CN112060452B - 一种复合横担内部绝缘材料的制备设备及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合横担内部绝缘材料的制备设备，包括暖房，暖房内安装有固化剂储存箱、树脂储存箱和增韧剂储存箱，固化剂储存箱与促进剂储存箱共同连接至B组分真空脱泡罐，树脂储存箱连接至A组分真空脱泡罐，增韧剂储存箱与脱泡剂储存箱、稀释剂储存箱共同连接至A组分真空脱泡罐，A组分真空脱泡罐和B组分真空脱泡罐共同连接至真空捏合机，脱泡真空管路分别与组分真空脱泡罐、B组分真空脱泡罐和真空捏合机连接，有机微珠解袋装置连接至缓冲罐，有机微珠解袋装置和缓冲罐分别连接有有机微珠真空管路，真空捏合机与真空浇筑罐连接，真空捏合机上安装有电子秤。本发明能够改进现有技术的不足，实现内填充型复合绝缘横担的工业生产。

Description

一种复合横担内部绝缘材料的制备设备及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种输电装置，尤其是一种复合横担内部绝缘材料的制备设备及其制备方法。
背景技术
横担是输电线路的重要组成部分，在输电过程中起到关键性作用，在整个电网建设中占有极为重要的地位。传统金属横担不但消耗了较大的钢材，且存在线路走廊宽、施工运行维护难度大等缺陷。复合绝缘横担凭借其耐腐蚀、抗老化、降低线路维护成本、降低运输和组装成本、提高配电线路的绝缘水平等优点，正逐步替代输电线路中原先的金属横担。尤其是内填充型复合绝缘横担相对于实心芯棒横担质量更轻，更便于安装和维护。内填充型复合绝缘横担主要由内部绝缘材料和外部绝缘材料两部分组成。但是市场上的复合绝缘横担的内部绝缘材料多采用硬质聚氨酯泡沫，这种材料虽然具有低密度和成熟的发泡生产工艺，但是极易出现反应不完全、孔泡闭孔率低、孔径不均匀等现象，且存在吸水率过大，与外部绝缘材料界面粘接不紧密等问题，容易导致复合绝缘横担发生击穿等事故。显然，内部绝缘材料已成为制约复合绝缘横担发展和应用的瓶颈问题。
复合泡沫材料是一种低密度、多功能的混合绝缘材料，由聚合物基质和中空聚合物微珠(HPM)组成。但是在一般操作条件下，复合绝缘横担的使用寿命应不少于30年，所以内部绝缘材料需要长期保持优异的电气性能。所以不论是内填充材料本身还是其与外绝缘管之间的界面，都需要保证优良的性能，首先要保证内绝缘材料中或内外绝缘之间没有气泡，即需要在工业生产中实现真空脱泡、自动配料和灌装。才能保证生产出来的内填充型复合绝缘横担性能优良，且能大规模生产和推广。
目前较为成熟的制作横担为直接利用拉挤或者缠绕技术制作的实心横担，而对于内填充型复合绝缘横担的内部绝缘材料则采用硬质聚氨酯泡沫。其中实心横担质量大、成本高、安装维护困难。而采用聚氨酯泡沫作为内填充型绝缘材料是利用聚氨酯发泡剂制备泡沫工艺，与聚氨酯发泡剂制备装置配合完成。工艺的主要设备有加压盘、搅拌罐、旋转电机等等，大体可以分为三个步骤：步骤一、添加原料：关闭出料口的阀门，通过往复旋转电机带动加压盘沿着第一丝杠向上移动，直至限位块到达条形导向槽顶部，进料管和加压盘上的开合机构处于打开状态。通过进料口向搅拌罐内添加各原料。步骤二、加压搅拌：通过往复旋转电机带动加压盘沿着第一丝杠向下移动，对搅拌罐内的原料混合物进行加压，同时第一搅拌机构和第二搅拌机构对原料混合物进行搅拌，刮刀对附着在搅拌罐内侧壁上的原料进行刮除。加压盘移动至搅拌罐中部后，通过往复旋转电机带动加压盘上升至初始高度。步骤三、成品出料：按照步骤二所述的方法搅拌若干次后，打开出料口的阀门。再次通过往复旋转电机带动加压盘向下移动，加压盘将搅拌罐内搅拌完成的成品混合料通过出料口压出搅拌罐，直至加压盘移动至搅拌罐的底部。这种方法是将聚醚或聚酯多元醇和多异氰酸酯、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂等原料一步加入，在高速搅拌下混合后进行发泡。目前聚氨酯发泡剂制备过程工序较为复杂原料利用率低。而且内填充聚氨酯的复合横担极易出现反应不完全、孔泡闭孔率低、孔径不均匀等现象，且存在吸水率过大，与外部绝缘材料界面粘接不紧密等问题，容易导致复合绝缘横担发生击穿等事故。在10℃以下的温度，聚氨酯泡沫的发泡率会降低。因此使用时明显受到季节的制约；聚氨酯泡沫喷涂成型速度快，想要做出平整的喷涂效果并不容易，凹凸不平是正常现象。以上是制约内填充型复合绝缘横担推广应用的主要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合横担内部绝缘材料的制备设备及其制备方法，能够解决现有技术的不足，实现内填充型复合绝缘横担的工业生产，并同时能应用于多种配方，适应性强、性价比高。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种复合横担内部绝缘材料的制备设备，包括暖房，暖房内安装有固化剂储存箱、树脂储存箱和增韧剂储存箱，固化剂储存箱与促进剂储存箱共同连接至B组分真空脱泡罐，树脂储存箱连接至A组分真空脱泡罐，增韧剂储存箱与脱泡剂储存箱、稀释剂储存箱共同连接至A组分真空脱泡罐，A组分真空脱泡罐和B组分真空脱泡罐共同连接至真空捏合机，脱泡真空管路分别与组分真空脱泡罐、B组分真空脱泡罐和真空捏合机连接，有机微珠解袋装置连接至缓冲罐，有机微珠解袋装置和缓冲罐分别连接有有机微珠真空管路，真空捏合机与真空浇筑罐连接，真空捏合机上安装有电子秤。
一种复合横担内部绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
A、固化剂储存箱和促进剂储存箱分别将固化剂和促进剂输送至B组真空脱气罐中进行脱气和混合；通过脱泡剂储存箱和稀释剂储存箱分别将脱泡剂和稀释剂与增韧剂储存箱中的增韧剂混合，然后与树脂储存箱中的树脂共同注入A组分真空脱泡罐中进行脱气和混合；
B、在真空环境下，通过有机微珠解袋装置将大包的有机微珠材料进行解袋，并输送到缓冲罐；
C、分别将A组分真空脱泡罐和B组真空脱气罐预制的原料定量的输入真空捏合机进行搅拌混合，电子秤用来监控原料输入量；
D、将有机微珠通过缓冲罐定量的输入真空捏合机，电子秤用来监控原料输入量，继续搅拌；
E、将搅拌好的原料压入真空浇筑罐中的横担内，完成内填充型复合绝缘横担的内填充材料浇筑。
作为优选，所述暖房的温度为40℃。
作为优选，在使用之前，将增韧剂、固化剂和树脂加热到80℃。
作为优选，所述电子秤采用先称量去皮再称重的方式进行重量监控。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：
1、本发明针对内填充型复合横担内填充材料浇筑的瓶颈问题，提出了针对复合泡沫材料生产工艺，完美解决浇筑问题，能够实现内填充型复合绝缘横担的工业生产。并同时能应用于多种配方，适应性强、性价比高。
2、当前应用于复合横担的复合泡沫的生产工艺大多仍停留在小规模人工操作阶段，不仅效率低，且配料等过程人工误差不可控、且存在微珠漂浮造成环境污染并危害身体健康的问题。本发明研究了一种内填充型复合横担的自动化浇筑生产工艺，通过集成控制，高效率、高精度完成加热、恒温、脱泡、混合、浇筑自动化生产流程，实现内填充型复合绝缘横担的工业生产。
3、与传统工艺一种工艺对应一种材料相比，本发明通过在原料罐中加入不同原料，可自由控制填料、基质、固化剂、辅助剂种类及比例，应用于不同配方的自动配料。且不仅仅局限于填充微珠的复合泡沫材料，同样可以应用其他轻质填料。
4、轻质填料一直存在易漂浮等污染问题和不易储存、人工称量误差大等问题，本发明将真空包装的大包有机微珠材料放入封闭房内的罐体中，将罐体抽为真空状态后再对罐内的大包有机微珠材料进行解袋，并回收外包装袋于罐体上部，待开罐时取出。处理后的微珠通过真空运输系统运输并保存在粉体储存罐中。全程确保微珠的真空状态，实现了轻质填料的绿色处理方案。
5、本发明在真空捏合机部分增加质量称量模块，通过捏合机的重量变化来计量微珠等材料的加入量。混料时通过先称量去皮再称重的方式分别称重，通过重量阈值控制加料开关的开闭，避免了运输造成含量误差，控制更加准确。即真空捏合机的质量称量模块的所称得的质量达到预设值，反馈给相应材料的加料阀，加料阀关闭。而传统工艺中是先称量在运输到捏合机中，不仅存在污染(微珠漂浮等)问题，也存在运输造成材料含量误差，是配方比例不够准确，复合泡沫材料质量不够稳定。
6、传统工艺将基质和微珠一次性加入后再混合，当这种工艺应用于真密度极小的微珠时，不仅混入微珠含量的上限较低，且容易出现微珠堆积或者浮于表面导致无法搅拌均匀的现象。本发明改进为边搅拌边加入微珠，并在加入微珠的过程中控制微珠加入的速度，不仅可以搅拌更加均匀，并通过此种方法能够加入更大比例的微珠，同时通过真空捏合机的称重模块控制微珠含量，使混入的微珠比例更加准确。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式的工艺流程图。
图中：1、暖房；2、固化剂储存箱；3、树脂储存箱；4、增韧剂储存箱；5、促进剂储存箱；6、B组分真空脱泡罐；7、A组分真空脱泡罐；8、脱泡剂储存箱；9、稀释剂储存箱；10、真空捏合机；11、脱泡真空管路；12、缓冲罐；13、有机微珠真空管路；14、真空浇筑罐；15、电子秤；16、有机微珠解袋装置。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1，本发明一个具体实施方式包括暖房1，暖房1内安装有固化剂储存箱2、树脂储存箱3和增韧剂储存箱4，固化剂储存箱2与促进剂储存箱5共同连接至B组分真空脱泡罐6，树脂储存箱3连接至A组分真空脱泡罐7，增韧剂储存箱4与脱泡剂储存箱8、稀释剂储存箱9共同连接至A组分真空脱泡罐7，A组分真空脱泡罐7和B组分真空脱泡罐6共同连接至真空捏合机10，脱泡真空管路11分别与A组分真空脱泡罐7、B组分真空脱泡罐6和真空捏合机10连接，有机微珠解袋装置16连接至缓冲罐12，有机微珠解袋装置16和缓冲罐12分别连接有有机微珠真空管路13，真空捏合机10与真空浇筑罐14连接，真空捏合机10上安装有电子秤15。
参照图2(A为A组分真空脱泡罐中的物料重量，B为B组分真空脱泡罐中的物料重量，F为缓冲罐中的物料重量，M为电子秤的示数)，一种复合横担内部绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
A、固化剂储存箱2和促进剂储存箱5分别将固化剂和促进剂输送至B组真空脱气罐6中进行脱气和混合；通过脱泡剂储存箱8和稀释剂储存箱9分别将脱泡剂和稀释剂与增韧剂储存箱4中的增韧剂混合，然后与树脂储存箱3中的树脂共同注入A组分真空脱泡罐7中进行脱气和混合；
B、在真空环境下，通过有机微珠解袋装置16将大包的有机微珠材料进行解袋，并输送到缓冲罐12；
C、分别将A组分真空脱泡罐7和B组真空脱气罐6预制的原料定量的输入真空捏合机10进行搅拌混合，电子秤15用来监控原料输入量；
D、将有机微珠通过缓冲罐12定量的输入真空捏合机10，电子秤15用来监控原料输入量，继续搅拌；
E、将搅拌好的原料压入真空浇筑罐中的横担内，完成内填充型复合绝缘横担的内填充材料浇筑。
暖房1的温度为40℃。在使用之前，将增韧剂、固化剂和树脂加热到80℃。电子秤15采用先称量去皮再称重的方式进行重量监控。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种复合横担内部绝缘材料的制备设备，其特征在于：包括暖房（1），暖房（1）内安装有固化剂储存箱（2）、树脂储存箱（3）和增韧剂储存箱（4），固化剂储存箱（2）与促进剂储存箱（5）共同连接至B组分真空脱泡罐（6），树脂储存箱（3）连接至A组分真空脱泡罐（7），增韧剂储存箱（4）与脱泡剂储存箱（8）、稀释剂储存箱（9）共同连接至A组分真空脱泡罐（7），A组分真空脱泡罐（7）和B组分真空脱泡罐（6）共同连接至真空捏合机（10），脱泡真空管路（11）分别与A组分真空脱泡罐（7）、B组分真空脱泡罐（6）和真空捏合机（10）连接，有机微珠解袋装置（16）连接至缓冲罐（12），有机微珠解袋装置（16）和缓冲罐（12）分别连接有有机微珠真空管路（13），真空捏合机（10）与真空浇筑罐（14）连接，真空捏合机（10）上安装有电子秤（15）；
所述真空捏合机（10）中设有质量称量模块，所述质量称量模块通过真空捏合机（10）的重量变化来计量有机微珠的加入量，在混料过程中所述质量称量模块通过先称量去皮再称重的方式分别称重，并通过重量阈值控制加料开关的开闭，当质量称量模块称得的质量达到预设值时，反馈给相应材料的加料阀，加料阀关闭。
2.一种基于权利要求1所述的复合横担内部绝缘材料的制备设备实现的复合横担内部绝缘材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、固化剂储存箱（2）和促进剂储存箱（5）分别将固化剂和促进剂输送至B组真空脱泡罐（6）中进行脱气和混合；通过脱泡剂储存箱（8）和稀释剂储存箱（9）分别将脱泡剂和稀释剂与增韧剂储存箱（4）中的增韧剂混合，然后与树脂储存箱（3）中的树脂共同注入A组分真空脱泡罐（7）中进行脱气和混合；
B、在真空环境下，通过有机微珠解袋装置（16）将大包的有机微珠材料进行解袋，并输送到缓冲罐（12）；
C、分别将A组分真空脱泡罐（7）和B组真空脱气罐（6）预制的原料定量的输入真空捏合机（10）进行搅拌混合，电子秤（15）用来监控原料输入量；
D、将有机微珠通过缓冲罐（12）定量的输入真空捏合机（10），电子秤（15）用来监控原料输入量，继续搅拌；
E、将搅拌好的原料压入真空浇筑罐中的横担内，完成内填充型复合绝缘横担的内填充材料浇筑。
3.根据权利要求 2所述的复合横担内部绝缘材料的制备方法，其特征在于：暖房（1）的温度为40℃。
4.根据权利要求3所述的复合横担内部绝缘材料的制备方法，其特征在于：在使用之前，将增韧剂、固化剂和树脂加热到80℃。
5.根据权利要求4所述的复合横担内部绝缘材料的制备方法，其特征在于：电子秤（15）采用先称量去皮再称重的方式进行重量监控。
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