CN105928792A - 电容器封口强度检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电容器封口强度检测装置及其检测方法，包括试件装夹及密封机构、液压系统和压力检测存储系统；试件装夹及密封机构包括导向轴、线性轴承、机架、卡盘安装板、螺母、丝杆、手轮、卡环、三爪卡盘组件、卡爪、油路连接盘、橡胶板、填充件和止扩环；液压系统包括液压泵站、溢流阀、减压阀、第一电磁阀、节流阀、压力表、第二电磁阀；压力检测存储系统包括记录仪和压力变送器。本发明使用油压对电容器封口强度进行检测，压力调节方便，检测结果准确，检测过程的动态数据完整保存，便于后续分析。

Description

电容器封口强度检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及电容器封口强度检测领域，尤其是一种电容器封口强度检测装置及其检测方法。
背景技术
铝电解电容器主要由芯包、铝壳、盖板、铝端子、密封圈等组成。芯包放置于铝壳内部，通过固定胶或顶针固定，由封口机实现铝壳卷边紧压盖板上的密封圈完成电容器封口。铝电解电容器在使用过程中，当环境温度变高时，其铝壳内部会压力升高，当压力超出铝壳卷边强度极限时，铝壳卷边会损坏，从而影响电容器使用安全性。电容器封口强度是电容器内部所能承受的不使铝壳卷边发生损坏的最高压力。在铝电解电容器生产制造过程中，需要对其封口强度进行检测，并将检测结果作为实际技术参数提供给其重要客户，保证电容器使用安全。为实现对铝电解电容器的封口强度检测，一般是对由封口机完成的盖板、铝壳和密封圈封口的整体结构，在距铝壳束腰一定尺寸处切割开，从铝壳试件切割开口处通入一定压力的液压油，实现电容器封口强度的检测。因此，如何实现封口后的铝壳试件切割开口处的可靠密封、如何控制液压系统液压油加载过程、以及实时记录检测过程中的液压油动态压力值变化是封口检测的关键技术。
专利CN201120399204.9和CN201120386058.6公开了一种电容器外壳气压防爆压力测试装置、以及电容器外壳气压防爆压力测试机，利用压紧气缸压紧试验用电容器外壳于套模上的密封垫，使电容器外壳开口处密封，并通过压紧块上气孔对电容器外壳加注气压，以对电容器外壳进行静态爆破测试或泄漏试验。这种密封方式在试验过程中，当电容器外壳内部压力较大时，其反作用力作用于压紧气缸使得密封垫与电容器外壳开口处密封不可靠；电容器外壳在高压气体作用下在径向会产生膨胀变形，从而使密封垫在径向也会变形，影响其密封效果；此外，由于压紧气缸行程是固定的，当待测电容器外壳高度尺寸比理论尺寸小时，压紧气缸可能不完全压紧密封垫，密封效果不一定可靠，而当待测电容器外壳高度尺寸比理论尺寸大时，压紧气缸压紧密封垫深度可能过深导致将密封垫切断而不能密封。此外，检测结果是由压力表读取，仅能获得电容器外壳发生破坏或泄露一瞬间的压力大小，没有对整个测试过程的动态检测数据。
发明内容
发明目的：本发明针对电容器封口强度检测的实际需求，提供了一种电容器封口强度检测装置及其检测方法，用于对电容器封口强度进行定量检测。
本发明通过以下技术方案实现：
一种电容器封口强度检测装置，包括：试件装夹及密封机构、液压系统和压力检测存储系统；
所述试件装夹及密封机构包括导向轴、线性轴承、机架、卡盘安装板、螺母、丝杆、手轮、卡环、三爪卡盘组件、卡爪、油路连接盘、橡胶板、填充件和止扩环；两只线性轴承分别与卡盘安装板的两端固定，两根导向轴分别穿过两只线性轴承，两根导向轴的上下端分别固定于机架上部和下部；螺母固定在机架上部，摇动手轮带动丝杆，丝杆就会旋转并且上下移动；卡环与卡盘安装板固定，卡环卡住丝杆的末端；三爪卡盘组件固定安装在卡盘安装板的中间，卡爪共有三只，分别安装在三爪卡盘组件的三个爪头上；油路连接盘固定安装在机架下部的台板上，橡胶板放置于油路连接盘上面的圆形槽里，填充件与油路连接盘固定，同时将橡胶板与油路连接盘压紧；止扩环与油路连接盘固定；
所述液压系统包括液压泵站、溢流阀、减压阀、第一电磁阀、节流阀、压力表、第二电磁阀；液压泵站输出端分别连接溢流阀输入端和减压阀输入端，减压阀输出端连接第一电磁阀输入端，第一电磁阀输出端连接节流阀输入端，节流阀输出端分别连接油路连接盘、压力表、第二电磁阀输入端和压力变送器检测端，溢流阀输出端和第二电磁阀输出端连接液压泵站的油箱；
所述压力检测存储系统包括记录仪和压力变送器，压力变送器输出端连接到记录仪。
作为优化：所述螺母和丝杆采用梯形螺纹，保证实现自锁，在测试过程中保持被装夹铝壳试件压紧橡胶板的压紧力，并能根据铝壳试件的具体高度调节压紧深度。
作为优化：所述溢流阀调节液压系统最大输出压力为3MPa，调节节流阀开度控制液压系统液压油加载流量，从而控制电容器封口强度检测的速度。
作为优化：所述压力变送器对检测过程中的压力数值进行检测，检测频率为每秒一次，并将结果输送至记录仪保存。
本发明电容器封口强度检测的具体实施方法按如下步骤：
(a) 对由封口机完成的盖板、铝壳和密封圈封口的整体结构，在距铝壳束腰一定尺寸处切割开，形成用于封口检测的铝壳试件；
(b) 根据电容器铝壳外径规格，选取对应的卡爪、填充件和止扩环，组装完成试件装夹及密封机构；将铝壳试件由三爪卡盘组件和卡爪装夹好，摇动手轮通过梯形丝杠和螺母机构驱动卡盘安装板向下移动，使铝壳试件压紧橡胶板，压入橡胶板深度控制为2mm；
(c) 启动液压泵站，关紧减压阀，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀，开始压力加载，并观察压力表示数；
(d) 调节减压阀开度，使压力稳定在0.25MPa，关闭第一电磁阀，并保持30s；
(e) 打开第一电磁阀，调节减压阀开度，使压力增高0.25MPa并保持稳定，关闭第一电磁阀，保持30s后打开第一电磁阀继续加载；
(f) 观察压力表数值，若压力保持期间压力数值明显下降，说明压力大小超过了铝壳试件的封口强度极限，关闭液压泵站，打开第二电磁阀卸载铝壳试件内部的压力，并调取记录仪内记录的压力值，取其最大值作为铝壳试件封口强度的检测数值；
(g) 检测完成后提升三爪卡盘组件，松开卡爪，取出铝壳试件。
有益效果：本发明对切割后的铝壳试件实现了可靠密封，使用油压对电容器封口强度进行检测，压力调节方便，检测结果准确。使用压力变送器及记录仪对检测过程进行动态数据采集与记录，有完整的检测过程详细数据，便于对检测结果进一步分析。
附图说明
图1为电容器结构示意图；
图2为电容器切割方式示意图；
图3为电容器封口强度检测装置结构示意图；
图4为试件装夹及密封机构示意图；
图5为试件装夹及密封机构局部剖视示意图；
图6为电容器封口强度检测方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图1所示，铝电解电容器主要由盖板01、芯包02、铝壳03、固定胶04、引脚05、铝端子06和密封圈07等组成。芯包02由铝箔和电解纸层叠卷绕而成，放置于铝壳03内部，通过固定胶04或顶针固定；引脚05由箔片引出与盖板01上的铝端子06铆接；由封口机实现铝壳03卷边紧压盖板01上的密封圈07完成电容器封口。
根据铝电解电容器生产工艺，当电容器完成封口卷边后，电容器为一个密闭的整体结构。为实现对电容器的封口强度检测，对由封口机完成的盖板01、铝壳03和密封圈07封口的图2所示的整体结构切割开，对切割开后的铝壳试件08，由其开口处通以一定压力的液压油实现电容器封口强度检测。
如图3所示，一种电容器封口强度检测装置，包括：试件装夹及密封机构1、液压系统2和压力检测存储系统3；
如图4、图5所示，所述试件装夹及密封机构1包括导向轴101、线性轴承102、机架103、卡盘安装板104、螺母105、丝杆106、手轮107、卡环108、三爪卡盘组件109、卡爪110、油路连接盘111、橡胶板112、填充件113和止扩环114；两只线性轴承102分别与卡盘安装板104的两端固定，两根导向轴101分别穿过两只线性轴承102，两根导向轴101的上下端分别固定于机架103上部和下部；螺母105固定在机架103上部，摇动手轮107带动丝杆106，丝杆106就会旋转并且上下移动；卡环108与卡盘安装板104固定，卡环108卡住丝杆106的末端；三爪卡盘组件109固定安装在卡盘安装板104的中间，卡爪110共有三只，分别安装在三爪卡盘组件109的三个爪头上；油路连接盘111固定安装在机架103下部的台板上，橡胶板112放置于油路连接盘111上面的圆形槽里，填充件113与油路连接盘111固定，同时将橡胶板112与油路连接盘111压紧；止扩环114与油路连接盘111固定；
所述液压系统2包括液压泵站201、溢流阀202、减压阀203、第一电磁阀204、节流阀205、压力表206、第二电磁阀207；液压泵站201输出端分别连接溢流阀202输入端和减压阀203输入端，减压阀203输出端连接第一电磁阀204输入端，第一电磁阀204输出端连接节流阀205输入端，节流阀205输出端分别连接油路连接盘111、压力表206、第二电磁阀207输入端和压力变送器302检测端，溢流阀202输出端和第二电磁阀207输出端连接液压泵站201的油箱；
所述压力检测存储系统3包括记录仪301和压力变送器302，压力变送器302输出端连接到记录仪301。
所述螺母105和丝杆106采用梯形螺纹，保证实现自锁，在测试过程中保持被装夹铝壳试件08压紧橡胶板112的压紧力，并能根据铝壳试件08的具体高度调节压紧深度。
所述溢流阀202调节液压系统2最大输出压力为3MPa，调节节流阀205开度控制液压系统2 液压油加载流量，从而控制电容器封口强度检测的速度。
所述压力变送器302对检测过程中的压力数值进行检测，检测频率为每秒一次，并将结果输送至记录仪301保存。
如图6所示，本发明电容器封口强度检测的具体实施方法按如下步骤：
(a) 如图2所示，对由封口机完成的盖板01、铝壳03和密封圈07封口的整体结构，在距铝壳束腰一定尺寸处切割开，形成用于封口检测的铝壳试件08；
(b) 根据电容器铝壳外径规格，选取对应的选取对应的卡爪110、填充件113和止扩环114，组装完成试件装夹及密封机构1；将铝壳试件由三爪卡盘组件109和卡爪110装夹好，摇动手轮107通过梯形丝杠106和螺母105机构驱动卡盘安装板104向下移动，使铝壳试件08压紧橡胶板112，压入橡胶板112深度控制为2mm；
(c) 启动液压泵站201，关紧减压阀203，打开第一电磁阀204，关闭第二电磁阀207，开始压力加载，并观察压力表206示数；
(d) 调节减压阀203开度，使压力稳定在0.25MPa，关闭第一电磁阀204，并保持30s；
(e) 打开第一电磁阀204，调节减压阀203开度，使压力增高0.25MPa并保持稳定，关闭第一电磁阀204，保持30s后打开第一电磁阀204继续加载；
(f) 观察压力表206数值，若压力保持期间压力数值明显下降，说明压力大小超过了铝壳试件08的封口强度极限，关闭液压泵站201，打开第二电磁阀207卸载铝壳试件08内部的压力，并调取记录仪301内记录的压力值，取其最大值作为铝壳试件08封口强度的检测数值；
(g) 检测完成后提升三爪卡盘组件109，松开卡爪110，取出铝壳试件08。
本发明对切割后的铝壳试件08实现了可靠密封，使用油压对电容器封口强度进行检测，压力调节方便，检测结果准确。使用压力变送器302及记录仪301对检测过程进行动态数据采集与记录，有完整的检测过程详细数据，便于对检测结果进一步分析。
本发明提供一种电容器封口强度检测装置及其检测方法，该装置及方法不仅适用于电容器铝壳封口强度检测，还适用于类似圆柱形密闭容器的封口强度检测，其具体实施不仅仅只局限于这些说明。在不脱离本发明构思和方法的前提下，做出的任何简单修改或替代，都应在本发明的保护范畴内。

Claims (5)

1.一种电容器封口强度检测装置，其特征在于:
包括：试件装夹及密封机构(1)、液压系统(2)和压力检测存储系统(3)；
所述试件装夹及密封机构(1)包括导向轴(101)、线性轴承(102)、机架(103)、卡盘安装板(104)、螺母(105)、丝杆(106)、手轮(107)、卡环(108)、三爪卡盘组件(109)、卡爪(110)、油路连接盘(111)、橡胶板(112)、填充件(113)和止扩环(114)；两只线性轴承(102)分别与卡盘安装板(104)的两端固定，两根导向轴(101)分别穿过两只线性轴承(102)，两根导向轴(101)的上下端分别固定于机架(103)上部和下部；螺母(105)固定在机架(103)上部，摇动手轮(107)带动丝杆(106)，丝杆(106)就会旋转并且上下移动；卡环(108)与卡盘安装板(104)固定，卡环(108)卡住丝杆(106)的末端；三爪卡盘组件(109)固定安装在卡盘安装板(104)的中间，卡爪(110)共有三只，分别安装在三爪卡盘组件(109)的三个爪头上；油路连接盘(111)固定安装在机架(103)下部的台板上，橡胶板(112)放置于油路连接盘(111)上面的圆形槽里，填充件(113)与油路连接盘(111)固定，同时将橡胶板(112)与油路连接盘(111)压紧；止扩环(114)与油路连接盘(111)固定；
所述液压系统(2)包括液压泵站(201)、溢流阀(202)、减压阀(203)、第一电磁阀(204)、节流阀(205)、压力表(206)、第二电磁阀(207)；液压泵站(201)输出端分别连接溢流阀(202)输入端和减压阀(203)输入端，减压阀(203)输出端连接第一电磁阀(204)输入端，第一电磁阀(204)输出端连接节流阀(205)输入端，节流阀(205)输出端分别连接油路连接盘(111)、压力表(206)、第二电磁阀(207)输入端和压力变送器(302)检测端，溢流阀(202)输出端和第二电磁阀(207)输出端连接液压泵站(201)的油箱；
所述压力检测存储系统(3)包括记录仪(301)和压力变送器(302)，压力变送器(302)输出端连接到记录仪(301)。
2.根据权利要求1所述一种电容器封口强度检测装置，其特征在于：所述螺母(105)和丝杆(106)采用梯形螺纹，保证实现自锁，在测试过程中保持被装夹铝壳试件(08)压紧橡胶板(112)的压紧力，并能根据铝壳试件(08)的具体高度调节压紧深度。
3.根据权利要求1所述一种电容器封口强度检测装置，其特征在于：所述溢流阀(202)调节液压系统(2)最大输出压力为3MPa，调节节流阀(205)开度控制液压系统(2) 液压油加载流量，从而控制电容器封口强度检测的速度。
4.根据权利要求1所述一种电容器封口强度检测装置，其特征在于：所述压力变送器(302)对检测过程中的压力数值进行检测，检测频率为每秒一次，并将结果输送至记录仪(301)保存。
5.根据权利要求1所述一种电容器封口强度检测装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
(a) 对由封口机完成的盖板(01)、铝壳(03)和密封圈(07)封口的整体结构，在距铝壳束腰一定尺寸处切割开，形成用于封口检测的铝壳试件(08)；
(b) 根据电容器铝壳外径规格，选取对应的选取对应的卡爪(110)、填充件(113)和止扩环(114)，组装完成试件装夹及密封机构(1)；将铝壳试件由三爪卡盘组件(109)和卡爪(110)装夹好，摇动手轮(107)通过梯形丝杠(106)和螺母(105)机构驱动卡盘安装板(104)向下移动，使铝壳试件(08) 压紧橡胶板(112)，压入橡胶板(112)深度控制为2mm；
(c) 启动液压泵站(201)，关紧减压阀(203)，打开第一电磁阀(204)，关闭第二电磁阀(207)，开始压力加载，并观察压力表(206)示数；
(d) 调节减压阀(203)开度，使压力稳定在0.25MPa，关闭第一电磁阀(204)，并保持30s；
(e) 打开第一电磁阀(204)，调节减压阀(203)开度，使压力增高0.25MPa并保持稳定，关闭第一电磁阀(204)，保持30s后打开第一电磁阀(204)继续加载；
(f) 观察压力表(206)数值，若压力保持期间压力数值明显下降，说明压力大小超过了铝壳试件(08)的封口强度极限，关闭液压泵站(201)，打开第二电磁阀(207)卸载铝壳试件(08)内部的压力，并调取记录仪(301)内记录的压力值，取其最大值作为铝壳试件(08)封口强度的检测数值；
(g) 检测完成后提升三爪卡盘组件(109)，松开卡爪(110)，取出铝壳试件(08)。
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