一种变压器成型绝缘件的制作方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种变压器成型绝缘件的制作方法及装置，该技术应用纸浆高压成型办法，将浓度为0.3-3％的纸浆在模具中压制成厚度为1至6毫米、密度为0.6至1.3克/立方厘米的薄壳结构制品；其成型模具包括：由排水沟槽14、丝网15和压网板16等要素组成的刚性模1、由柔性囊21、模芯22和柔性模座23所组成的柔性模2和围框3，当刚性模1和柔性模2之间相对运动结束后，向柔性囊21内充压力流体，可使柔性囊21膨胀向周围含水率较高的纸纤维层积施压至达到所需的含水率和厚度。以本发明技术所制作的变压器用成型绝缘件成本大大下降，并且密度高、尺寸精确；本技术也可以制作类如托盘等其他纸浆高压成型薄壳结构制品。
【专利说明】一种变压器成型绝缘件的制作方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及以纸浆为原料制作的薄壳结构制品，如变压器成型绝缘件等，尤其涉及纸浆高压成型的变压器成型绝缘件制作方法及所用装置。
【背景技术】
[0002]变压器中使用绝缘纸浆制作的各种成型绝缘件，均需先在纸机上抄出厚平湿纸坯，再由湿纸坯制成结构件、模压件和异形件。其中异形件要由成型技师将湿纸坯用手工在胎型上成型，生产效率极低，且产品质量取决于成型技师的经验和技巧，因此其价格十分昂
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【发明内容】
[0003]鉴于现有变压器成型绝缘件中的异型件和模压件成型工艺效率十分低下的现状，本发明提出一种以纸浆高压成型技术为基础的变压器成型绝缘件的制作方法及所用装置，此方法能大大提高了变压器成型绝缘件中模压件和异形件的生产效率和产品质量，同时制作成本十分低廉，将给变压器成型绝缘件生产带来重大变革。
[0004]本发明的技术解决方案是这样实现的:
[0005]应用专利号为ZL 201010542001.0的发明专利技术，将浓度为0.3%至3% (定义为:每100立方厘米纸浆中含0.3至3克绝干纸浆，下同)的纸浆在由围框、上模和下模组成的3件式成型模具中用终极压力大于3Mpa的压力压制成厚度为I至6毫米、密度为0.7至1.3克/立方厘米的薄壳结构制品(以下简称制品)。
[0006]成型模具的围框内口大于所成型制品的水平投影轮廓，极限情况下与所成型制品的水平投影轮廓重合；当制品重量一定时，围框内口所围面积的大小由工艺参数中的初始纸浆浓度和上下模相对运动最大行程所决定，即:围框内口所围面积>制品重量/(上下模相对运动最大行程X初始纸浆浓度)。
[0007]成型模具的下模为柔性模，上模为刚性模。
[0008]柔性模的构造及工作原理如下:如图1所示，整个柔性模2的成型表面由I至5mm厚的弹性材料制成的柔性囊21包覆，柔性囊21下面是与制品形状相似的刚性的模芯22，二者安装于柔性模座23上，初始柔性囊21紧贴于刚性的模芯22上，在压制过程中纸浆中的水经刚性模I表面的排水沟槽14被挤出，纸纤维沿刚性模I的表面均匀层积，当刚性模I与柔性模2的距离为所成型制品设计壁厚的5至20倍时，二者之间的相对运动停止，由外界开始通过模芯22向柔性囊21内充压力流体(流体通道未画出)，使柔性囊21膨胀向周围含水率较高的纸纤维层积施压，直至纸纤维层积中的水分含量减低至50%以下(绝对含水量)，纸纤维层的厚度降至所需尺寸；进而刚性模I排水沟槽中的残余水分被使用真空或压缩空气排净后，柔性囊21中充入的流体被排空，柔性囊21恢复至原来形状；刚性模I与围框3分离后，推入接盘至刚性模I下方，导入压缩空气将成型好的制品湿坯吹落至接盘上。
[0009]对于内外径比值较大的环形制品，如图2所示，所述的柔性模2(由柔性囊、模芯及柔性模座组成)亦为相应的环形结构，并且动密封地始终套在具有与环形制品相似横截面、实心或空心的柱体4上，柱体4与围框3在柔性模2的下方固连，刚性模I与围框3扣合时，柱体4的上端面恰好与刚性模I接触上。
[0010]刚性模的构造和工作原理如下:如图1所示，刚性模I成型表面的排水沟槽14通向围框3上的排水通道上方和/或刚性模体上的排水通道(图上未画出)，成型表面包覆有边缘延伸至排水沟槽14末端的丝网15，当围框3的内口大于成型表面的水平投影轮廓时，二者之间的丝网15上盖有外轮廓面与围框3的内口为间隙配合、内轮廓面与成型表面的水平投影轮廓相同的压网板16，压网板16也是刚性模I与柔性模2之间相对运动的上限位板。
[0011 ] 特殊地，刚性模I可以做成两瓣模，见图3所示，动模瓣12通过平移装置13与定模瓣11相连；初始，平移装置13将动模瓣12推(拉)向定模瓣11并与定模瓣11牢固结合成一个刚性模腔；经过刚性模I与柔性模2相对运动挤水和柔性模2充压力流体挤水的成型过程，当刚性模I与围框3分离后，在导入压缩空气使制品湿坯与刚性模I分离的同时，使用平移装置13快速地使动模瓣12与定模瓣11分离，从而使具有如图4所示的非正交结构的异型件5的湿坯能够顺利脱模。两瓣式刚性模I的分型面按分型面轮廓线与刚性模I成型面沿平移装置13运动方向投影轮廓线重合的要求设定，见图4分型面在制品上的痕迹6所示。
[0012]异型件成型后的湿坯可以仍旧采用烘干机内烘干的办法，也可采用分瓣式模具在模内干燥定型。当压力机为立式时，分瓣式模具采用楔块结构将垂直压力转换为水平压力，从热压定型的初始至结束，各模瓣水平方向位移为O至10毫米。
[0013]对于如正角环和反角环-类模压件，可以采用刚性的凸凹模进行成型和热定型。
[0014]本发明还适用于其他纸浆模压薄壳结构制品的成型和热定型。
[0015]与现有技术相比较，本发明的优势是显而易见的:
[0016]本发明成功地解决了变压器成型绝缘件生产效率低下的问题，尤其是将异型件的用平板湿坯手工成型变革为纸浆模内借助压力机直接成型，使生产成本大大降低；模具高压成型绝缘件密度更高、形状更准确，因而电气强度更高。同时本发明还解决了各种纸浆模塑薄壳结构制品存在的制品定量及密度过低、因而强度和刚度不能满足较重型工业产品的包装使用要求的问题:
【专利附图】
【附图说明】:
[0017]本发明附图3页，SP:
[0018]图1为制作变压器用引线角环的模具示意；
[0019]图2为制作内径较大的变压器用正体角环的模具示意；
[0020]图3为制作具有非正交结构的引线角环的刚性模示意；
[0021]图4为非正交结构的引线角环示意；
[0022]图5为制作纸浆高压成型薄壳结构托盘的模具示意。
[0023]图中:1、刚性模；11、定模瓣；12、动模瓣；13、平移装置；14、排水沟槽；15、丝网；16、压网板；2、柔性模；21、柔性囊；22模芯；23、柔性模座；3、围框；4、柱体；5、非正交结构的异型件；6、分型面在制品上的痕迹。【具体实施方式】
[0024]实施例1:制作变压器用引线角环，初始纸浆浓度为0.35%左右，见图1，成型模具的上模为刚性模1，下模为柔性模2 ;整个柔性模2的成型表面完全由3至5_厚的弹性材料制成的柔性囊21包覆，柔性囊21下面是刚性的模芯22，二者安装于柔性模座23上，初始柔性囊21紧贴于刚性的模芯22上；围框3内表面为圆柱形，直径按所围面积>制品重量/(上下模相对运动最大行程X初始纸浆浓度)选取；刚性模I成型表面的排水沟槽14通向围框3上的排水通道上方和刚性模体上的排水通道(图上未画出)，成型表面包覆有边缘延伸至排水沟槽14末端的丝网15，围框3的内口与成型表面的水平投影轮廓之间的丝网15上盖有外轮廓面与围框3的内口间隙配合、内轮廓面与成型表面的水平投影轮廓相同的压网板16，压网板16也是刚性模I与柔性模2之间相对运动的上限位板。
[0025]在压制过程中纸浆中的水经刚性模I表面的排水沟槽14被挤出，纸纤维沿刚性模I的表面均匀层积，当刚性模I与柔性模2的距离为所成型制品壁厚的5至9倍时，二者之间的相对运动停止，由外界开始通过模芯22向柔性囊21内充压力液体(液体通道未画出)，使柔性囊21膨胀向周围含水率较高的纸纤维层积施压，直至纸纤维层积中的水分含量减低至46%以下(绝对含水量)，纸纤维层的厚度降至I至3_ ;进而刚性模I排水沟槽中的残余水分被使用压缩空气排净后，柔性囊21中充入的液体被排空，柔性囊21恢复至原来形状；刚性模I与围框3分离后，推入接盘至刚性模I下方，导入压缩空气将成型好的引线角环的湿坯吹落至接盘上。
[0026]实施例2:制作内径较大的变压器用正体角环，见图2，与实施例1不同之处在于:柔性模2(由柔性囊21、模芯22及柔性模座23组成)为相应的圆环形结构，并且动密封地始终套在直径小于绝缘角环内径、实心或空心的圆形柱体4上，圆形柱体4与围框3在柔性模的下方固连，刚性模I与围框3扣合时，圆形柱体4的上端面恰好与刚性模I接触上。
[0027]实施例3:制作具有非正交结构的引线角环，刚性模I可以做成两瓣模，见图3所示，动模瓣12通过平移装置13与定模瓣11相连；初始，平移装置13将动模瓣12推(拉)向定模瓣11并与定模瓣11牢固结合成一个刚性模腔；经过刚性模I与柔性模2相对运动挤水和柔性模2充压力流体挤水的成型过程，当刚性模I与围框3分离后，在导入压缩空气使制品湿坯与刚性模I分离的同时，使用平移装置13快速地使动模瓣12与定模瓣11分离，从而使具有如图4所示的非正交结构的异型件5的湿坯能够顺利脱模。两瓣式刚性模I的分型面按分型面轮廓线与刚性模I成型面沿平移装置13运动方向投影轮廓线重合的要求设定，见图4分型面在制品上的痕迹6所示。
[0028]实施例4:制作纸浆高压成型薄壳结构托盘，初始纸浆浓度为I %左右，见图5，围框3内口与所制托盘大小相等，成型模具的上模为刚性模1，下模为柔性模2 ;整个柔性模2的成型表面除边缘外，完全由3至5mm厚的弹性材料制成的柔性囊21包覆，柔性囊21下面是刚性的模芯22，二者安装于柔性模座23上，初始柔性囊21紧贴于刚性的模芯22上；在压制过程中纸浆中的水经刚性模I表面的排水沟槽被挤出，纸纤维沿刚性模I的表面均匀层积，当刚性模I与柔性模2的距离为所成型制品壁厚的5至9倍时，二者之间的相对运动停止，由外界开始通过模芯22向柔性囊21内充压力液体(液体通道未画出)，使柔性囊21膨胀向周围含水率较高的纸纤维层积施压，直至纸纤维层积中的水分含量减低至46%以下(绝对含水量)，纸纤维层的厚度降至3至5_ ;进而刚性模I排水沟槽中的残余水分被使用压缩空气排净后，柔性囊21中充入的液体被排空，柔性囊21恢复至原来形状；刚性模I与围框3分离后，推入接盘至刚性模I下方，导入压缩空气将成型好的薄壳结构托盘的湿坯吹落至接盘上。
【权利要求】
1.应用专利号为ZL201010542001.0的发明专利技术，将纸浆在由围框、上模和下模组成的3件式成型模具中压制成薄壳结构制品，其特征在于:所述纸浆浓度为0.3%至3%(定义为:每100立方厘米纸浆中含0.3至3克绝干纸浆，下同)，终极压力大于3Mpa，所述薄壳结构制品厚度为I至6毫米、密度为0.7至1.3克/立方厘米。
2.由权利要求1所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:成型模具的围框内口大于所成型制品的水平投影轮廓，极限情况下与所成型制品的水平投影轮廓重合；当制品重量一定时，围框内口所围面积的大小由工艺参数中的初始纸浆浓度和上下模相对运动最大行程所决定，即:围框内口所围面积>制品重量/(上下模相对运动最大行程X初始纸浆浓度)。
3.由权利要求2所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:成型模具的下模为柔性模，上模为刚性模。柔性模的构造及工作原理如下:整个柔性模的成型表面由I至5mm厚的弹性材料制成的柔性囊包覆，柔性囊下面是与制品形状相似的刚性的模芯，二者安装于柔性模座上，初始柔性囊紧贴于刚性的模芯上，在压制过程中纸浆中的水经刚性模表面的排水沟槽被挤出，纸纤维沿刚性模的表面均匀层积，当刚性模与柔性模的距离为所成型制品设计壁厚的5至20倍时，二者之间的相对运动停止，由外界开始通过模芯向柔性囊内充压力流体，使柔性囊膨胀向周围含水率较高的纸纤维层积施压，直至纸纤维层积中的水分含量减低至50%以下(绝对含水量)，纸纤维层的厚度降至所需尺寸；进而刚性模排水沟槽中的残余水分被使用真空或压缩空气排净后，柔性囊中充入的流体被排空，柔性囊恢复至原来形状。
4.由权利要求3所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:对于内外径比值较大的环形制品，所述的柔性模(由柔性囊、模芯及柔性模座组成)亦为相应的环形结构，并且动密封地始终套在具有与环形制品相似横截面、实心或空心的柱体上，柱体与围框在柔性模的下方固连，刚性模与围框扣合时，柱体的上端面恰好与刚性模接触上。
5.由权利要求3或4所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:刚性模的构造和工作原理如下:刚性模成型·表面的排水沟槽通向围框上的排水通道上方和/或刚性模体上的排水通道，成型表面包覆有边缘延伸至排水沟槽末端的丝网，当围框的内口大于成型表面的水平投影轮廓时，二者面积之差处的丝网上盖有外轮廓面与围框的内口为间隙配合、内轮廓面与成型表面的水平投影轮廓相同的压网板，压网板也是刚性模与柔性模之间相对运动的上限位板。
6.由权利要求5所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:刚性模做成两瓣模，动模瓣通过平移装置与定模瓣相连；初始，平移装置将动模瓣推(拉)向定模瓣并与定模瓣牢固结合成一个刚性模腔；经过刚性模与柔性模相对运动挤水和柔性模充压力流体挤水的成型过程，当刚性模与围框分离后，在导入压缩空气使制品湿坯与刚性模分离的同时，使用平移装置快速地使动模瓣与定模瓣分离。两瓣式刚性模的分型面按分型面轮廓线与刚性模成型面沿平移装置运动方向投影轮廓线重合的要求设定。
7.由权利要求6所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:异型件成型后的湿坯可以采用烘干机内烘干的办法，也可采用在分瓣式模具内干燥定型。当压力机为立式时，分瓣式模具采用楔块结构将垂直压力转换为水平压力，从热压定型的初始至结束，各模瓣水平方向位移为O至10毫米。
8.由权利要求2所述的薄壳结构制品及制作技术，其特征在于:对于如正角环和反角环一类模压件，采用刚性的凸凹模 进行成型和热定。
【文档编号】D21J3/00GK103541280SQ201210252812
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月14日 优先权日:2012年7月14日
【发明者】郎旗 申请人:郎旗