CN114465152B - 气体绝缘开关设备的气箱及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种气体绝缘开关设备的气箱及其加工工艺，涉及电力网柜技术领域，气箱包括箱体和端盖，端盖上安装有气阀，所述箱体端部内壁固设有第一密封组件，第一密封组件包括第一密封折片、过渡区和第一固定折片，第一固定折片与箱体内壁之间设有用于密封的第一熔胶层；所述端盖四周延伸有包边，包边内壁设有第二密封组件，第二密封组件包括密封夹片和弹性的密封垫，密封垫远离包边边缘的一端设有第一夹槽；第一密封折片能够插入到第一夹槽中，箱体与端盖之间通过螺钉固定；加工工艺包括。本申请解决了现有气箱制作时接缝处密封性差存在气体微量泄漏的问题，通过在气箱板材接缝处安装密封结构，提高气箱的密封性能。
Description
技术领域
本申请涉及电力网柜技术领域，更具体的说，它涉及一种气体绝缘开关设备的气箱及其加工工艺。
背景技术
开关柜通常分为两种绝缘形式的设备，一种为空气绝缘开关柜，另外一种为气体绝缘开关柜。空气绝缘开关柜虽然成本较低，但是由于采用空气作为绝缘介质，需要更长的绝缘距离，导致空气绝缘开关柜的占地面积较大，且设备中的元器件多暴露在空气中，使其易受气候环境条件的影响，不利于系统的安全及可靠运行。气体绝缘开关柜一般采用绝缘性能良好的SF6气体作为绝缘介质，其所学的绝缘距离小从而具有较小的占地面积。由于元器件封闭在冲有气体的绝缘壳体内，因此对气箱的密封性要求高，其内部与外部环境的轴向传动连接处需要实用动密封装置。
现有技术参考授权公告号为CN208316173U的实用新型专利，其公开了一种气箱及气体绝缘开关柜，包括由支板围成的壳体以及隔板，其中，所述壳体具有空腔，所述壳体的外壁设有合并弯板；所述隔板设于所述壳体内部以将所述壳体分隔为呈上下方向设置的第一气室以及第二气室；所述第一气室以及所述合并弯板互相连接呈一体。
上述技术虽然能在生产气箱时对连接处进行密封处理，但是实际使用过程中发现，该密封结构密封效果不理想，使用一段时间后气体存在微量泄漏，影响绝缘开关设备稳定运行的使用寿命。
发明内容
为了改善绝缘开关设备因气体泄漏影响寿命的问题，本申请提供一种气体绝缘开关设备的气箱及其加工工艺。
第一方面，本申请提供的一种气体绝缘开关设备的气箱采用如下技术方案：
一种气体绝缘开关设备的气箱，包括箱体和盖合在箱体端部的端盖，端盖上安装有气阀，所述箱体端部内壁固设有第一密封组件，第一密封组件包括第一密封折片、过渡区和第一固定折片，第一固定折片与箱体内壁之间设有用于密封的第一熔胶层；
所述端盖四周延伸有包边，包边内壁设有第二密封组件，第二密封组件包括密封夹片和弹性的密封垫，密封夹片位于密封垫与包边之间，密封夹片包括第二密封折片和第二固定折片，第二固定折片与包边之间设有用于密封的第二熔胶层；密封垫远离包边边缘的一端设有第一夹槽；第一密封折片能够插入到第一夹槽中，箱体与端盖之间通过螺钉固定。
通过采用上述技术方案，端盖扣合在箱体端部，密封垫位于箱体和端盖之间起到初始密封。第一密封折片插入到第一夹槽中，使得箱体内部的气体透过密封垫的路径大大增加，提高密封效果。由于密封垫为弹性，当生产检测出现气体从密封垫处泄漏时，通过向气箱内增压，使得第一夹槽两侧的密封垫受压后紧贴在第一密封折片上，同时第二密封折片受到气压压力时对密封垫进行压紧，第一密封折片与第二密封折片同时对密封垫两侧挤压，大大降低了气体从接触间隙泄漏的可能，起到减小泄漏的目的，维护方便。
可选的，所述第一密封折片厚0.2mm，第一夹槽缝隙为0.15mm。
通过采用上述技术方案，第一夹槽缝隙略小于第一密封折片厚度，使得第一密封折片插入到第一夹槽后，第一夹槽侧壁向外胀开，由于密封垫的弹性作用，密封垫紧压在第一密封折片表面，提高密封性能。
可选的，所述密封垫为橡胶垫，第二固定折片与橡胶垫之间熔接固定。
通过采用上述技术方案，防止气体从第二固定折片与橡胶垫接触面间泄漏，提高气箱的密封性。
可选的，所述密封垫的顶端抵接端盖顶壁，密封垫位于第一夹槽外部设有扩口斜面。
通过采用上述技术方案，当箱内部气压逐渐增加时，一部分气体沿着扩口挤压密封垫并进入到密封垫与端盖包边之间的狭小空腔内，狭小空腔内的气体对第二密封折片产生压力，第二密封折片挤压密封垫；同时箱体内的气体对第一密封折片以及第一夹槽侧壁产生压力，使得第一密封折片受到两侧的密封垫挤压，防止气体从箱体内沿着第一密封组件向外漏气，提高密封性能。当第一密封折片与密封垫之间接触不紧密时，可以通过增大箱体内部的气压达到密封效果。
可选的，所述密封垫靠近第一夹槽设有包覆第二密封折片端部的第二夹槽，所述第二密封折片厚0.15mm，第二夹槽缝隙为0.1mm。
通过采用上述技术方案，第二密封折片端部位于第二夹槽内，增加了气体从第二密封折片与密封垫之间渗透的路径，提高密封性。第二密封折片插入到第二夹槽中后，第二夹槽的侧壁在弹力作用下紧紧贴合在第二密封折片上，提高密封性能。
可选的，所述密封夹片还包括定位部，第二密封折片和第二固定折片位于定位部两端并反向弯折，密封垫上设有与定位部配合的定位斜面。
通过采用上述技术方案，密封夹片安装前可以方便的与密封垫配合安装，提高第二密封组件安装位置准确性。
可选的，所述端盖包边内壁设有与第二固定折片轮廓配合的定位槽，定位槽上设有与定位部贴合的倒角；第二熔胶层位于定位槽内，第二固定折片与密封垫贴合的一面与端盖内壁平齐。
通过采用上述技术方案，第二密封组件安装时，定位槽能够方便密封夹片的放置位置，提高安装效率和质量。即使出现第二熔胶层熔合不佳的情况，第二固定折片位于定位槽中增加了气体的绕流路径，产品质量好。
第二方面，本申请提供的一种气体绝缘开关设备的气箱的加工工艺采用如下技术方案：
一种气体绝缘开关设备的气箱的加工工艺，包括以下步骤：
S1：预先成型箱体和端盖结构；制作第一密封组件和密封夹片，在第一密封组件和密封夹片的一端加工穿孔；
S2：将第一密封组件的第一固定折片固定在箱体端部内壁，第一固定折片与箱体内壁密封处理；将密封夹片与预制的密封垫组合呈第二密封组件并固定在端盖内壁，第二密封组件与端盖内壁密封处理；
S3：将第一密封折片与密封垫的第一夹槽对齐后使得端盖扣合在箱体上，然后用螺钉固定；
S4：向气箱内充气进行气密性检测，出现漏气时增加气箱内压力。
通过采用上述技术方案，制造的气箱密封性强，延长使用寿命，后期维护方便。
可选的，步骤S1中箱体制作如下：板材两端缝隙宽度不超过3mm；对板材靠近接缝处的两端15-20mm区域表面进行打磨直至金属光泽，对缝隙两侧的板材端部进行倒角处理，然后从箱体内外两侧对接缝进行焊接，焊接方式为满焊；然后用磁粉检测焊缝位置内部孔隙情况，不允许出现缩松。
通过采用上述技术方案，箱体不会因焊缝位置出现漏气，提高整个气箱的密封性。
可选的，步骤S2中第二密封组件与端盖内壁密封方式为：定位槽中放置0.05mm厚的胶膜，然后将第二固定折片放入到定位槽中并固定，然后使用加热设备对端盖外侧对应定位槽区域进行加热200℃使得胶膜熔化后凝固。
通过采用上述技术方案，第二密封组件与端盖之间密封性提高，大大降低了气体从此处泄露的可能。
综上所述，本申请相比于现有技术具有以下有益效果：
通过第一密封折片、密封垫和第二密封折片互相挤压，使得气体从箱体与端盖之间流动路径增加且穿透能力降低，双重作用下提高了气箱的密封性；
生产完成后进行气密性检测时，当检测到箱体与端盖连接处漏气时，可以通过增加箱体内部的气压起到校准和维护，减少了将设备拆开返修的次数，提高生产效率；
生产气箱时各部件可以分别制作，最后进行组装，适合流水化作业，提高生产效率。
附图说明
图1为实施例整体结构示意图；
图2为显示箱体与端盖装配前状态的爆炸图；
图3为凸显箱体与端盖密封结构在图1中A-A向的局部剖视图；
图4为凸显端盖内侧密封结构各部件结构的爆炸图。
附图标记：1、箱体；11、安装槽；2、端盖；21、气阀；22、定位槽；221、倒角；3、第一密封组件；31、第一密封折片；32、过渡区；33、第一固定折片；34、第一熔胶层；4、第二密封组件；41、密封夹片；411、第二密封折片；412、定位部；413、第二固定折片；4131、穿孔；414、第二熔胶层；42、密封垫；421、第一夹槽；422、第二夹槽；423、扩口斜面；424、定位斜面；425、沉头孔；43、沉头螺钉。
具体实施方式
下面结合实施例和附图1-4对本申请进行详细说明。
一种气体绝缘开关设备的气箱，如图1和图2所示，包括上下两端敞口的箱体1和安装在箱体1端部的端盖2，箱体1与端盖2连接处通过第一密封组件3和第二密封组件4密封，提高气箱的密封效果。
参考图1和图2，箱体1整体呈长方体状，箱体1可以采用3-5mm厚的不锈钢板弯折后接缝处焊接而成。为了提高焊缝的密封效果，焊缝处最好采用内外两侧满焊。端盖2的四周边缘延伸有包边，包边内部轮廓与箱体1外轮廓相适应，以便端盖2扣合在箱体1上。其中一个端盖2上安装有气阀21。
参考图2和图3，第一密封组件3安装在箱体1的端部内壁，第一密封组件3包括“Z”形的金属片，金属片可以是0.15-0.3mm厚的铜片或者不锈钢片，此处金属片为0.2mm，具有一定强度和弹性，能够承受一定的压力不变形。
Z形的金属片包括第一密封折片31、过渡区32和第一固定折片33，第一密封折片31与第一固定折片33位于过渡区32的两端并反向弯折，第一密封折片31与第一固定折片33平行设置，第一密封折片31和第一固定折片33分别与过渡区32之间呈夹角设置，夹角可以为120°-135°，此处选择120°。
第一固定折片33通过螺钉与箱体1内壁固定连接，螺钉未穿透箱体1侧壁。为了提高第一固定折片33与箱体1内壁之间的密封性，第一固定折片33与箱体1内壁之间设有第一熔胶层34。为了进一步防止气体从第一固定折片33与箱体1内壁之间泄漏，在箱体1内壁设有用于容纳第一固定折片33和第一熔胶层34的安装槽11，安装槽11的高度为第一固定折片33的宽度相同，安装槽11的深度为第一固定这边33和第一熔胶层34之和，此处安装槽11的深度为0.5mm。
第一密封折片31靠近箱体1侧壁外侧设置，此处第一密封折片31的端面与箱体1的外侧壁在同一平面。
参考图3和图4，第二密封组件4包括密封夹片41和密封垫42以及连接二者的沉头螺钉43。密封夹片41安装于密封垫42和端盖2的包边内壁之间，沉头螺钉43与端盖2的包边螺纹连接，沉头螺钉43未穿透端盖2包边。
密封夹片41为“Z”型的金属片，金属片可以是0.10-0.25mm厚的铝箔或不锈钢片，此处为0.15mm，具有较高的气体阻隔性和一定的强度。密封夹片41包括依次设置的第二密封折片411、定位部412和第二固定折片413，第二密封折片411和第二固定折片413位于定位部412的两端并反向弯折，第二密封折片411与第二固定折片413平行设置，第二密封折片411与第二固定折片413分别与定位部412呈夹角设置，夹角可以为120°-135°，此处选择135°。在第二固定折片413上沿长度方向设有穿孔4131。
参考图3和图4，密封垫42可以采用橡胶垫制作，横截面呈“T”型，密封垫42对应穿孔413位置设有沉头孔425，沉头螺栓43依次穿过沉头孔425和穿孔4131。密封垫42远离沉头孔425的一侧设有第一夹槽421和第二夹槽422，第一夹槽421远离密封夹片41设置，第二夹槽422靠近密封夹片41设置。密封垫42靠近密封夹片41的一侧自沉头孔425一端向第二夹槽422一端厚度减薄形成定位斜面424，定位斜面424的上下两侧为平面，定位斜面424与平面之间的夹角可以为135°，使得定位部412与定位斜面424贴合，便于安装位置准确。
第一夹槽421的深度可以为20-30mm，第一夹槽421的缝隙宽度可以为0.15mm，使得第一密封折片31插入到第一夹槽421时过盈配合，第一夹槽421的侧壁在弹力作用下紧紧贴合在第一密封折片31上，提高密封性能。
第二夹槽421的深度可以为5-10mm，第二夹槽422的缝隙宽度可以为0.10mm，使得第二密封折片411插入到第二夹槽422中后，第二夹槽422的侧壁在弹力作用下紧紧贴合在第二密封折片411上，提高密封性能。为了防止气体从密封垫42与密封夹片41之间的缝隙漏气，密封垫42与第二固定折片413接触区域熔接固定。
参考图3和图4，在端盖2包边内侧设有与第二固定折片413轮廓相适应的定位槽22，定位槽22上设有与定位部412相适应的倒角221，使得第二固定折片413放入到定位槽22中时不会干涉。在定位槽22内设有第二熔胶层414，防止气体从第二固定折片413与端盖2包边之间泄漏。
箱体1与端盖2包边之间通过螺钉固定，螺钉穿过端盖2包边与箱体1螺纹连接，螺钉未穿透箱体1侧壁。
在密封垫42位于第一夹槽421外侧设有扩口斜面423，使得密封垫42与端盖2顶壁抵接时形成扩口。当箱体1内部气压逐渐增加时，一部分气体沿着扩口挤压密封垫42并进入到密封垫42与端盖2包边之间的狭小空腔内，狭小空腔内的气体对第二密封折片411产生压力，第二密封折片411挤压密封垫42；同时箱体1内的气体对第一密封折片31以及第一夹槽421侧壁产生压力，使得第一密封折片31受到两侧的密封垫42挤压，防止气体从箱体1内沿着第一密封组件3向外漏气，提高密封性能。当第一密封折片31与密封垫42之间接触不紧密时，可以通过增大箱体1内部的气压达到密封效果。
该一种气体绝缘开关设备的气箱的加工工艺如下：
准备4mm厚的不锈钢板，按照设计要求进行裁切，一块用于制作箱体1，两块用于制作端盖2；使用宽度为100mm、厚度为0.2mm不锈钢片冷弯制作成第一密封组件3，使用宽度为90mm、厚度为0.15mm不锈钢片冷弯制成密封夹片41。
将用于制作箱体1的一块不锈钢板采用热弯工艺弯折三次形成箱体1结构，板材两端缝隙宽度不超过3mm；对板材靠近接缝处的两端15-20mm区域表面进行打磨直至金属光泽，对缝隙两侧的板材端部进行倒角处理，然后从箱体1内外两侧对接缝进行焊接，焊接方式为满焊；然后用磁粉检测焊缝位置内部孔隙情况，不允许出现缩松。
在箱体1两端内侧壁开30mm宽、0.5mm深的安装槽11，在安装槽11中装入0.05mm的胶膜，然后将第一密封组件3的第一固定折片33放到安装槽11中并用螺钉固定。
使用加热设备对第一固定折片33进行加热200℃使得胶膜熔化后凝固形成第一熔胶层34。
将密封夹片41插入到预制的密封垫42中的第二夹槽422，使得穿孔4131与沉头孔425对齐后穿入沉头螺栓43，然后使用加热设备对第二固定折片413进行加热300℃使得第二固定折片413与密封垫42熔接固定。
在端盖2包边内侧使用工具切割出定位槽22，定位槽22中放置0.05mm厚的胶膜，然后将第二密封组件4的第二固定折片413放入到定位槽22中并紧固沉头螺钉43，然后使用加热设备对端盖2外侧对应定位槽22区域进行加热200℃使得胶膜熔化后凝固形成第二熔胶层414。
将端盖2从上方扣合在箱体1上，使得第一密封折片31插入到第一夹槽421中，然后用螺钉穿过端盖2包边螺纹固定在箱体1外壁。
利用端盖2上的气阀21对气箱进行充气达到设计压力，然后进行肥皂水气密性检测；当检测到气箱在端盖2与箱体1接缝处存在漏气时，继续向气箱1内进行充气不超过设计压力10%，期间漏气会逐渐减小并停止。产品校准合格。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (6)
1.一种气体绝缘开关设备的气箱，包括箱体(1)和盖合在箱体(1)端部的端盖(2)，端盖(2)上安装有气阀(21)，其特征在于：所述箱体(1)端部内壁固设有第一密封组件(3)，第一密封组件(3)包括第一密封折片(31)、过渡区(32)和第一固定折片(33)，第一固定折片(33)与箱体(1)内壁之间设有用于密封的第一熔胶层(34)；
所述端盖(2)四周延伸有包边，包边内壁设有第二密封组件(4)，第二密封组件(4)包括密封夹片(41)和弹性的密封垫(42)，密封夹片(41)位于密封垫(42)与包边之间，密封夹片(41)包括第二密封折片(411)和第二固定折片(413)，第二固定折片(413)与包边之间设有用于密封的第二熔胶层(414)；密封垫(42)远离包边边缘的一端设有第一夹槽(421)；第一密封折片(31)能够插入到第一夹槽(421)中，箱体(1)与端盖(2)之间通过螺钉固定；
所述第一密封折片(31)厚0.2mm，第一夹槽(421)缝隙为0.15mm；
所述密封垫(42)的顶端抵接端盖(2)顶壁，密封垫(42)位于第一夹槽(421)外部设有扩口斜面(423)；
所述密封垫(42)靠近第一夹槽(421)设有包覆第二密封折片(411)端部的第二夹槽(422)，所述第二密封折片(411)厚0.15mm，第二夹槽(422)缝隙为0.1mm；
所述密封夹片(41)还包括定位部(412)，第二密封折片(411)和第二固定折片(413)位于定位部(412)两端并反向弯折，密封垫(42)上设有与定位部(412)配合的定位斜面(424)。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘开关设备的气箱，其特征在于：所述密封垫(42)为橡胶垫，第二固定折片(413)与橡胶垫之间熔接固定。
3.根据权利要求1所述的气体绝缘开关设备的气箱，其特征在于：所述端盖(2)包边内壁设有与第二固定折片(413)轮廓配合的定位槽(22)，定位槽(22)上设有与定位部(412)贴合的倒角(221)；第二熔胶层(414)位于定位槽(22)内，第二固定折片(413)与密封垫(42)贴合的一面与端盖(2)内壁平齐。
4.如权利要求1-3任一所述的气体绝缘开关设备的气箱的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：预先成型箱体(1)和端盖(2)结构；制作第一密封组件(3)和密封夹片(41)，在第一密封组件(3)和密封夹片(41)的一端加工穿孔(4131)；
S2：将第一密封组件(3)的第一固定折片(33)固定在箱体(1)端部内壁，第一固定折片(33)与箱体(1)内壁密封处理；将密封夹片(41)与预制的密封垫(42)组合呈第二密封组件(4)并固定在端盖(2)内壁，第二密封组件(4)与端盖(2)内壁密封处理；
S3：将第一密封折片(31)与密封垫(42)的第一夹槽(421)对齐后使得端盖(2)扣合在箱体(1)上，然后用螺钉固定；
S4：向气箱内充气进行气密性检测，出现漏气时增加气箱内压力。
5.根据权利要求4所述的一种气体绝缘开关设备的气箱的加工工艺，其特征在于：步骤S1中箱体(1)制作如下：板材两端缝隙宽度不超过3mm；对板材靠近接缝处的两端15-20mm区域表面进行打磨直至金属光泽，对缝隙两侧的板材端部进行倒角(221)处理，然后从箱体(1)内外两侧对接缝进行焊接，焊接方式为满焊；然后用磁粉检测焊缝位置内部孔隙情况，不允许出现缩松。
6.根据权利要求4所述的气体绝缘开关设备的气箱的加工工艺，其特征在于：步骤S2中第二密封组件(4)与端盖(2)内壁密封方式为：定位槽(22)中放置0.05mm厚的胶膜，然后将第二固定折片(413)放入到定位槽(22)中并固定，然后使用加热设备对端盖(2)外侧对应定位槽(22)区域进行加热200℃使得胶膜熔化后凝固。
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