一种真空离心浸渍装置，包括真空浸渍罐(3)和真空混料罐(11)，两个罐体连接有加热装置。真空混料罐(11)内的搅拌桨(13)通过真空混料罐外的电机(12)控制其转速；输液管道(9)通过真空混料罐(11)底部的出料口连接到真空浸渍罐(3)顶部的进料口；输液管道(9)上，在真空浸渍罐(3)顶部的进料口处装有进料口阀门(6)，在真空混料罐(11)底部的出料口处装有出料口阀门(10)。在所述的真空浸渍罐(3)内底部安装有旋转台(5)，旋转台(5)与真空浸渍罐外的旋转电机(1)连接，通过真空浸渍罐外的旋转电机(1)控制其转速；超导线圈(4)固定在旋转台(5)上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超导线圈的真空离心浸渍装置。
技术介绍
线圈的浸渍绝缘处理是保证线圈导线之间绝缘性能的一个重要的处理工艺，将环氧树脂通过浸渍进入到线圈内部，均匀的分布在线圈导线的匝间与层间，最后环氧树脂固化后与线圈成为一个整体。浸渍工艺往往决定着线圈能否使用以及线圈的性能。浸渍工艺是不可逆的一步成型工艺，所以对要求线圈绝缘性能较高的场合，浸渍工艺将起到决定性的作用。超导线圈是利用在一定的临界温度下电阻为零的超导线绕制而成，超导线圈在临界温度下可以承受较大的电流，从而产生强磁场。超导磁体就是基于超导线圈的这个特性设计制造出来，根据所需的磁场大小、均匀度等设计线圈的层数、匝数等。超导线圈在励磁过程中，由于受到强电磁力作用，超导线之间有相对运动的趋势，如果发生相对运动，会相互摩擦生热，从而使局部温度上升超过超导临界温度，就会引发失超。为此，在超导线圈绕制过程中，必须保证线圈超导线之间有良好的绝缘强度，既能保证超导线之间不发生短路，相互绝缘，又能使超导线圈成为一个整体，提高超导线圈的强度。目前，低温超导线圈中应用较广泛的是铌钛，铌三锡超导线圈，主要是由于其机械性能、电磁性能、成本综合性能优越。对于铌钛超导线圈，可以采用一边绕制超导线，一边涂刷环氧树脂的方法，但这种方法涂刷的环氧树脂含有较多气泡，在最终绕制成的超导线圈中会残留有气孔，使得这种微小的间隙在励磁过程中会增加失超的可能性，降低超导线圈的使用性能。而对于铌三锡超导线圈，由于其特殊的工艺条件，需要进行高温热处理形成超导A15相，而热处理后的超导线很脆，机械性能较差，所以只能在高温热处理前先绕制成线圈，高温热处理后采用真空浸渍技术把环氧树脂浸渍到超导线圈内部，而不能边绕制边涂刷环氧树脂。因此，真空浸渍技术在超导线圈的制造过程中是一个十分重要的技术环节，对于能否达到设计的磁场技术指标起非常关键的作用。超导线圈的浸渍绝缘处理是保证线圈导线之间绝缘性能的一个重要的处理工艺，将环氧树脂通过浸渍进入到超导线圈内部，均匀的分布在超导线圈导线的匝间与层间，最后环氧树脂固化后与超导线圈成为一个整体。浸渍工艺往往决定着最终超导线圈能否应用以及超导线圈最终的性能，浸渍工艺一般是不可逆的一步成型工艺，所以对在绝缘性能要求较高的工作环境下使用的超导线圈，浸渍工艺将起到决定性的作用。目前，真空浸渍的方法主要有滴浸，沉浸，真空压力浸渍三种，其中，真空压力浸渍能得到紧密的无气隙的绝缘，是浸渍效果最好的。真空压力浸渍是把需要浸渍的线圈放在特定容器中，首先对容器抽真空，以除去容器和线圈内部的空气和水分等，然后把预先除气处理的环氧树脂输入到真空容器中，浸没线圈，利用真空和毛细作用，对线圈进行真空浸渍环氧树脂，然后放掉真空，通入空气或者惰性气体施加正压，使环氧树脂更加充分的浸渍到线圈内部，利用高真空和加压交替循环作用，填充满线圈内部的间隙，从而达到较好的浸渍效果。目前超导线圈浸渍工艺多采用真空压力浸渍，基本步骤为：将超导线圈放在一个容器中，然后把放有线圈的容器置于浸渍罐内，对浸渍罐抽真空，然后将环氧树脂输入到真空浸渍罐内的容器中，把线圈浸没，保压一定时间后向浸渍罐内充入空气或惰性气体加压，将环氧树脂压入线圈内部。线圈浸渍完成后从浸渍罐内取出容器，此时线圈浸没在容器中，周围充满环氧树脂，需要将线圈从容器中取出，并清理掉线圈周围多余的环氧树脂，得到最终浸渍完成的线圈。以上线圈浸渍工艺为一次性浸渍成型，不能对浸渍过程是否充分做出判断。此外，浸渍完成后需要将线圈从容器中取出，并去除多余的环氧树脂，该后期处理过程很难操作。现有真空浸渍装置的核心部件是真空浸渍罐，通过对浸渍罐抽真空和加正压，将环氧树脂填充进线圈中。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的真空浸渍一次成型中无法充分判断浸渍效果的缺点，提出一种超导线圈真空浸渍装置及其浸渍方法。本专利技术装置结构简单，浸渍方法效果良好，能够在浸渍的同时判断浸渍效果。本专利技术的目的是通过下述技术方案而实现的。一种超导线圈真空浸渍装置，包括真空浸渍罐、真空混料罐、连接真空浸渍罐和真空混料罐罐体的物料输送管道，以及阀门。其中，真空浸渍罐连接第一加热装置，并在罐体上盖安装第一温度计，以控制真空浸渍罐内的加热温度。真空浸渍罐连接真空泵，并在罐体上盖安装第一真空压力表，以对真空浸渍罐抽真空，并显示罐体真空度。真空浸渍罐内底部安装有一个旋转台，旋转台与真空浸渍罐外的旋转电机连接，通过旋转电机控制旋转台的转速。旋转台上开有六个径向槽，径向槽内固定有六根可调夹持螺杆，通过六根可调夹持螺杆把超导线圈骨架外沿压紧以固定超导线圈。通过调节可调夹持螺杆在槽中的位置，可以固定不同尺寸超导线圈。超导线圈固定在旋转台上平稳转动，且速度可调。真空混料罐连接第二加热装置，并在罐体上盖安装第二温度计，以控制真空混料罐内的加热温度。同时，真空混料罐连接有真空泵，并在罐体上盖安装第二真空压力表，以对真空混料罐抽真空，并显示罐体真空度。真空混料罐内安装有搅拌桨，搅拌桨通过真空混料罐外的电机控制其转速，用以搅拌混料罐中的环氧树脂，使环氧树脂温度均匀且脱气充分。超导线圈骨架上开有均匀分布的通孔或轴向槽，这些通孔或轴向槽作为浸渍通道，使环氧树脂浸渍到超导线圈内部，通孔或轴向槽的尺寸保证骨架上绕制的超导线不会陷进通孔或轴向槽内。真空混料罐和真空浸渍罐连接有带阀门的输液管道。输液管道通过真空混料罐底部的出料口连接到真空浸渍罐顶部的进料口。输液管道上，在真空浸渍罐顶部进料口处安装有进料口阀门，在真空混料罐底部的出料口处安装有出料口阀门。真空混料罐的水平位置高于真空浸渍罐，当两罐体压差为零时，环氧树脂可以在重力的作用下输入到真空浸渍罐中。真空浸渍罐进料口的下方连接一段钢丝管作为导管，导管的一端深入到超导线圈的中心孔内，把从真空浸渍罐进料口输入的环氧树脂引流到超导线圈的中心孔内。真空浸渍罐使用透明材料制作，包括石英玻璃和钢化玻璃，以便观察真空浸渍罐内部超导线圈的真空浸渍情况。采用本专利技术装置的真空浸渍过程如下：1)将超导线圈固定在真空浸渍罐中的旋转台上，进行预加热，同时对真空浸渍罐抽真空。加热温度为60～100℃，抽真空至真空度为200～2Pa，保温和保压时间为12～48h，以除去超导线圈中的水分，增加超导线圈与环氧树脂的浸润性，有利于环氧树脂充分填充到超导线圈中。旋转台通过连接在真空浸渍罐外的旋转电机控制其运转；2)将环氧树脂加入真空混料罐中，同时对真空混料罐加热，并对真空混料罐抽真空，加热温度为40～80℃，抽真空至真空度为500～50Pa，保温和保压时间为30～60min，以脱去环氧树脂中的气体，避免气体分子随环氧树脂浸渍到超导线圈中形成气泡和空洞，气泡和空洞会破坏环氧树脂在超导线层间和匝间的连续性，削弱环氧树脂对超导线层间和匝间的绝缘和强化作用；3)调整真空混料罐出料口阀门和真空浸渍罐的进料口阀门，将真空混料罐中经真空脱气的环氧树脂缓慢地输入到真空浸渍罐中。真空浸渍罐内的环氧树脂通过导管流入到超导线圈的中心孔内；4)开启真空泵，对真空浸渍罐抽真空至真空度为100～2Pa。然后打开旋转电机，带动旋转台以0～500r/min的转速转动，使超导线圈平稳转动。超导线圈骨架中心处的环氧树脂在离心力的作用下，通过骨本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种真空离心浸渍装置，所述的装置包括真空浸渍罐(3)、真空混料罐(11)、连接真空浸渍罐(3)和真空混料罐(11)罐体之间的物料输送管道(9)，以及阀门；真空浸渍罐(3)连接有第一加热装置(2)和真空泵(19)，真空混料罐(11)连接有第二加热装置(14)和真空泵(19)；真空浸渍罐(3)的罐体上盖安装有第一真空压力表(7)和第一温度计(8)，真空混料罐(11)罐体上盖安装第二真空压力表(15)和第二温度计(16)；真空混料罐(11)内装有搅拌桨(13)，通过真空混料罐外的电机(12)控制搅拌桨(13)的转速；输液管道(9)通过真空混料罐(11)底部的出料口连接到真空浸渍罐(3)顶部的进料口；输液管道(9)上，在真空浸渍罐(3)顶部的进料口处装有进料口阀门(6)，在真空混料罐(11)底部的出料口处装有出料口阀门(10)，其特征在于：在所述的真空浸渍罐(3)内底部安装有旋转台(5)，旋转台(5)与真空浸渍罐外的旋转电机(1)连接，通过真空浸渍罐外的旋转电机(1)控制其转速；超导线圈(4)固定在旋转台(5)上。
【技术特征摘要】
1.一种真空离心浸渍装置，所述的装置包括真空浸渍罐(3)、真空混料罐(11)、连接真空浸渍罐(3)和真空混料罐(11)罐体之间的物料输送管道(9)，以及阀门；真空浸渍罐(3)连接有第一加热装置(2)和真空泵(19)，真空混料罐(11)连接有第二加热装置(14)和真空泵(19)；真空浸渍罐(3)的罐体上盖安装有第一真空压力表(7)和第一温度计(8)，真空混料罐(11)罐体上盖安装第二真空压力表(15)和第二温度计(16)；真空混料罐(11)内装有搅拌桨(13)，通过真空混料罐外的电机(12)控制搅拌桨(13)的转速；输液管道(9)通过真空混料罐(11)底部的出料口连接到真空浸渍罐(3)顶部的进料口；输液管道(9)上，在真空浸渍罐(3)顶部的进料口处装有进料口阀门(6)，在真空混料罐(11)底部的出料口处装有出料口阀门(10)，其特征在于：在所述的真空浸渍罐(3)内底部安装有旋转台(5)，旋转台(5)与真空浸渍罐外的旋转电机(1)连接，通过真空浸渍罐外的旋转电机(1)控制其转速；超导线圈(4)固定在旋转台(5)上。2.根据权利要求1所述的真空离心浸渍装置，其特征在于：所述的旋转台(5)上开有六个径向槽，径向槽内固定有六根螺杆，通过六根螺杆把超导线圈(4)的骨架外沿压紧，固定超导线圈；通过调节螺杆在径向槽中的位置，能够固定不同尺寸超导线圈。3.根据权利要求1所述的真空离心浸渍装置，其特征在于，所述的真空浸渍罐(3)进料口下方连接有导管，导管的一端深入到超导线圈(4)的中心孔内，把从真空浸渍罐(3)进料口输入的环氧树脂引流到超导线圈(4)的中心孔内。4.根据权利要求1所述的真空离心浸渍装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙万硕，王秋良，程军胜，李兰凯，陈顺中，崔春艳，戴银明，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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