c传递液位信号至液位显示计107b，以显示当前的浸渍液体的液位。液位显示计107b便于操作人员知晓目前液体容器107内的浸渍液体容量，便于对浸渍液体的输入和输出进行较好的控制。另外，根据搅拌器搅拌前液位N和搅拌后液位M比较，也可以间接获知搅拌器的转速。虽然，搅拌器转速可以通过电动机转速获知，但搅拌器在浸渍液体内的实际转动效果，并不确切可知，液位显示计107b反应出的信息则有助于更好更确切地了解搅拌器转速在实际搅拌浸渍液体时所达到的效果，尤其是搅拌器处于密闭空间不易被观测的环境中时，该种方式具有更为凸显的优势。

而且，搅拌后液位M和搅拌前液位N的变化关系，不但与搅拌转速有关，还与浸渍液体的粘度有关，因此，液位信息、粘度参数、搅拌器转速便于操作人员综合分析当前的浸渍液体状态。

此外，液体容器107还可以设有用于连接真空泵20的气体出口(位于压力传感器107a的位置)。如图2所示，在液体容器107的顶部设置所述气体出口，浸渍液体中溢出的气泡会向上聚集于液体容器107的上部，故气体出口可以设于顶部或者侧壁的上端位置。将气体出口与真空泵20连接，则搅拌和加热后溢出的空气可由真空泵20抽吸带走，加快液体容器107内气体的排出。此外在本实施例中，真空浸渍系统本来就设置有真空泵20，抽真空以建立驱动浸渍液体进入密闭腔体内的压力梯度，故恰好可以利用该真空泵20，便于溢出气体的排出。

液体容器107还可以进一步设有检测其内部压力的压力传感器107a，压力传感器107a可以是压力表，还可以加设输出模块，以便输出压力信号至外部真空泵20的调速器201。则根据液体容器107内部压力，调速器201可以增加或减小真空泵20的抽吸能力，以合理有效地抽吸，加快排气。

上述各方案中，搅拌器的电动机可以固定于液体容器107的顶部、底部或侧部，设于顶部便于电动机的实际安装，与其输出端连接的空心轴103能够向下延伸搅拌浸渍液体。当然，如果电动机以其他位置安装，例如侧壁，也可行，此时空心轴103需要通过转接头与输出端对接，显然电动机安装于顶部为更优的方案。此时，电动机的定子102与液体容器107的顶部可以密封固定，可以使得液体容器107内与外部环境空气隔离，便于溢出的气体尽快地被真空泵抽走。

电动机的转子101与液体容器107的顶部、底部或侧部也可以形成动密封，则浸渍液体内溢出的气体无法进入转子101内腔，从而避免气体有可能在转子101气隙内发生的腐蚀，以保证转子101的性能。

以上实施例，对液体脱挥器100及其搅拌器进行了描述，并以应用于磁极防护层真空浸渍系统为例进行说明。可以理解，上述的液体脱挥器100及其搅拌器显然不限于此，只要是利用搅拌器进行搅拌的场合(比如风力机叶片制造、风力机机舱、风力机导流罩、船体甲板、汽车保险杠、工程塑料制品等场合)均可以适用均可以适用，尤其是小型空腔内的搅拌环境。本发明方案的本质在于利用电动机转子绕组101b中引出线101a的电能，使其成为搅拌器电器设备和电热元件(例如上述的变频器104、加热电阻106a和超声波装置105)的“电源”，并采用空心轴103容置该“电源”，以解决在空间受限时电源的设置问题，并且使得各电器元件与引出线101a具有较好的适应性，不受转动影响。可以理解，电器设备和电热元件不限于上述元件，在需要设置其他元器件时，可以基于同样的原理进行连接供电。

为便于整体上了解本实施例，可以参考图4理解，图4为图2中液体脱挥器的工作原理框图。

液位传感器107c和液位显示计107b，根据液位信号输出开启或关闭的控制信号至灌注控制阀108a，当液位不足时，控制灌注控制阀108a开启，向液体容器107内灌注液体，液位满足需求时，则关闭灌注控制阀108a。当灌注完毕后，则输出启动电动机的信号，电动机启动控制供电至定子绕组101a，定子绕组101a通入的三相交流电在电动机气隙内产生旋转磁场，则电动机的转子绕组101b产生感应电势，形成电压，然后由变频器104对其进行电能处理，将电能输出至搅拌桨叶106上的电热元件以及空心轴103上的超声波装置105。

灌注完毕后，同时还控制真空泵开启，则搅拌溢出的气体还能够被真空抽吸走，真空泵的调速器根据压力传感器107a反馈的压力值调整真空泵的抽吸能力。

搅拌桨叶106上的温度传感器106b和液体容器107上的粘度测量计107f，反馈粘度值和温度值至变频器104，则变频器104根据温度值、粘度值，单独或综合控制电热元件的加热功率和/或加热持续时间，以及超声波装置105的供电时长，温度值和粘度值综合分析还可以判断温度传感器106b是否发生故障。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。