CN113054779B - 用于液态金属电磁泵的电磁线圈及其浸漆固化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于液态金属电磁泵的电磁线圈及其浸漆固化方法。电磁线圈包括由一根连续导线(14)绕制成的同轴的第一线圈(11)和第二线圈(12)，其中第一线圈(11)按第一方向沿径向绕制，第二线圈(12)在第一线圈(11)的轴向一侧按与第一方向相反的第二方向沿径向绕制。本发明能够提高电磁线圈的可靠性。

Description

用于液态金属电磁泵的电磁线圈及其浸漆固化方法
技术领域
本发明涉及液态金属电磁泵技术领域，具体涉及一种用于液态金属电磁泵的电磁线圈及其浸漆固化方法。
背景技术
液态金属电磁泵作为一种重要的液态金属输送设备，因其具有无介质接触、无运动部件、密封完全、维护简便等优点，得到了广泛应用。作为液态金属电磁泵核心动力部件的电磁线圈，其能否在严酷工况下长期稳定的运行是决定液态金属电磁泵使用环境与使用寿命的主要因素。
在核工业领域中使用的液态金属电磁泵，使用环境往往十分复杂(盐雾、高温、辐射等)，核工业领域相关法规标准则对于设备的寿命与可靠性有着更严苛的要求。目前，应用于核电厂严苛环境中液态金属电磁泵的电磁线圈故障率较高，可靠性较差。
此外，用于液态金属电磁泵的电磁线圈，其绕制后导线之间缝隙狭窄且深度较大，一般需进行浸漆固化处理。然而现有的浸渍工艺无法保证形成在电磁线圈表面的浸渍层的质量，从而使得液态金属电磁泵无法满足核电厂严苛环境下的使用要求。
发明内容
本发明第一方面的目的是要提供一种可靠性高的电磁线圈。
本发明第二方面的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种电磁线圈的浸漆固化方法，以提高电磁线圈的可靠性。
本发明第三方面的目的是要提供一种电磁线圈，其包括采用前述浸漆固化方法在其表面形成的浸渍层。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于液态金属电磁泵的电磁线圈，包括由一根连续导线绕制成的同轴的第一线圈和第二线圈，其中第一线圈按第一方向沿径向绕制，第二线圈在第一线圈的轴向一侧按与第一方向相反的第二方向沿径向绕制。
进一步地，第一线圈与第二线圈位于径向内侧的引出端相连接，第一线圈与第二线圈位于径向外侧的引出端作为电磁线圈的两个接线端。
进一步地，第一线圈与第二线圈的位于径向内侧的引出端相连接的部分为一角度为180度、螺旋节距为导线的两倍线宽的螺旋段。
进一步地，导线包括具有矩形截面的无氧铜导线和设置在无氧铜导线外表面的绝缘层。
进一步地，电磁线圈还包括绕包于第一线圈和第二线圈外侧的包覆层。
进一步地，包覆层由绕包于第一线圈和第二线圈外侧的玻璃丝带形成。
进一步地，电磁线圈还包括经浸漆处理和固化处理后在其表面形成的浸渍层。
进一步地，浸漆处理包括依次进行的以下步骤：
浸漆排漆步骤：在一容置有漆料的容器内对电磁线圈进行浸漆，待浸漆结束后将容器内的漆料排出；和
负压静置步骤：将电磁线圈在负压状态下保持一预设时间。
进一步地，浸漆排漆步骤包括：
在正压状态下对电磁线圈进行浸漆；和
在正压状态下，将容器内的漆料排尽。
进一步地，浸漆处理在浸漆排漆步骤之前还包括：
负压输漆步骤：在负压状态下，向放置有电磁线圈的容器内充入漆料。
进一步地，浸漆处理在负压静置步骤之后还包括：
恢复常压步骤：将容器内的压力恢复至常压。
进一步地，固化处理包括依次进行的以下步骤：
一次升温保温步骤：将经浸漆处理后的电磁线圈在第一预设温度下保持一预设时间；
二次升温保温步骤：将电磁线圈在第二预设温度下保持一预设时间；
降温保温步骤：将电磁线圈在第三预设温度下保持一预设时间；以及
冷却步骤：将电磁线圈冷却至室温；其中
第一预设温度低于第三预设温度，且第一预设温度、第三预设温度均低于第二预设温度。
进一步地，在进行固化处理之前，先将经浸漆处理后的电磁线圈静置悬挂一预设时间。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种电磁线圈的浸漆固化方法，包括：对电磁线圈进行浸漆处理和对浸漆处理后的电磁线圈进行固化处理，其中浸漆处理包括依次进行的以下步骤：
浸漆排漆步骤：在一容置有漆料的容器内对电磁线圈进行浸漆，待浸漆结束后将容器内的漆料排出；和
负压静置步骤：将电磁线圈在负压状态下保持一预设时间。
进一步地，浸漆排漆步骤包括：
在正压状态下对电磁线圈进行浸漆；和
在正压状态下，将容器内的漆料排尽。
进一步地，浸漆处理在浸漆排漆步骤之前还包括：
负压输漆步骤：在负压状态下，向放置有电磁线圈的容器内充入漆料。
进一步地，浸漆处理在负压静置步骤之后还包括：
恢复常压步骤：将容器内的压力恢复至常压。
进一步地，固化处理包括依次进行的以下步骤：
一次升温保温步骤：将经浸漆处理后的电磁线圈在第一预设温度下保持一预设时间；
二次升温保温步骤：将电磁线圈在第二预设温度下保持一预设时间；
降温保温步骤：将电磁线圈在第三预设温度下保持一预设时间；以及
冷却步骤：将电磁线圈冷却至室温；其中
第一预设温度低于第三预设温度，且第一预设温度、第三预设温度均低于第二预设温度。
进一步地，在进行固化处理之前，先将经浸漆处理后的电磁线圈静置悬挂一预设时间。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种电磁线圈，包括采用上述任一种浸漆固化方法在其表面形成的浸渍层。
应用本发明的技术方案，电磁线圈具有由一根连续导线绕制成双层线圈结构，相比采用沿径向绕制的单层电磁线圈，本申请相当于在液态金属电磁泵的液流管道长度不变的情况下增加了轴向上电磁线圈的数量，从而增加了电磁装置提供的驱动力，进而提高了液态金属电磁泵的泵送功率。此外，相比由两个单层线圈将其径向内侧引出端焊接在一起组成的双层电磁线圈，本申请由于采用一根连续导线绕制，不存在由于焊接导致导线绝缘层破损的情况，因此电磁线圈具有较高的可靠性，更加适用于核电厂严苛的使用环境，可降低液态金属电磁泵的故障率。
进一步地，本申请将电磁线圈设计为由一根导线绕制的双层线圈，可以使电磁线圈的两个接线端均在径向外侧，在将电磁线圈安装到液态金属电磁泵的过程中不易破坏电磁线圈接线端处的绝缘层，便于后期绕组连接。
进一步地，由于具有双层结构的电磁线圈的导线之间缝隙狭窄且深度更大，采用现有技术中的浸漆固化方法较难在导线表面形成致密的浸渍层。本申请的发明人注意到，采用现有浸漆固化方法形成的浸渍层通常具有肉眼可观察到的气泡。因此，本申请的发明人进一步对现有技术中的浸漆固化方法进行改进，利用改进后的浸漆固化方法对电磁线圈进行浸漆固化处理后，在电磁线圈表面形成的浸渍层更加致密，无肉眼可见的气泡，浸渍层的绝缘强度得到提高。实验表明，利用本申请的浸漆固化方法对本申请双层结构的电磁线圈进行浸漆固化处理后，电磁线圈在核电厂等严苛环境(例如交替经受辐照、盐雾、高温的复杂环境)中仍能长时间保持良好的结合强度及绝缘性能，从而可有效延长液态金属电磁泵在核电厂等严苛环境(例如交替经受辐照、盐雾、高温的复杂环境)中的使用寿命和稳定性。
附图说明
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
图1是液态金属电磁泵的结构示意图；
图2是图1所示的液态金属电磁泵的部分剖面示意图；
图3是图2所示D区域的局部放大图；
图4是根据本发明实施例的电磁线圈的结构示意图；
图5是图4所示的电磁线圈沿A-A方向的剖视图；
图6是图5所示的电磁线圈绕包后的局部示意性剖视图；
图7是根据本发明一个实施例的浸漆处理的示意性流程图；
图8是根据本发明另一个实施例的浸漆处理的示意性流程图；
图9是根据本发明一个实施例的固化处理的示意性流程图；以及
图10是根据本发明一个实施例的固化处理的温度曲线图。
需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
附图标记说明：
100、液态金属电磁泵；10、电磁线圈；11、第一线圈；111、第一内侧引出端；112、第一外侧引出端；12、第二线圈；121、第二内侧引出端；122、第二外侧引出端；13、螺旋段；14、导线；141、无氧铜导线；142、绝缘层；15、包覆层；20、铁芯；21、绕组槽；30、液流管道；50、内部铁芯；60、支撑件；70、隔热层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。
在本发明实施例的描述中“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
图1是液态金属电磁泵的结构示意图；图2是图1所示的液态金属电磁泵的部分剖面示意图；图3是图2所示D区域的局部放大图。参见图1至图3，液态金属电磁泵100一般性地可包括：液流管道30、电磁装置以及内部铁芯50。
液流管道30具有用于接收液态金属流入的液流入口和用于向外输送液态金属的液流出口。电磁装置设置在液流管道30的径向外侧，内部铁芯50设置在液流管道30的径向内侧，电磁装置和内部铁芯50共同用于提供驱动液态金属从液流入口流向液流出口的电磁力。
内部铁芯50的外表面与液流管道30的内表面之间形成与液流入口和液流出口连通的供液态金属流通的环形流道。为了将内部铁芯50支承于液流管道30的径向内侧，可在液流管道30的径向内侧设置多个支撑件60。
液态金属电磁泵100在使用过程中，通过电磁装置驱动高温的液态金属从液流入口流入液态金属电磁泵100，并从液流出口向外流出，从而实现对液态金属的泵送作用。由于液态金属温度太高，为避免电磁装置高温失磁，如图3所示，可在电磁装置与液流管道30之间设置隔热层70，用于减少两者之间的热量传输。
电磁装置设置在液流管道30上。电磁装置包括：铁芯20和多个电磁线圈10。铁芯20在液流管道30的径向外侧沿其轴向延伸。铁芯20沿其长度方向设有多个绕组槽21。电磁线圈10套设于液流管道30的径向外侧，每个电磁线圈10设置在铁芯20的一个绕组槽21内。铁芯20可包括多个条形铁芯，条形铁芯在液流管道30的径向外侧沿其轴向延伸。每个条形铁芯沿其长度方向设有数量与电磁线圈10数量相同的多个开槽。各条形铁芯在轴向同一位置处的开槽共同组成铁芯20的一个绕组槽21。
电磁线圈10由导线14绕制而成。在液态金属电磁泵100技术领域中，由于对电磁线圈10施加的工作电压和工作电流均较大，因此选用矩形截面的导线14绕制电磁线圈10。这类导线14由于尺寸较大(例如规格可为14mm×6mm)，通常刚性较大，绕制难度大。
目前，在相关技术中，通常采用以下方式绕制电磁线圈10：按顺时针或逆时针方向从内向外沿径向绕制。电磁线圈10沿轴向的厚度为导线14的线宽，沿径向的尺寸通常较大，外观上呈扁平的盘状结构。然而，具有此结构电磁线圈10的液态金属电磁泵100在使用一段时间后，较容易出现故障。本申请的发明人认为，这可能是由于按照上述绕制方式绕制的电磁线圈10，其一个接线端位于电磁线圈10的径向内侧，在将电磁线圈10安装到液态金属电磁泵100的过程中，电磁线圈10位于径向内侧的接线端向外引出时操作不太方便，在安装过程中磕碰摩擦导致导线14的绝缘层142受到磨损；安装好的液态金属电磁泵100在核电厂严苛的环境下使用一段时间后，磨损处的绝缘层142较容易被彻底破坏，从而产生对地绝缘，导致液态金属电磁泵100发生故障。
因此，本申请的发明人对相关技术中电磁线圈10的结构进行了改进，将绕制方向相反的两个盘状结构的线圈(一个线圈按顺时针方向沿径向绕制，另一个线圈按逆时针方向沿径向绕制，这样设计是为了满足两个线圈的电流方向相同，以产生方向相同的磁场)径向内侧的接线端焊接在一起，共同组成一个在轴向上具有2倍线宽厚度的双层盘状结构的电磁线圈10(简称双层焊接的电磁线圈10)。具有这样结构的电磁线圈10的两个接线端均在径向外侧，安装过程中不易破坏其绝缘层142，理论上应用此结构的电磁线圈10的液态金属电磁泵100更不易出现故障。然而，本申请的发明人发现，组装之后的液态金属电磁泵100仍较容易发生故障。进一步地，本申请发明人发现，对于双层焊接的电磁线圈10，其焊接处的绝缘层142会遭到破环，即使采用后续补充绝缘的方式，由于工艺复杂且可靠性低，最内层导线(即焊接处附近的导线)在使用一段时间后容易产生匝间绝缘失效，从而引起液态金属电磁泵100发生故障。
综上所述，相关技术中制作电磁线圈10的两种方式(即单层电磁线圈10和双层焊接的电磁线圈10)均会对导线14的绝缘层142造成一定微观上或宏观上的破坏，从而导致液态金属电磁泵100的性能不稳定，故障率高。
本申请的发明人正是基于此对电磁线圈10进行了改进。
特别地，在本发明实施例中，电磁线圈10由一根连续导线14绕制成具有上述双层盘状结构。参见图4和图5，具体地，电磁线圈10包括由一根连续导线14绕制成的同轴的第一线圈11和第二线圈12，其中第一线圈11按第一方向沿径向绕制，第二线圈12在第一线圈11的轴向一侧按与第一方向相反的第二方向沿径向绕制。也就是说，电磁线圈10由一根连续导线14绕制成，其在轴向具有双层线圈。每层线圈均沿径向绕制，在外观上呈扁平的盘状结构，双层线圈的绕制方向或者说导线的旋向不同。
参见图5，位于上层的第一线圈11按上方箭头所示方向绕制，位于下层的第二线圈12按下方箭头所示方向绕制。在一些实施例中，第一线圈11按顺时针方向绕制，第二线圈12则按逆时针方向绕制。在另一些实施例中，第一线圈11按逆时针方向绕制，第二线圈12则按顺时针方向绕制。
本领域技术人员容易理解，“电磁线圈10由一根连续导线14绕制成”的含义是：在线圈绕制过程中，第一线圈11和第二线圈12均由该同一根导线14绕制成一个整体结构，电磁线圈10中不存在任何焊点。
进一步地，第一线圈11和第二线圈12的轴线相同，第一线圈11和第二线圈12在轴向上并排设置，第二线圈12位于第一线圈11的轴向一侧。也就是说，电磁线圈10在轴向具有双层线圈。
相比沿径向绕制的单层电磁线圈10，本申请双层线圈结构的电磁线圈10相当于在液态金属电磁泵100的液流管道30长度不变的情况下增加了轴向上电磁线圈10的数量，从而增加了电磁装置提供的驱动力，进而提高了液态金属电磁泵100的泵送功率。此外，相比由两个单层线圈将其径向内侧引出端焊接在一起组成双层电磁线圈10，本申请由于采用一根连续导线14绕制，不存在由于焊接导致绝缘层142破损的情况，因此电磁线圈10具有较高的可靠性，更加适用于核电厂严苛的使用环境，可降低液态金属电磁泵100的故障率。
在一些实施例中，第一线圈11位于径向内侧的引出端111(即第一内侧引出端111)与第二线圈12位于径向内侧的引出端121(即第二内侧引出端121)相连接，第一线圈11位于径向外侧的引出端112(即第一外侧引出端112)与第二线圈12位于径向外侧的引出端122(即第二外侧引出端122)作为电磁线圈10的两个接线端。本申请将电磁线圈10设计为由一根导线14绕制的双层线圈，可以使电磁线圈10的两个接线端均在径向外侧，在将电磁线圈10安装到液态金属电磁泵100的过程中不易破坏电磁线圈10接线端处的绝缘层142，便于后期绕组连接。
进一步地，第一线圈11位于径向内侧的引出端111与第二线圈12的位于径向内侧的引出端121相连接的部分为一角度为180度、螺旋节距为导线14的两倍线宽的螺旋段13。本领域技术人员容易理解，第一线圈11位于径向内侧的引出端111与第二线圈12的位于径向内侧的引出端121相连接的部分为螺旋段13，这意味着，第一线圈11和第二线圈12之间通过螺旋段13连接；或者说，螺旋段13的两端分别与第一线圈11和第二线圈12连接。
本领域技术人员容易理解，螺旋段13的角度为180度意味着螺旋段13在垂直轴向的平面内的投影为半圆；螺旋节距为导线14的两倍线宽则意味着螺旋段13在轴向的高度或者投影为导线14宽度的2倍(即电磁线圈10在轴向的高度)。这意味绕制后的第一线圈11和第二线圈12相对面的表面基本贴合，电磁线圈10整体结构紧凑，如图5所示。
在一些实施例中，绕制电磁线圈10的导线14包括无氧铜导线141和设置在无氧铜导线141外表面的绝缘层142。也就是说，绕制电磁线圈10的导线14本身是自带绝缘层的。
参见图6，为了将绕制成型后的电磁线圈10固定，还可在第一线圈11和第二线圈12外侧绕包一包覆层15。在一些实施例中，包覆层15的包覆度(即包覆层15将电磁线圈10覆盖的程度)大于等于50％；在进一步的实施例中，包覆层15的包覆度为100％。包覆层15将两层线圈(即第一线圈11和第二线圈12)连接成一个紧固的整体。
在一些实施例中，包覆层15可由绕包于第一线圈11和第二线圈12外侧的玻璃丝带形成。玻璃丝带的绕包方式可采用50％叠包，即玻璃丝带缠绕过程中后面一层会压住前一层玻璃丝带的50％面积。
本发明实施例通过采用连续(或者说完整)的单根导线14绕制成双层盘状结构的电磁线圈10，并利用玻璃丝带以50％叠包的方式将电磁线圈10绕包，可以进一步保证导线14固有绝缘结构的完整，完全避免了采用两根导线14焊接导致的连接位置处的绝缘层142被破环。
在其他实施例中，玻璃丝带的绕包方式也可采用60％叠包、70％叠包等。本领域技术人员容易理解，在其他实施例中，也可用其他本领域常用的材料对绕制好的两个线圈进行绕包。
如在背景技术部分提到的，用于液态金属电磁泵100的电磁线圈10，其绕制后导线14之间缝隙狭窄且深度较大，一般需进行浸漆固化处理。因此，电磁线圈10还可包括经浸漆处理和固化处理后在其表面形成的浸渍层。该浸渍层是通过将电磁线圈10放置于绝缘漆料中进行浸漆、以及将浸漆后的电磁线圈10进行干燥后形成在电磁线圈10外侧表面的绝缘膜层。通过浸漆固化处理，可提高电磁线圈10的机械强度以及绝缘性能。
如在背景技术部分提到的，现有的浸漆固化方法无法保证形成在电磁线圈10表面的浸渍层的质量。特别是对于具有双层盘状结构的电磁线圈10，其导线14之间缝隙的深度更大，采用现有浸漆固化方法形成的浸渍层通常具有肉眼可观察到的气泡，难以形成致密的绝缘膜层。因此，本申请的发明人还对现有技术中的浸漆固化方法进行了改进。
本申请提供的电磁线圈10的浸漆固化方法，包括：对电磁线圈10进行浸漆处理和对浸漆处理后的电磁线圈10进行固化处理。
参见图7，本发明实施例的浸漆处理可包括依次进行的浸漆排漆步骤S72和负压静置步骤S73。
浸漆排漆步骤S72：在一容置有漆料的容器内对电磁线圈10进行浸漆，待浸漆结束后将容器内的漆料排出。
负压静置步骤S73：将电磁线圈10在负压状态下保持一预设时间。
需要说明的是，在本发明实施例中，常压指一个大气压；负压是指比常压低的气压，也就是“真空”；正压就是指比常压高的气压。
本发明实施例通过在浸漆结束且将容器内的漆料排出之后，将电磁线圈10在负压状态下保持一预设时间，加快了漆料溶剂的挥发速度，同时使导线14被漆料浸润得更为充分，防止电磁线圈10在浸漆后的固化过程中由于高温而起泡，并且可增强电磁线圈10表面浸渍层的致密性，使电磁线圈10具有更好的绝缘强度。
在一些实施例中，浸漆排漆步骤S72可包括：在正压状态下对电磁线圈10进行浸漆；并且在正压状态下，将容器内的漆料排尽。
在浸漆排漆步骤S72中，可先将电磁线圈10放置于容器内部，并向容器中注入能够将电磁线圈10浸没的漆料(当然，在其他实施例中，也可在浸漆排漆步骤S72之前的其他步骤中执行上述放置电磁线圈10以及注入漆料的操作)；向容器内充入氮气直至容器内压力达到预设正压值；之后保持一预设时间(即在正压状态下浸漆预设时间)，使漆料完全深入电磁线圈10内部，之后在正压状态下将容器内的漆料全部排出。
在浸漆排漆步骤S72中，发明人通过实验发现，如果正压的压力值太小，或正压保持的时间太短，那么经过固化处理后，电磁线圈10浸渍层的致密性和结构强度要稍差一些。因此，在一些优选的实施例中，浸漆排漆步骤S72中的预设正压值可设置为0.4Mpa～0.6Mpa，例如0.5Mpa，预设时间可设置为至少25min，例如30min。
在替代性实施例中，在浸漆排漆步骤S72中，也可在常压甚至负压下在对电磁线圈10进行浸漆。
在负压静置步骤S73中，发明人通过实验发现，如果静置时间不够，电磁线圈10内部气体并不能完全溢出，在后续固化处理过程中，电磁线圈10局部表面会由于高温产生气泡。因此，在一些实施例中，在负压静置步骤S73中，可将容器抽真空至-0.090MPa以下，之后保持至少25min，从而尽可能加快漆料溶剂的挥发速度。在具体的实施例中，可将容器抽真空至-0.098MPa并保持30min。当然，可以理解的是，在本申请对电磁线圈10进行浸漆处理的过程中，即使静置时间较短或是静置负压较高(即真空度较低)，相比现有技术中在排漆结束后不进行负压静置步骤S73处理的电磁线圈10，本申请经过负压静置步骤S73处理的电磁线圈10表面的气泡要少，浸渍层的致密性要好。
图8示出了根据本发明另一个实施例的浸漆处理的示意性流程图。如图8所示，在该实施例中，浸漆处理在浸漆排漆步骤S72之前还包括负压输漆步骤S71：在负压状态下，向放置有电磁线圈10的容器内注入漆料。
具体地，在负压输漆步骤S71中，在放置有电磁线圈10的容器内的气压为负压的状态下，向容器内注入漆料，直至电磁线圈10全部浸没在漆料中，之后保持一预设时间(例如至少5min)。然后可先将容器内气压缓慢恢复至常压(例如可利用大约2min的时间将容器内的气压恢复至常压)，再进行浸漆排漆步骤S72，向容器内充入氮气。
在负压输漆步骤S71中，在向容器内注入漆料之前，可先将容器抽真空至-0.090MPa以下，例如-0.098MPa，并在此负压状态下保持30min左右(可适当调整时间，目的是要尽量使电磁线圈10中的气体排出)。
在图8示出的实施例中，浸漆处理在负压静置步骤S73之后还包括恢复常压步骤S74：将容器内的压力恢复至常压。之后，可将电磁线圈10从容器中取出。
在如图8所示的实施例中，通过多次调节容器内气压状态(包括在注入漆料之前的负压状态、注漆期间的负压状态、浸漆期间的正压状态以及排漆之后的负压状态)，充分排出导线14原有绝缘层142中的气体，使得电磁线圈10的导线14被漆料完全浸润，避免由于电磁线圈10缝隙内溶剂挥发而在浸渍层形成气泡，进一步增加电磁线圈10表面浸渍层的致密性。
在本发明实施例中，电磁线圈10浸渍用的漆料可为C级(320℃)有机硅绝缘浸渍漆。在另一些实施例中，也可使用本领域常用的其他浸渍漆。
在本发明实施例中，上述用于浸漆处理的容器可选用真空压力浸渍机，以在其浸漆罐内部实现正压、负压以及注漆、排漆操作。在另一些实施例中，也可选用其他能够实现正压、负压以及注漆、排漆操作的仪器。或者将能够实现上述操作的多个部件进行组装以形成可实现上述浸漆处理的装置，例如在容器外加设一抽真空系统用于对容器进行抽真空操作，以使容器内部为负压；在容器外加设一输气系统对容器进行输气，以使容器内部为正压；在容器外加设一用于储存漆料的容纳装置、以及用于输送漆料和排出漆料的泵送装置，以实现向容器内注漆和将容器内的漆料排出。
在一些实施例中，在进行固化处理之前，可先将经浸漆处理后的电磁线圈10静置悬挂一预设时间。例如可将浸漆处理后的电磁线圈10挂置于阴凉通风处至少3h。
图9示出了根据本发明一个实施例的固化处理的示意性流程图。如图9所示，固化处理可包括依次进行的一次升温保温步骤S81、二次升温保温步骤S82、降温保温步骤S83以及冷却步骤S84。
一次升温保温步骤S81：将经浸漆处理后的电磁线圈10在第一预设温度下保持一预设时间。
二次升温保温步骤S82：将电磁线圈10在第二预设温度下保持一预设时间。
降温保温步骤S83：将电磁线圈10在第三预设温度下保持一预设时间。
冷却步骤S84：将电磁线圈10冷却至室温；其中第一预设温度低于第三预设温度，且第一预设温度、第三预设温度均低于第二预设温度。
上述固化处理可在一恒温箱内进行。在固化处理的过程中，将电磁线圈10放入恒温箱时，可尽量使恒温箱内温度与环境温度相同。在利用恒温箱进行加热时，尽量使所有电磁线圈10受热均匀。在本申请中，发明人通过实验发现，固化处理中第二预设温度太高或二次保温时间太长，电磁线圈10表面有变脆的可能性；第二预设温度太低或二次保温时间太短，表面漆膜可能固化不良；升降温速率过快或缺少下文提到的“一次保温步骤”或下文提到的“三次保温步骤”，容易造成电磁线圈10局部热应力，可能出现局部机械强度不够、掉渣。因此，在本申请中，固化处理中涉及的各工艺参数优选按照以下给出的数值范围进行选取。
具体地，在一次升温保温步骤S81中，将浸漆后的电磁线圈10放入恒温箱，将恒温箱以1℃/min～2℃/min的升温速率升温至80℃～85℃，并在80℃～85℃下保持1.5h～2.5h。在二次升温保温步骤S82中，将恒温箱以1℃/min～2℃/min的升温速率升温至205℃～215℃，并在205℃～215℃下保持5.5h～6.5h。在降温保温步骤S83中，将恒温箱以1℃/min～2℃/min的降温速率降温至155℃～165℃，并在155℃～165℃下保持1.5h～2h。在冷却步骤S84中，停止对恒温箱加热，使电磁线圈10在恒温箱内自然冷却至室温。
图10是根据本发明一个实施例的固化处理的温度曲线图，图中横坐标为时间t，纵坐标为温度T。其中，t0至t2为一次升温保温步骤S81，t2至t4为二次升温保温步骤S82；t4至t6为降温保温步骤S83。t6之后为冷却步骤S84。
参见图10，一次升温保温步骤S81可包括一次升温步骤和一次保温步骤，其中t0至t1为一次升温步骤，t1至t2为一次保温步骤。在一次升温步骤中，可将恒温箱以2℃/min的升温速率从室温(RT)升至85℃；在一次保温步骤中，使恒温箱在85℃下保持2h。
二次升温保温步骤S82可包括二次升温步骤和二次保温步骤，其中t2至t3为二次升温步骤，t3至t4为二次保温步骤。在二次升温步骤中，将恒温箱以2℃/min的升温速率从85℃升至210℃；在二次保温步骤中，使恒温箱在210℃下保持6h。
降温保温步骤S83可包括降温步骤和三次保温步骤，其中t4至t5为降温步骤；t5至t6为三次保温步骤。在降温步骤中，将恒温箱以2℃/min的降温速率降温至160℃，在三次保温步骤中，使恒温箱在160℃下保持1.5h。
在本申请的固化处理，可以进一步加强漆料与电磁线圈10原有绝缘层142的接触强度，消除电磁线圈10在绕制过程中产生的内部残余应力；此外，在本申请的固化处理中，由于采用较缓慢的升温、降温速率(如1℃/min～2℃/min)、三次分段保温、以及较长时间的保温时间可以有效防止漆料成分的偏析，且避免了电磁线圈10内部产生由温度不均导致的热应力。
实验表明，利用本申请的浸漆固化方法对本申请双层盘状结构的电磁线圈10进行浸漆固化处理后，电磁线圈10在核电厂等严苛环境(例如交替经受辐照、盐雾、高温的复杂环境)中仍能长期保持良好的结合强度及绝缘性能，从而可有效延长液态金属电磁泵100在核电厂等严苛环境(例如交替经受辐照、盐雾、高温的复杂环境)中的使用寿命和稳定性。
基于本申请提供的浸漆固化方法，本申请还提供了一种电磁线圈，包括采用本申请任一实施例的浸漆固化方法在其表面形成的浸渍层。本领域技术人员容易理解，在这样的实施例中，电磁线圈的结构不受限制，例如该电磁线圈可具有上述采用一根导线绕制的双层盘状结构，或者也可以具有单层盘状结构，或者还可以具有由两根导线焊接成的双层盘状结构，当然，也可以具有其他任意结构。相比采用现有技术中的浸漆固化方法在电磁线圈表面形成的浸渍层，采用本申请提供的浸漆固化方法在电磁线圈表面形成的浸渍层更加致密，从而提高了电磁线圈的绝缘强度。
对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于液态金属电磁泵的电磁线圈，包括由一根连续导线(14)绕制成的同轴的第一线圈(11)和第二线圈(12)，其中所述第一线圈(11)按第一方向沿径向绕制，所述第二线圈(12)在所述第一线圈(11)的轴向一侧按与所述第一方向相反的第二方向沿径向绕制；
其中所述电磁线圈(10)还包括经浸漆处理和固化处理后在其表面形成的浸渍层；
其中，形成所述浸渍层的浸漆处理包括：在浸漆结束且将漆料排出之后，将电磁线圈在负压状态下保持一预设时间，之后将容置所述电磁线圈的容器内的压力恢复至常压。
2.根据权利要求1所述的电磁线圈，其中所述第一线圈(11)与所述第二线圈(12)位于径向内侧的引出端(111，121)相连接，所述第一线圈(11)与所述第二线圈(12)位于径向外侧的引出端(112，122)作为所述电磁线圈(10)的两个接线端。
3.根据权利要求1所述的电磁线圈，其中所述第一线圈(11)与所述第二线圈(12)的位于径向内侧的引出端(111，121)相连接的部分为一角度为180度、螺旋节距为所述导线(14)的两倍线宽的螺旋段(13)。
4.根据权利要求1所述的电磁线圈，其中所述导线(14)包括具有矩形截面的无氧铜导线(141)和设置在所述无氧铜导线(141)外表面的绝缘层(142)。
5.根据权利要求1所述的电磁线圈，其中所述电磁线圈(10)还包括绕包于所述第一线圈(11)和所述第二线圈(12)外侧的包覆层(15)。
6.根据权利要求5所述的电磁线圈，其中所述包覆层(15)由绕包于所述第一线圈(11)和所述第二线圈(12)外侧的玻璃丝带形成。
7.一种电磁线圈的浸漆固化方法，包括：对电磁线圈(10)进行浸漆处理和对浸漆处理后的电磁线圈(10)进行固化处理，其中所述浸漆处理包括依次进行的以下步骤：
浸漆排漆步骤：在一容置有漆料的容器内对所述电磁线圈(10)进行浸漆，待浸漆结束后将所述容器内的漆料排出；和
负压静置步骤：将所述电磁线圈(10)在负压状态下保持一预设时间；
其中所述浸漆处理在所述负压静置步骤之后还包括：
恢复常压步骤：将所述容器内的压力恢复至常压。
8.根据权利要求7所述的浸漆固化方法，其中所述浸漆排漆步骤包括：
在正压状态下对所述电磁线圈(10)进行浸漆；和
在正压状态下，将所述容器内的漆料排尽。
9.根据权利要求7所述的浸漆固化方法，其中所述浸漆处理在所述浸漆排漆步骤之前还包括：
负压输漆步骤：在负压状态下，向放置有所述电磁线圈(10)的所述容器内充入漆料。
10.根据权利要求7所述的浸漆固化方法，其中所述固化处理包括依次进行的以下步骤：
一次升温保温步骤：将经所述浸漆处理后的电磁线圈(10)在第一预设温度下保持一预设时间；
二次升温保温步骤：将所述电磁线圈(10)在第二预设温度下保持一预设时间；
降温保温步骤：将所述电磁线圈(10)在第三预设温度下保持一预设时间；以及
冷却步骤：将所述电磁线圈(10)冷却至室温；其中
所述第一预设温度低于所述第三预设温度，且所述第一预设温度、所述第三预设温度均低于所述第二预设温度。
11.根据权利要求7所述的浸漆固化方法，其中在进行所述固化处理之前，先将经所述浸漆处理后的电磁线圈(10)静置悬挂一预设时间。
12.一种电磁线圈，包括采用根据权利要求7至11中任一项所述的浸漆固化方法在其表面形成的浸渍层。
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