CN115739540A - 电阻片浸涂设备及电阻片的绝缘处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电阻片浸涂设备及电阻片的绝缘处理方法。电阻片浸涂设备包括:底座;料盒,设置在底座上,料盒用于容纳浆料;夹具,包括支架和与支架转动连接的转轴,转轴被构造为能够穿设待浸涂的电阻片,夹具具有与料盒对应的浸涂位置;第一驱动件,第一驱动件的输出轴与转轴驱动连接;升降件,与夹具或料盒驱动连接,以使夹具与料盒能够沿竖直方向相对移动。本发明的技术方案能够解决在重力的作用下浆料滴落导致电阻片的表面涂层出现流挂和不均匀的问题,从而确保电阻片上的浆料涂层均匀。
Description
技术领域
本发明涉及电阻加工技术领域,具体而言,涉及一种电阻片浸涂设备及电阻片的绝缘处理方法。
背景技术
氧化锌避雷器是目前公认的最优异的过电压保护电器,其核心元件——氧化锌电阻片的优劣直接决定了避雷器的性能。电阻片的制造工序高达11道之多(浆料制备-造粒-含水-成型-排胶-烧成-侧面绝缘处理-热处理-磨片-清洗-喷铝),对于其中侧面绝缘处理工序来说,主要目的是通过加强圆饼形电阻片侧面的绝缘强度达成电阻片在遭受过电压冲击情况下不发生沿侧面的闪络现象发生,这对于避雷器的使用可靠性至关重要。
在侧面绝缘处理工序环节,目前采用的绝缘材料有2种:有机绝缘材料及无机非金属绝缘材料。无机非金属绝缘材料基本上采取玻璃粉(釉)。目前,现有的浸涂设备中,产品处于静止状态,将产品浸入浆料中一段时间后取出,完成浸涂,产品表面的浆料在重力作用下向下滴落,浆料流至产品的底部形成流挂,这样会造成产品表面的浆料涂层不均匀。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电阻片浸涂设备及电阻片的绝缘处理方法,以解决现有技术中的在重力作用下浆料滴落导致电阻片表面出现流挂和涂层不均匀的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种电阻片浸涂设备,包括:底座;料盒,设置在底座上,料盒用于容纳浆料;夹具,包括支架和与支架转动连接的转轴,转轴被构造为能够穿设待浸涂的电阻片,夹具具有与料盒对应的浸涂位置;第一驱动件,第一驱动件的输出轴与转轴驱动连接;升降件,与夹具或料盒驱动连接,以使夹具与料盒能够沿竖直方向相对移动。
进一步地,电阻片浸涂设备还包括至少两个加热装置,沿底座的周向,料盒的两侧均设有加热装置;电阻片浸涂设备还包括与底座转动连接的转盘,夹具与转盘固定连接,转盘和底座之间形成避让空间,并且夹具的至少部分结构、料盒和加热装置均位于避让空间内,夹具具有与一个加热装置对应的预热位置和与另一个加热装置对应的烘干位置;电阻片浸涂设备还包括第二驱动件,第二驱动件的输出轴与转盘驱动连接,以使夹具在预热位置、浸涂位置和烘干位置之间切换。
进一步地,料盒包括外盒体和设置在外盒体内的内盒体,内盒体限定出腔体,内盒体和外盒体之间形成储液腔,内盒体的高度大于外盒体的高度,电阻片浸涂设备还包括:储料箱,用于存放浆料;第一输料管,一端与储料箱连通,第一输料管的另一端与腔体连通;第二输料管,一端与储料箱连通,第二输料管的另一端与储液腔连通;输送泵,设置在第一输料管上。
进一步地,内盒体内还设有缓冲板,缓冲板上开设有多个间隔设置的通孔,并且缓冲板位于内盒体的开口与第一输料管的出料端之间。
进一步地,升降件位于料盒的底部,以驱动料盒相对于夹具沿竖直方向移动;和/或,电阻片浸涂设备还包括设置在料盒一侧的第三驱动件和与第三驱动件的输出轴驱动连接的挡板,在第三驱动件的驱动下,挡板具有盖设在料盒的开口处的遮盖位置和从料盒的开口处移开的避让位置。
进一步地,电阻片浸涂设备还包括设置在底座上的摆料组件,摆料组件包括两个相互平行的支撑件,两个支撑件均沿第一方向延伸。
进一步地,摆料组件还包括位于两个支撑件下方的滑轨,滑轨沿与第一方向成夹角的第二方向延伸,两个支撑件均与滑轨滑动配合,以改变两个支撑件的间距。
进一步地,第一驱动件设置在转盘上,电阻片浸涂设备还包括与第一驱动件的输出轴驱动连接的主动锥齿轮,以及与主动锥齿轮齿形啮合的从动锥齿轮,从动锥齿轮通过传动组件与转轴驱动连接。
进一步地,电阻片浸涂设备包括绕转盘的周向间隔且均匀设置的多个夹具和与多个夹具一一对应的多个第一驱动件,每个夹具的转轴均与对应的第一驱动件的输出轴驱动连接,并且料盒和至少两个加热装置绕转盘的周向间隔且均匀设置。
进一步地,电阻片浸涂设备还包括:传感器,位于料盒的一侧,传感器用于检测夹具的位置;控制器,能够控制第二驱动件启动或关闭,以驱动夹具依次移动至预热位置、浸涂位置和烘干位置,并且在预热位置、浸涂位置和烘干位置停留预设时间,控制器能够根据传感器传输的位置信号控制升降件上升或下降。
根据本发明的另一个方面,提供了一种电阻片的绝缘处理方法,绝缘处理方法采用上述的电阻片浸涂设备对电阻片进行浸涂,绝缘处理方法包括:在电阻片的表面浸涂浆料的浸涂步骤,升降件驱动料盒和夹具沿竖直方向相对移动,以使电阻片浸入浆料中,并使电阻片跟随转轴在第一驱动件的驱动下绕转轴的中心轴线转动。
进一步地,在浸涂步骤中,控制转轴按照第一预设转速转动,第一预设转速为25r/min ~35r/min;和/或,在浸涂步骤中,控制电阻片浸入浆料的时间为10s ~15s。
进一步地,在浸涂步骤之前,绝缘处理方法还包括:预热步骤,对电阻片进行预热;在浸涂步骤之后,绝缘处理方法还包括:沥干步骤、烘干步骤和冷却步骤,各步骤对应的夹具的转轴的转速不同,在沥干步骤中,控制转轴按照第二预设转速转动,第二预设转速为10r/min ~12r/min。
进一步地,在预热步骤中,以第一预设温度对电阻片进行预热,第一预设温度的范围为65°~70°;和/或,在烘干步骤中,以第二预设温度对电阻片进行烘干,第二预设温度的范围为150°~180°。
进一步地,在浸涂步骤中,采用玻璃釉浆料进行浸涂,玻璃釉浆料的制备方法包括:按照预设比例在纯水中加入羟乙基纤维素,并且按照预设转速和第一预设时间段搅拌,形成第一溶液;按照预设比例向第一溶液中多次加入玻璃粉并按照第二预设时间段搅拌,形成第二溶液;采用筛网对第二溶液进行过滤,形成玻璃釉浆料。
进一步地,制备方法还包括测定第二溶液的粘度的步骤,当第二溶液的粘度达到预设粘度时,进行过滤步骤;和/或,制备方法还包括按照预设比例向第一溶液中加入分散防沉剂的步骤。
进一步地,预设比例包括:玻璃粉:羟乙基纤维素:纯水的质量比范围为65~70:0.2~0.5:29.5~33。
应用本发明的技术方案,采用浸涂的工艺,在电阻片的外表面涂覆绝缘材料,能够提高浆料的利用率,降低生产成本。夹具位于料盒的上方,升降件与料盒驱动连接,在升降件的带动下,料盒沿竖直方向向上移动,以使电阻片完全浸入料盒内的浆料中;料盒形成一个动态稳定的浸涂液面,也就是说,内盒体内的浆料能够始终保证恒定的液面高度,这样,仅需控制料盒相对于夹具的位移高度,即可控制电阻片相对于浆料的浸入深度;在第一驱动件的驱动下,转轴能够带动电阻片相对于支架转动;浸涂完成后,在升降件的带动下,料盒沿竖直方向向下移动,以使电阻片从浆料中移出;在浸涂的过程中,由于电阻片处于转动状态,附着在电阻片表面的液态浆料能够在电阻片的表面上均匀分布,这样,将电阻片由静态转化为动态,可以避免液态浆料在重力作用下向下滴落,汇集至电阻片的下端面造成局部流挂和涂层厚度不均匀的问题,从而确保浆料能够在电阻片的表面上均匀分布。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的电阻片浸涂设备的实施例的结构示意图;
图2A示出了图1的电阻片浸涂设备的摆料组件的结构示意图;
图2B示出了图1的电阻片浸涂设备的摆料组件的另一个角度的结构示意图;
图3示出了图1的电阻片浸涂设备的夹具的结构示意图;
图4示出了图1的电阻片浸涂设备的浸涂组件的结构示意图;
图5示出了图4的电阻片浸涂设备的浸涂组件的料盒的结构示意图;
图6示出了图1的电阻片浸涂设备的旋转组件的结构示意图;
图7示出了图6的电阻片浸涂设备的A处放大图;
图8示出了图1的电阻片浸涂设备的转盘和旋转组件的结构示意图;
图9示出了图1的电阻片浸涂设备的加热装置的结构示意图;
图10示出了图1的电阻片浸涂设备的转盘、中心轴和分割器的结构示意图;
图11示出了图4的电阻片浸涂设备的浸涂组件的缓冲板的结构示意图;以及
图12示出了根据本发明的电阻片的绝缘处理方法的流程示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、底座;2、转盘;22、避让缺口;3、夹具;31、支架;32、转轴;33、把手;34、从动锥齿轮;35、第一传动齿轮;36、传动轴;37、第二传动齿轮;38、固定板;4、第一驱动件;5、料盒;52、外盒体;53、内盒体;54、储料箱;55、第一输料管;56、第二输料管;57、输送泵;58、缓冲板;581、通孔;59、第三驱动件;6、升降件;61、挡板;7、支撑件;71、滑轨;73、定位板;9、加热装置;91、中心轴;92、分割器。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要说明的是,在电阻片的侧面绝缘处理工序环节,目前采用的绝缘材料有2种:有机绝缘材料及无机非金属绝缘材料。有机绝缘材料一般采用高分子聚合物绝缘漆,例如氟碳漆、清漆等,并且采取滚涂、刷涂的方式附着在电阻片的侧面,然后进行烘烤加热让漆膜干燥。上述工艺形成的漆膜尽管具有较高的绝缘特性且易于作业,材料利用率高达95%以上,但是其绝缘性能相比于玻璃釉在电阻上仍旧会相差约1个数量级,而且该漆膜不耐高温,在超过160℃-180℃会发生软化及老化现象,即便是常温下,有机绝缘漆也会逐渐发生高分子聚合链断裂分解,缓慢老化。避雷器在遭受过电压侵袭时,流过电阻片的电流会达到数十千安,导致避雷器电阻片的温度急剧上升,最高会超过200℃,此时电阻片侧面的绝缘漆将存在碳化风险,最终会导致电阻片侧面绝缘丧失,形成短路,发生沿面闪络导致供电中断或产生爆炸,损坏其它电器设备。
以上也就是说,相比于有机材料,采用无机非金属绝缘材料对电阻片进行绝缘处理,具有绝缘性能好、耐高温以及安全性能好的优势。
在工艺方面,一般采用喷涂或者滚涂工艺进行绝缘材料涂覆。无机材料(比如,玻璃釉)采取有机溶剂或纯水加粘合剂与玻璃粉搅拌形成悬浮液进行二流体(压缩空气驱动悬浮液)喷涂至电阻片侧面(喷涂之前电阻片需要先预热至180℃左右)或者直接对玻璃粉进行静电喷涂方式附着于电阻片侧面,随后再进行500℃-530℃高温玻化处理,得到类似玻璃状态的坚硬涂层,达到侧面绝缘提升的目的。采用喷涂工艺在电阻片侧面形成的玻璃釉属于无机非金属釉层,该无机非金属釉层具有绝缘强度更高,耐高温能力强的特点,其硬度类似于玻璃硬度,且经过高温玻化与电阻片本体产生了熔合,釉层很难剥离,耐温高达470℃,是良好的绝缘处理材料。但玻璃釉有一个致命的缺陷就是材料利用率极低,一方面,气压带动浆料在喷嘴处雾化形成的玻璃粉与水滴混合物以锥体形状喷射出来,随着喷头与被涂覆面距离加大,锥体底面的面积会快速增长,被涂覆面仅仅只占该面积很小一部分,散射到空气雾滴占绝大多数;另一方面,电阻片的形状为圆饼形,圆周侧面为窄带型曲面,被涂覆面不是一个平面,曲面的边沿部分碰撞到浆料雾滴后一部分会弹射出去,并不能全部附着;采用二流体喷涂工艺,玻璃粉的利用率只有30%左右,静电喷涂利用率不足50%,按电阻片侧面厚(约100μm -150μm)度折算到原材料,利用率不足20%,加上玻璃粉价格本身价格高于绝缘漆且工艺装备投入远超绝缘漆约10倍以上,因此成本很高,在行业中难以得到大面积推广,严重影响了该材料的使用,这也是避雷器产品出现瓶颈的原因之一。
另外,对于滚涂工艺,通过研究自流平溶剂和试验,加入玻璃粉后进行滚涂,涂层厚度和流平具有不兼容现象。具体来说,在涂层厚度满足要求时,浆料需要粘度和固含量变大,这时取放电阻片在辊轴面离开瞬间形成的印痕则无法流平,造成局部厚度不均和凹凸小坑。如果降低浆料粘度和固含量,则浆料流平性变好,易于流动,厚度则不能达到产品技术要求。究其根本原因,主要是因为玻璃釉浆料是多种材料的悬浮液。因此,涂覆玻璃釉浆料无法采用滚涂工艺。
以上也就是说,现有技术中的涂覆设备通过喷涂或滚涂的方式对电阻片表面进行喷涂浆料的步骤, 采用喷涂方式时浆料会散射到空气中,造成浆料利用率低的问题;采用滚涂方式无法同时确保浆料涂层的均匀性和厚度。
因此,针对上述技术问题,本发明提供了一种电阻片浸涂设备,该浸涂设备采用浸涂玻璃釉的工艺方法对电阻片侧面进行绝缘处理。
如图1至图4所示,本发明的实施例提供了一种电阻片浸涂设备。电阻片浸涂设备包括底座1、料盒5、夹具3、第一驱动件4和升降件6,其中,料盒5设置在底座1上,料盒5用于容纳浆料;夹具3包括支架31和与支架31转动连接的转轴32,转轴32被构造为能够穿设待浸涂的电阻片,夹具3具有与料盒5对应的浸涂位置;第一驱动件4的输出轴与转轴32驱动连接;升降件6与夹具3或料盒5驱动连接,以使夹具3与料盒5能够沿竖直方向相对移动。
在上述技术方案中,电阻片穿设在转轴32上,当夹具3位于料盒5的正上方时,夹具3位于浸涂位置,升降件6与料盒5驱动连接,在升降件6的带动下,料盒5沿竖直方向向上移动,以使电阻片完全浸入料盒5内的浆料中,从而实现浸涂浆料的效果;同时,在第一驱动件4的驱动下,转轴32能够相对于支架31转动,并且带动电阻片随转轴32同步转动;浸涂完成后,在升降件6的带动下,料盒5沿竖直方向向下移动,以使电阻片从浆料中移出;由于电阻片处于转动状态,附着在电阻片表面的液态浆料能够在电阻片的表面上均匀分布,这样可以避免液态浆料在重力作用下向下滴落,汇集至电阻片的下端面造成局部流挂和涂层厚度不均匀的问题,从而确保浆料能够在电阻片的表面上均匀分布。
通过上述设置,采用浸涂的工艺,在电阻片的外表面涂覆绝缘材料,能够提高浆料的利用率,降低生产成本;另外,在浸涂过程中,将电阻片由静态转化为随着夹具的转轴32动态转动,电阻片保持圆周运动,可以避免产生流挂的问题,从而确保浆料能够在电阻片的表面上均匀分布。
如图1和图9所示,在本发明的实施例中,电阻片浸涂设备还包括至少两个加热装置9,沿底座1的周向,料盒5的两侧均设有加热装置9;电阻片浸涂设备还包括与底座1转动连接的转盘2,夹具3与转盘2固定连接,转盘2和底座1之间形成避让空间,并且夹具3的至少部分结构、料盒5和加热装置9均位于避让空间内,夹具3具有与一个加热装置9对应的预热位置和与另一个加热装置9对应的烘干位置;电阻片浸涂设备还包括第二驱动件,第二驱动件的输出轴与转盘2驱动连接,以使夹具3在预热位置、浸涂位置和烘干位置之间切换。
在上述技术方案中,沿转盘2的转动方向,位于料盒5前的加热装置9能够对电阻片进行加热,经过预热后的电阻片的温度高于浆料温度,这样,在浸涂的过程中能够将浆料中的部分水分蒸发,使得更多的浆料粘附在电阻片表面,从而能够控制电阻片表面的浆料涂层的厚度。沿转盘2的转动方向,位于料盒5后的加热装置9能够对电阻片进行加热,随着加热干燥,浆料中的水分蒸发,从而能够在电阻片的表面形成固体涂层。
通过上述设置,在第二驱动件的驱动下,转盘2能够带动夹具3依次从预热位置转动至浸涂位置和烘干位置,以带动电阻片依次完成预热、浸涂和烘干工序,从而完成浆料浸涂。
优选地,位于预热工位的加热装置9的加热温度为65℃~70℃,这样可以避免因电阻片的温度过高导致浆料中的纯水发生汽化的问题,由于发生汽化时电阻片的温度会快速下降,并且随着电阻片的旋转,电阻片表面的不同位置与浆料接触的时间有差异,会造成浆料涂层出现厚度不均匀或者“橘皮”现象,控制预热温度可以避免出现上述问题。
如图1和图10所示,在本发明的实施例中,沿底座1的周向,依次设置有上下料工位、预热工位、浸涂工位、沥干工位和冷却工位,上述的工位均绕底座1的周向均匀间隔布置。转盘2带动夹具3转动,以使夹具3具有与上述工位一一对应的上下料位置、预热位置、浸涂位置、沥干位置、烘干位置和冷却位置。
在上述技术方案中,上下料工位供使用者将夹具3安装在转盘2上或者从转盘2上拆卸;预热工位设置有一个加热装置9;浸涂工位设置有料盒5;沥干工位设置有接料盒和第三输料管,第三输料管的一端与接料盒连通,接料盒的另一端与料盒5连通,这样,浸涂后的电阻片转动至沥干位置,液体浆料滴落至接料盒并且通过第三输料管回流至料盒5,能够形成循环、避免浪费;烘干工位设置有一个加热装置9。
在本发明的一个实施例中,沿底座1的周向,依次设置有1个上下料工位、2个预热工位、1个浸涂工位、1个沥干工位、8个烘干工位和3个冷却工位。设置2个预热工位能够确保电阻片在浸涂前预热至足够的温度,设置1个沥干工位能够使多余的浆料滴落,避免直接烘干形成流挂,另一方面,也能够确保电阻片上的涂层厚度一致;设置8个烘干工位能够确保浸涂后完全烘干至固态;设置3个冷却工位,能够确保烘干后的电阻片自然冷却至室温。
如图1和图10所示,在本发明的实施例中,电阻片浸涂设备包括绕转盘2的周向间隔且均匀设置的多个夹具3和与多个夹具3一一对应的多个第一驱动件4,每个夹具3的转轴32均与对应的第一驱动件4的输出轴驱动连接。
在上述技术方案中,多个夹具3与上述的多个工位(设置在底座1上的上下料工位、预热工位、浸涂工位、沥干工位和冷却工位等工位)一一对应设置,多个第一驱动件4设置在转盘2上,转盘2上开设有与夹具3对应设置的避让缺口22,以使位于转盘2上方的夹具3穿过避让缺口22,从而使得电阻片位于转盘2的下方,也就是转盘2和底座1之间形成的避让空间内,这样便于进行预热、浸涂、烘干和上下料等操作。
在本发明的实施例中,加热装置9包含加热器、加热器壳体和加热器附件。加热器为石英管罩式辐射加热方式,可以避免出现短路的问题。加热器壳体及加热器附件为内衬石棉绝热材料,外层可以为不锈钢材料或普钢(即Q235钢)。
如图1和图10所示,在本发明的实施例中,电阻片浸涂设备还包括与第二驱动件驱动连接的分割器92、中心轴91及其它辅助配件。其中,分割器92与转盘2固定连接,第二驱动件通过驱动分割器92带动转盘2同步转动,由于分割器92具有定位精度高、运行平稳、故障率小的特点,这样能够精确控制转盘2的转动角度,同时,分割器92还具有及时制动的特点,能够减小误差,由于分割器92属于现有技术,此处不再赘述分割器92的具体结构。
优选地,转盘2为铝合金,或者进行防锈处理的钢板。
如图4和图5所示,在本发明的实施例中,料盒5包括外盒体52和设置在外盒体52内的内盒体53,内盒体53限定出腔体,内盒体53和外盒体52之间形成储液腔,内盒体53的高度大于外盒体52的高度,电阻片浸涂设备还包括储料箱54、第一输料管55、第二输料管56和输送泵57,其中,储料箱54用于存放浆料;第一输料管55的一端与储料箱54连通,第一输料管55的另一端与腔体连通;第二输料管56的一端与储料箱54连通,第二输料管56的另一端与储液腔连通;输送泵57设置在第一输料管55上。
通过上述设置,启动输送泵57,在输送泵57的泵送下,储料箱54内的浆料流入料盒5的内盒体53内,内盒体53的腔体充满浆料后,浆料会通过内盒体53的侧壁上的矩形通孔溢流至储液腔,浆料在重力作用下沿着外盒体52底部设置的第二输料管56流回储料箱54,从而形成一个连续的浆料循环系统,这样设置的料盒5能够形成一个动态稳定的浸涂液面,也就是说,内盒体53内的浆料能够始终保证恒定的液面高度,这样,仅需控制料盒5相对于夹具3的位移高度,即可控制电阻片相对于浆料的浸入深度。
由于玻璃釉浆料是一种悬浮液,在静态下很容易发生沉淀,形成动态的浆料循环系统还能够避免浆料发生沉淀。另外,储料箱54内还设置有搅拌装置,能够对位于储料箱54内的浆料进行搅拌,避免浆料沉淀。
优选地,料盒5和储料箱54由316不锈钢制成,这样可以避免因浆料的弱酸性造成腐蚀的问题。
可选地,输送泵57为恒流循环泵或隔膜泵。
优选地,第一输料管55和第二输料管56为PVC软管。
如图5和图11所示,在本发明的实施例中,内盒体53内还设有缓冲板58,缓冲板58上开设有多个间隔设置的通孔581,并且缓冲板58位于内盒体53的开口与第一输料管55的出料端之间。
通过上述设置,缓冲板58能够阻挡由输送泵57输送至腔体的浆料的冲击力,浆料通过缓冲板58上设置的通孔581上升,从而形成稳定液面。
可选地,缓冲板58由铝合金或不锈钢制成。
如图4所示,在本发明的实施例中,升降件6位于料盒5的底部,以驱动料盒5相对于夹具3沿竖直方向移动。
通过上述设置,升降件6能够控制料盒5的升降高度,从而控制夹具3浸入浆料的深度,这样,根据电阻片的直径大小的不同,控制升降件6上升不同的高度,以使电阻片浸入浆料并且位于一定的深度。
优选地,控制电阻片的浸入深度为2mm。
优选地,升降件6为铝合金制成的电缸。
如图4所示,在本发明的实施例中,电阻片浸涂设备还包括设置在料盒5一侧的第三驱动件59和与第三驱动件59的输出轴驱动连接的挡板61,在第三驱动件59的驱动下,挡板61具有盖设在料盒5的开口处的遮盖位置和从料盒5的开口处移开的避让位置。
通过上述设置,浸涂完成后,升降件6带动料盒5下降,第三驱动件59驱动挡板61移动,以使第三驱动件59盖设在料盒5的开口处,这样,可以避免涂料蒸发。
优选地,第三驱动件59为气缸。
可选地,挡板61由铝合金或不锈钢制成。
如图2A和图2B所示,在本发明的实施例中,电阻片浸涂设备还包括设置在底座1上的摆料组件,摆料组件包括两个相互平行的支撑件7,两个支撑件7均沿第一方向延伸。
在上述技术方案中,两个支撑件7均为滚轮,夹具3上安装多个电阻片,在将电阻片安装至夹具3上之前,将多个电阻片依次摆放在摆料组件上,由于两个支撑件7相互平行,多个电阻片放置在两个支撑件7上时,多个电阻片的中心位于同一条直线上,这样便于将电阻片安装至夹具3上。
如图2A和图2B所示,在本发明的实施例中,摆料组件还包括位于两个支撑件7下方的滑轨71,滑轨71沿与第一方向成夹角的第二方向延伸,两个支撑件7均与滑轨71滑动配合,以改变两个支撑件7的间距。
在上述技术方案中,在两个支撑件7之间还设置有定位板73,定位板73上设置有定位缺口,定位缺口的一端位于定位板73的圆心,定位缺口的另一端延伸至定位板73的边沿;在滑轨71的一侧还设置有把手,旋转把手可以带动两个支撑件7沿滑轨71滑动,从而改变两个支撑件7的间距,从而确保电阻片的中心与定位板73的圆心重合,这样,在实际安装时,将夹具3的用于夹持电阻片的位置对准定位板73的圆心,能够确保电阻片的中心对准待安装的位置。
如图3所示,在本发明的实施例中,夹具3还包括与支架31连接的把手33,便于使用者取放夹具3。转轴32通过轴承与支架31可转动地连接,并且,转轴32的一端穿出支架31后与第一传动齿轮35固定连接。实际操作时,使用夹具3夹取电阻片,并将夹具3安装在转盘2上,利用扭力扳手紧固螺丝,螺丝向前运动推动定位板73,将电阻片夹紧在夹具3上。
可选地,把手33与支架31均由铝合金材料或者普通钢材制成。
优选地,轴承由轴承钢制成,润滑油为高温型。
优选地,第一传动齿轮35与拧紧螺丝材料为高碳钢,需要耐高温、耐磨损。
如图6至图8所示,在本发明的实施例中,第一驱动件4设置在转盘2上,电阻片浸涂设备还包括与第一驱动件4的输出轴驱动连接的主动锥齿轮,以及与主动锥齿轮齿形啮合的从动锥齿轮34,从动锥齿轮34通过传动组件与转轴32驱动连接。
在上述技术方案中,传动组件包括与从动锥齿轮34固定连接的传动轴36、套设在传动轴36外周的第一带轮、与第一带轮间隔设置的第二带轮、套设在第一带轮和第二带轮外周的同步带、与第二带轮固定连接的轴、以及固定在轴的一端第二传动齿轮37,第二传动齿轮37与第一传动齿轮35齿形啮合。通过主动锥齿轮和从动锥齿轮34啮合,能够改变运动的传递方向;同时,第一驱动件4为调频电机,这样,当夹具3位于不同工位时(比如:预热位置、浸涂位置、烘干位置),能够通过控制第一驱动件4的频率,控制电阻片的转速。另外,电阻片浸涂设备还包括与转盘2固定连接的固定板38,传动轴36的一端与从动锥齿轮34固定连接,传动轴36的另一端与固定板38转动连接。
通过上设置,第一驱动件4能够带动主动锥齿轮转动,并且带动从动锥齿轮34、传动轴36、第一带轮、同步带、第二带轮、轴、第二传动齿轮37、第一传动齿轮35以及转轴32同步转动,从而能够实现带动电阻片转动的效果。
优选地,第一驱动件4为耐热等级为H级的调频电机,这样可以避免因加热装置9产生的热量导致电机烧毁的问题。
优选地,上述主动锥齿轮、从动锥齿轮34以及传动组件中的轴承、齿轮和传动轴均由耐高温、耐磨损的特种钢材制成。
优选地,固定板38为Q235钢板。
在本发明的实施例中,电阻片浸涂设备还包括传感器和控制器,其中,传感器位于料盒5的一侧,传感器用于检测夹具3的位置;控制器能够控制第二驱动件启动或关闭,以驱动夹具3依次移动至上下料位置、预热位置、浸涂位置、沥干位置、烘干位置和冷却位置,并且在上下料位置、预热位置、浸涂位置、沥干位置、烘干位置和冷却位置停留预设时间,控制器能够根据传感器传输的位置信号控制升降件6上升或下降。
在上述技术方案中,在控制器中预设程序,通过程序对时间节拍的设置来控制分割器92旋转,分割器92带动中心轴91和转盘2发生步进式平面转动,从而带动夹具3和电阻片在各工位上停留或转动至下一工位。另外,电阻片浸涂设备还包括与控制器电连接的电气系统,电气系统包括接地线、电磁阀、控制回路(含PLC控制)和配电箱等,上述电气系统属于现有技术,此处不再赘述。
通过上述设置,在控制器预设的节拍程序的控制下,第二驱动件驱动分割器92及转盘2转动,带动多个夹具3中的一个由上下料位置转动至预热位置并且在预热位置停留数秒,然后再转动至浸涂位置,传感器检测到来料后将信号传递至控制器,控制器控制第三驱动件59将挡板61由遮挡位置移动至避让位置,并且升降件6推动料盒5上升至设定高度,以使液面浸没电阻片。经过预设时间后,升降件6带动料盒5下移,转盘2带动夹具3进入沥干位置。沥干结束后,夹具3和电阻片会进入烘干位置,在加热装置9的加热下,浆料中的水分会逐步蒸发,涂层会变干,附着在电阻片表面,此时的烘干温度(电阻片柱表面附近)约为150℃~180℃。经过烘干和冷却后,夹具3会在上下料位被人工取出,进入下道玻化热处理工序。这样,在控制器的控制下,上料、预热、浸涂、沥干、烘干、冷却和取料环节不断进行循环,形成浸涂自动化作业。
优选地,接地线为截面积不小于6mm2的紫铜接地线。
在本发明的实施例中,控制器还能够控制第一驱动件4的转速,以使电阻片位于不同工位时具有不同的转速。
在上述技术方案中,每个工位上均设有调频器,控制器能够分别控制各个调频器的输出频率,由于第一驱动件4是调频电机,当夹具3和对应的传动组件转动至某一工位时,第一驱动件4能够接收到对应工位的调频器发输出的频率信号,第一驱动件4能够执行该频率,从而使电阻片具有相应的转速。夹具3位于沥干位置时,相应的转轴32的转速为10 r/min ~12r/min,这样,可以避免转速过慢时,电阻片的圆周离心力太小克服不了浆料重力,浆料会在电阻片的最下部汇集并滴落,形成流挂,导致电阻片的表面涂层不均匀的问题;也可以避免转速过快时,浆料离心力大于重力,部分料滴会沿电阻片的圆周切线方向飞出,导致电阻片表面的涂层厚度过小的问题。从而能够确保电阻片表面涂层具有一定的厚度且均匀。
如图12所示,本发明的实施例还提供了一种电阻片的绝缘处理方法,绝缘处理方法采用上述的电阻片浸涂设备进行浸涂,绝缘处理方法包括:在电阻片的表面浸涂浆料的浸涂步骤,升降件6驱动料盒5和夹具3沿竖直方向相对移动,以使电阻片浸入浆料中,并使电阻片跟随转轴32在第一驱动件4的驱动下绕转轴32的中心轴线转动。
通过上述设置,电阻片处于转动状态,附着在电阻片表面的液态浆料能够在电阻片的表面上均匀分布,这样可以避免液态浆料在重力作用下向下滴落,汇集至电阻片的下端面造成局部流挂和涂层厚度不均匀的问题,从而确保浆料能够在电阻片的表面上均匀分布。
在本发明的实施例中,在浸涂步骤中,控制转轴32按照第一预设转速转动,第一预设转速为25 r/min ~35r/min。
需要说明的是,电阻片转速过快时,在离心力的作用下浆料会脱离电阻片,转速过慢则会导致浆料难以克服重力作用形成流柱。
通过上述设置,控制第一预设转速在25 r/min ~35r/min,可以确保电阻片的周向上形成具有一定厚度且均匀的浆料涂层。
优选地,第一预设转速为30 r/min。
在本发明的实施例中,在浸涂步骤中,控制电阻片浸入浆料的时间为10 s ~15s。
需要说明的是,在浸涂步骤中,由于预热能够使得更多的浆料粘附在电阻片表面,从而盖板电阻片表面的浆料涂层的厚度,因此浸入时间与预热温度有关,在一定的预热温度下(比如65℃),电阻片自身热量会蒸发一部分浸涂在表面浆料水分,从而能够提升粘附浆料的厚度,并且在一定转速下,浸入时间与厚度正相关。
通过上述设置,将电阻片浸入浆料的时间控制在10s~15s之间,能够确保电阻片的周向上形成具有一定厚度的浆料涂层。
在本发明的实施例中,在浸涂步骤中,控制电阻片浸入浆料的深度为2mm~3mm。
需要说明的是,夹具3上安装有多个相互叠加的电阻片,每两个电阻片之间存在间隙,浸入深度过大会让浆料渗入深度过大(比如超过5mm),这样不仅浪费浆料,还会因浆料干燥后粘连导致电阻片取放困难甚至局部掉釉的问题,影响电阻片的浸涂质量;另外,浸入深度过大还会增加电阻片的侧面与浆料的接触面积,在浸涂完成,升降件6下降的过程中,多余浆料会在重力作用下朝下汇集,最后离开液面的那部分侧面粘取的浆料较多且厚度更大,但由于产品处于旋转状态,这部分较厚的浆料很难会达到均匀化。如果浸入深度过小(比如小于1mm),则会因为电阻片柱的同轴度、直径误差(电阻片是类似于陶瓷烧结体,收缩率因温度场差异存在不一致)导致电阻片的侧面局部有浆料而另一个部分没有粘上浆料,并且浸入深度过小会限制涂层总体厚度,最终导致玻化后的玻璃釉层厚度偏薄的问题。
通过上述设置,将电阻片的浸入深度控制在2mm~3mm,可以确保浆料涂层具有一定的厚度且在电阻片的周向上均匀。
在本发明的实施例中,在浸涂步骤之前,绝缘处理方法还包括预热步骤,对电阻片进行预热;在浸涂步骤之后,绝缘处理方法还包括沥干步骤、烘干步骤和冷却步骤,各步骤对应的夹具3的转轴32的转速不同,在沥干步骤中,控制转轴32按照第二预设转速转动,第二预设转速为10 r/min ~12r/min。
需要说明的是,“各步骤”指的是预热步骤、浸涂步骤、沥干步骤、烘干步骤和冷却步骤。
通过上述设置,可以避免转速过慢时,电阻片的圆周离心力太小克服不了浆料重力,浆料会在电阻片的最下部汇集并滴落,形成流挂,导致电阻片的表面涂层不均匀的问题;也可以避免转速过快时,浆料离心力大于重力,部分料滴会沿电阻片的圆周切线方向飞出,导致电阻片表面的涂层厚度过小的问题。从而能够确保电阻片表面涂层具有一定的厚度且均匀。
在本发明的实施例中,在预热步骤中,以第一预设温度对电阻片进行预热,第一预设温度的范围为65℃~70℃。
通过上述设置,可以避免因电阻片的温度过高导致浆料中的纯水发生汽化的问题,由于发生汽化时电阻片的温度会快速下降,并且随着电阻片的旋转,电阻片表面的不同位置与浆料接触的时间有差异,会造成浆料涂层出现厚度不均匀或者“橘皮”现象,控制预热温度可以避免出现上述问题。
在本发明的实施例中,在烘干步骤中,以第二预设温度对电阻片进行烘干,第二预设温度的范围为150℃~180℃。这样能够将电阻片完全烘干,使浆料变为固态。
在本发明的实施例中,在浸涂步骤中,采用玻璃釉浆料进行浸涂,玻璃釉浆料的制备方法包括:
按照预设比例在纯水中加入羟乙基纤维素,并且按照预设转速和第一预设时间搅拌,形成第一溶液;
按照预设比例向第一溶液中多次加入玻璃粉并按照第二预设时间搅拌,形成第二溶液;
采用筛网对第二溶液进行过滤,形成玻璃釉浆料。
需要说明的是,羟乙基纤维素与玻璃粉的加入顺序不可颠倒,否则可能会导致羟乙基纤维素不发生溶解,只是处于泡胀状态,形成半透明状胶体,不能起到悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分的作用,导致浆料不能进行浸涂作业的问题。
需要说明的是,羟乙基纤维素为有机高分子材料,属非离子型可溶纤维素醚类。具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体等特性。
优选地,纯水的电阻率大于1MΩ.m,否则会导致电阻片泄漏电流增大。
在本发明的另一个实施例中,羟乙基纤维素也可以用溶于水且性质相近的其他醚类替代。
需要说明的是,调整粘合剂(羟乙基纤维素+多功能分散防沉剂)和固含量,能够达到浆料附着的目的,同时,浆料的固含量和粘度也是决定玻璃釉层厚度和涂层均匀性的主要因素。固含量决定了涂层在玻化热处理过程中遗留在电阻片侧面玻璃粉(无机非金属材料)的重量多少,浆料中其他的羟乙基纤维素、多功能分散防沉剂(以下简称有机材料)则会在玻化高温(大于490℃)下分解并挥发。过多的有机材料固然可以增加浆料粘附力,但其流动性能决定了它不能在电阻片侧面厚度粘附太厚。
试验表明,在旋转状态下,固含量小于60%粘附厚度最大不超过1.5mm,玻化后的玻璃粉厚度也只有0.07mm,距离控制值0.1mm~0.15mm仍旧有不小差距。在固含量达到65%~70%时,调整有机材料的比例达到与60%固含量粘度接近的情况下,玻化后的玻璃粉厚度可以达到0.12mm,符合控制值要求。超过70%的固含量,浆料的悬浮能力变差,很容易发生沉淀,浸涂浆料已不适合使用。同时,在固含量位于65%~70%的情况下,有机材料的比例也会对浸涂厚度和均匀性产生重要影响。试验表明,羟乙基纤维素含量小于0.2%,多功能分散防沉剂含量小于0.3%的情况下,浆料粘度小于150mPa•s,不管电阻片浸涂时间多久,粘附厚度最大也只有1.2mm,玻化后的玻璃粉厚度为0.06mm;当羟乙基纤维素含量大于0.5%,多功能分散防沉剂含量大于1.5%的情况下,浆料粘度大于190mPa•s,浆料循环因粘度大而周期时间变长,浸涂厚度明显增加至3mm,玻化厚度达到0.2mm,已超出控制范围,通过调整预热温度和浸涂时间,玻化厚度最小值为0.16mm,仍旧比控制值要稍大。通过以上试验可以看出,浆料的固含量和粘度控制是能否浸涂的关键,在合适的固含量情况下,尽可能降低浆料粘度总体来说对于浸涂控制有利,也能通过设备手段进行更精细的控制。
在本发明的实施例中,制备方法还包括测定第二溶液的粘度的步骤,当第二溶液的粘度达到预设粘度时,进行过滤步骤。
通过上述设置,当第二溶液的粘度处于预设范围时,浆料的附着力、涂层的厚度和均匀性较好。
优选地,预设粘度的范围为160 mPa.s ~180mPa.s。
在本发明的实施例中,预设比例包括:玻璃粉:羟乙基纤维素:纯水的范围为65~70:0.2~0.5:29.5~33。
通过控制原料的比例,可以控制浆料的固含量,从而确保浆料的附着力、涂层的厚度和均匀性较好。
在本发明的实施例中,制备方法还包括按照预设比例向第一溶液中加入分散防沉剂的步骤。
需要说明的是,多功能分散防沉剂的成分以水溶性钛酸酯偶联剂为主,辅以各种功能性添加剂的产品。能有效提高水性涂料的防沉性能及贮存稳定性、具有良好的助磨作用,能防止粒子返粗,能改善涂层对各类底材的附着力,同时具有阻燃及耐腐蚀功能。可以进一步避免浆料在料盒5中沉淀。
在本发明的实施例中,预设比例还包括纯水:分散防沉剂的范围为29.5:1.5至33:0.3。
通过控制原料的比例,可以控制浆料的固含量,从而确保浆料的附着力、涂层的厚度和均匀性较好。
需要说明的是,在实际生产中,根据电阻片的热膨胀系数的不同,也可以调整玻璃釉浆料的组成成分,从而避免电阻片上的涂层出现热处理环节裂纹、缩釉、脱落的问题,也能够避免影响涂层的玻化温度,从而确保电阻片具有稳定的电气性能。
下面将本发明电阻片的绝缘处理方法中采用的玻璃釉浆料的制备过程进行说明:将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌4h~8h;随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌6h~10h并且测定浆料粘度,将粘度控制在160mPa.s~180mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。
经过小型样机试验,设计人员确定了上述的浆料配方、技术参数和工艺参数。为了全面验证整个系统的有效性,采用正交试验方式进行了验证,实施例如下(见实施例1-实施例6)所示。从实施结果来看,优选出实施例5、6得到的涂层与喷涂法得到的涂层在附着力、厚度和均匀性上性能相当,满足技术要求。
实施例1:
(一)水基溶剂浸涂浆料的制备:
①水基溶剂型浆料按质量比计,玻璃粉:羟乙基纤维素(HEC3000):纯水(去离子水):多功能分散防沉剂(YB401)的比例为60:0.2:39.5:0.3;② 将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌4h~8h;③随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌8h测定浆料粘度,粘度为152mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。实施例1的浆料参数配比详见表1。
(二)自动浸涂
①涂料装置准备工作及启动。将制备好的水基溶剂浸涂浆料倒入已经启动的储料箱54,启动输送泵57及浸涂系统电源,设置好控制系统参数,浸涂系统进入空转运行状态。此时参数设置如下:预热位温度65℃,烘干位加热温度180℃,预热位、烘干位、冷却位电阻片柱自转转速40r/min,浸涂位30r/min,沥干位12r/min,取料位0r/min;转盘分割器节拍时间(即从每一道工序转动至下一工序所需的时间)20s,浸没时间15s,浸没深度2.5mm。
② 电阻片摆放及夹持。在摆料台上人工放置5片电阻片到两滚轮之间,使电阻片摆放整齐,中心点在一条线上,用产品中心定位板确定产品中心点,摆放好电阻片后,使用电阻片夹具夹取产品放入设备转盘上料工位。
③ 旋转浸涂、烘干、冷却机下料。由于已经设置好了浸涂系统参数,电阻片夹具3会按照系统控制逐步进行预热、升降件6上升后浸涂,沥干、烘干、冷却,夹具3会在下料位被人工取出,摆放至物料盘进入下道玻化热处理工序。
浸涂系统参数设置详见表2,浸涂后玻化热处理得到的涂层参数、电气性能测试结果详见表3。
实施例2:
(一)水基溶剂浸涂浆料的制备:
①水基溶剂型浆料按质量比计,玻璃粉:羟乙基纤维素(HEC3000):纯水(去离子水):多功能分散防沉剂(YB401)的比例为72:0.3:26.2:1.5;② 将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌8h;③随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌8h测定浆料粘度,粘度为205mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。实施例2的浆料参数配比详见表1。
(二)自动浸涂
①涂料装置准备工作及启动。将制备好的水基溶剂浸涂浆料倒入已经启动的储料箱54,启动输送泵57及浸涂系统电源,设置好控制系统参数,浸涂系统进入空转运行状态。此时参数设置如下:预热位温度70℃,烘干位加热温度150℃,预热位、烘干位、冷却位电阻片柱自转转速40r/min,浸涂位30r/min,沥干位10r/min,取料位0r/min;转盘分割器节拍时间20s,浸没时间10s,浸没深度2mm。
② 电阻片摆放及夹持。在摆料台上人工放置5片电阻片到两滚轮之间,使电阻片摆放整齐,中心点在一条线上,用产品中心定位板确定产品中心点,摆放好电阻片后,使用电阻片夹具夹取产品放入设备转盘上料工位。
③ 旋转浸涂、烘干、冷却机下料。由于已经设置好了浸涂系统参数,夹具3会按照系统控制逐步进行预热、升降件6上升后浸涂,沥干、烘干、冷却,夹具3会在下料位被人工取出,摆放至物料盘进入下道玻化热处理工序。
浸涂系统参数设置详见表2,浸涂后玻化热处理得到的涂层参数、电气性能测试结果详见表3。
实施例3:
(一)水基溶剂浸涂浆料的制备:
①水基溶剂型浆料按质量比计,玻璃粉:羟乙基纤维素(HEC3000):纯水(去离子水):多功能分散防沉剂(YB401)的比例为68:0.25:30.75:1;② 将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌8h;③随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌8h测定浆料粘度,粘度为191mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。实施例3的浆料参数配比详见表1。
(二)自动浸涂
①涂料装置准备工作及启动。将制备好的水基溶剂浸涂浆料倒入已经启动的储料箱54,启动输送泵57及浸涂系统电源,设置好控制系统参数,浸涂系统进入空转运行状态。此时参数设置如下:预热位温度70℃,烘干位加热温度170℃,预热位、烘干位、冷却位电阻片柱自转转速40r/min,浸涂位30r/min,沥干位10r/min,取料位0r/min;转盘分割器节拍时间20s,浸没时间12s,浸没深度2.5mm。
② 电阻片摆放及夹持。在摆料台上人工放置5片电阻片到两滚轮之间,使电阻片摆放整齐,中心点在一条线上,用产品中心定位板确定产品中心点,摆放好电阻片后,使用电阻片夹具夹取产品放入设备转盘上料工位。
③ 旋转浸涂、烘干、冷却机下料。由于已经设置好了浸涂系统参数,夹具3会按照系统控制逐步进行预热、升降件6上升后浸涂,沥干、烘干、冷却,夹具3会在下料位被人工取出,摆放至物料盘进入下道玻化热处理工序。
浸涂系统参数设置详见表2,浸涂后玻化热处理得到的涂层参数、电气性能测试结果详见表3。
实施例4:
(一)水基溶剂浸涂浆料的制备:
①水基溶剂型浆料按质量比计,玻璃粉:羟乙基纤维素(HEC3000):纯水(去离子水):多功能分散防沉剂(YB401)的比例为65:0.25:33.95:0.8;② 将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌8h;③随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌8h测定浆料粘度,粘度为177mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。实施例4的浆料参数配比详见表1。
(二)自动浸涂
①涂料装置准备工作及启动。将制备好的水基溶剂浸涂浆料倒入已经启动的储料箱54,启动输送泵57及浸涂系统电源,设置好控制系统参数,浸涂系统进入空转运行状态。此时参数设置如下:预热位温度70℃,烘干位加热温度180℃,预热位、烘干位、冷却位电阻片柱自转转速40r/min,浸涂位30r/min,沥干位10r/min,取料位0r/min;转盘分割器节拍时间20s,浸没时间12s,浸没深度2.3mm。
② 电阻片摆放及夹持。在摆料台上人工放置5片电阻片到两滚轮之间,使电阻片摆放整齐,中心点在一条线上,用产品中心定位板确定产品中心点,摆放好电阻片后,使用电阻片夹具夹取产品放入设备转盘上料工位。
③ 旋转浸涂、烘干、冷却机下料。由于已经设置好了浸涂系统参数,夹具3会按照系统控制逐步进行预热、升降件6上升后浸涂,沥干、烘干、冷却,夹具3会在下料位被人工取出,摆放至物料盘进入下道玻化热处理工序。
浸涂系统参数设置详见表2,浸涂后玻化热处理得到的涂层参数、电气性能测试结果详见表3。
实施例5:
(一)水基溶剂浸涂浆料的制备:
①水基溶剂型浆料按质量比计,玻璃粉:羟乙基纤维素(HEC3000):纯水(去离子水):多功能分散防沉剂(YB401)的比例为62:0.2:37.3:0.5;② 将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌8h;③随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌8h测定浆料粘度,粘度为163mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。实施例5的浆料参数配比详见表1。
(二)自动浸涂
①涂料装置准备工作及启动。将制备好的水基溶剂浸涂浆料倒入已经启动的储料箱54,启动输送泵57及浸涂系统电源,设置好控制系统参数,浸涂系统进入空转运行状态。此时参数设置如下:预热位温度70℃,烘干位加热温度180℃,预热位、烘干位、冷却位电阻片柱自转转速40r/min,浸涂位30r/min,沥干位10r/min,取料位0r/min;转盘分割器节拍时间20s,浸没时间12s,浸没深度2.3mm。
② 电阻片摆放及夹持。在摆料台上人工放置5片电阻片到两滚轮之间,使电阻片摆放整齐,中心点在一条线上,用产品中心定位板确定产品中心点,摆放好电阻片后,使用电阻片夹具夹取产品放入设备转盘上料工位。
③ 旋转浸涂、烘干、冷却机下料。由于已经设置好了浸涂系统参数,夹具3会按照系统控制逐步进行预热、升降件6上升后浸涂,沥干、烘干、冷却,夹具3会在下料位被人工取出,摆放至物料盘进入下道玻化热处理工序。
浸涂系统参数设置详见表2,浸涂后玻化热处理得到的涂层参数、电气性能测试结果详见表3。
实施例6:
(一)水基溶剂浸涂浆料的制备:
①水基溶剂型浆料按质量比计,玻璃粉:羟乙基纤维素(HEC3000):纯水(去离子水):多功能分散防沉剂(YB401)的比例为65:0.22:34.18:0.6;② 将纯水称量加入搅拌罐中,开启搅拌机转速调整至1000r/min后加入羟乙基纤维素搅拌8h;③随后逐步少量多次加入玻璃粉,搅拌8h测定浆料粘度,粘度为168mPa.s,然后用200目筛网进行过滤,滤液继续保持搅拌状态待用。实施例6的浆料参数配比详见表1。
(二)自动浸涂
①涂料装置准备工作及启动。将制备好的水基溶剂浸涂浆料倒入已经启动的储料箱54,启动输送泵57及浸涂系统电源,设置好控制系统参数,浸涂系统进入空转运行状态。此时参数设置如下:预热位温度70℃,烘干位加热温度170℃,预热位、烘干位、冷却位电阻片柱自转转速40r/min,浸涂位30r/min,沥干位10r/min,取料位0r/min;转盘分割器节拍时间20s,浸没时间12s,浸没深度2.2mm。
② 电阻片摆放及夹持。在摆料台上人工放置5片电阻片到两滚轮之间,使电阻片摆放整齐,中心点在一条线上,用产品中心定位板确定产品中心点,摆放好电阻片后,使用电阻片夹具夹取产品放入设备转盘上料工位。
③ 旋转浸涂、烘干、冷却机下料。由于已经设置好了浸涂系统参数,夹具3会按照系统控制逐步进行预热、升降件6上升后浸涂,沥干、烘干、冷却,夹具3会在下料位被人工取出,摆放至物料盘进入下道玻化热处理工序。
浸涂系统参数设置详见表2,浸涂后玻化热处理得到的涂层参数、电气性能测试结果详见表3。
通过表2及表3可知,实施例5、6取得了较好的效果,实施例3、4次之,实施例1、2不符合控制要求。由此基本可以确定浆料配方、工艺方法及浸涂系统预热、烘干温度、各工位转速、浸没深度、浸入时间、工位节拍时间等参数,达到控制涂层厚度及均匀性目的,实现电阻片浸涂要求。
此外,本发明的电阻片的绝缘处理方法还具有上述的电阻片浸涂设备的全部技术特征和技术效果,此处不再赘述。
通过开发水基溶剂型玻璃粉浆料和设计自动浸涂系统,本发明的实施例解决了玻璃粉材料利用率低的问题,玻璃粉的利用率由原来的30%-50%提升至95%以上,极大降低了电阻片成本,有利于绝缘性能和耐热性能更好的玻璃釉应用推广。自动化的电阻片浸涂装置具备全流程自动旋转、节拍加热、取放简单、占地面积小等特点,从根本上解决了浸涂釉层在重力作用下的流挂、薄厚不均匀等缺陷,实现了自动化作业;适用于电阻片浸涂的有机溶剂、粘合剂与玻璃粉形成悬浮液的不同配方,进一步优化了水基替代有机溶剂的配方。采用恒流泵循环系统形成稳定液面,实现了浸涂产品涂层厚度一致、连续性好的目的。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:通过旋转电阻片,能够解决浸涂釉层在重力作用下的流挂、薄厚不均匀等缺陷,实现了自动化作业;设置恒流泵循环系统,能够形成恒定的浆料液面,确保电阻片的涂层厚度一致,且厚度均匀;通过控制浸涂时间、电阻片浸入浆料的深度以及电阻片的转速,确保电阻片的涂层厚度一致,且厚度均匀;通过浸涂玻璃釉浆料,能够提高浆料的利用率,降低成本;优化浆料的配方能够控制浆料的固含量,从而确保浆料具有的较好附着力、涂层的厚度和均匀性。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电阻片浸涂设备,其特征在于,包括:
底座(1);
料盒(5),设置在所述底座(1)上,所述料盒(5)用于容纳浆料;
夹具(3),包括支架(31)和与所述支架(31)转动连接的转轴(32),所述转轴(32)被构造为能够穿设待浸涂的电阻片,所述夹具(3)具有与所述料盒(5)对应的浸涂位置;
第一驱动件(4),所述第一驱动件(4)的输出轴与所述转轴(32)驱动连接;
升降件(6),与所述夹具(3)或所述料盒(5)驱动连接,以使所述夹具(3)与所述料盒(5)能够沿竖直方向相对移动;
所述料盒(5)包括外盒体(52)和设置在所述外盒体(52)内的内盒体(53),所述内盒体(53)限定出腔体,所述内盒体(53)和所述外盒体(52)之间形成储液腔,所述内盒体(53)的高度大于所述外盒体(52)的高度,所述电阻片浸涂设备还包括:
储料箱(54),用于存放所述浆料;
第一输料管(55),一端与所述储料箱(54)连通,所述第一输料管(55)的另一端与所述腔体连通;
第二输料管(56),一端与所述储料箱(54)连通,所述第二输料管(56)的另一端与所述储液腔连通;
输送泵(57),设置在所述第一输料管(55)上。
2.根据权利要求1所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述电阻片浸涂设备还包括至少两个加热装置(9),沿所述底座(1)的周向,所述料盒(5)的两侧均设有所述加热装置(9);
所述电阻片浸涂设备还包括与所述底座(1)转动连接的转盘(2),所述夹具(3)与所述转盘(2)固定连接,所述转盘(2)和所述底座(1)之间形成避让空间,并且所述夹具(3)的至少部分结构、所述料盒(5)和所述加热装置(9)均位于所述避让空间内,所述夹具(3)具有与一个所述加热装置(9)对应的预热位置和与另一个所述加热装置(9)对应的烘干位置;
所述电阻片浸涂设备还包括第二驱动件,所述第二驱动件的输出轴与所述转盘(2)驱动连接,以使所述夹具(3)在所述预热位置、所述浸涂位置和所述烘干位置之间切换。
3.根据权利要求1所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述内盒体(53)内还设有缓冲板(58),所述缓冲板(58)上开设有多个间隔设置的通孔(581),并且所述缓冲板(58)位于所述内盒体(53)的开口与所述第一输料管(55)的出料端之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述升降件(6)位于所述料盒(5)的底部,以驱动所述料盒(5)相对于所述夹具(3)沿竖直方向移动;和/或,
所述电阻片浸涂设备还包括设置在所述料盒(5)一侧的第三驱动件(59)和与所述第三驱动件(59)的输出轴驱动连接的挡板(61),在所述第三驱动件(59)的驱动下,所述挡板(61)具有盖设在所述料盒(5)的开口处的遮盖位置和从所述料盒(5)的开口处移开的避让位置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述电阻片浸涂设备还包括设置在所述底座(1)上的摆料组件,所述摆料组件包括两个相互平行的支撑件(7),两个所述支撑件(7)均沿第一方向延伸。
6.根据权利要求5所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述摆料组件还包括位于两个所述支撑件(7)下方的滑轨(71),所述滑轨(71)沿与所述第一方向成夹角的第二方向延伸,两个所述支撑件(7)均与所述滑轨(71)滑动配合,以改变两个所述支撑件(7)的间距。
7.根据权利要求2所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述第一驱动件(4)设置在所述转盘(2)上,所述电阻片浸涂设备还包括与所述第一驱动件(4)的输出轴驱动连接的主动锥齿轮,以及与所述主动锥齿轮齿形啮合的从动锥齿轮(34),所述从动锥齿轮(34)通过传动组件与所述转轴(32)驱动连接。
8.根据权利要求2所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述电阻片浸涂设备包括绕所述转盘(2)的周向间隔且均匀设置的多个所述夹具(3)和与多个所述夹具(3)一一对应的多个所述第一驱动件(4),每个所述夹具(3)的所述转轴(32)均与对应的所述第一驱动件(4)的输出轴驱动连接,并且所述料盒(5)和至少两个所述加热装置(9)绕所述转盘(2)的周向间隔且均匀设置。
9.根据权利要求2所述的电阻片浸涂设备,其特征在于,所述电阻片浸涂设备还包括:
传感器,位于所述料盒(5)的一侧,所述传感器用于检测所述夹具(3)的位置;
控制器,能够控制所述第二驱动件启动或关闭,以驱动所述夹具(3)依次移动至所述预热位置、所述浸涂位置和所述烘干位置,并且在所述预热位置、所述浸涂位置和所述烘干位置停留预设时间,所述控制器能够根据所述传感器传输的位置信号控制所述升降件(6)上升或下降。
10.一种电阻片的绝缘处理方法,其特征在于,所述绝缘处理方法采用权利要求1至9中任一项所述的电阻片浸涂设备对电阻片进行浸涂,所述绝缘处理方法包括:
在所述电阻片的表面浸涂浆料的浸涂步骤,所述升降件(6)驱动所述料盒(5)和所述夹具(3)沿竖直方向相对移动,以使电阻片浸入所述浆料中,并使所述电阻片跟随所述转轴(32)在所述第一驱动件(4)的驱动下绕所述转轴(32)的中心轴线转动。
11.根据权利要求10所述的绝缘处理方法,其特征在于,在所述浸涂步骤中,控制所述转轴(32)按照第一预设转速转动,所述第一预设转速为25r/min ~35r/min;和/或,
在所述浸涂步骤中,控制所述电阻片浸入所述浆料的时间为10s ~15s。
12.根据权利要求10或11所述的绝缘处理方法,其特征在于,在所述浸涂步骤之前,所述绝缘处理方法还包括:
预热步骤,对所述电阻片进行预热;
在所述浸涂步骤之后,所述绝缘处理方法还包括:
沥干步骤、烘干步骤和冷却步骤,各所述步骤对应的所述夹具(3)的所述转轴(32)的转速不同,在所述沥干步骤中,控制所述转轴(32)按照第二预设转速转动,所述第二预设转速为10r/min ~12r/min。
13.根据权利要求12所述的绝缘处理方法,其特征在于,在所述预热步骤中,以第一预设温度对所述电阻片进行预热,所述第一预设温度的范围为65°~70°;和/或,
在所述烘干步骤中,以第二预设温度对所述电阻片进行烘干,所述第二预设温度的范围为150°~180°。
14.根据权利要求10所述的绝缘处理方法,其特征在于,在所述浸涂步骤中,采用玻璃釉浆料进行浸涂,所述玻璃釉浆料的制备方法包括:
按照预设比例在纯水中加入羟乙基纤维素,并且按照预设转速和第一预设时间段搅拌,形成第一溶液;
按照所述预设比例向所述第一溶液中多次加入玻璃粉并按照第二预设时间段搅拌,形成第二溶液;
采用筛网对所述第二溶液进行过滤,形成所述玻璃釉浆料。
15.根据权利要求14所述的绝缘处理方法,其特征在于,所述制备方法还包括测定所述第二溶液的粘度的步骤,当所述第二溶液的粘度达到预设粘度时,进行过滤步骤;和/或,
所述制备方法还包括按照所述预设比例向所述第一溶液中加入分散防沉剂的步骤。
16.根据权利要求14所述的绝缘处理方法,其特征在于,所述预设比例包括:所述玻璃粉:所述羟乙基纤维素:所述纯水的质量比范围为65~70:0.2~0.5:29.5~33。
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