CN114937555B - 一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备及使用方法，该设备包括混胶系统、连通管、样品腔、冒胶系统、位移控制系统、真空系统、高压氮气、温度/压力信号采集控制系统、混胶系统支撑架；本发明可实现不同厚度密绕磁体线圈的环氧树脂完全填充，相对于现有的真空环氧浸胶设备及方法，在真空负压环境下，通过微调混胶系统和样品腔两端的压力，通过压力差调节环氧树脂的流速，使环氧树脂缓慢浸入磁体线圈的间隙，可有效提高线圈间隙的填充率，提高磁体线圈的整体刚性和稳定性，提高了超导磁体线圈的研制成功率。

Description

一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备及使用方法

技术领域

本发明属于真空环氧树脂浸胶技术领域，特别涉及一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备及使用方法。

背景技术

真空环氧树脂浸胶是提高超导磁体线圈匝间绝缘特性、提高超导磁体整体刚性与稳定性的关键措施，是超导磁体研制中不可或缺的重要环节。环氧树脂浸胶的完整度决定超导磁体的稳定性与可靠性。目前现有的环氧树脂浸胶设备通常采用加压法，在真空环境中，将环氧树脂直接压入磁体线圈中，达到填充磁体线圈间隙的目的。但是，传统的环氧浸胶设备及方法未能控制环氧树脂的流速，当线圈厚度达到一定程度，环氧树脂在线圈内部的间隙填充率无法控制，从而导致磁体线圈、尤其是高场磁体线圈励磁时无法达到预期目标；而本设备采用连通器原理，通过微调混胶系统与样品腔压差实现浸胶速率可控，使环氧树脂沿既定的流通通道缓慢浸入磁体线圈内部，已达到磁体线圈间隙完全填充的目的，同时，在封闭样品腔进胶口的前提下，从样品腔上端的冒胶系统加载一定程度的正向压力，将胶体压入磁体线圈间隙，以排除多余的气泡，从而进一步保证超导磁体线圈空隙的完全填充，提升线圈的整体刚性。

发明内容

为充分填充磁体线圈间隙，尽可能地提升磁体线圈的稳定性与可靠性，本发明提供一种浸胶速率可控的恒温恒压环氧浸胶设备及使用方法，通过调节浸胶设备中混胶系统与样品腔中的压力差，控制环氧树脂胶的浸胶速率，使环氧树脂胶缓慢浸入磁体线圈，以尽可能地提升磁体线圈的孔隙填充率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种浸胶速率可控的恒温恒压环氧浸胶设备，包括混胶系统、连通管、样品腔、冒胶系统、位移控制系统、真空系统、高压氮气罐、温度/压力信号采集控制系统和混胶系统支撑架；

其中，所述混胶系统包含混胶罐筒体、混胶罐上法兰、混胶罐观察窗、可调速驱动电机、搅拌器、混胶罐保温部件、混胶罐加热器、混胶罐筒体外壁温度传感器、混胶罐内部温度传感器、混胶罐液位检测部件、混胶罐负压检测通道、混胶罐正压检测压力计、混胶罐正/负压力加载通道、混胶罐出胶口阀门、塔型密封接口，通过对温度、压力及环氧树脂液位的检测与控制，使环氧树脂的不同成分充分混合；

所述连通管通过塔型密封接口与混胶罐连接，另一侧经具有塔型密封接口的三通与样品腔底端塔型密封进胶口连接，塔型密封接口三通一端设有止流阀和连通管温度传感器，用于排除多余气体并检测连通管内环氧树脂胶的温度；

所述样品腔用于提供磁体线圈的恒温浸胶环境；

所述冒胶系统与样品腔出胶口连接，用于加载并检测样品腔的正/负压力、评定磁体浸胶程度且防止胶体外溢；

所述位移控制系统通过吊装工装与样品腔连接，控制样品腔及冒胶系统的竖直及水平位移，包含样品腔吊装法兰、样品腔吊装杆、吊环、葫芦吊机、龙门架；

所述真空系统包含真空泵、真空阀门及波纹管；

所述高压氮气罐，通过减压阀门连接混胶罐正/负压力加载通道或样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道，为整个浸胶系统提供正压环境，并通过减压阀门控制正压等级；

所述温度/压力信号采集控制系统的温度信号采集控制通过电气接口分别与混胶罐加热器、混胶罐筒体外壁温度传感器、连通管温度传感器、样品腔加热器、样品腔外壁温度传感器、样品腔内部温度传感器连接实现，压力信号采集控制使用真空规及压力显示仪表实现，真空规分别与混胶罐负压检测通道、样品腔/冒胶罐负压检测通道连接进行压力信号采集。

进一步地，所述样品腔包含样品腔底端法兰、底端塔型密封进胶口、磁体骨架、磁体线圈、样品腔筒体、样品腔保温部件、样品腔加热器、样品腔外壁温度传感器、样品腔内部温度传感器、磁体外侧填充材料、磁体骨架中心填充材料、样品腔上法兰、电流引线保护罩、电流引线浸胶观察窗、电流引线浸胶观察窗顶部盖板、电流引线保护罩出胶通道、磁体上法兰浸胶观察窗、磁体上法兰观察窗顶部盖板、样品腔出胶口。

进一步地，所述冒胶系统包含冒胶罐进胶口、冒胶罐筒体、冒胶罐液位检测部件、冒胶罐上法兰、航空插头密封接口、样品腔/冒胶系统负压检测通道、样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道、样品腔/冒胶系统正压检测压力计。

进一步地，所述真空系统的真空泵通过真空阀门与波纹管分别与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道及冒胶系统正/负压力加载通道密封连接，为整个浸胶系统提供负压环境，并通过调节真空阀门来控制负压等级。

进一步地，所述混胶系统包含混胶罐筒体、混胶罐上法兰、混胶罐观察窗、可调速驱动电机、搅拌器、混胶罐保温部件、混胶罐加热器、混胶罐筒体外壁温度传感器、混胶罐内部温度传感器、混胶罐液位检测部件、混胶罐负压检测通道、混胶罐正压检测压力计、混胶罐正/负压力加载通道、混胶罐出胶口阀门、塔型密封接口。

进一步地，所述混胶罐筒体材料为不锈钢，混胶罐筒体顶部环面均布螺纹孔，通过螺栓与混胶罐上法兰进行紧固连接，混胶罐筒体顶部环面设有环形凹槽，用于布置真空密封O圈；所述混胶罐观察窗包含不锈钢径管、密封胶圈、耐高温有机玻璃、不锈钢紧固盖板；所述可调速驱动电机固定在混胶罐上法兰顶端的中心位置，并与搅拌器连接为混合胶体提供搅拌工具。

进一步地，所述连通管材料为PU管或金属软管，连通管一侧与塔型密封接口连接，另一侧经具有塔型密封接口的三通与单个/多个样品腔底端塔型密封进胶口连接，塔型密封接口的三通一侧连接PU管或金属软管，末端设有止流阀和连通管温度传感器，用于排除多余气体并检测连通管内环氧树脂胶的温度，连通管外围包裹有保温材料，用于减缓环氧树脂流通过程中的热量损耗。

进一步地，所述样品腔吊装法兰材料为不锈钢，通过多根样品腔吊装杆与样品腔上法兰连接，用于调节样品腔的水平度；所述吊环材料为不锈钢，固定于样品腔吊装法兰中心位置，用于连接葫芦吊机；所述葫芦吊机包含水平和竖直方向位移控制器，与吊环连接，用于控制样品腔和混胶系统的水平和竖直位移；所述龙门架材料为工字钢，用于支撑葫芦吊机、样品腔和混胶系统。

本发明还提供一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的使用方法，包括如下步骤：

步骤1、在磁体线圈外壁均匀布置多组温度传感器；将加热带螺旋缠绕于样品腔筒体和样品腔上法兰电流引线保护罩外表面，将单个/多组温度传感器分别固定于样品腔外壁加热器与样品腔筒体之间；

步骤2、将磁体线圈外壁布置的多组样品腔内部温度传感器连接线通过冒胶系统的冒胶罐与航空插头连接，并将航空插头密封固定在冒胶罐上法兰；

步骤3、将样品腔上法兰通过多根螺柱与吊装法兰进行连接，使样品腔上法兰与吊装法兰保持平行；调节样品腔的高度，使样品腔底部高于混胶罐上法兰；

步骤4、将混胶罐筒体外表面螺旋缠绕混胶罐加热器，并在混胶罐加热器与混胶罐筒体外表面之间布置单个/多组温度传感器；

步骤5、将真空泵接口处连接四通，四通的其余三个接口处分别连接真空阀门，其中两个真空阀门分别通过波纹管与混胶系统和冒胶系统的正/负压力加载通道密封连接；

步骤6、将所有温度传感器、加热带与温度信号采集控制系统进行连接，所有的真空规与压力信号采集系统进行连接；

步骤7、在连通管与样品腔连接侧加装三通，三通的一个接口加装PU管或金属软管，并连接止流夹或止流阀；

步骤8、关闭真空泵四通连接的用于泄压的真空阀门与连通管三通连接的止流阀，打开浸胶系统中的其余阀门，运行真空泵，检测系统中的压力状态，判断是否存在漏气现象；若无漏气现象，关闭真空泵，打开泄压阀门，释放系统压力；

步骤9、关闭所有阀门，设置温度信号采集控制系统中混胶系统和样品腔的目标温度，观测混胶筒体内部的温度传感器与样品腔中磁体线圈外壁的温度传感器信号，将混胶系统压力控制在一定水平，打开驱动电机，使搅拌器运行，对环氧树脂进行除气操作；

步骤10、待除气完成，打开与真空泵接口处四通、冒胶系统真空波纹管连接的真空阀门，观测压力检测系统上显示的样品腔压力信号，调节阀门，使样品腔与混胶系统中的压力保持平衡；

步骤11、打开混胶罐出胶口阀门，使环氧树脂胶流入样品腔中，并通过磁体上法兰浸胶观察窗或样品腔顶部法兰浸胶观察窗观测环氧树脂胶液面；

步骤12、待环氧树脂胶液面上升至磁体上法兰浸胶观察窗所在高度，关闭与混胶罐出胶口阀门，同时使用止流夹封闭样品腔底端密封进胶口；为样品腔中的环氧树脂胶加载一定强度的正压，通过磁体上法兰浸胶观察窗观测环氧树脂胶液面的变化情况；

步骤13、如果样品腔中环氧树脂胶液面大幅下降，则关闭高压液氮减压阀，移除与冒胶罐上法兰正/负压力加载通道连接的加压管道，将与真空泵连接的波纹管通过真空球阀连接至样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道，重复步骤10-12，直至磁体上法兰浸胶观察窗中的环氧树脂胶液面无明显下降，且完全覆盖住磁体上法兰浸胶观察窗位置；

步骤14、在温度信号采集控制系统端设置样品腔的温度曲线，使样品腔中的环氧树脂胶完全固化。

有益效果：

本发明提出的浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备及使用方法，可实现不同厚度密绕磁体线圈的环氧树脂完全填充，相对于现有的真空环氧浸胶设备及方法，在真空负压环境下，通过微调混胶系统和样品腔两端的压力，通过压力差调节环氧树脂的流速，使环氧树脂缓慢浸入磁体线圈的间隙，可有效提高线圈间隙的填充率，提高磁体线圈的整体刚性和稳定性，提高了超导磁体线圈的研制成功率。

附图说明

图1为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的三维结构示意图；

图2为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的混胶系统三维示意图；

图3为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的连通管三维示意图；

图4为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的样品腔三维示意图；

图5为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的冒胶系统三维示意图；

图6为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的真空泵三维示意图；

图7为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的位移控制系统三维示意图；

图8为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的温度及压力信号采集控制系统示意图；

图9为本发明浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的高压氮气罐示意图。

图中：1-混胶系统；2-连通管；3-样品腔；4-冒胶系统；5-葫芦吊机；6-龙门架；7-冒胶系统真空波纹管；8-真空泵组；9-混胶系统真空波纹管；10-高压氮气罐；11-温度/压力信号采集控制系统；12-混胶系统支撑架；13-混胶罐筒体；14-混胶罐上法兰；15-混胶罐观察窗；16-可调速驱动电机；17-搅拌器；18-混胶罐保温部件；19-混胶罐加热器；20-混胶罐筒体外壁温度传感器；21-混胶罐内部温度传感器；22-混胶罐液位检测部件；23-混胶罐负压检测通道；24-混胶罐正压压力计；25-混胶罐正/负压力加载通道；26-混胶罐出胶口阀门；27-塔型密封接口；28-PU管/金属软管；29-塔型密封接口的三通；30-止流阀；31-连通管温度传感器；32-样品腔底端法兰；33-样品腔底端塔型密封进胶口；34-磁体骨架；35-磁体线圈；36-样品腔筒体；37-样品腔保温部件；38-样品腔加热器；39-样品腔外壁温度传感器；40-样品腔内部温度传感器；41-磁体外侧填充材料；42-磁体骨架中心填充材料；43-样品腔上法兰；44-电流引线保护罩；45-电流引线浸胶观察窗；46-电流引线浸胶观察窗顶部盖板；47-电流引线保护罩出胶通道；48-磁体上法兰浸胶观察窗；49-磁体上法兰观察窗顶部盖板；50-样品腔出胶口；51-冒胶罐进胶口；52-冒胶罐筒体；53-冒胶罐液位检测部件；54-冒胶罐上法兰；55-航空插头密封接口；56-样品腔/冒胶系统负压检测通道(连接真空规)；57-样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道；58-样品腔/冒胶系统正压检测压力计；59-样品腔吊装法兰；60-样品腔吊装杆；61-吊环；62-葫芦吊机吊钩；63-葫芦吊机水平位移轮组；64-真空泵排气口；65-真空泵进气口；66-混胶罐负压控制阀；67-混胶罐负压加载接口；68-冒胶罐负压控制阀；69-冒胶罐负压加载接口；70-泄压阀；71-温度/压力信号连接接口；72-混胶罐与冒胶罐负压压力显示仪表；73-混胶罐筒体内部温度信号检测仪表；74-混胶罐外壁加热控制及温度信号检测仪表；75-样品腔外部加热控制与温度信号检测仪表；76-样品腔内部温度信号检测仪表；77-连通管温度信号检测仪表；78-备用温度信号检测仪表；79-可调速驱动电机正反转切换按钮；80-可调速驱动电机正转调速旋钮；81-可调速驱动电机反转调速旋钮；82-急停按钮；83-控制系统支架；84-减压阀；85-高压氮气出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，提出一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备，参见附图1，包括混胶系统1、连通管2、样品腔3、冒胶系统4、构成位移控制系统的葫芦吊机5和龙门架6、构成真空系统的冒胶系统真空波纹管7、真空泵组8和混胶系统真空波纹管9、高压氮气罐10、温度/压力信号采集控制系统11、混胶系统支撑架12。

参见附图2，混胶系统1包含混胶罐筒体13、混胶罐上法兰14、混胶罐观察窗15、可调速驱动电机16、搅拌器17、混胶罐保温部件18、混胶罐加热器19、混胶罐筒体外壁温度传感器20、混胶罐内部温度传感器21、混胶罐液位检测部件22、连接真空规的混胶罐负压检测通道23、混胶罐正压压力计24、混胶罐正/负压力加载通道25、混胶罐出胶口阀门26、塔型密封接口27。所述混胶罐筒体13顶部环面均布螺纹孔，通过螺栓紧固的方式与混胶罐上法兰14密封连接；混胶罐观察窗15与混胶罐上法兰14密封连接；可调速驱动电机16与穿过混胶罐上法兰14中心孔的搅拌器17连接；混胶罐筒体13外侧螺旋缠绕混胶罐加热器19，在混胶罐筒体13和混胶罐加热器19之间布置有混胶罐筒体外壁温度传感器20，在混胶罐加热器19外侧包裹混胶罐保温部件18；混胶罐内部温度传感器21穿过混胶罐上法兰14深入到混胶罐的内部，探测环氧树脂胶的实际温度；混胶罐筒体13侧壁开孔，使用PU管或带刻度的玻璃管连接形成连通器，作为混胶罐液位检测部件22；混胶罐负压检测通道23、混胶罐正压压力计24、混胶罐正/负压力加载通道25均位于混胶罐上法兰14上，并使用氩弧焊密封连接；混胶罐筒体13底部中心孔连接混胶罐出胶口阀门26与塔型密封接口27。

参见附图3，连通管2采用PU管/金属软管28与混胶罐出胶口阀门26下端的塔型密封接口27连接，并通过具有塔型密封接口的三通29与样品腔底端塔型密封进胶口33连接，具有塔型密封接口的三通29另外一侧通过PU管/金属软管28接有止流阀30和连通管温度传感器31。

参加附图4，样品腔3包含样品腔底端法兰32、样品腔底端塔型密封进胶口33、磁体骨架34、磁体线圈35、样品腔筒体36、样品腔保温部件37、样品腔加热器38、样品腔外壁温度传感器39、样品腔内部温度传感器40、磁体外侧填充材料41、磁体骨架中心填充材料42、样品腔上法兰43、电流引线保护罩44、电流引线浸胶观察窗45、电流引线浸胶观察窗顶部盖板46、电流引线保护罩出胶通道47、磁体上法兰浸胶观察窗48、磁体上法兰观察窗顶部盖板49、样品腔出胶口50。样品腔底端法兰32中心孔连接样品腔底端塔型密封进胶口33，磁体骨架34、磁体线圈35嵌套于样品腔筒体36内，磁体线圈35与样品腔筒体36之间的间隙使用磁体外侧填充材料41进行填充，磁体线圈35外壁上均布6个样品腔内部温度传感器40，样品腔筒体36与样品腔底端法兰32密封焊接，在样品腔筒体36外侧均匀缠绕样品腔加热器38，并在样品腔筒体36和样品腔加热器38之间布置样品腔外壁温度传感器39，同时在磁体骨架34内孔处放置磁体骨架中心填充材料42，将样品腔上法兰43与样品腔筒体36焊接，将电流引线保护罩44通过螺栓与密封圈与样品腔上法兰43进行密封连接，使用电流引线浸胶观察窗顶部盖板46和密封圈将电流引线浸胶观察窗45压紧固定在电流引线保护罩44上方，同理使用磁体上法兰观察窗顶部盖板49和密封圈将磁体上法兰浸胶观察窗48压紧固定在样品腔上法兰上方，使用PU管制作的电流引线保护罩出胶通道47连接电流引线保护罩44与样品腔出胶口50。

参见附图5，冒胶系统4包含冒胶罐进胶口51、冒胶罐筒体52、冒胶罐液位检测部件53、冒胶罐上法兰54、航空插头密封接口55、连接真空规的样品腔/冒胶系统负压检测通道56、样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道57、样品腔/冒胶系统正压检测压力计58。冒胶罐进胶口51位于冒胶罐筒体52底部中心位置，冒胶罐筒体52侧面开有上下通孔，连接带刻度的玻璃管或软管形成连通器，作为冒胶罐液位检测部件53，冒胶罐上法兰54通过均布的落空和密封圈与冒胶罐筒体52顶端密封连接，样品腔内部温度传感器40穿过冒胶罐筒体52与航空插头密封接口55处的航空插头焊接连接，样品腔/冒胶系统负压检测通道56、样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道57和样品腔/冒胶系统正压检测压力计58分别与冒胶罐上法兰54进行焊接密封连接。

参见附图5与附图6，样品腔上法兰43顶部通过四根样品腔吊装杆60与样品腔吊装法兰59连接，样品腔吊装法兰59中心设有吊环61，用于连接葫芦吊机吊钩62，而龙门架6上的葫芦吊机水平位移轮组63则用来控制样品腔3与冒胶系统4的水平位置。

参见附图7，真空系统包含与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道57连接的冒胶系统真空波纹管7、真空泵组8、与混胶罐正/负压力加载通道25连接的混胶系统真空波纹管9；真空泵组8上端设有一个真空泵排气口64和一个真空泵进气口65，真空泵进气口65通过四通分别与三个真空阀门——混胶罐负压控制阀66，冒胶罐负压控制阀68，泄压阀70连接，混胶罐负压控制阀66与混胶系统真空波纹管9连接，用于控制混胶罐内的真空压力；冒胶罐负压控制阀68与冒胶系统真空波纹管7连接，用于控制样品腔/冒胶系统内的真空压力；混胶系统真空波纹管9通过混胶罐负压加载接口67与混胶罐正/负压力加载通道25连接，冒胶系统真空波纹管7通过冒胶罐负压加载接口69与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道57连接。

参见附图8，温度/压力信号采集控制系统11包含温度/压力信号连接接口71，混胶罐与冒胶罐负压压力显示仪表72，混胶罐筒体内部温度信号检测仪表73，混胶罐外壁加热控制及温度信号检测仪表74，样品腔外部加热控制与温度信号检测仪表75，样品腔内部温度信号检测仪表76，连通管温度信号检测仪表77，备用温度信号检测仪表78，可调速驱动电机正反转切换按钮79，可调速驱动电机正转调速旋钮80，可调速驱动电机反转调速旋钮81，急停按钮82，控制系统支架83。

参见附图9，高压氮气罐10通过减压阀84将高压氮气出气口85连接软管，并与对应的混胶罐正/负压力加载通道25或样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道57连接。

根据本发明的一个实施例，提出一种浸胶速率可控的恒温恒压环氧浸胶设备的使用方法，具体包括如下步骤：

1、在磁体线圈35外壁均匀布置多组温度传感器，然后与磁体外侧填充材料紧固，放置于样品腔底端法兰32上表面，将样品腔筒体36与填充材料紧密嵌套，将样品腔上法兰43电流引线孔位置与磁体线圈电流引线进出线口对齐，将温度传感器连接线穿过样品腔上法兰43中心的样品腔出胶口50，使用氩弧焊将样品腔筒体36与样品腔底端法兰32、样品腔上法兰43之间的间隙密封焊接；在样品腔上法兰43电流引线出线孔加装O圈，并通过螺栓紧固电流引线保护罩44，在电流引线保护罩44顶端观察窗位置加密封圈，并通过螺栓和压接件将耐高温有机玻璃密封固定于观察窗位置；在样品腔上法兰43观察窗处加耐高温密封圈，并通过螺栓紧固和压接件将耐高温有机玻璃密封固定于观察窗位置，并使用软管密封连通电流引线保护罩44与样品腔出胶口50管道；将加热带螺旋缠绕于样品腔筒体和样品腔上法兰43的电流引线保护罩44外表面，将单个/多组温度传感器分别固定于样品腔外壁加热器与样品腔筒体36之间；使用样品腔保温部件将样品腔底端法兰32、样品腔筒体36、样品腔上法兰43(不含观察窗)、样品腔上法兰43的电流引线保护罩44(不含保护罩顶部观察窗)进行多层紧密密封。

2、将磁体线圈外壁布置的多组样品腔内部温度传感器连接线通过冒胶系统4的冒胶罐与航空插头连接，并将航空插头密封固定在冒胶罐上法兰54；冒胶罐底端为KF接口，与样品腔上法兰出胶口末端的KF接口通过O圈密封连接；在冒胶罐筒体顶端加装O圈，通过螺栓将冒胶罐上法兰54与冒胶罐筒体紧密连接；将真空规通过真空球阀与冒胶系统4的压力检测通道密封连接，冒胶系统4的正/负压力加载通道通过真空球阀与波纹管密封连接。

3、将样品腔上法兰43通过多根螺柱与吊装法兰进行连接，使样品腔上法兰43与吊装法兰保持平行，使用葫芦吊机通过吊环61与吊装法兰连接，并调整好系统的水平度；调节样品腔的高度，使样品腔底部高于混胶罐上法兰54。

4、将混胶罐筒体13外表面螺旋缠绕混胶罐加热器19，并在混胶罐加热器19与混胶罐筒体13外表面之间布置单个/多组温度传感器；使用混胶罐保温材料将混胶罐筒体13、混胶罐出胶口阀门26、塔型密封接口27处进行多层紧密密封；将混胶罐筒体内部温度传感器21固定于混胶罐上法兰14；混胶罐出胶口通过真空球阀、塔型密封接口27与连通管连接；使用带刻度的有机玻璃/软管与混胶罐筒体13侧壁密封连接；通过螺栓将搅拌器17固定于混胶罐上法兰14中央，在混胶罐筒体13上表面加装O圈，通过螺栓与混胶罐上法兰14连接；混胶罐正压压力计24固定于混胶罐上法兰14上，而混胶罐真空规经由真空球阀与混胶罐上法兰14负压检测通道密封连接；搅拌器17与可调速驱动电机16连接；混胶罐观察窗处加装密封圈，通过不锈钢紧固盖板使用螺栓紧固将耐高温有机玻璃进行密封固定；混胶罐上法兰14与混胶罐正/负压力加载通道25通过真空球阀与波纹管密封连接。

5、将真空泵接口处连接四通，四通的其余三个接口处分别连接真空阀门——混胶罐负压控制阀66、冒胶罐负压控制阀68、泄压阀70，其中两个真空阀门分别通过波纹管与混胶系统和冒胶系统的正/负压力加载通道密封连接。

6、将所有温度传感器、加热带与温度信号采集控制系统进行连接，所有的真空规与压力信号采集系统进行连接；

7、在连通管与样品腔连接侧加装三通，三通的一个接口加装PU管/金属软管28，并连接止流夹或止流阀；连通管外壁包裹保温棉。

8、关闭真空泵四通连接的用于泄压的泄压阀70与连通管三通连接的止流阀，打开浸胶系统中的其余阀门，运行真空泵，检测系统中的压力状态，判断是否存在漏气现象；若无漏气现象，关闭真空泵，打开泄压阀70，释放系统压力；

9、关闭所有阀门，设置温度信号采集控制系统中混胶系统和样品腔的目标温度，观测混胶罐筒体内部温度传感器21与样品腔中磁体线圈35外壁的温度传感器信号，待达到指定温度时，移除混胶罐正/负压力加载通道25上方连接的波纹管，打开其上的真空球阀，加入一定剂量、不同比例的环氧树脂成分；将波纹管与混胶罐正/负压力加载通道25上方的真空球阀密封连接；打开与真空泵接口处四通、混胶系统真空波纹管9连接的真空阀门，运行真空泵，观测压力检测系统上显示的混胶系统压力信号，调节阀门，将混胶系统压力控制在一定水平，打开驱动电机，使搅拌器运行，对环氧树脂进行除气操作；

10、待除气完成，打开与真空泵接口处四通、冒胶系统波纹管连接的真空阀门，观测压力检测系统上显示的样品腔压力信号，调节阀门，使样品腔与混胶系统中的压力保持平衡；

11、打开混胶罐出胶口阀门26，使环氧树脂胶流入样品腔中，对于小型磁体线圈而言，在保持混胶系统与样品腔压力平衡的前提下，逐步降低样品腔的高度，并通过磁体上法兰浸胶观察窗48观测环氧树脂胶液面；对于大型磁体线圈而言，首先保持混胶系统与样品压力平衡，将样品腔上法兰高度降至低于混胶罐底部，然后缓慢增加混胶罐的内部压力，将环氧树脂逐步压入样品腔中，并通过样品腔顶部法兰浸胶观察窗观测环氧树脂胶液面。

12、待环氧树脂胶液面上升至磁体上法兰浸胶观察窗48所在高度，关闭混胶罐出胶口阀门26，同时使用止流夹封闭样品腔底端密封进胶口；打开与真空泵接口处四通连接的泄压球阀，移除与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道连接的波纹管，将高压液氮与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道上方的真空球阀密封连接，关闭与冒胶罐上法兰54的压力检测通道连接的真空球阀；为样品腔中的环氧树脂胶加载一定强度的正压，通过磁体上法兰浸胶观察窗48观测环氧树脂胶液面的变化情况。

13、如果样品腔中环氧树脂胶液面大幅下降，则关闭高压液氮减压阀，样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道连接的加压管道，将与真空泵连接的波纹管通过真空球阀连接至样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道，重复步骤10-12，直至磁体上法兰浸胶观察窗48中的环氧树脂胶液面无明显下降，且完全覆盖住磁体上法兰浸胶观察窗位置。

14、在温度信号采集控制系统端设置样品腔的温度曲线，使样品腔中的环氧树脂胶完全固化。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备，其特征在于：包括混胶系统、连通管、样品腔、冒胶系统、位移控制系统、真空系统、高压氮气罐、温度/压力信号采集控制系统和混胶系统支撑架；

其中，所述混胶系统包含混胶罐筒体、混胶罐上法兰、混胶罐观察窗、可调速驱动电机、搅拌器、混胶罐保温部件、混胶罐加热器、混胶罐筒体外壁温度传感器、混胶罐内部温度传感器、混胶罐液位检测部件、混胶罐负压检测通道、混胶罐正压检测压力计、混胶罐正/负压力加载通道、混胶罐出胶口阀门、塔型密封接口，通过对温度、压力及环氧树脂液位的检测与控制，使环氧树脂的不同成分充分混合；所述混胶罐筒体顶部环面均布螺纹孔，通过螺栓紧固的方式与混胶罐上法兰密封连接；混胶罐观察窗与混胶罐上法兰密封连接；可调速驱动电机与穿过混胶罐上法兰中心孔的搅拌器连接；混胶罐筒体外侧螺旋缠绕混胶罐加热器，在混胶罐筒体和混胶罐加热器之间布置有混胶罐筒体外壁温度传感器，在混胶罐加热器外侧包裹混胶罐保温部件；混胶罐内部温度传感器穿过混胶罐上法兰深入到混胶罐的内部，探测环氧树脂胶的实际温度；混胶罐筒体侧壁开孔，使用PU管或带刻度的玻璃管连接形成连通器，作为混胶罐液位检测部件；混胶罐负压检测通道、混胶罐正压压力计、混胶罐正/负压力加载通道均位于混胶罐上法兰上，并使用氩弧焊密封连接；混胶罐筒体底部中心孔连接混胶罐出胶口阀门与塔型密封接口；

所述连通管通过塔型密封接口与混胶罐连接，另一侧经具有塔型密封接口的三通与样品腔底端塔型密封进胶口连接，塔型密封接口三通一端设有止流阀和连通管温度传感器，用于排除多余气体并检测连通管内环氧树脂胶的温度；所述连通管材料为PU管或金属软管，塔型密封接口的三通一侧连接PU管或金属软管，末端设有止流阀和连通管温度传感器，用于排除多余气体并检测连通管内环氧树脂胶的温度，连通管外围包裹有保温材料，用于减缓环氧树脂流通过程中的热量损耗；

所述样品腔用于提供磁体线圈的恒温浸胶环境；

所述冒胶系统与样品腔出胶口连接，用于加载并检测样品腔的正/负压力、评定磁体浸胶程度且防止胶体外溢；所述冒胶系统包含冒胶罐进胶口、冒胶罐筒体、冒胶罐液位检测部件、冒胶罐上法兰、航空插头密封接口、样品腔/冒胶系统负压检测通道、样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道、样品腔/冒胶系统正压检测压力计；冒胶罐进胶口位于冒胶罐筒体底部中心位置，冒胶罐筒体侧面开有上下通孔，连接带刻度的玻璃管或软管形成连通器，作为冒胶罐液位检测部件，冒胶罐上法兰通过均布的落空和密封圈与冒胶罐筒体顶端密封连接，样品腔内部温度传感穿过冒胶罐筒体52航空插头密封接口处的航空插头焊接连接，样品腔/冒胶系统负压检测通道、样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道和样品腔/冒胶系统正压检测压力计分别与冒胶罐上法兰进行焊接密封连接；

所述位移控制系统通过吊装工装与样品腔连接，控制样品腔及冒胶系统的竖直及水平位移，包含样品腔吊装法兰、样品腔吊装杆、吊环、葫芦吊机、龙门架；

所述真空系统包含真空泵、真空阀门及波纹管；样品腔上法兰顶部通过四根样品腔吊装杆与样品腔吊装法兰连接，样品腔吊装法兰中心设有吊环，用于连接葫芦吊机吊钩，龙门架上的葫芦吊机水平位移轮组则用来控制样品腔与冒胶系统的水平位置；真空系统包含与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道连接的冒胶系统真空波纹管、真空泵组、与混胶罐正/负压力加载通道连接的混胶系统真空波纹管；真空泵组上端设有一个真空泵排气口和一个真空泵进气口，真空泵进气口通过四通分别与三个真空阀门——混胶罐负压控制阀、冒胶罐负压控制阀、泄压阀连接，混胶罐负压控制阀与混胶系统真空波纹管连接，用于控制混胶罐内的真空压力；冒胶罐负压控制阀与冒胶系统真空波纹管连接，用于控制样品腔/冒胶系统内的真空压力；混胶系统真空波纹管通过混胶罐负压加载接口与混胶罐正/负压力加载通道连接，冒胶系统真空波纹管通过冒胶罐负压加载接口与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道连接；

所述高压氮气罐，通过减压阀门连接混胶罐正/负压力加载通道或样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道，为整个浸胶系统提供正压环境，并通过减压阀门控制正压等级；

所述温度/压力信号采集控制系统的温度信号采集控制通过电气接口分别与混胶罐加热器、混胶罐筒体外壁温度传感器、连通管温度传感器、样品腔加热器、样品腔外壁温度传感器、样品腔内部温度传感器连接实现，压力信号采集控制使用真空规及压力显示仪表实现，真空规分别与混胶罐负压检测通道、样品腔/冒胶罐负压检测通道连接进行压力信号采集；

所述样品腔包含样品腔底端法兰、底端塔型密封进胶口、磁体骨架、磁体线圈、样品腔筒体、样品腔保温部件、样品腔加热器、样品腔外壁温度传感器、样品腔内部温度传感器、磁体外侧填充材料、磁体骨架中心填充材料、样品腔上法兰、电流引线保护罩、电流引线浸胶观察窗、电流引线浸胶观察窗顶部盖板、电流引线保护罩出胶通道、磁体上法兰浸胶观察窗、磁体上法兰观察窗顶部盖板、样品腔出胶口；

所述真空系统的真空泵通过真空阀门与波纹管分别与样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道及冒胶系统正/负压力加载通道密封连接，为整个浸胶系统提供负压环境，并通过调节真空阀门来控制负压等级；

所述混胶罐筒体材料为不锈钢，混胶罐筒体顶部环面均布螺纹孔，通过螺栓与混胶罐上法兰进行紧固连接，混胶罐筒体顶部环面设有环形凹槽，用于布置真空密封O圈；所述混胶罐观察窗包含不锈钢径管、密封胶圈、耐高温有机玻璃、不锈钢紧固盖板；所述可调速驱动电机固定在混胶罐上法兰顶端的中心位置，并与搅拌器连接为混合胶体提供搅拌工具；

所述样品腔吊装法兰材料为不锈钢，通过多根样品腔吊装杆与样品腔上法兰连接，用于调节样品腔的水平度；所述吊环材料为不锈钢，固定于样品腔吊装法兰中心位置，用于连接葫芦吊机；所述葫芦吊机包含水平和竖直方向位移控制器，与吊环连接，用于控制样品腔和混胶系统的水平和竖直位移；所述龙门架材料为工字钢，用于支撑葫芦吊机、样品腔和混胶系统。

2.根据权利要求1所述的一种浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备，其特征在于：所述混胶系统包含混胶罐筒体、混胶罐上法兰、混胶罐观察窗、可调速驱动电机、搅拌器、混胶罐保温部件、混胶罐加热器、混胶罐筒体外壁温度传感器、混胶罐内部温度传感器、混胶罐液位检测部件、混胶罐负压检测通道、混胶罐正压检测压力计、混胶罐正/负压力加载通道、混胶罐出胶口阀门、塔型密封接口。

3.一种根据权利要求1所述的浸胶速率可控的恒温恒压真空环氧浸胶设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在磁体线圈外壁均匀布置多组温度传感器；将加热带螺旋缠绕于样品腔筒体和样品腔上法兰电流引线保护罩外表面，将单个/多组温度传感器分别固定于样品腔外壁加热器与样品腔筒体之间；

步骤2、将磁体线圈外壁布置的多组样品腔内部温度传感器连接线通过冒胶系统的冒胶罐与航空插头连接，并将航空插头密封固定在冒胶罐上法兰；

步骤3、将样品腔上法兰通过多根螺柱与吊装法兰进行连接，使样品腔上法兰与吊装法兰保持平行；调节样品腔的高度，使样品腔底部高于混胶罐上法兰；

步骤4、将混胶罐筒体外表面螺旋缠绕混胶罐加热器，并在混胶罐加热器与混胶罐筒体外表面之间布置单个/多组温度传感器；

步骤5、将真空泵接口处连接四通，四通的其余三个接口处分别连接真空阀门，其中两个真空阀门分别通过波纹管与混胶系统和冒胶系统的正/负压力加载通道密封连接；

步骤6、将所有温度传感器、加热带与温度信号采集控制系统进行连接，所有的真空规与压力信号采集系统进行连接；

步骤7、在连通管与样品腔连接侧加装三通，三通的一个接口加装PU管或金属软管，并连接止流夹或止流阀；

步骤8、关闭真空泵四通连接的用于泄压的真空阀门与连通管三通连接的止流阀，打开浸胶系统中的其余阀门，运行真空泵，检测系统中的压力状态，判断是否存在漏气现象；若无漏气现象，关闭真空泵，打开泄压阀门，释放系统压力；

步骤9、关闭所有阀门，设置温度信号采集控制系统中混胶系统和样品腔的目标温度，观测混胶筒体内部的温度传感器与样品腔中磁体线圈外壁的温度传感器信号，将混胶系统压力控制在一定水平，打开驱动电机，使搅拌器运行，对环氧树脂进行除气操作；

步骤10、待除气完成，打开与真空泵接口处四通、冒胶系统真空波纹管连接的真空阀门，观测压力检测系统上显示的样品腔压力信号，调节阀门，使样品腔与混胶系统中的压力保持平衡；

步骤11、打开混胶罐出胶口阀门，使环氧树脂胶流入样品腔中，并通过磁体上法兰浸胶观察窗或样品腔顶部法兰浸胶观察窗观测环氧树脂胶液面；

步骤12、待环氧树脂胶液面上升至磁体上法兰浸胶观察窗所在高度，关闭与混胶罐出胶口阀门，同时使用止流夹封闭样品腔底端密封进胶口；为样品腔中的环氧树脂胶加载一定强度的正压，通过磁体上法兰浸胶观察窗观测环氧树脂胶液面的变化情况；

步骤13、如果样品腔中环氧树脂胶液面大幅下降，则关闭高压液氮减压阀，移除与冒胶罐上法兰正/负压力加载通道连接的加压管道，将与真空泵连接的波纹管通过真空球阀连接至样品腔/冒胶系统正/负压力加载通道，重复步骤10-步骤12，直至磁体上法兰浸胶观察窗中的环氧树脂胶液面无明显下降，且完全覆盖住磁体上法兰浸胶观察窗位置；

步骤14、在温度信号采集控制系统端设置样品腔的温度曲线，使样品腔中的环氧树脂胶完全固化。