CN207896838U - 液体正压填充装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体正压填充装置，所述液体正压填充装置包括设置在内部的环形的密闭的正压腔室，所述正压腔室处于待浸润的电枢的电枢主体的周边，在所述正压腔室内具有一定的压力以对所述电枢主体沿径向施加正压力，驱使填充液体渗流到所述电枢主体上的缝隙中并驱离缝隙内的气体。本实用新型所提供的液体正压填充装置能够使填充液体完全充满缝隙，提高填充液体的充满度和填充率。

Description

液体正压填充装置

技术领域

本实用新型属于部件液体浸润领域，具体地说，本实用新型涉及一种液体正压填充装置。

背景技术

风能是清洁、无污染的可再生能源之一。利用风力发电已越来越成为风能利用的主要形式，受到世界各国的高度重视。风力发电机组是一种将风能转化为电能的大型发电装置。

电机作为风力发电机组的核心部件，包括转子和定子，定子包括定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的绕组。如图1-3所示，电枢100包括定子铁芯10 和绕组20，在定子铁芯10上设置有绕组槽11，绕组20嵌入在绕组槽11内，并在绕组槽11的槽口安装槽楔30来将绕组20固定在绕组槽11内。

由于风力发电机组设置在户外，经受风吹雨淋，水汽和湿气会进入发电机定子和转子内部，导致定子铁芯以及绕组受到腐蚀而损坏。尤其是，安装在海上的风力发电机，更容易受到盐雾的侵袭腐蚀。除此之外，电机在运行过程中，绕组的绝缘膜以及铁芯槽内的槽绝缘等绝缘层会由于受到电磁振动和机械振动的冲击而磨损，同时还会经受发热而老化。因此，为了保证定子绕组的绝缘性能，还需要将绕组与其相邻部件用绝缘树脂包封形成紧密坚固的整体。

因此，在制造发电机的过程中，电机各个部件，尤其是定子绕组的防腐处理和绝缘处理特别关键。

为了提高定子绕组的防腐性能和绝缘性能，通常对定子绕组采用浸渍处理，用绝缘漆或绝缘胶等填充材料填充定子绕组中的孔隙。浸漆处理是对电机定子绕组进行绝缘处理的一种常用的浸渍处理方式。目前采用的浸漆处理工艺是属于热沉浸工艺的二次浸漆，例如，真空压力浸渍工艺(简称VPI工艺)浸漆过程大致包括：预烘、第一次浸漆、滴漆、第一次烘干、第二次浸漆、滴漆、第二次烘干。通过浸漆处理，可以使绝缘漆填充定子绕组的内层空隙并覆盖绕组的表面，并通过将浸渍后的定子绕组放置在烘箱中进行烘干处理，使绝缘漆固化从而与绕组以及绕组槽内壁粘接。

在浸漆的过程，希望绝缘漆能够更好、更充分地渗透到定子铁芯的各个缝隙中，尽量减少定子绕组中的孔隙。在传统的真空加压浸漆(VPI)工艺中，首先将要浸渍的物体放置在封闭真空密室内，将被加热至大约70℃的已被预处理且脱气的树脂输运进真空室，直到被浸渍的对象完全被温热的树脂淹没 (浸没)和覆盖。树脂的预热是非常重要的，因为它能显著降低粘度，从而使树脂能更容易地进入和填充槽内缝隙。然后释放真空，恢复至自然环境压力或常压，将密室内压力加到3-5bar，停滞数小时。最后，树脂通过热交换器被泵回到冷容器中。

但是，对于VPI工艺，绝缘漆从绕组端部与铁芯的缝隙进入绕组槽内、从铁芯与槽楔之间进入绕组槽内缝隙、进入绕组电磁线外缠绕的固体绝缘层间隙、包括进入铁芯叠片片间，都是在真空热力学状态环境内进行的，在浸漆过程中，绝缘漆不能完全地浸润绕组与铁芯的缝隙，或者铁芯叠片之间的空间，在这些位置通常存在空穴或气孔，而不能被绝缘漆完全浸润，使得电机的绝缘处理并不能完全覆盖所有的缝隙空间，这对电机的绝缘产生隐患。在槽口部分，难以在槽楔外周形成严格的密封圈，造成槽楔与铁芯槽口硅片之间形成缝隙，潮气和水自然会沿着脱粘缝隙进入槽内破坏绝缘，为风力发电机组的运行带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液体正压填充装置，在正压力作用下使填充液体进入绕组与铁芯缝隙，使后进液体驱替先进入的液体，并且使进入缝隙内的填充液体驱替原先处于缝隙内的气体，从而使填充液体完全充满缝隙。

为了实现上述目的，根据本实用新型的实施例，提供了一种液体正压填充装置，所述液体正压填充装置包括设置在内部的环形的密闭的正压腔室，所述正压腔室处于待浸润的电枢的电枢主体的周边，在所述正压腔室内具有一定的压力以对所述电枢主体沿径向施加正压力，驱使填充液体渗流到所述电枢主体上的缝隙中并驱离缝隙内的气体。

可选地，所述液体正压填充装置包括：正压封闭筒体，所述正压封闭筒体至少与所述电枢主体的径向表面围合而成所述正压腔室。

可选地，所述正压封闭筒体与所述电枢的电枢主体和其中一个电枢端部形成所述正压腔室，且所述电枢端部处的轴向缝隙根部位于所述正压腔室内，使得填充液体还能够通过所述轴向缝隙根部渗流到缝隙内，而气体从另一个电枢端部处的轴向缝隙根部驱离。

可选地，所述电枢端部为所述电枢的处于下方的电枢端部。

可选地，所述液体正压填充装置还包括多个铁芯夹持片，以封堵所述电枢的铁芯的各个铁芯齿部的径向外表面，在相邻的两个铁芯夹持片之间形成与所述电枢的槽楔一一对应的径向渗流通道，使得填充液体在所述电枢主体的径向周边经由所述径向渗流通道仅通过所述槽楔与所述铁芯之间的渗流缝隙渗入。

可选地，所述液体正压填充装置还包括激振装置，以诱发绕组鼻部振动，便于填充液体朝向缝隙内渗流以及气体的驱离。

可选地，所述激振装置包括设置在所述电枢的两个电枢端部处的激振器。

可选地，所述激振装置还包括：环形支撑板，设置在所述电枢端部处并接触所述绕组鼻部，所述环形支撑板能够限定所述绕组鼻部的位置；弹性储能元件，能够将所述激振器产生的振动传递到所述环形支撑板。

可选地，所述激振器为电磁涡流发生器或者超声波振动发生器。

本实用新型所提供的液体正压填充装置籍于电机转子或定子表面(凸面或凹面)柱状腔体内面向绕组端部多种组织部件(铁芯)与空气交接区域之间，槽楔与铁芯渗流缝隙和空气交接区域之间构筑密封防护体系，克服绝缘漆在传统真空状态下导致气液两相进入各种缝隙和气液两相浸润铁芯槽楔的表面。借助渗流力学实现液体驱替液体、液体驱替气体的双重功能。解决了传统的真空压力浸渍工艺(即，VPI)气体残留，从而完全地剔除了电枢内的所有缝隙的空穴，阻止后续呼吸现象发生，提高绝缘强度，使空气中的氧、潮气和水等不易侵入槽绝缘内部，可延缓绝缘体系老化过程，降低电机受潮气和水侵入存留其中的风险，提高电机绝缘可靠性。

附图说明

图1是风力发电机组的电枢的局部示意图；

图2是风力发电机组的电枢的绕组与铁芯的放大结构立体图；

图3是风力发电机组的电枢的一个绕组槽的局部截面图；

图4是根据本实用新型的实施例的电枢的示意图；

图5是图4所示的电枢的铁芯的简化示意图；

图6是图4所示的电枢的一个绕组槽的局部截面图；

图7是根据本实用新型的实施例的填充液体驱替浸渍浸润电枢的工艺装备的结构示意图；

图8是图7所示的工艺装备的俯视示意图；

图9是根据本实用新型的实施例的激振装置的示意图；

图10是根据本实用新型的另一实施例的填充液体驱替浸渍浸润电枢的工艺装备的结构示意图；

图11是根据本实用新型的另一实施例的填充液体驱替浸渍浸润电枢的工艺装备的结构示意图。

附图标记说明：

100：电机电枢，10：定子铁芯，11：绕组槽，20：绕组，21、22：电枢端部，23：电枢主体，30：槽楔，12：铁芯齿部；13：渗流缝隙，14：轴向缝隙根部，15、17、18：缝隙，16：铁芯叠片，200、300、400：工艺装备， 210、410：壳体，220：填充液体供应装置，221：泵，240、340、440：正压填充装置，241、341：正压封闭筒体，242、342、442：正压腔室，243、244：分隔板，245：铁芯夹持片，260、360：回收装置，261、262：分隔筒，263：气液分离器，264、364：回收腔室，280：激振装置，281：激振器，282：弹性储能元件，283：环形支撑板。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

参照图1至图7，示出了根据本实用新型的实施例的处于待浸漆状态的电机电枢(以下简称电枢)100。该电枢100所应用到的电机可为内定子外转子结构，即，定子处于转子的径向内侧，包括定子铁芯10和绕组20，在定子铁芯10上设置有绕组槽11，绕组20嵌入在绕组槽11内，并在绕组槽11 的槽口安装槽楔30来将绕组20固定在绕组槽11内。

如图4所示，定子铁芯10包括作为径向外表面的多个齿部12，绕组槽11开设在相邻两个齿部12之间，而槽楔30也安装在相邻两个齿部12之间。

如图2所示，在绕组20与其装配的绕组槽11之间，在定子铁芯10的两个端部处，均具有轴向缝隙根部14，其中，本实用新型中的轴向缝隙可从电枢100的一个电枢端部沿轴向延伸到另一个电枢端部处。这里所述的轴向缝隙根部14可包括铁芯10、槽楔30和绕组20之间的处于电枢100端面处的所有缝隙口，也即，只要气体和/或绝缘漆能够通过该缝隙口从电枢100的端面流出都可以称为轴向缝隙根部14。

对于处于每个绕组槽11内的绕组20而言，在槽口处，在槽楔30与定子铁芯的绕组槽11之间均具有缝隙13，在下文中称为渗流缝隙13，如图3所示。渗流缝隙13在轴向上延伸，并与轴向缝隙根部14连通。另外，在槽楔 30和铁芯10上的绕组槽的开口处呈梯形或三角形时，渗流缝隙13可相对于径向成一定角度地向内延伸，在该角度相对较小时，渗流缝隙13可大体上沿径向延伸，或者可称为径向缝隙。

如图6所示，在定子铁芯10上缠绕绕组20时，会事先在绕组20上缠绕上多层柔软的固体绝缘层，在将绕组20嵌装在绕组槽11内之后，绕组20与绕组槽11之间具有缝隙18，并且多层绝缘层彼此之间也存在一定的缝隙17。以上所述的各个缝隙13、18和17均彼此连通，并且会填充有气体。

除了绕组20与定子铁芯10的绕组槽11之间的各个缝隙13、18和17 之间，在定子铁芯10的各个铁芯叠片16之间也存在缝隙15，如图5所示，这些缝隙15都与上述缝隙13、18和17连通。上述这些缝隙13、15、18和 17为多种、多层组织缝隙，构成各个缝隙的材料及其各自的形状均有所不同。

电枢100可大体上分成电枢主体23和两个电枢端部21和22，在两个电枢端部21和22处的绕组可称为绕组鼻部。

在利用填充液体(例如，绝缘漆或者液体绝缘介质等，为了便于描述，在下文中，使用绝缘漆代表)对电枢100进行浸漆工艺时，电枢100可轴向竖直地、轴向水平地或沿着任何方向放置和支撑在本实用新型实施例所提供的填充液体驱替浸润的工艺装备200中。

参照图7，图7示出了根据本实用新型的实施例的填充液体驱替浸渍浸润电枢的工艺装备200的结构示意图或者工艺装备200的作业状态图，为了便于示出工艺装备200，其内的电枢100仅以简化的形式示出。

工艺装备200可包括壳体210、填充液体供应装置220和正压填充装置240。

壳体210位于最外围，其外轮廓可大体上呈圆柱状，电枢100放置在壳体210内。该壳体210可由高强度材质制成，以确保其强度足够高而能够承受过高的压力，并且还可设置有绝热层，能够防止壳体100内的热量外泄，从而在其内部大体上形成密封的高压环境。

填充液体供应装置220用来产生增压后的绝缘漆，并且可将这样的绝缘漆输送到壳体210内，以对电枢100进行浸漆操作。在将绝缘漆输送到壳体 210内之前，可事先调配出具有良好的粘稠度和流动性的绝缘漆，在环境温度过低时，还可通过对于绝缘漆进行适度的加热的方式来使绝缘漆具有较好的流动性，以便于后续的浸渍和浸润。为此，填充液体供应装置220可大体上包括执行加热操作的加热器(未示出)、执行增压操作的压缩机(未示出) 和泵送绝缘漆的泵221。加热器、压缩机和泵221可通过管道依次连接，并且泵221也可通过管道将高压的绝缘漆输送到壳体210内。

正压填充装置240可设置在壳体210内，其内部设置有正压腔室242，该正压腔室242可大体上处于电枢主体23的周边，能够从填充液体供应装置 220接收绝缘漆，并且使绝缘漆在正压腔室242内的高压强对电枢主体23沿径向施加的正压力作用下渗流到电枢主体23上的上述各个缝隙中并对多重组织进行浸润，同时驱替这些缝隙内的气体，使得气体从轴向缝隙根部14而被驱离出电枢100。需要说明的是，在进行绝缘漆浸渍、浸润之前，最好事先对壳体210内部进行抽真空，使电枢100大体上处于一定的真空度下，以尽可能地将多孔介质缝隙内气体抽出。

具体地说，正压填充装置240可包括正压封闭筒体241，该正压封闭筒体241可包括竖直的环状外缸体以及与外缸体相连接的上下两个环形的分隔板243和244，从而正压封闭筒体241可与电枢主体23的径向表面一起形成密闭的且呈环形的正压腔室242。其中，外缸体可以是壳体210的一部分，具有较高的结构强度且具有一定的绝热作用。

分隔板243和244可与电枢100的电枢端部21和22的端面对齐，从而使得定子铁芯10的整个径向外表面都处于正压腔室242内，以便之后完全浸润电枢主体23，而电枢100的两个绕组鼻部处于正压腔室242之外。

泵221可将高温高压的绝缘漆输送到正压腔室242内，使得正压腔室242 内具有一定的压力，或者使得其内的压力高于预定值，使得正压腔室242处于高温高压环境，从而可有效地对电枢主体23施加径向的正压力。

为了使正压腔室242内的压力各处均衡，泵221可以设置多个，分布在电枢主体23的多个周向位置或者上下多个位置，这样还可以进一步缩短绝缘漆输送时间，节省浸漆工艺耗时。另外，还可以设置多条分流管道，从而可在仅使用一个泵221的情况下，也可以大体上使正压腔室242内的压力均衡。

如上所述，正压腔室242可对电枢主体23施加径向的正压力，由于正压腔室242内的压强较高，因此该正压力的值也相对较高。绝缘漆能够在正压力的驱使作用下，通过渗流缝隙13向内渗流到电枢主体23上的缝隙18和 17内，并且还能够渗流到铁芯叠片16之间的缝隙15中。后渗入的绝缘漆驱使先渗入的绝缘漆继续向内扩散流动，从而绝缘漆能够前赴后继地重复驱使向内的渗流，并且绝缘漆会驱替原先占据各个缝隙13、15、17和18内的气体，或者说绝缘漆的渗入会驱离气体，这些气体会通过电枢100的上下两个电枢端部21和22处的轴向缝隙根部14而从缝隙内流出，从而最终绝缘漆完全占据电枢主体23内的各个缝隙，进而完全充满缝隙，并浸渍、浸润缝隙内的各种表面，例如，可充分浸润绕组周围的固体绝缘层，避免在缝隙内残留气体而导致空穴或气孔的产生，进而对槽楔与铁芯和空气交接区域之间构建彻底的密封防护体系，提高绝缘漆的填充率，实现对电枢全面的绝缘处处理，延缓电机的腐蚀老化进程，提高使用寿命。

在上述绝缘漆驱替绝缘漆和气体的过程中，因为在正压填充装置240所施加的正压力协同作用下，绝缘漆在整个浸渍浸润过程中始终处于高压状态，绝缘漆没有机会或不可能出现气化现象，从而可有效地保持单相状态或者非相变状态，从而可完全避免传统的浸漆工艺中绝缘漆发生相变问题及其所引起的两相流的危害等问题(包括产生额外的气体残留在电枢100的各种缝隙内)，阻止多种、多层组织缝隙的空穴或气泡的形成。

绝缘漆渗流到电枢100中的各个缝隙可以以槽楔30与绕组槽11之间的渗流缝隙13为入口开始渗入，还可以直接从铁芯叠片15之间的缝隙15向内渗入，一旦绝缘漆渗入到缝隙内，便可以在缝隙内扩散流动，包括向缝隙的深处渗入、上下方向地渗流或者沿其他方向的渗流，同时驱替缝隙内的气体，直到完全占据所有的缝隙为止。

另外，正压填充装置240还可包括多个铁芯夹持片245，其与铁芯齿部 12一一对应地设置，一个铁芯夹持片245从外侧夹持住一个铁芯齿部12，完全地封堵住铁芯齿部12的径向外表面，也即封堵铁芯齿部12处的缝隙15，如图8所示，而预留出与槽楔30区域一一对应的径向渗流通道，使得在浸润过程中，处于电枢主体23的径向周围的绝缘漆只能够通过径向渗流通道从槽楔30与绕组槽11之间的渗流缝隙13向内渗流，此处的“径向”可以是大体上处于径向方向，在相对径向处在一定角度范围内的流向都可称为径向流动。同样，一旦绝缘漆渗入到缝隙17、18内之后便开始扩散流动，并且还扩散渗流到铁芯叠片之间的缝隙15。这样，可以避免已经渗入到缝隙内的绝缘漆经由缝隙15再次流出，并且还能够确保绝缘漆在各个缝隙13、15、17和18内均匀地分布和浸润。

铁芯夹持片245可在两个端部处进行收紧，使其严密地贴合到各个铁芯齿部12的径向外表面，实现可靠地封堵。

如上所述，从各个缝隙内被驱替或驱离出来的气体可通过电枢端部21 和22处的轴向缝隙根部14而向外流出，另外还会有部分绝缘漆也从轴向缝隙根部14泄露出来，不论是在浸漆期间还是在驱离出所有的气体之后。在通过其他的检测装置检测到从轴向缝隙根部14流出的流体仅是绝缘漆而不再包含气体时，可大体上判定电枢100的浸渍完成。

本实用新型所提供的工艺装备200还可包括回收装置260，以回收被驱替出来的气体以及泄露出来的绝缘漆。

如图7所示，在本实施例中，回收装置260可设置在电枢端部21和22 处。具体地说，回收装置260可包括回收封闭筒体，该回收封闭筒体可与电枢端部21和22的端面一起形成封闭的环形的回收腔室264，被绝缘漆驱离出来的气体汇流到回收腔室264内。回收封闭筒体的一部分可由壳体210来实现。上述的分隔板243和244可分别作为上下两个回收封闭筒体的一部分，另外，两个回收封闭筒体还可分别包括竖直地设置且呈圆筒状的分隔筒261和262，分隔筒261和262都安装在轴向缝隙根部14的径向内侧。

回收装置260还可包括气液分离器263，被回收到回收腔室264内的气体和绝缘漆通过管道被输送到气液分离器263内进行气液分离，以进行再循环利用。回收装置260还可包括吸附塔等各种后处理装置。

由于绕组20在各自的绕组槽11内安装地相对紧些，缝隙13、17和18 的尺寸相对较小，并且各处缝隙处的大小也不完全相等，有些地方的缝隙较大些，而有些地方的缝隙较小些。为了使绝缘漆能够更顺利地渗流到缝隙内，并且更快且更彻底地浸润和填充各个缝隙，本实用新型的实施例所提供的工艺装备还可包括激振装置280，如图9所示，以诱发电枢的绕组振动，协同正压填充装置240的正压力作用，促使绝缘漆完全充满各个缝隙，进一步提高绝缘漆的充满度和填充率。

激振装置280可设置两个，分别位于两个电枢端部21和22处，并诱发两端的绕组鼻部振动，从而使所有的绕组振动，加速绝缘漆的浸润，促进绝缘在缝隙内的流动和绝缘漆的扩散，并协助绝缘漆驱替气体，同时使气体更快地被驱离出来。

每个激振装置280均可包括激振器281，其作为振动发生器，例如，激振器281可以是电磁涡流发生器或者超声波振动发生器。激振装置280还可包括设置在各自的电枢端部处的环形支撑板283，环形支撑板283可与绕组鼻部接触，并且可优选地设置在绕组鼻部的轴向外侧处，激振器281产生的振动可经由弹性储能元件282传递到环形支撑板283，带动环形支撑板283 以及绕组20一起以一定的频率振动。在绕组20振动时，有可能在轴向上会发生窜动导致其轴向位置发生变化，因此，环形支撑板283还可以作为限位板使用，一方面能够向绕组传递振动，还可以防止绕组轴向窜动保持其轴向位置，尤其适用于电枢100在壳体210内竖直放置的情况。

通过在正压填充装置240的协同作用的情况下诱发绕组振动，不仅能够促使绝缘漆向缝隙内的渗流以及绝缘漆的扩散流动，还能够促使绕组的被固体绝缘层包裹的电磁线与外围绝缘漆的浸润，降低绝缘漆与绕组之间的接触角，使绝缘漆完全填充绕组槽内的缝隙并包裹处于绕组槽内的绕组。另外，绕组振动在一定程度上还有助于绝缘漆的沉降。

另外，在电枢浸漆的不同时期或阶段，根据绝缘漆的黏度、正压腔室242 内的温度和压强等各种因素，可通过调节电磁涡流发生器所产生的电磁波的频率来调节绕组的振动频率和幅度而适配地执行浸渍浸润操作。

在对电枢100进行浸漆期间，还可以通过设置在正压腔室242内的各种温度和压力传感器来实时地检测内部的浸漆状况，以便基于当前的绝缘漆浸润状态来实时控制和调节正压腔室242内的温度和压强。

下面参照图10对根据本实用新型的另一实施例的填充液体驱替浸渍浸润电枢的工艺装备300进行具体描述。其中，在下面的描述中，工艺装备300 的与工艺装备200相同或相似的部件使用相同的标号指示，并且处于简洁的目的，对于工艺装备300的与工艺装备200相同的部件将不再重复描述。

在图10中，示出了工艺装备300的作业状态图。在本实施例中，电枢 100所应用到的电机同样为内定子外转子结构。

工艺装备300同样可大体上包括壳体210、填充液体供应装置220和正压填充装置340。电枢100可大体上轴向竖直地或轴向水平地或沿任何方向放置在壳体210内。

下面将主要描述正压填充装置340。在本实施例中，正压填充装置340 可包括正压封闭筒体341，正压封闭筒体341内部的正压腔室342可由外缸体、分隔板243、电枢主体23、电枢端部21和分隔筒262密封而成，即，电枢主体23和处于下方的电枢端部21的外表面处于正压腔室342内而承受正压力作用。当然，电枢端部21的轴向缝隙根部14可处于正压腔室342内。

在进行浸润时，绝缘漆不仅可以从电枢主体23上的渗流缝隙13处渗入到各个缝隙内，还可以从电枢端部21处的轴向缝隙根部14渗入。被驱离的气体可在缝隙内向上升，并通过处于上方的电枢端部22处的轴向缝隙根部 14处被驱离出来。

工艺装备300的回收装置360可仅设置一个，其位于电枢端部22上方。类似地，回收装置360可包括回收腔室364，该回收腔室364可由分隔板243、分隔筒261和电枢端部22的端面封闭而成。

该工艺装备300同样可设置有上述的激振装置280和铁芯夹持片245，在此不再赘述。

另外，除了以上设置方式以外，还可以将电枢端部22置于正压腔室342 内，而使电枢端部22处于正压腔室342之外。在这种情况下，回收装置360 可设置在电枢端部21下方。

下面参照图11对根据本实用新型的另一实施例的填充液体驱替浸渍浸润电枢的工艺装备400进行具体描述。其中，在下面的描述中，工艺装备400 的与工艺装备200、300相同或相似的部件使用相同的标号指示，并且出于使描述简洁的目的，对于工艺装备400的与工艺装备200、300相同的部件将不再重复描述。

在本实施例中，电枢100所应用到的电机为外定子内转子结构，即，定子处于转子的径向外侧，如图11所示，绕组槽11和槽楔设置在电枢主体23 的径向内表面上，因而需要进行绝缘化处理的表面为径向内表面。

工艺装备400可同样包括壳体410、填充液体供应装置420和正压填充装置440。电枢100可大体上轴向竖直地或轴向水平地或沿任何方向放置在壳体410内。与上述工艺装备200和300不同的是，壳体410和正压填充装置440均布置在电枢100内腔中，正压腔室442处于电枢主体23的径向内侧，其他具体结构类似，在此不再赘述。

另外，在工艺装备400中，正压腔室442可以采用上述实施例中的正压腔室242的形式，即，正压腔室442仅对电枢主体23的径向内表面施加正压力作用，绝缘漆从槽楔30与绕组槽11之间的渗流缝隙13开始渗入到电枢 100内的各个缝隙内。或者，正压腔室442也可以采用上述实施例中的正压腔室342的形式，即，正压腔室442对电枢主体23的径向内表面和电枢端部 21的端面施加正压力作用，使得绝缘漆可从槽楔30与绕组槽11之间的渗流缝隙13以及电枢端部21处的轴向缝隙根部14处开始渗入到电枢100内的各个缝隙内。这两个正压腔室442的布置与上述类似，在此不再赘述。

根据本实用新型的实施例，还提供了一种填充液体驱替浸润的方法，该方法基于工程热力学、流体力学、传质学和多相流原理利用正压力作用驱使绝缘漆填充电枢内的各个缝隙并驱替气体，使得绝缘漆能够充满缝隙。

在本实施例中，在将绝缘漆输送到正压腔室242内之前，可对壳体210 内的空间进行抽真空，使得电枢100大体上处于一定的真空度下，尽可能地减少残留在电枢内缝隙中的气体。接下来，将绝缘漆输送到正压腔室242内，使得正压腔室242内达到高温高压状态。

利用正压腔室242内的高温高压环境对电枢表面施加的正压力作用下，使绝缘漆渗流到电枢主体23上的缝隙中。绝缘漆可通过电枢主体23上的槽楔30与铁芯10之间的缝隙渗入并驱替原先残留在缝隙内的气体，使得气体通过轴向缝隙根部14而被驱离。一旦绝缘漆渗入到缝隙内，便可在缝隙内扩散流动，从而充满整个缝隙并驱离出所有的气体。

在真空状态下协同正压腔室242内的正压力作用，绝缘漆在整个浸渍浸润过程期间均处于高压状态，不会出现气化现象，从而在向电枢100的各个缝隙内渗流时不会发生相变，从而始终维持单相状态，避免了绝缘漆发生两相流时引发的各种问题，阻止多种、多层组织缝隙的空穴或气泡的形成。

另外，需要注意的是，在上述方法中，对电枢100的浸渍浸润工艺可能会持续数小时时间，甚至更长，确保绝缘漆能够完全渗流到电枢100中的多种组织缝隙内，保证这些缝隙内的气体全部被驱替或驱离。

在输送绝缘漆之前，还可以将电枢100的铁芯齿部12的径向外表面封堵住，以防止绝缘漆经由齿部12处的铁芯叠片16之间的缝隙15渗入，使得绝缘漆仅能够通过槽楔30与铁芯10的绕组槽11之间的渗流缝隙13渗入。

另外，还可以在浸漆过程中，诱发电枢100的绕组振动，促进绝缘漆朝向缝隙的渗流以及气体的驱离，例如，可使电枢100的上下两端处的绕组鼻部振动，从而带动处于绕组槽11内的整个绕组振动起来，一方面使绝缘漆顺利从缝隙渗入，并且还有助于绝缘漆在缝隙内的扩散流动，并提高绝缘漆在缝隙内对各个表面和材料的浸润，从而可进一步提高绝缘漆的填充率和充满度，避免空穴的产生。

另外，在诱发绕组振动时，还可以对绕组进行限位，以防止绕组发生轴向窜动。

除了以上具体的描述以外，本实用新型所提供的工艺装备还可包括其他部分，例如，控制系统等，从而可根据各种监测信号来实时地控制绝缘漆浸润过程。

在对电枢100执行一次浸漆之后，还可以执行二次浸漆，使得绝缘漆能够完全包括电枢100的外表面，包括电枢端部以及绕组鼻部，以实现全面的绝缘化处理。

通过本实用新型所提供的填充液体驱替浸润的工艺装备和方法，绝缘漆从电枢端部与铁芯的缝隙进入绕组槽内、从铁芯与槽楔之间进入绕组槽内缝隙、进入绕组电磁线外缠绕的固体绝缘层间隙、包括进入铁芯叠片片间，都是在真空热力学状态环境内进行的；在浸漆过程中，绝缘漆保持液体单相状态，在正压力作用下保持绝缘体非相变进入电枢绕组固体绝缘层间、进入绕组与铁芯缝隙浸渍、浸润、后进液体驱替先进入的液体、进入缝隙的液体前赴后继重复驱替缝隙气体、进入缝隙的液体前赴后继重复驱替原先占据缝隙的多孔介质缝隙气体。

另外，还协同电磁涡流发生器诱发绕组振动，促进缝隙内绝缘漆流动、驱替和液体绝缘漆扩散。同时，还可促进电磁线与外围液体绝缘漆浸润，能够降低接触角，填充并包裹其外围缝隙空间。

本实用新型的实施例针对的对象可以是电机定子或者是其他需要绝缘化处理的零部件，针对特定结构实施液体绝缘材料的浸润和填充，并限于以上所述的电枢或定子。

籍于电机转子或定子表面(凸面或凹面)柱状腔体内面向绕组端部多种组织部件(铁芯)与空气交接区域之间，槽楔与铁芯之间的渗流缝隙和空气交接区域之间构筑密封防护体系，克服绝缘漆在传统真空状态下导致气液两相进入各种缝隙和气液两相浸润铁芯槽楔的表面。借助渗流力学实现液体驱替液体、液体驱替气体的双重功能。解决了传统的真空压力浸渍工艺(即， VPI)气体残留，从而完全地剔除了电枢内的所有缝隙的空穴，阻止后续呼吸现象发生，提高绝缘强度，使空气中的氧、潮气和水等不易侵入槽绝缘内部，可延缓绝缘体系老化过程，降低电机受潮气和水侵入存留其中的风险，提高电机绝缘可靠性。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种液体正压填充装置，其特征在于，所述液体正压填充装置包括设置在内部的环形的密闭的正压腔室(242，342，442)，所述正压腔室(242，342，442)处于待浸润的电枢(100)的电枢主体(23)的周边，在所述正压腔室(242，342，442)内具有一定的压力以对所述电枢主体(23)沿径向施加正压力，驱使填充液体渗流到所述电枢主体(23)上的缝隙中并驱离缝隙内的气体。

2.根据权利要求1所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述液体正压填充装置包括：正压封闭筒体(241，341)，所述正压封闭筒体(241，341)至少与所述电枢主体(23)的径向表面围合而成所述正压腔室(242，342，442)。

3.根据权利要求2所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述正压封闭筒体(241，341)与所述电枢的电枢主体(23)和其中一个电枢端部形成所述正压腔室(242，342，442)，且所述电枢端部处的轴向缝隙根部(14)位于所述正压腔室内，使得填充液体还能够通过所述轴向缝隙根部(14)渗流到缝隙内，而气体从另一个电枢端部处的轴向缝隙根部驱离。

4.根据权利要求3所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述电枢端部为所述电枢的处于下方的电枢端部。

5.根据权利要求1所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述液体正压填充装置还包括多个铁芯夹持片(245)，以封堵所述电枢(100)的铁芯(10)的各个铁芯齿部(12)的径向外表面，在相邻的两个铁芯夹持片(245)之间形成与所述电枢(100)的槽楔(30)一一对应的径向渗流通道，使得填充液体在所述电枢主体(23)的径向周边经由所述径向渗流通道仅通过所述槽楔(30)与所述铁芯(10)之间的渗流缝隙(13)渗入。

6.根据权利要求1所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述液体正压填充装置还包括激振装置(280)，以诱发绕组鼻部振动，便于填充液体朝向缝隙内渗流以及气体的驱离。

7.根据权利要求6所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述激振装置(280)包括设置在所述电枢(100)的两个电枢端部(21，22)处的激振器(281)。

8.根据权利要求7所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述激振装置还包括：

环形支撑板(283)，设置在所述电枢端部(21，22)处并接触所述绕组鼻部，所述环形支撑板(283)能够限定所述绕组鼻部的位置；

弹性储能元件(282)，能够将所述激振器(281)产生的振动传递到所述环形支撑板(283)。

9.根据权利要求8所述的液体正压填充装置，其特征在于，所述激振器(281)为电磁涡流发生器或者超声波振动发生器。