CN108434789B - 一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置,包括：真空脱气罐和冷源供给组件，真空脱气罐通过设有回流管的下抽气管与设有温控组件的冷屏组件连接；冷屏组件的冷却介质进口与冷源供给组件的出口间设置冷却介质输送管道。冷屏组件包括外壳和内外罩形冷屏，其中外壳、罩形冷屏和冷屏间的冷屏连接组件同轴心设置。本发明的装置可以有效的控制真空脱气工艺中的组分损失，防止大中型超导磁体线圈绝缘处理工艺过程中树脂胶的比例失调、真空度调节组件的污染损坏以及环境污染等不良结果的发生；采取双冷屏结构，提高了内冷屏冷却效率，增加气流的冷却路径，保证了该装置的长期工作效率，该装置安装简单，操作方便，可有效的实现有机物冷屏捕获。

Description

一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种真空压力浸渍方法进行绝缘工艺处理的技术，具体涉及一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置及其使用方法。

背景技术

大中型超导磁体在低温环境中工作且受力作用比较巨大，一般采用浸渍式绝缘处理工艺，然而为了提高浸渍质量需要降低浸渍树脂的粘度。浸渍树脂通常由低粘度的环氧树脂(如双酚F)、稀释增韧剂(一种长链环氧树脂)和胺类或酸酐类固化剂三组份组成，为了提高固化后低温性能也往往在树脂中加入偶联剂等。由其组成的树脂胶在搅拌混合过程中易混入气体，因此在浸渍处理前要真空脱气，防止大量气体进入绝缘层中形成气泡缺陷；但是在混合真空脱气过程中，很多小分子的物质(如固化剂)会被真空抽出损失。

不同的真空度、抽真空的时间、温度对树脂胶的挥发份影响较大。对于多组分混合胶，一般先用高真空和合适的抽真空时间、温度等条件去除挥发份，再进行配胶和混胶，混胶同时再进行真空脱气。混胶抽真空时有用的组分也有可能被抽出，会造成胶各组分的比例失真、污染甚至毁坏真空机组以及环境污染等诸多不利影响。

发明内容

本发明提供一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置及其使用方法，其目的是有效控制真空脱气工艺中的组分损失，防止大中型超导磁体线圈绝缘处理工艺过程中树脂胶的比例失真、真空机组的污染损坏以及环境污染等不良结果的发生。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置,所述装置包括：真空脱气罐2和冷源供给组件3，真空脱气罐2通过设有回流管111的下抽气管110与设有温控组件4的冷屏组件1连接；冷屏组件1的冷却介质进口与冷源供给组件3的出口间设置冷却介质输送管道108。

优选的，上述技术方案中，冷屏组件1包括外壳113和内外罩形冷屏；内外罩形冷屏的外冷屏103和内冷屏102间设有冷屏连接组件104；

所述冷屏连接组件104内设置的冷却介质储存器106分别与

冷却介质输送管道108连接；

通过冷却介质回收管道108’与冷源回收装置连接；

通过上抽气管109与真空度调节组件连接。

优选的，上述技术方案中，外壳113、罩形冷屏和冷屏连接组件104同轴心设置；外冷屏103的上壁下侧和内冷屏102的上壁上侧间分别与所述冷屏连接组件104的上下壁连接。

优选的，上述技术方案中，冷屏连接组件104设有用于放置温度传感器402的盲孔105和用于放置升温组件401的凹槽101。

优选的，上述技术方案中，冷却介质输送管道108和冷却介质回收管道108’均设有流量控制器107；下抽气管110、回流管111和上抽气管109均设有控制阀112。

优选的，上述技术方案中，上抽气管109、下抽气管110、内外罩形冷屏和真空脱气罐2在竖直方向同一轴线设置。

优选的，上述技术方案中，温控组件4包括温控仪403、分别与所述温控仪403连接的升温组件401和温度传感器402。

优选的，上述技术方案中，冷源供给组件3包括冷源301、支撑所述冷源的支撑体303和带有流量控制器107的冷源输出管302，冷源用于存储冷却介质。

优选的，上述技术方案中，所述冷源输出管302位于冷源301的底部，且所述冷源301高于冷屏组件1工作位置。

优选的，上述技术方案中，所述外壳113由外层、中间层和内层构成；所述外层由下述材料制得：

Zn 7.8～8.3wt％，Mg 2.7～3.0wt％，Cu 2.5～2.7wt％，Cr 0.15～0.20wt％，Mn0.3～0.4wt％,Fe 0.4～0.45wt％，Si 0.2～0.25，余量为Al；

所述中间层为保温层，由高分子聚合物保温隔热材料制得；所述内层由钛合金合金材料制得。

优选的，上述技术方案中，所述高分子聚合物保温隔热材料由下述材料制得：复合聚醚多元醇90-100份、异氰酸酯110-130份、纳米高岭土1-3份、发泡剂2-5份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、催化剂0.5-3份、交联剂0.5-1份和复合阻燃剂0.1-0.5份。

优选的，上述技术方案中，所述内外罩形冷屏和冷屏连接组件104由紫铜材料制得。

优选的，上述技术方案中，所述冷源供给组件3提供的冷却介质为液氮。

进一步的，一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置的使用方法，所述方法包括下述步骤：

步骤1：于真空脱气罐2中依次加入稀释剂、固化剂、和大分子树脂；

步骤2：打开上抽气管109和下抽气管110的控制阀112，抽出真空脱气罐2中的空气和潮气；

步骤3：依次关闭上抽气管109和下抽气管110的控制阀112后，打开冷却介质输送管道108、冷却介质回收管道108’和冷源输出管302上的流量控制器107，冷却介质流入冷却介质储存器106，冷却冷屏；

步骤4：依次打开下抽气管110和上抽气管109的控制阀112开始搅拌，捕获有机物；

步骤5：混合均匀后，依次关闭上抽气管109和下抽气管110的控制阀112，关闭冷源输出管302的流量控制器107；

步骤6：温控组件4进行温度控制，使有机物液化；

步骤7：打开回流管111的控制阀112，有机物回流至真空脱气罐2中；

步骤8：关闭回流管111的控制阀112，本次组分回收操作完成。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

(1)本发明的装置通过冷屏组件的冷捕获可以有效的控制真空脱气工艺中的组分损失，防止大中型超导磁体线圈绝缘处理工艺过程中树脂胶的比例失真、真空机组的污染损坏以及环境污染等不良结果的发生。

(2)该装置通过冷却介质和温控组件的共同作用，可以实现对冷屏组件的温度控制，可控温度范围77K至420K，控温精度0.5K，可调整温度适用于不同的树脂胶配方，并且在真空作用下冷屏组件可实现自清洁功能。

(3)该装置采取双冷屏结构，提高了内冷屏冷却效率，增加气流的冷却路径，保证了该装置的长期工作效率。

(4)该装置通过冷源供给组件可以为冷屏组件提供连续变温、也可恒定在特定温度，利用动态响应温度变化速度快的特点，使得冻结捕获有机物能快速回流至脱气罐中，不损失组分。

(5)该装置安装简单，操作方便，可有效的实现有机物冷屏捕获。

附图说明

图1是本发明组分回收装置示意图；

图2是本发明冷屏组件结构示意图；

图3是本发明冷源供给组件示意图；

其中:1是冷屏组件、2是真空脱气罐、3是冷源供给组件、4是温控组件、101是凹槽、102是内冷屏、103是外冷屏、104是冷屏连接组件、105是盲孔、106是冷却介质储存器、107是流量控制器、108是冷却介质输送管道、108’是冷却介质回收管道、109是上抽气管、110是下抽气管、111是回流管、112是控制阀、113是外壳、301是冷源、302是冷源输出管、303是支撑体、401是升温组件、402是温度传感器、403是温控仪。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1所示，本实施例是一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置，由设有温控组件4的双冷屏组件1、真空脱气灌2和冷源供给组件3构成，冷源供给组件3与冷屏组件1连接并为冷屏组件1提供冷却介质；冷屏组件1安装在真空脱气罐2上。在脱气过程中，冷屏组件1通过冷却介质和升温组件的共同作用，来实现冷屏的温度连续控制，可控温度范围77K至420K，控温精度0.5K。

本发明对冷屏的温度控制是通过温控组件实现的，温控组件包括4包括温控仪403、分别与所述温控仪403连接的升温组件401和温度传感器402；其中温度传感器402是用于采集待测样品在加工时的实际温度，并放置在冷屏连接组件的盲孔105内；升温组件401则缠绕在冷屏连接组件的凹槽101中，用于加热冷屏连接组件和内外冷屏，升温组件可加热到420K，在真空作用下可实现冷屏的自清洁功能；温控仪控制升温组件的升温速率，温控组件可以是外置的温控仪。

如图2所示，冷屏组件1还包括外壳113、罩形冷屏和冷屏间的冷屏连接组件104，冷屏连接组件104与冷屏由紫铜材料制得，最好是同轴心紧密连接。其中，冷屏包括内冷屏102和外冷屏103，采取双冷屏结构，提高了内冷屏冷却效率，增加气流的冷却路径，保证了该装置的长期工作效率；冷屏连接组件104最好是是方体或者圆柱体，冷屏组件上设置带有放置温度传感器402的盲孔105，放置升温组件401的凹槽101、冷却介质储存器106、设有控制阀112的上抽气管109和一端均与冷却介质储存器106相通，另一端分别与冷源供给组件3和冷源回收装置连接的两条管道冷却介质输送管108和冷却介质回收管108’；凹槽101可以设置在冷却介质储存器外侧和冷屏连接组件内部的区域，升温组件401可以缠绕在凹槽101内；冷却介质储存器和升温组件的位置可以互换，可以将冷却介质储存器106设置成圆环状，升温组件401放置在其环形区域用以加热冷却介质；管道108和108’上设有流量控制阀107，可以根据实际需要控制冷却介质的流量；上抽气管109一端与真空度调节组件连接，真空度调节组件可以是真空泵，另一端与内冷屏和外冷屏之间的区域贯通，工作时可以由它抽出冷屏组件1和真空脱气罐2的空气和潮气；下抽气管110的一端与真空脱气罐2连接，另一端贯穿外壳挨近内冷屏102上方，上下抽气管可以采用快接头分别连接在真空脱气罐和真空度调节组件上，操作方便；冷屏组件1的外壳113底部设有带控制阀112的下抽气管110和回流管111，下抽气管110的一端与真空脱气罐2连接，另一端贯穿外壳接近内冷屏102上方，这种设置使得下抽气管的气流出口与内冷屏上方挨得很近，便于热交换和有机物的冻结捕获；回流管111的下端可以与真空脱气罐2直接连接，也可以与下抽气管110控制阀112的下方连接。所述上抽气管109、下抽气管110、冷屏和真空脱气罐2最好是竖直方向同一轴线设置。

冷屏组件1的外壳113由外层、中间层和内层构成，其中：外层材料是，Zn7.8～8.3wt％，Mg 2.7～3.0wt％，Cu 2.5～2.7wt％，Cr 0.15～0.20wt％，Mn 0.3～0.4wt％,Fe0.4～0.45wt％，Si 0.2～0.25，余量为Al；中间层为保温层，由高分子聚合物保温隔热材料制得，具体是复合聚醚多元醇90-100份、异氰酸酯110-130份、纳米高岭土1-3份、发泡剂2-5份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、催化剂0.5-3份、交联剂0.5-1份和复合阻燃剂0.1-0.5份；所述内层由钛合金合金材料制得。

如图3所示，冷源供给装置3包括冷源301、支撑所述冷源301的支撑体303和带有流量控制器107的冷源输出管302，冷源内的冷却介质通过冷源输出管302和冷却介质输送管道108进入冷却介质储存器106，冷却介质储存器106用于储存冷却介质，能够快速降低内外冷屏的温度；冷源输出管302位于冷源301的底部，且所述冷源301高于冷屏组件1工作位置，从而实现依靠重力作用冷却介质自供给方式，冷却介质优选液氮。冷源供给组件3可以为冷屏组件1提供连续变温、也可恒定在特定温度，利用动态响应温度变化速度快的特点，使得冻结捕获有机物能快速回流至脱气罐中，不损失组分。

实施例2

基于同一种发明构思，本发明还提供了一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：将经过脱气处理的浸渍胶各组分按比例称量，依次加入稀释剂、再加入固化剂、后加入大分子树脂，并注入真空脱气罐2中；

步骤2：搅拌之前打开上下抽气管109和110的控制阀112，抽出脱气罐2中的空气和潮气，可以根据抽速和脱气罐中空气体积确定抽空时间；

步骤3：依次关闭上下抽气管109和110的控制阀112，打开冷源输出管302和两侧管道108、108’上的流量控制器107，使冷却介质靠重力作用流入冷却介质储存器106，冷却冷屏至冷却介质的温度；

步骤4：依次打开下上抽气管110和109的控制阀112开始搅拌，冷屏上冷冻捕获有机物；

步骤5：搅拌至树脂胶混合均匀后，依次关闭上下抽气管109和110的控制阀112，关闭冷源输出管302的流量控制器107；

步骤6：温控组件4进行温度控制，调节冷屏至合适的温度使有机物解冻液化；

步骤7：打开回流管111的控制阀112，在内真空力的作用下，有机物回流至真空脱气罐2中；

步骤8：关闭回流管111的控制阀112，本次组分回收操作完成。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者同等替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者同等替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种浸渍树脂真空脱气的组分回收装置,所述装置包括：真空脱气罐(2)和冷源供给组件(3)，其特征在于，所述真空脱气罐(2)通过设有回流管(111)的下抽气管(110)与设有温控组件(4)的冷屏组件(1)连接；

所述冷屏组件(1)的冷却介质进口与冷源供给组件(3)的出口间设置冷却介质输送管道(108)；

所述冷屏组件(1)包括外壳(113)和内外罩形冷屏；所述内外罩形冷屏的外冷屏(103)和内冷屏(102)间设有冷屏连接组件(104)；

所述冷屏连接组件(104)内设置的冷却介质储存器(106)分别：

与冷却介质输送管道(108)连接；

通过冷却介质回收管道(108’)与冷源回收装置连接；

通过上抽气管(109)与真空度调节组件连接；

所述冷屏连接组件(104)设有用于放置温度传感器(402)的盲孔(105)和用于放置升温组件(401)的凹槽(101)；

所述外壳(113)、罩形冷屏和冷屏连接组件(104)同轴心设置；

所述外冷屏(103)的上壁下侧和内冷屏(102)的上壁上侧间分别与所述冷屏连接组件(104)的上下壁连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却介质输送管道(108)和冷却介质回收管道(108’)均设有流量控制器(107)；所述下抽气管(110)、回流管(111)和上抽气管(109)均设有控制阀(112)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上抽气管(109)、下抽气管(110)、内外罩形冷屏和真空脱气罐(2)在竖直方向同一轴线设置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温控组件(4)包括温控仪(403)、分别与所述温控仪(403)连接的升温组件(401)和温度传感器(402)。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，冷源供给组件(3)包括冷源(301)、支撑所述冷源的支撑体(303)和带有流量控制器(107)的冷源输出管(302)；所述冷源用以存储冷却介质。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述冷源输出管(302)位于冷源(301)的底部，且所述冷源(301)高于冷屏组件(1)工作位置。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳(113)由外层、中间层和内层构成；所述外层由下述材料制得：

Zn 7.8～8.3wt％，Mg 2.7～3.0wt％，Cu 2.5～2.7wt％，Cr 0.15～0.20wt％，Mn 0.3～0.4wt％,Fe 0.4～0.45wt％，Si 0.2～0.25，余量为Al；所述中间层为保温层，由高分子聚合物保温隔热材料制得；所述内层由钛合金合金材料制得。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述高分子聚合物保温隔热材料由下述材料制得：

复合聚醚多元醇90-100份、异氰酸酯110-130份、纳米高岭土1-3份、发泡剂2-5份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、催化剂0.5-3份、交联剂0.5-1份和复合阻燃剂0.1-0.5份。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内外罩形冷屏和冷屏连接组件(104)由紫铜材料制得。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷源供给组件(3)提供的冷却介质为液氮。

11.一种如权利要求1-10任一项所述浸渍树脂真空脱气的组分回收装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤1：于真空脱气罐中依次加入稀释剂、固化剂、和大分子树脂；

步骤2：打开上抽气管(109)和下抽气管(110)的控制阀(112)，抽出真空脱气罐(2)中的空气和潮气；

步骤3：依次关闭上抽气管(109)和下抽气管(110)的控制阀(112)后，打开冷却介质输送管道(108)、冷却介质回收管道(108’)和冷源输出管(302)上的流量控制器(107)，冷却介质流入冷却介质储存器(106)冷却冷屏；

步骤4：依次打开下抽气管(110)和上抽气管(109)的控制阀(112)开始搅拌，捕获有机物；

步骤5：混合均匀后，依次关闭上抽气管(109)和下抽气管(110)的控制阀(112)，关闭冷源输出管(302)的流量控制器(107)；

步骤6：温控组件(4)进行温度控制，使有机物液化；

步骤7：打开回流管(111)的控制阀(112)，有机物回流至真空脱气罐(2)中；

步骤8：关闭回流管(111)的控制阀(112)，本次组分回收操作完成。

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