CN109866439A - 一种绝缘杆注塑模具及绝缘杆生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气元件生产技术领域，公开了一种绝缘杆注塑模具及绝缘杆生产工艺。本发明通过提供一种绝缘杆注塑模具，同时提供一种使用该注塑模具制造绝缘杆的生产工艺。该注塑模具与生产工艺结合使用，能够制备出材质均一、无气隙、不含水份的绝缘杆，确保了绝缘拉杆的机电性能。同时生产过程全程可在注塑模具内完成，不用再多次转运物料在不同设备之间进行操作，节约了时间成本和生产成本。还解决了现有绝缘杆在生产过程中，注塑模具内胶状树脂加热固化成型耗时长，效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电气元件生产技术领域，具体是指一种绝缘杆注塑模具及绝缘杆生产工艺。
背景技术
绝缘棒，又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它用在闭合或拉开高压隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。其中最重要的构成部分便是绝缘杆，作为绝缘棒中间绝缘部分，为满足实际使用要求，它的材料要耐压强度高、耐腐蚀、耐潮湿、机械强度大、质轻、便于携带，一个人能够单独操作。现有绝缘杆的生产工艺多采用真空压力浸渍方式，先使纤维材料和树脂置于真空环境下，再对解除真空后的胶状树脂施加一定压力，使树脂迅速渗透纤维材料，最后再对树脂加热固化成型而得空心绝缘杆。此工艺使用的模具由芯棒和外模构成，芯棒缠绕玻璃纤维、聚酯纤维及芳纶纤维等纤维材料增强体，芯棒与外模之间通过浇注充填树脂、环氧树脂为基体，再把该模具送入固化箱进行固化。
树脂为热固性材料，胶状树脂加热后会产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不会软化。因此在模具内树脂固化成型的过程中，需要对其进行加热。现有的加热方式，多采用在固化箱内使用加热设备，使固化箱内温度升高，再通过热传递的作用，使热量通过外模传入模具内部对树脂进行加热。这种加热方式，导热慢，需要很长的预热时间才能使成型腔内温度达到预定温度，从而导致生产效率降低。且还需要将模具转运到固化箱进行固化，增加了运输成本和时间成本。
发明内容
基于以上技术问题，本发明提供了一种绝缘杆注塑模具及绝缘杆生产工艺，解决了现有绝缘杆在生产过程中，注塑模具内胶状树脂加热固化成型耗时长，效率低的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种绝缘杆注塑模具，包括外模和芯棒，芯棒设置于外模内腔，芯棒和外模之间形成管状的成型腔，外模上端密封固定有上端盖，外模下端密封固定有下端盖，芯棒上部与上端盖卡拆装连接并穿过上端盖伸入外模内腔，芯棒下端与外模下端开口之间留有间隙；上端盖一侧设有排气孔，下端盖中央设有注塑孔，排气孔和注塑孔均与成型腔连通；芯棒内腔设有加热装置。
在本发明中，利用芯棒内设置加热装置，将前期的纤维材料干燥去除水汽和后期的树脂加热固化成型操作均可直接在模具内完成，不用再多次转运物料在不同设备之间进行操作，节约了时间成本和生产成本。且加热装置从芯棒内壁将热量传出，缩短了预热时间。外部外模还能起到隔热套的作用，使热量在成型腔内聚积，导热效率高，热量散失少。此外，利用上端盖、下端盖、外模与芯棒之间的配合，可直接对成型腔进行抽真空操作，也可避免购置真空罐等真空环境设备，进一步节约了成本。
作为一种优选的方式，加热装置为半导体电加热管，半导体电加热管通过其上部外壳所设螺纹与芯棒内腔上端所设螺纹配合，将半导体电加热管固定于芯棒内腔。
本发明基于上述注塑模具制造绝缘杆的生产工艺，该绝缘杆生产工艺依次包括如下步骤：
步骤一：准备注塑模具，将注塑模具的外模内腔壁、芯棒外圆清洁干净后涂抹上脱模剂：
步骤二：将芯棒上卷绕纤维材料，芯棒上卷绕的纤维材料直径卷至与成型腔直径相同；然后将卷绕有纤维材料的芯棒与上端盖装配后套入外模内腔，并通过上端盖和下端盖密封外模两端端口；
步骤三：密闭下端盖的注塑孔，将上端盖上排气孔与真空泵连接，抽去成型腔内空气使其呈真空状态；开启芯棒内腔所设加热装置，调节加热温度为100～130℃，以此对纤维材料进行高温真空干燥，去除纤维材料中残留的空气和水分；
步骤四：根据配比将环氧树脂、固化剂和促进剂在真空浸渍工艺要求的温度条件下混合搅拌均匀得到树脂，再真空脱气备用；
步骤五：调节加热装置加热温度为40～60℃，利用注塑设备将步骤四中得到的树脂经注塑孔从下至上注入成型腔，注入定量树脂后，将排气孔与空压机连通，通过空压机向成型腔内通入干燥的空气或者惰性气体，使成型腔内压力保持在0.5～0.6Mpa；并在保压压力下保压1～2h，使得树脂迅速、完全的浸透纤维材料；
步骤六：待树脂完全浸透纤维材料之后，调节加热装置温度为140～180℃，对树脂进行加热固化成型，时间为10～15h；
步骤七：待树脂固化成型之后，关闭加热装置将模具降温后，脱去外模和上端盖，再将芯棒拉出，得到绝缘杆；
作为一种优选的方式，该绝缘杆生产工艺还包括如下步骤：
步骤八：将绝缘杆放入烘箱进行二次固化；
步骤九：对步骤八处理后的绝缘杆外表面进行磨光处理，并切除绝缘杆下端实心部分和上端不平整部分，得到光滑平整的管状绝缘杆。
作为一种优选的方式，步骤九制得的绝缘杆表面涂上一层用于防止绝缘拉杆在SF6气体中腐蚀的涤纶保护层。
作为一种优选的方式，步骤八中烘箱温度为120～160℃，二次固化时间为2～5h；
作为一种优选的方式，步骤二中的纤维材料为丙纶纤维、芳纶纤维、涤纶纤维和无碱玻璃纤维中的一种或多种混织或者纯机织而成。
作为一种优选的方式，步骤四中环氧树脂、固化剂和促进剂质量配比为：100∶70～80∶0.5～2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中的注塑模具解决了现有绝缘杆在生产过程中，注塑模具内胶状树脂加热固化成型耗时长，效率低的问题。
(2)本发明通过半导体电加热管作为加热装置，半导体电加热管，多采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成，有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起火灾等安全隐患。
(3)本发明的绝缘杆生产工艺，对纤维材料进行抽真空并同时进行高温加热，充分去除纤维间隙内包含的气体和水分，避免注塑后由于气体和水分使树脂产生间隙；利用树脂粘度低、渗透性好的特点，在真空压力浸渍方法下，使树脂迅速渗透纤维材料，纤维材料作为增强体，使生产的绝缘杆有良好的机械强度；在后续对树脂的加热固化过程中，注塑模具会提供更好的加热效果，增加了生产效率。
(4)本发明通过对绝缘杆进行二次固化，充分消除绝缘杆的内应力。
(5)本发明通过绝缘杆表面涂上一层用于防止绝缘拉杆在SF6气体中腐蚀的涤纶保护层，由于高压配电装置中，有不少是使用SF6气体作为绝缘介质，由于SF6的腐蚀性会腐蚀损坏绝缘杆，涤纶保护层增强了绝缘杆的抗腐蚀性。
(6)本发明通过设置二次固化的时间和温度，保证了二次固化的效果。
(7)本发明通过可选用多种纤维材料作为增强体，扩大了原料的可选择范围。
(8)本发明通过合理配比环氧树脂、固化剂和促进剂，使之能更好的适用于生产加工和保证成品质量。
附图说明
图1为注塑模具结构示意图。
图2为上端盖仰视图。
图3为下端盖俯视图。
图4为芯棒与半导体电加热管装配示意图。
图5注塑模具与注塑设备、真空泵、空压机连接示意图。
其中，1半导体电加热管，2排气孔，3外模，4注塑孔，5下端盖，6成型腔，7芯棒，8上端盖，9注塑设备，10注塑模具，11真空泵，12空压机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
参见图1～4，一种绝缘杆注塑模具10，包括外模3和芯棒7，芯棒7设置于外模3内腔，芯棒7和外模3之间形成管状的成型腔6，外模3上端密封固定有上端盖8，外模3下端密封固定有下端盖5，芯棒7上部与上端盖8可拆装连接并穿过上端盖8伸入外模3内腔，芯棒7下端与外模3下端开口之间留有间隙；上端盖8一侧设有排气孔2，下端盖5中央设有注塑孔4，排气孔2和注塑孔4均与成型腔6连通；芯棒7内腔设有加热装置。
在本实施例中，利用芯棒7内设置加热装置，将前期的纤维材料干燥去除水汽和后期的树脂加热固化成型操作均可直接在模具内完成，不用再多次转运物料在不同设备之间进行操作，节约了时间成本和生产成本。且加热装置从芯棒7内壁将热量传出，缩短了预热时间。外部外模3还能起到隔热套的作用，使热量在成型腔6内聚积，导热效率高，热量散失少。此外，利用上端盖8、下端盖5、外模3与芯棒7之间的配合，可直接对成型腔6进行抽真空操作，也可避免购置真空罐等真空环境设备，进一步节约了成本。
实施例2：
参见图1～4，一种绝缘杆注塑模具10，包括外模3和芯棒7，芯棒7设置于外模3内腔，芯棒7和外模3之间形成管状的成型腔6，外模3上端密封固定有上端盖8，外模3下端密封固定有下端盖5，芯棒7上部与上端盖8中央可拆装连接并穿过上端盖8伸入外模3内腔，芯棒7下端与外模3下端开口之间留有间隙；上端盖8一侧设有排气孔2，下端盖5中央设有注塑孔4，排气孔2和注塑孔4均与成型腔6连通；芯棒7内腔设有加热装置。
加热装置为半导体电加热管1，半导体电加热管1通过其上部外壳所设螺纹与芯棒7内腔上端所设螺纹配合，将半导体电加热管1固定于芯棒7内腔。在本实施例中，通过半导体电加热管1作为加热装置，半导体电加热管1，多采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成，有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起火灾等安全隐患。
本实施例的其他部分与实施例1相同，这里就不再赘述。
实施例3：
参见图1～5，本发明基于上述注塑模具10制造绝缘杆的生产工艺，该绝缘杆生产工艺依次包括如下步骤：
步骤一：准备注塑模具10，将注塑模具10的外模3内腔壁、芯棒7外圆清洁干净后涂抹上脱模剂；
步骤二：将芯棒7上卷绕纤维材料，芯棒7上卷绕的纤维材料直径卷至与成型腔6直径相同；然后将卷绕有纤维材料的芯棒7与上端盖8装配后套入外模3内腔，并通过上端盖8和下端盖5密封外模3两端端口；
步骤三：密闭下端盖5的注塑孔4，将上端盖8上排气孔2与真空泵11连接，抽去成型腔6内空气使其呈真空状态；开启芯棒7内腔所设加热装置，调节加热温度为100～130℃，以此对纤维材料进行高温真空干燥，去除纤维材料中残留的空气和水分；
步骤四：根据配比将环氧树脂、固化剂和促进剂在真空浸渍工艺要求的温度条件下混合搅拌均匀得到树脂，再真空脱气备用；
步骤五：调节加热装置加热温度为40～60℃，利用注塑设备9将步骤四中得到的树脂经注塑孔4从下至上注入成型腔6，注入定量树脂后，将排气孔2与空压机12连通，通过空压机12向成型腔6内通入干燥的空气或者惰性气体，使成型腔6内压力保持在0.5～0.6Mpa：并在保压压力下保压1～2h，使得树脂迅速、完全的浸透纤维材料；
步骤六：待树脂完全浸透纤维材料之后，调节加热装置温度为140～180℃，对树脂进行加热固化成型，时间为10～15h；
步骤七：待树脂固化成型之后，关闭加热装置将模具降温后，脱去外模3和上端盖8，再将芯棒7拉出，得到绝缘杆；
在本实施例中，本发明的绝缘杆生产工艺，对纤维材料进行抽真空并同时进行高温加热，充分去除纤维间隙内包含的气体和水分，避免注塑后由于气体和水分使树脂产生间隙；利用树脂粘度低、渗透性好的特点，在真空压力浸渍方法下，使树脂迅速渗透纤维材料，纤维材料作为增强体，使生产的绝缘杆有良好的机械强度；在后续对树脂的加热固化过程中，注塑模具会提供更好的加热效果，增加了生产效率。
作为一种优选的方式，该绝缘杆生产工艺还包括如下步骤：
步骤八：将绝缘杆放入烘箱进行二次固化；
步骤九：对步骤八处理后的绝缘杆外表面进行磨光处理，并切除绝缘杆下端实心部分和上端不平整部分，得到光滑平整的管状绝缘杆。
通过对绝缘杆进行二次固化，充分消除绝缘杆的内应力。
作为一种优选的方式，步骤九制得的绝缘杆表面涂上一层用于防止绝缘拉杆在SF6气体中腐蚀的涤纶保护层。由于高压配电装置中，有不少是使用SF6气体作为绝缘介质，由于SF6的腐蚀性会腐蚀损坏绝缘杆，涤纶保护层增强了绝缘杆的抗腐蚀性。
作为一种优选的方式，步骤八中烘箱温度为120～160℃，二次固化时间为2～5h；通过设置二次固化的时间和温度，保证了二次固化的效果。
作为一种优选的方式，步骤二中的纤维材料为丙纶纤维、芳纶纤维、涤纶纤维和无碱玻璃纤维中的一种或多种混织或者纯机织而成。通过可选用多种纤维材料作为增强体，扩大了原料的可选择范围。
作为一种优选的方式，步骤四中环氧树脂、固化剂和促进剂质量配比为：100∶70～80∶0.5～2。通过合理配比环氧树脂、固化剂和促进剂，使之能更好的适用于生产加工和保证成品质量。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种绝缘杆注塑模具，包括外模(3)和芯棒(7)，所述芯棒(7)设置于外模(3)内腔，芯棒(7)和外模(3)之间形成管状的成型腔(6)，其特征在于：所述外模(3)上端密封固定有上端盖(8)，外模(3)下端密封固定有下端盖(5)，所述芯棒(7)上部与上端盖(8)可拆装连接并穿过上端盖(8)伸入外模(3)内腔，所述芯棒(7)下端与外模(3)下端开口之间留有间隙；所述上端盖(8)一侧设有排气孔(2)，所述下端盖(5)中央设有注塑孔(4)，所述排气孔(2)和所述注塑孔(4)均与成型腔(6)连通；所述芯棒(7)内腔设有加热装置。
2.根据权利要求2所述的一种绝缘杆注塑模具，其特征在于：所述加热装置为半导体电加热管(1)，所述半导体电加热管(1)通过其上部外壳所设螺纹与芯棒(7)内腔上端所设螺纹配合，将半导体电加热管(1)固定于芯棒(7)内腔。
3.基于权利要求1所述注塑模具制造绝缘杆的生产工艺，其特征在于：所述绝缘杆生产工艺依次包括如下步骤：
步骤一：准备注塑模具(10)，将注塑模具(10)的外模(3)内腔壁、芯棒(7)外圆清洁干净后涂抹上脱模剂；
步骤二：将芯棒(7)上卷绕纤维材料，芯棒(7)上卷绕的纤维材料直径卷至与成型腔(6)直径相同；然后将卷绕有纤维材料的芯棒(7)与上端盖(8)装配后套入外模(3)内腔，并通过上端盖(8)和下端盖(5)密封外模(3)两端端口；
步骤三：密闭下端盖(5)的注塑孔(4)，将上端盖(8)上排气孔(2)与真空泵(11)连接，抽去成型腔(6)内空气使其呈真空状态；开启芯棒(7)内腔所设加热装置，调节加热温度为100～130℃，以此对纤维材料进行高温真空干燥，去除纤维材料中残留的空气和水分；
步骤四：根据配比将环氧树脂、固化剂和促进剂在真空浸渍工艺要求的温度条件下混合搅拌均匀得到树脂，再真空脱气备用；
步骤五：调节加热装置加热温度为40～60℃，利用注塑设备(9)将步骤四中得到的树脂经注塑孔(4)从下至上注入成型腔(6)，注入定量树脂后，将排气孔(2)与空压机(12)连通，通过空压机(12)向成型腔(6)内通入干燥的空气或者惰性气体，使成型腔(6)内压力保持在0.5～0.6Mpa；并在保压压力下保压1～2h，使得树脂迅速、完全的浸透纤维材料；
步骤六：待树脂完全浸透纤维材料之后，调节加热装置温度为140～180℃，对树脂进行加热固化成型，时间为10～15h；
步骤七：待树脂固化成型之后，关闭加热装置将模具降温后，脱去外模(3)和上端盖(8)，再将芯棒(7)拉出，得到绝缘杆。
4.根据权利要求3所述的绝缘杆生产工艺，其特征在于：还包括如下步骤：
步骤八：将绝缘杆放入烘箱进行二次固化；
步骤九：对步骤八处理后的绝缘杆外表面进行磨光处理，并切除绝缘杆下端实心部分和上端不平整部分，得到光滑平整的管状绝缘杆。
5.根据权利要求4所述的绝缘杆生产工艺，其特征在于：所述步骤九制得的绝缘杆表面涂上一层用于防止绝缘拉杆在SF6气体中腐蚀的涤纶保护层。
6.根据权利要求4所述的绝缘杆生产工艺，其特征在于：所述步骤八中烘箱温度为120～160℃，二次固化时间为2～5h。
7.根据权利要求3所述的绝缘杆生产工艺，其特征在于：所述步骤二中的纤维材料为丙纶纤维、芳纶纤维、涤纶纤维和无碱玻璃纤维中的一种或多种混织或者纯机织而成。
8.根据权利要求3所述的绝缘杆生产工艺，其特征在于：所述步骤四中环氧树脂、固化剂和促进剂质量配比为：100∶70～80∶0.5～2。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190611 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |