CN108999974B - 一种开合式传感器密封结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开合式传感器密封结构及方法，它解决了现有技术中传感器分段密封造成胶体固化收缩应力不同导致传感器精度差的问题，具有简化工作量，能保证胶体收缩一致性的有益效果，其方案如下：一种开合式传感器密封结构，传感器包括分段设置的底壳，多段底壳能够拼装成环形，每段底壳内侧设置一段磁芯，所述密封结构包括设于相邻的磁芯之间的连接件、相邻的底壳之间设置的端面密封垫、磁芯与底壳内侧之间设置的弹性件和磁芯内侧设置的可拆卸的环形灌胶工装。

Description

一种开合式传感器密封结构及方法

技术领域

本发明涉及传感器灌胶密封领域，特别是涉及一种开合式传感器密封结构及方法。

背景技术

目前开合式传感器内部主要采用环形磁芯，磁芯被均匀切割为两部分，在两部分单独进行密封防护时，胶体固化过程中产生的固化收缩应力不同，导致传感器的磁芯装配后无法紧密平整对齐,传感器采集到的数据会出现较大差异，上层平台软件将无法分析数据的好坏、和真实性。为保证传感器的数据一致性、同时提高生产效率，传感器采用一体化密封方式时是非常有必要的。

目前采用的灌胶工艺方式，由于磁芯精度的问题，每次装配需要不断修理打磨法兰的内开孔尺寸，同时为避免胶体从磁芯与法兰的端面之间流淌出来，需要抹胶填堵缝隙，胶体固化后还需要清理多余的胶体，这些应用限制都给生产带来很大的装配工作量。

因此，需要对一种开合式传感器密封结构进行新的研究设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种开合式传感器密封结构，可实现一体化密封，保证传感器两部分灌胶时，胶体的收缩一致性，实现了传感器磁芯装配后密封紧密，平整，从而更进一步的保证了使用传感器采集数据时的一致性和准确性，同时通过此方法的实施，大幅度提高生产效率。

一种开合式传感器密封结构的具体方案如下：

一种开合式传感器密封结构，传感器包括分段设置的底壳，多段底壳能够拼装成环形，每段底壳内侧设置一段磁芯，所述密封结构包括设于相邻的磁芯之间的连接件、相邻的底壳之间设置的端面密封垫、磁芯与底壳内侧之间设置的弹性件和磁芯内侧设置的可拆卸的环形灌胶工装。

上述的密封结构，与传感器各个部件拼装成一个整体后，对传感器进行灌胶密封，胶体的收缩一致性，实现了传感器磁芯装配后密封紧密，平整，从而更进一步的保证了使用传感器采集数据时的一致性和准确性，而且无需清理多余的胶体，通过此方法的实施，大幅度提高生产效率。

进一步地，所述端面密封垫一端嵌入所述的连接件设置以避免磁芯错位，保证灌封后磁芯端面平整无缝隙对齐。

进一步地，所述连接件为法兰，法兰为开模零件，其主要作用为磁芯端面的后续防水提供一个平整、高度一致的支撑面，保证传感器的防水性能。

进一步地，所述底壳内侧设有用于卡设所述弹性件的安装孔，安装孔均匀布置于底壳内侧，优选方案中，底壳选择对开设置的两半。

进一步地，每段所述底壳内侧设有卡槽以用于所述连接件端部的卡设，因为连接件法兰端部突出设置，因为该卡槽与法兰端部配合用于容纳法兰的端部。

进一步地，所述端面密封垫为硅胶材料，同样，环形灌胶工装为硅胶材料，硬度为40，这两种材料作为工装隔离，无需封堵原来的缝隙，让环氧树脂在缝隙位置自由流淌，胶体固化后，传感器即可顺利的分成两部分。

其中，端面密封垫的硬度为70，硅胶材质的端面密封垫与环氧树脂能完整脱离，该硬度有效避免了磁芯的移动错位，而且端面密封垫上下两端的厚度大于端面密封垫与磁芯接触处的厚度，有效保证了灌胶后，磁芯端面紧密无缝隙平整对齐。

进一步地，所述端面密封垫两侧分别设置与磁芯端面配合的卡槽，且端面密封垫的厚度大于其与磁芯接触部分的厚度，卡槽周侧形成凸边，凸边为矩形，避免了胶体向法兰流动；端面密封垫与底壳接触位置、与磁芯接触位置具有设定的厚度差，保证了环氧树脂固化后，磁芯端面能紧密的贴合，同时抵消了环氧树脂胶体固化过程导致磁芯向外收缩导致的两半磁芯端面接触时带来的缝隙。

进一步地，所述弹性件为塔形弹簧，塔形弹簧的顶端与磁芯外端面接触，底端与底壳接触。其主要作用为在胶体彻底固化前的任何过程，给予磁芯始终压向轴心的力量，有效保证了端面密封垫与底壳接触位置、与磁芯接触位置高度差的设计，从而实现灌封后磁芯端面紧密平整对齐。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种开合式传感器的密封方法，包括如下步骤：

1)将弹性件设于底壳内侧的安装孔内，拼装底壳；

2)通过底壳底部的支撑件将磁芯设于底壳内侧，并与弹性件相抵设置，在相邻两磁芯之间安装连接件；

3)将端面密封垫安装于相邻两底壳之间，且将端面密封垫嵌入连接件内；

4)安装上盖；

5)将环形灌胶工装设于磁芯中心，紧固连接相邻的底壳；

6)从上盖的开孔倒入胶体开始灌胶，直至胶体从另一开孔上升至高度与灌胶口平齐，静置不动，且在该过程中进行加热；

7)固化完成后，取出环形灌胶工装和端面密封垫；

8)在连接件端面安装防水胶垫，将固化后的传感器两部分通过旋拧紧螺钉装配在一起，完成安装。

其中，所述步骤6)中加热的温度25℃-35℃，加热时间为12小时，可以加速固化时间，加速胶体去应力过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过端面密封垫和环形灌装工装的设置，可以实现开合式传感器磁芯两部分的一体化密封，可保证传感器两部分灌胶时，胶体的收缩一致性，实现了传感器磁芯装配后密封紧密、平整，从而更进一步的保证了使用传感器采集数据时的一致性和准确性。

2)本发明通过一体化密封的方法，无需抹胶添堵缝隙，无需清理多余的胶体，能够提高工作效率，而且整个方法的应用，克服了磁芯尺寸加工精度不够，法兰装配受限制，分体灌胶时，法兰尺寸需要不断调整,需要密封法兰与磁芯、底壳之间缝隙工作量大、耗时长的缺点；解决了磁芯两部分分体灌胶时，两部分环氧树脂收缩率不一致导致磁芯缝隙不容易控制的难点，优化了传感器的制作工艺、缩减了传感器的2/3的生产周期。

3)本发明通过端面密封垫、弹簧的设置，能保证胶体固化后，磁芯端面能紧密的贴合，同时抵消了胶体固化过程导致磁芯向外收缩导致的两半磁芯端面接触时带来的缝隙。

4)本发明通过端面密封垫嵌入法兰，避免胶体进入法兰端面以及磁芯端面。

5)本发明充分利用硅胶材质的硬度与弹性，约束了磁芯的错位移动、保证了磁芯端面与底壳端面高度的一致性，同时避免了灌胶时胶体漏出铝壳外部。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明端面密封垫的主视图。

图3为本发明端面密封垫的侧示图。

其中：1第一铸铝底壳 2磁芯 3法兰 4端面密封垫 5塔形弹簧 6环形灌胶工装 7第二铸铝底壳

4-a端面密封垫端部 4-b凸边 4-c端面密封垫与磁芯接触段。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种开合式传感器密封结构。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种开合式传感器密封结构，包括传感器包括分段设置的底壳，多段底壳能够拼装成环形，每段底壳内侧设置一段磁芯2，密封结构包括设于相邻的磁芯2之间的连接件、相邻的底壳之间设置的端面密封垫4、磁芯2与底壳内侧之间设置的弹性件和磁芯内侧设置的可拆卸的环形灌胶工装6。

上述的密封结构，与传感器各个部件拼装成一个整体后，对传感器进行灌胶密封，胶体的收缩一致性，实现了传感器磁芯装配后密封紧密，平整，从而更进一步的保证了使用传感器采集数据时的一致性和准确性，而且无需清理多余的胶体，通过此方法的实施，大幅度提高生产效率。

端面密封垫4一端嵌入所述的连接件设置以避免磁芯错位，保证灌胶前每一部分磁芯端面与底壳端面高度的一致性，从而保证灌胶后磁芯端面与底壳端面平齐。

连接件为法兰3，法兰3为开模零件，其主要作用为磁芯端面的后续防水提供一个平整、高度一致的支撑面，保证传感器的防水性能。

底壳内侧设有用于卡设所述弹性件的安装孔，安装孔均匀布置于底壳内侧，优选方案中，底壳选择对开设置的两半，弹性件为塔形弹簧5，塔形弹簧5的顶端与磁芯外端面接触，底端与底壳接触。

每段底壳内侧设有卡槽以用于所述连接件端部的卡设，因为连接件法兰端部突出设置，因为该卡槽与法兰3端部配合用于容纳法兰3的端部。

端面密封垫4为硅胶材料，同样，环形灌胶工装6同样为硅胶材料，硬度为40，这两种材料作为工装隔离，无需封堵原来的缝隙，让环氧树脂在缝隙位置自由流淌，胶体固化后，传感器即可顺利的分成两部分。

其中，端面密封垫的硬度为70，硅胶材质的端面密封垫与环氧树脂能完整脱离，该硬度有效避免了磁芯2的移动错位，而且端面密封垫4上下两端的厚度4-a大于端面密封垫与磁芯接触段4-c的厚度，有效保证了灌胶后，磁芯端面紧密无缝隙平整对齐。

如图2所示，端面密封垫端部4-a与磁芯2接触，且端面密封垫4两侧设置与磁芯端面配合的卡槽，卡槽周侧设有用于包覆磁芯的凸边4-b，卡槽的设置避免了胶体向法兰3端面流动，凸边内部形成用于容纳磁芯端部的区域，且端面密封垫开有螺钉定位孔方便安装；端面密封垫端部4-a与端面密封垫与磁芯接触段4-c设置了设定的厚度差，端面密封垫端部4-a(与端面密封垫与底壳接触部分的厚度相同)大于端面密封垫与磁芯接触段的厚度，但小于卡槽凸边的厚度，保证了环氧树脂固化后，磁芯2端面能紧密的贴合，同时抵消了环氧树脂胶体固化过程导致磁芯2向外收缩导致的两半磁芯端面接触时带来的缝隙。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种开合式传感器的密封方法，包括如下步骤：

1)将弹簧设于底壳内侧的安装孔内，安装后弹簧中心线应与底壳平行，避免弹簧扭曲、脱出现象导致磁芯定位发生偏移，拼装第一铸铝底壳1和第二铸铝底壳7；

2)通过底壳底部的支撑件将磁芯2设于底壳内侧，并与弹簧相抵设置，在底壳顶面安装上盖并紧固，在相邻两磁芯之间安装法兰3；

3)将用于紧固第一铸铝底壳1和第二铸铝底壳7的螺钉穿入底壳设置，且螺钉穿过端面密封垫的定位孔设置，将端面密封垫4安装于相邻两底壳之间，且将端面密封垫嵌入法兰内，紧固第一铸铝底壳1和第二铸铝底壳7；

4)拆除上盖的螺钉，检查磁芯2端面是否对齐平整、且同心，检查无误后，重新安装上盖；

5)将环形灌胶工装设于磁芯中心，安装平整到底，将第一铸铝底壳1和第二铸铝底壳7的螺钉旋拧到底；

6)从上盖的开孔倒入胶体开始灌胶，直至胶体从另一开孔上升至高度与灌胶口平齐，静置不动，且在该过程中进行加热；

7)固化完成后，取出环形灌胶工装和端面密封垫，检查磁芯端面应干净、无残留胶体；

8)在连接件端面安装防水胶垫，将固化后的传感器两部分通过旋拧紧螺钉装配在一起，完成安装。

其中，为了加速固化时间、加速胶体去应力过程，所述步骤6)中加热的温度25℃-35℃，加热时间为12小时。

通过上述的密封方法，依据硅胶与环氧树脂顺利脱离的原理，改变原来不断调整磁芯周边固定件尺寸的思路，改堵为疏，通过端面密封垫预留出防水胶垫的安装位置后，磁芯加工精度不够导致的磁芯与法兰之间的缝隙，用环氧树脂自然流淌的方式添堵缝隙。通过弹簧、端面密封垫、环形灌胶工装的组合安装方式，从而实现传感器成品数据一致性良好，并大幅度提高了生产效率。

上述密封方法可以实现传感器的批量生产，装配简便、传感器数据一致性良好，克服了传感器本身数据不一致，导致工程现场采集到的电缆局部放电信号无法进行有效分析的难题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种开合式传感器密封结构，传感器包括分段设置的底壳，多段底壳能够拼装成环形，每段底壳内侧设置一段磁芯，其特征在于，所述密封结构包括设于相邻的磁芯之间的连接件、相邻的底壳之间设置的端面密封垫、磁芯与底壳内侧之间设置的弹性件和磁芯内侧设置的可拆卸的环形灌胶工装；

所述端面密封垫两侧分别设置与磁芯端面配合的卡槽，且端面密封垫的厚度大于其与磁芯接触部分的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构，其特征在于，所述端面密封垫一端嵌入所述的连接件设置以避免磁芯错位。

3.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构，其特征在于，所述连接件为法兰。

4.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构，其特征在于，所述底壳内侧设有用于卡设所述弹性件的安装孔。

5.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构，其特征在于，每段所述底壳内侧设有卡槽以用于所述连接件端部的卡设。

6.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构，其特征在于，所述端面密封垫为硅胶材料，同样，环形灌胶工装为硅胶材料。

7.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构，其特征在于，所述弹性件为塔形弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种开合式传感器密封结构的密封方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将弹性件设于底壳内侧的安装孔内，拼装底壳；

2）通过底壳底部的支撑件将磁芯设于底壳内侧，并与弹性件相抵设置，在相邻两磁芯之间安装连接件；

3）将端面密封垫安装于相邻两底壳之间，且将端面密封垫嵌入连接件内；

4）安装上盖；

5）将环形灌胶工装设于磁芯中心，紧固连接相邻的底壳；

6）从上盖的开孔倒入胶体开始灌胶，直至胶体从另一开孔上升至高度与灌胶口平齐，静置不动，且在该过程中进行加热；

7）固化完成后，取出环形灌胶工装和端面密封垫；

8）在连接件端面安装防水胶垫，将固化后的传感器两部分通过旋拧紧螺钉装配在一起，完成安装。

9.根据权利要求8所述的一种开合式传感器密封结构的密封方法，其特征在于，所述步骤6）中加热的温度为25℃-35℃。

Images