CN111455552A - 膨体玻纤绳的制作方法以及生产设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了膨体玻纤绳的制作方法以及生产设备，所述膨体玻纤绳包括芯束以及包裹所述芯束的编织护套，所述制作方法包括在所述芯束运动过程中，利用毛细管向芯束内滴加促进剂，利用编织纱在滴加有所述促进剂的芯束外周形成编织护套得到所述膨体玻纤绳。本申请公开的技术方案通过现有促进剂添加工艺的不足，设计了一套可在膨体玻纤绳的生产过程定量添加促进剂的工艺，节约工时成本和能源消耗。

Description

膨体玻纤绳的制作方法以及生产设备

技术领域

本申请涉及机械设备领域，特别是涉及膨体玻纤绳的制作方法以及生产设备。

背景技术

在电机运行中，特别是启动或变负载运转时，线圈绕组内电流急剧变化，绕组间产生的电磁力，在电机长期运转中线圈也会有振动发生。端箍起到固定线圈端部的作用，防止线圈端部受外力影响对槽口绝缘造成损伤，同时端箍还对线圈端部有整形作用，使嵌线更整齐美观，提高线圈整体绝缘质量和外观质量。

传统的线圈端部固定采用金属端箍外包绝缘材料或玻璃钢端箍实现，其缺点是装配结构复杂、工艺繁琐、造价高且与绕组间的填充不容易调整。“软端箍”相对于金属端箍而言，在没有浸漆固化之前是柔软的，其结构主要为涤纶护套填充玻璃纤维纱，安装时贴合度更好。电机整浸过程中，膨体玻纤绳吸漆固化形成玻璃钢。软端箍固化后的绝缘强度相比于金属端箍外包绝缘材料的绑扎工艺，具有明显优势，也不会因为外层绝缘材料磨损而造成端部短路故障。

随着电机技术的不断发展，VPI整浸技术已经取得长足的进步，并运用于各大型电机生产商。环氧树脂作为应用最广泛的热固性树脂之一，通常使用酸酐类固化剂加热得到交联产物，该类产物具有优异的电气绝缘性能。环氧酸酐体系反应活化能高，需要较高的固化温度和较长的固化时间。为了节约能源，缩短生产周期，需要在环氧酸酐体系中加入固化促进剂。以E51环氧树脂和甲基六氢苯酐为例，在无促进剂的作用下，需要100℃，23h才能固化，加入2％促进剂后，相同温度最短30min即可固化，可见促进剂对环氧酸酐体系的固化有着明显的催化作用。环氧酸酐体系的促进剂有很多种，金属有机羧酸盐作为促进剂时存在两种催化机制，使交联体系固化物中既有酯键又有醚键，用锰、锌、钙等金属羧酸盐作为促进剂，在实际生产中得到了应用。

在运用膨体玻纤绳作为软端箍固定线圈端部时，由于膨体玻纤绳的直径较粗(一般为直径15mm-直径50mm)，若膨体玻纤绳中没有促进剂，树脂在膨体玻纤绳中的固化非常缓慢，严重影响生产效率，同时容易出现固化不完全。因此，在膨体玻纤绳中加促进剂是必要的。

目前膨体玻纤绳加促进剂的工艺主要为浸渍工艺，即编织完的膨体玻纤绳经过放卷，浸渍含有促进剂的溶液，烘干，收卷。现有浸渍工艺主要通过溶液的配比来实现膨体玻纤绳的促进剂定量添加。因促进剂本身的流动性较差，直接浸渍浓度过高，在配置溶液时需要用溶剂(通常为乙醇)进行稀释。

发明人发现，该工艺存在以下不足：

在生产过程中溶液槽内的促进剂浓度会随着溶剂的挥发而变高，溶液浓度时刻变化，无法准确控制膨体玻纤绳上促进剂的添加量；

稀释促进剂需要消耗大量的溶剂，而这些溶剂最终通过加热挥发的方式散失，促进剂添加成本高，挥发的溶剂还会造成生产环境污染；

浸渍了溶液的膨体玻纤绳很难烘干，若增加一道挤液工艺，则无法准确控制绳子促进剂溶液吸收量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请公开了膨体玻纤绳的制作方法，所述膨体玻纤绳包括芯束以及包裹所述芯束的编织护套，所述制作方法包括在所述芯束运动过程中，利用毛细管向芯束内滴加促进剂，利用编织纱在滴加有所述促进剂的芯束外周形成编织护套得到所述膨体玻纤绳。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，促进剂配置为预设浓度且盛装于与所述毛细管相连的压力容器中，在滴加促进剂的过程中，向所述压力容器内输入压缩空气以保持促进剂的滴加速率。

可选的，压缩空气的气压为0.12-0.18MPa。

可选的，所述毛细管上设有调节促进剂滴加速率的第一阀门。

可选的，所述毛细管的出口邻近所述芯束的中心位置。

可选的，所述毛细管的排出方向与所述芯束的运动方向一致。

可选的，所述毛细管上设有还设有第二阀门；

所述制作方法还包括在实施过程中实时检测进程停止信号，当检测到进程停止信号关闭所述第二阀门以停止滴加。

可选的，按照所述促进剂流向，所述第一阀门处在第二阀门的上游。

本申请还公开了膨体玻纤绳的生产设备，包括编织机和滴加设备，所述编织机用于在芯束运动过程中，利用编织纱在芯束外周形成编织护套，所述滴加设备包括：

压力容器，用于存储促进剂；

毛细管，与所述压力容器连通，且毛细管出口延伸至芯束运动路径。

可选的，所述压力容器上设有液位指示装置。

本申请公开的技术方案通过现有促进剂添加工艺的不足，设计了一套可在膨体玻纤绳的生产过程定量添加促进剂的工艺，不仅省去了浸渍工艺；而且，通过压力容器将促进剂封闭起来，克服了溶剂因挥发带来的促进剂浓度变高和生产环境污染问题。

包括以下有益技术效果：

在线添加促进剂，省去后续的放卷、浸渍、烘干、收卷等工序，节约工时成本和能源消耗；

促进剂溶液密闭存储，杜绝了溶剂挥发带来的促进剂浓度变高问题，同时解决了溶剂挥发造成的生产环境污染问题；

降低了促进剂溶液中溶剂的含量，减少了原材料消耗。

具体的有益技术效果将在具体实施方式中结合具体结构或步骤进一步阐释。

附图说明

图1为一实施例中编织机示意图；

图2为一实施例中滴加装置示意图。

图中附图标记说明如下：

1、毛细管；2、注入阀；3、减压阀；4、促进剂溶液；5、压力容器；6、视液管；7、球阀；8、节流阀；9、电磁阀；10、填充纱；11、芯束；12、收卷盘；13、压轮；14、牵引轮；15、编织纱；16、锭子；17、机架；18、控制系统；19、促进剂加入点；20、导向轮。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请公开了膨体玻纤绳的制作方法，膨体玻纤绳包括填充纱10编束形成的芯束11以及包裹芯束11的编织护套，制作方法包括在芯束11运动过程中，利用毛细管1向芯束11内滴加促进剂，利用编织纱15在滴加有促进剂的芯束11外周形成编织护套得到膨体玻纤绳。

通过滴加设备实现在线添加促进剂，省去后续的放卷、浸渍、烘干、收卷等工序，节约工时成本和能源消耗。同时滴加设备相较于相关工艺中的浸渍工艺，降低了溶液中溶剂的含量，减少了原材料消耗。

更重要的是，滴加设备能够更精准的控制促进剂的添加量，从而提高产品的性能。

在实施制作方法的过程中，制作方法还可以进一步细化。在一实施例中，促进剂配置为预设浓度且盛装于与毛细管1相连的压力容器5中，在滴加促进剂的过程中，向压力容器5内输入压缩空气以保持促进剂的滴加速率。

在操作流程上，本实施例中，确认促进剂滴加速度的后再开启编织机的生产，能够进一步保证促进剂的滴加速率和芯束11行进速率的匹配，保证促进剂添加量的准确程度，保证精度。

在促进剂的排出速率的控制手段上，可以参考图2，一实施例中，毛细管1上设有调节促进剂滴加速率的第一阀门。

滴加设备包括用于储存促进剂的压力容器5，压力容器5设有接受压缩空气的压力入口和排出促进剂的毛细管1，毛细管1上设有节流阀8，即第一阀门，节流阀8的开启程度与单位之间内通过毛细管1滴加位置的芯束11的质量正相关。

单位之间内通过毛细管1滴加位置的芯束11的质量与两个参数有关，一是芯束11的运行速率，而是芯束11的粗细。不同的参数对于促进剂的排出速率对会产生影响。

在促进剂的滴加位置上，在一实施例中，毛细管1的出口邻近芯束11的中心位置。

芯束11在重力方向上自下而上进入编织纱15的编织位置，在芯束11的运动路径上，促进剂的滴加位置进入编织位置前，毛细管1的出口插入芯束11的中心位置。毛细管1的出口设置在芯束11的中心位置，能够确保芯束11内均匀的吸收促进剂，从而有效提高最终产品的强度。

相应的，毛细管1的出口方向也会影响促进剂的分布。在一实施例中，毛细管1的排出方向与芯束11的运动方向一致。排出方向是指毛细管1的出口朝向。

在一实施例中，毛细管1上设有还设有第二阀门；制作方法还包括在实施过程中实时检测进程停止信号，当检测到进程停止信号关闭所述第二阀门以停止滴加。

毛细管1上设有电磁阀9，即第二阀门，当填充纱10停止编束时，电磁阀9封闭毛细管1。当编织机急停时，电磁阀9联动，关闭滴加装置，防止设备停机时促进剂滴加过量。

在一实施例中，按照所述促进剂流向，所述第一阀门处在第二阀门的上游。

毛细管1上按照促进剂流向依次串联有：

球阀7，开启或封闭毛细管1；

节流阀8，即第一阀门，按照预设条件控制毛细管1的开放程度；

电磁阀9，即第二阀门。

各阀体串联能够保证促进剂滴加的精度，能够满足精准控制和安全生产的需要。

在工艺参数的选择上，在一实施例中，压缩空气的气压为0.12-0.18MPa。其中压缩空气的气压是指在压力容器5内的压力，压力入口设有调节压缩空气压力的减压阀3，压力容器5内的压缩空气的气压为0.12-0.18MPa。

下面结合具体装置，示例性的阐释制作方法的实现过程：

装载锭子16与芯束11的填充纱10，开启编织机，填充纱10进过导向轮20后编束为芯束11，芯束11穿过机架17进入编织区域，锭子16上的编织纱15在芯束11上编织成护套，在牵引轮14的作用下，向收卷盘12运动，此件还需要压轮13实现挤压，具体的按照工艺调节控制系统18控制编织速度，调整完毕后先关闭开关；

按照膨体玻纤绳工艺配置促进剂溶液4浓度，关闭球阀7和节流阀8，将促进剂溶液4通过注入阀2倒入压力容器5，关闭注入阀2；

打开压缩空气开关，通入压缩空气，通过减压阀3调节压力至0.12-0.18MPa；

打开球阀7和电磁阀9，并逐步开启节流阀8，直到毛细管1口有溶液滴出；

参照工艺调节节流阀8，测试每分钟滴液量，直到符合工艺，锁定节流阀8旋钮，关闭球阀7；

将毛细管1插入促进剂加入点19，即芯束11的中心位置，开启编织机同时开启球阀7编织得到加促进剂的成品，收卷在收卷盘12上。

参考图1和图2，本申请公开了膨体玻纤绳的生产设备，包括编织机和滴加设备，编织机在芯束11运动过程中，利用编织纱15在芯束11外周形成编织护套；滴加设备包括：

压力容器5，用于存储促进剂；

毛细管1，与压力容器5连通，且毛细管1出口延伸至芯束11运动路径。

滴加设备从输入输出的角度可以分为：

压力容器5，用于存储促进剂且设有输入通路和输出通路，

输入通路，通过减压阀3连通有压缩空气且设有用于填充促进剂的注入阀2；

输出通路，通过毛细管1输出促进剂，毛细管1上设有开启或封闭的球阀7，按照预设条件控制毛细管1的开放程度的节流阀8以及和编织机联动的电磁阀9；

毛细管1的出口位于外周未编织编织纱15的芯束11上。

在一实施例中，压力容器5上设有液位指示装置。在具体的设置上，液位指示装置为视液管6，视液管6用于观察压力容器5内的促进剂的质量。

下面结合具体设备，示例性的阐释滴加设备的工作过程：

开启编织机，将促进剂与溶剂按工艺要求配比，根据编织速度计算每分钟需要的促进剂溶液4量，打开注入阀2将促进剂溶液4装入压力容器5，通入压缩空气，通过调节底部节流阀8控制溶液滴加速率。

压力容器5底部装有手动的球阀7、节流阀8和电磁阀9，毛细管1弯曲布置，必须通以压缩空气才会滴液。

压力容器5外部设置有视液管6，可观察容器内的溶液剩余量以及工况。

毛细管1末端设置在芯束11的中心处，滴出的溶液被芯束11吸收。

当编织机急停时，电磁阀9联动，关闭滴加装置，防止设备停机时促进剂滴加过量。

下面示例性的给出两种产品的生产参数：

实施例一

直径15mm的膨体玻纤绳要求促进剂的量为锌离子20-40mg/m,以锌离子浓度为4％的环烷酸锌为原料。

膨体玻纤绳的制作方法的实施过程如下：

通过编织机控制系统18调节编织速度为1.6m/min；

将锌离子浓度为4％的环烷酸锌1kg与9kg乙醇混合，得到0.4％的锌离子浓度促进剂溶液4，关闭球阀7和节流阀8，溶液倒入压力容器5，关闭注入阀2；

打开压缩空气开过，通入压缩空气，通过减压阀3调节压力至0.12MPa；

打开球阀7和电磁阀9，并逐步开启节流阀8，直到毛细管1口有溶液滴出；

通量杯测量每分钟的滴液量，当节流阀8调节到每分钟滴液量8-16g时为符合工艺要求，这里优选调整到12g/min，锁定节流阀8旋钮，关闭球阀7；

将毛细管1插入促进剂加入点19，填充芯束11的中心位置，开启编织机同时开启球阀7，编织得到加促进剂的成品，收卷在收卷盘12上。

实施例二

直径40mm的膨体玻纤绳要求促进剂的量为锌离子200-400mg/m,以锌离子浓度为4％的环烷酸锌为原料。

膨体玻纤绳的制作方法的实施过程如下：

通过编织机控制系统18调节编织速度为0.5m/min；

将锌离子浓度为4％的环烷酸锌1kg与9kg乙醇混合，得到0.4％的锌离子浓度促进剂溶液4，关闭球阀7和节流阀8，溶液倒入压力容器5，关闭注入阀2；

打开压缩空气开过，通入压缩空气，通过减压阀3调节压力至0.12MPa；

打开球阀7和电磁阀9，并逐步开启节流阀8，直到毛细管1口有溶液滴出；

通量杯测量每分钟的滴液量，当节流阀8调节到每分钟滴液量25-50g时为符合工艺要求，这里优选调整到37.5g/min，锁定节流阀8旋钮，关闭球阀7；

将毛细管1插入促进剂加入点19，填充芯束11的中心位置，开启编织机同时开启球阀7，编织得到加促进剂的成品，收卷在收卷盘12上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.膨体玻纤绳的制作方法，所述膨体玻纤绳包括芯束以及包裹所述芯束的编织护套，其特征在于，所述制作方法包括在所述芯束运动过程中，利用毛细管向芯束内滴加促进剂，利用编织纱在滴加有所述促进剂的芯束外周形成编织护套得到所述膨体玻纤绳。

2.根据权利要求1所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，促进剂配置为预设浓度且盛装于与所述毛细管相连的压力容器中，在滴加促进剂的过程中，向所述压力容器内输入压缩空气以保持促进剂的滴加速率。

3.根据权利要求2所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，压缩空气的气压为0.12-0.18MPa。

4.根据权利要求1所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，所述毛细管上设有调节促进剂滴加速率的第一阀门。

5.根据权利要求4所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，所述毛细管的出口邻近所述芯束的中心位置。

6.根据权利要求5所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，所述毛细管的排出方向与所述芯束的运动方向一致。

7.根据权利要求4所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，所述毛细管上设有还设有第二阀门；

所述制作方法还包括在实施过程中实时检测进程停止信号，当检测到进程停止信号关闭所述第二阀门以停止滴加。

8.根据权利要求7所述的膨体玻纤绳的制作方法，其特征在于，按照所述促进剂流向，所述第一阀门处在第二阀门的上游。

9.膨体玻纤绳的生产设备，包括编织机和滴加设备，所述编织机用于在芯束运动过程中，利用编织纱在芯束外周形成编织护套，其特征在于，所述滴加设备包括：

压力容器，用于存储促进剂；

毛细管，与所述压力容器连通，且毛细管出口延伸至芯束运动路径。

10.根据权利要求9所述的膨体玻纤绳的生产设备，其特征在于，所述压力容器上设有液位指示装置。

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