CN112863788A - 一种玻璃绝缘子制作装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃绝缘子制作装置，包括下烧结模具、上烧结模具、外导体漏斗、玻璃珠漏斗、内导体漏斗、底板，还包括内导体抽屉和内导体腔体；所述内导体腔体一端对接内导体抽屉，另一端对接装好外导体、玻璃珠的下烧结模具。本发明的玻璃绝缘子制作方法，包括步骤如下：外导体装配完成；最后拿开外导体扣板；玻璃珠装配完成；最后拿开玻璃珠扣板；内导体装配完成，最后抽开腔体和抽屉，移走内导体抽屉，扣上固定内导体的上烧结模具；炉内烧结绝缘子。本发明提高绝缘子装配效率，保证微波测试参数；降低劳动强度，同时减轻对劳动者视力的要求；节约成本。

Description

一种玻璃绝缘子制作装置和方法

技术领域

本发明涉及绝缘子制作装置和方法，尤其涉及一种玻璃绝缘子制作装置和方法。

背景技术

现有的玻璃绝缘子制作工艺，采用手工装配，存在生产效率低下、生产成本高、劳动强度大和对劳动者视力要求高的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种装配效率高、确保微波测试参数的玻璃绝缘子制作装置和方法。

技术方案：本发明的玻璃绝缘子制作装置，包括下烧结模具、上烧结模具、外导体扣板、玻璃珠扣板、内导体扣板和底板，玻璃绝缘子包括内导体、玻璃珠和外导体，还包括腔体模具和内导体抽屉；所述腔体模具的上部与内导体抽屉配合，下部与装好外导体、玻璃珠的下烧结模具配合；所述内导体抽屉装配内导体；所述下烧结模具放置在托盘上，所述外导体扣板装配外导体，所述玻璃珠扣板装配玻璃珠；所述内导体扣板与下烧结模具的外部尺寸配合，所述下烧结模具放置在底板上。

内导体抽屉为腔体结构，下端面设有均匀分布的第一直孔，所述第一直孔的孔径与内导体外径匹配；所述第一直孔的分布与内导体漏斗上孔的分布相匹配。

腔体模具为上部和下部均开口的腔体结构，中部设有分隔板，分隔板上设有均匀分布的第二直孔，所述第二直孔的孔径与内导体外径匹配；所述第二直孔与内导体扣板上孔的分布、玻璃珠扣板上孔的分布相匹配；分隔板与两侧侧壁连接处的上部和下部分别设有圆弧形槽。

进一步，下烧结模具、上烧结模具、外导体扣板、玻璃珠扣板和内导体扣板上的通孔数量均相同、可调整；所述通孔的孔径分别可调。

本发明的玻璃绝缘子制作方法，包括步骤如下：

(s1)外导体装配；先将外导体扣板放置在下烧结模具上，再将外导体倒入外导体扣板上，通过水平晃动使外导体通过外导体扣板进入下烧结模具孔中；外导体装配完成，最后拿走外导体扣板。

(s2)玻璃珠装配；将玻璃珠扣板放置到装好外导体的下烧结模具上，再将玻璃珠倒入下烧结模具上，随后通过晃动使玻璃珠通过玻璃珠扣板，再进入下烧结模具中的外导体孔中；玻璃珠装配完成；最后拿开玻璃珠扣板；

(s3)内导体装配；先将内导体扣板放置到装好外导体及玻璃珠的下烧结模具上，然后插入腔体模具的下部；将内导体倒入内导体抽屉中，随后将装有内导体的内导体抽屉插入腔体模具上部；对接固定好后，同时翻转腔体模具至90度；放置底板后，再平放于金属盘中，轻微摇晃，内导体插入玻璃珠内，内导体装配完成；最后抽开腔体模具和内导体抽屉，移走内导体扣板；在装配好外导体、玻璃珠、内导体的下烧结模具上，扣上固定内导体的上烧结模具，完成装配绝缘子全过程；

(s4)炉内烧结玻璃绝缘子；将完成装配绝缘子的上烧结模具、下烧结模具放入炉内烧结。

本发明与现有技术相比，其显著效果如下：1、通过将绝缘子烧结模具上模和下模对接，保证绝缘子内导体与外导体同心，确保绝缘子驻波、插损、相位变化一致性，提高绝缘子装配效率，保证微波测试参数；2、每次倒入模具中的内导体、玻璃珠和外导体的数量固定，不需手工填补，降低劳动强度，同时减轻对劳动者视力的要求，且节约成本。

附图说明

图1(a)为本发明的单个外导体装配示意图、(b)为单个玻璃珠装配示意图，(c)为单个内导体装配示意图；

图2(a)为本发明的下烧结模具主视图、(b)为A-A剖视图、(c)为B放大图；

图3(a)为本发明的上烧结模具主视图、(b)为C-C剖视图、(c)为D放大图；

图4(a)为本发明的外导体扣板主视图、(b)为E-E剖视图；

图5(a)为本发明的玻璃珠扣板主视图、(b)为F-F剖视图；

图6(a)为本发明的内导体扣板主视图、(b)为G-G剖视图、(c)为H放大图；

图7(a)为本发明的内导体扣板平板型主视图、(b)为I-I剖视图、(c)为J放大图；

图8(a)为本发明的底板主视图、(b)为K-K剖视图；

图9(a)为本发明的内导体抽屉主视图、(b)为L-L剖视图、(c)为M-M剖视图；

图10(a)为本发明的腔体模具主视图图、(b)为N-N剖视图；

图11为本发明的装配分解示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

(一)玻璃绝缘子制作装置

本发明的制作装置包括下烧结模板1、上烧结模板2、外导体扣板3、玻璃珠扣板4、内导体扣板5、底板6，还包括腔体模具8和内导体抽屉9，如图1-图10所示，总装配示意图如图11所示。

玻璃绝缘子由内导体21、玻璃珠22和外导体23装配烧制而成。

(二)玻璃绝缘子制作方法

具体的生产工艺包括的步骤如下：

将下烧结模具1放置在托盘上。

步骤1，外导体装配；先将外导体扣板3放置在下烧结模具1上，再将外导体23倒入外导体扣板3上，随后直接用手推漏斗上的外导体23通过外导体扣板3进入下烧结模具1孔中；或者按住外导体扣板3和对接的下烧结模具1一起水平晃动，让外导体23从外导体扣板3中自然落入下烧结模具1的孔中，如图1(a)所示；外导体23装配完成，最后拿走外导体扣板3。下烧结具1模具如图2所示，外导体扣板如图4所示。

步骤2，玻璃珠装配；将玻璃珠扣板4放置到装好外导体23的下烧结模具1上，再将玻璃珠22倒入下烧结模具1上，如图1(b)所示，随后直接用手推玻璃珠22进入玻璃珠扣板4，再进入下烧结模具1中的外导体23孔中；或者按住玻璃珠扣板4和对接的装好外导体23的下烧结模具1一起水平晃动，让玻璃珠22通过玻璃珠扣板4自然落入下烧结模具1的外导体23孔中，玻璃珠22装配完成；最后拿开玻璃珠扣板4，玻璃珠扣板4如图5所示。

步骤3，内导体装配；先将内导体扣板5放置到装好外导体(23)及玻璃珠(22)的下烧结模具(1)上；插入腔体模具(8)的下部；随后将装有内导体21的内导体抽屉9插入带漏斗(即垂直通孔)的腔体模具8上部，对接固定好后，同时翻转腔体模具8至90度(使腔体模具8有水平放置如图11所示，旋转为竖直放置)；放置底板6后，底板6如图8所示，再平放于金属盘中，轻微摇晃整体(包括内导体抽屉9，腔体模具8，内导体扣板5及装好外导体23和玻璃珠22的下烧结模具1)，内导体21即可插入玻璃珠22内，内导体21装配完成；最后抽开腔体模具8和内导体抽屉9，移走内导体扣板5；在装配好外导体23、玻璃珠22、内导体21的下烧结模具1上，扣上固定内导体的上烧结模具，完成装配绝缘子全过程。内导体抽屉9如图9所示，腔体模具如图10所示。

步骤3中，将一个专门固定内导体21、外导体23的上烧结模具直接反向对接在下烧结模具1上。确保上烧结模具固定外导体23的孔距、孔深、大小与装有绝缘子的下烧结模具1的孔距、孔深、大小尺寸严格保持一致。上烧结模具如图3所示。

步骤4，炉内烧结玻璃绝缘子；将完成装配绝缘子的上烧结模具、下烧结模1具放入炉内烧结。

(三)玻璃绝缘子电性能参数的影响

根据绝缘子的设计原理，确保绝缘子内导体与外导体同心，是确保绝缘子电性能、电压驻波比ρ、插入损耗(导体损耗和介质损耗)相位变化一致性的关键因素。

在玻璃绝缘子生产中，保确保绝缘子电性能，即关键保证绝缘子内导体尺寸和外导体尺寸。

绝缘子的设计原理如下：

1)电压驻波比ρ

电压驻波比

公式(1)中，

Z₀为绝缘子特性阻抗，Z_in为绝缘子输入阻抗；

绝缘子特性阻抗

μ、ε为介质的磁导率和介电常数。

2)插入损耗(导体损耗和介质损耗)

插入损耗计算公式：

公式(2)中，R₀表示绝缘子内导体和外导体单位长度电阻：

公式(3)中，S₁＝πdδ,S₂＝πDδ,

S₁和S₂分别是绝缘子内导体和外导体横截面上高频电流流过的有效面积；δ表示导体的趋肤深度；ω为角频率，ω＝2πf(rad/s)，f为磁场频率；σ和μ表示导体的电导率和磁导率；D为外导体直径，r为内导体直径。

将R₀和Z₀各自表达式代入绝缘子衰减常数计算公式(1)中，得到：

公式(4)中

η₀＝120π；ε_r绝缘子绝缘介质的介电常数。R_s是导体材料表面电阻，η₀是媒质为空气时TEM波的波阻抗。

由上述可知，插入损耗由特性阻抗z₀和绝缘子内导体和外导体单位长度电阻R₀决定。将绝缘子上烧结模具和下烧结模具1对接，能保证D和r尺寸准确(D绝缘子外导体直径，r是绝缘子内导体直径)，即确保特性阻抗Z₀，保证电压驻波比ρ。

Claims (6)

1.一种玻璃绝缘子制作装置，包括下烧结模具(1)、上烧结模具、外导体扣板(3)、玻璃珠扣板(4)、内导体扣板(5)和底板(6)，玻璃绝缘子包括内导体(21)、玻璃珠(22)和外导体(23)，其特征在于：还包括腔体模具(8)和内导体抽屉(9)；所述腔体模具(8)的上部与内导体抽屉(9)配合，下部与完成外导体(23)和玻璃珠(22)装配的下烧结模具(1)配合；所述内导体抽屉(9)装配内导体(21)；所述下烧结模具(1)放置在托盘上，所述外导体扣板(3)装配外导体(23)，所述玻璃珠扣板(4)装配玻璃珠(22)；所述内导体扣板(5)与下烧结模具(1)的外部尺寸配合，所述下烧结模具(1)放置在底板(6)上。

2.根据权利要求1所述的玻璃绝缘子制作装置，其特征在于：所述内导体抽屉(9)为腔体结构，下端面设有均匀分布的第一直孔(51)，所述第一直孔(51)的孔径与内导体外径匹配；所述第一直孔(51)的分布与内导体漏斗上孔的分布相匹配。

3.根据权利要求1所述的玻璃绝缘子制作装置，其特征在于：所述腔体模具(8)为上部和下部均开口的腔体结构，中部设有分隔板(53)，分隔板(53)上设有均匀分布的第二直孔(52)，所述第二直孔(52)的孔径与内导体(21)外径匹配；所述第二直孔(53)与内导体扣板(5)上孔的分布、玻璃珠扣板(4)上孔的分布相匹配。

4.根据权利要求3所述的玻璃绝缘子制作装置，其特征在于：所述分隔板(53)与两侧侧壁(54)连接处的上部和下部分别设有圆弧形槽(55)。

5.根据权利要求1所述的玻璃绝缘子制作装置，其特征在于：所述下烧结模具(1)、上烧结模具、外导体扣板(3)、玻璃珠扣板(4)和内导体扣板(5)上的通孔数量均相同、可调整；所述通孔的孔径分别可调。

6.一种玻璃绝缘子制作方法，其特征在于，包括步骤如下：

(s1)外导体装配；先将外导体扣板(3)放置在下烧结模具(1)上，再将外导体(23)倒入外导体扣板(3)上，通过水平晃动使外导体(23)通过外导体扣板(3)进入下烧结模具(1)孔中；外导体(23)装配完成，最后拿走外导体扣板(3)；

(s2)玻璃珠装配；将玻璃珠扣板(4)放置到装好外导体(23)的下烧结模具(1)上，再将玻璃珠(22)倒入下烧结模具(1)上，随后通过晃动使玻璃珠(22)通过玻璃珠扣板(4)，再进入下烧结模具(1)中的外导体(23)孔中；玻璃珠(22)装配完成；最后拿开玻璃珠扣板(4)；

(s3)内导体装配；先将内导体扣板(5)放置到装好外导体(23)及玻璃珠(22)的下烧结模具(1)上；插入腔体模具(8)的下部；将内导体(21)倒入内导体抽屉(9)中，随后将装有内导体(21)的内导体抽屉(9)插入腔体模具(8)上部；对接固定好后，同时翻转腔体模具(8)至90度；放置底板(6)后，再平放于金属盘中，轻微摇晃，内导体(21)插入玻璃珠(22)内，内导体(21)装配完成；最后抽开腔体模具(8)和内导体抽屉(9)，移走内导体扣板(5)；在装配好外导体(23)、玻璃珠(22)、内导体(21)的下烧结模具(1)上，扣上固定内导体(21)的上烧结模具，完成装配绝缘子全过程；

(s4)炉内烧结玻璃绝缘子；将完成装配绝缘子的上烧结模具、下烧结模(1)具放入炉内烧结。

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