CN113019806B - 用于真空压力浸渍的工装、浸渍罐和真空压力浸渍方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于真空压力浸渍的工装、浸渍罐和真空压力浸渍方法，工装包括具有顶部开口的浸漆容器、用于放置待浸渍产品的载物台和载物台升降结构；载物台升降结构包括支架、旋转轴组件、配重漂浮罐、漂浮罐钢索和载物台钢索；其中，支架设置在浸漆容器上并向上延伸；旋转轴组件包括传动轴、漂浮罐绞轮和载物台绞轮，传动轴可转动地安装在支架上，漂浮罐绞轮和载物台绞轮固定在传动轴，漂浮罐绞轮位于背向浸漆容器的一侧而载物台绞轮位于面向浸漆容器的一侧；载物台经由载物台绞轮和载物台钢索悬挂在浸漆容器内或上方，配重漂浮罐经由漂浮罐绞轮和漂浮罐钢索悬挂在浸漆容器的外侧，配重漂浮罐能够借助浸渍罐中的浸渍液的浮力降低载物台。

Description

用于真空压力浸渍的工装、浸渍罐和真空压力浸渍方法
技术领域
本发明涉及一种用于真空压力浸渍的工装、浸渍罐和真空压力浸渍方法。
背景技术
VPI(真空压力浸渍)工艺是一种生产高压电机、变压器、电力电容器、纸绝缘等的电工材料以及石墨电极的重要工艺。经VPI工艺处理的电工产品绝缘性能好、温升低、效率高、机械强度高，可以解决运行过程的松动现象，防止短路等绝缘故障，提高防潮能力，延长使用寿命。VPI工艺也是燃料电池石墨电极材料的主要制成工艺。
常规的真空压力浸渍工艺如下：首先将待浸工件放置于一个密闭的容器中抽真空，抽出工件间隙内的空气以便于浸渍液填充，然后将浸渍液注入其中，施加一定压力，迫使浸渍液迅速、彻底地浸透工件的所有缝隙，以此达到浸渍的目的。真空压力浸渍工艺的核心工艺流程为对产品所在环境抽真空-真空状态下进液没过浸渍产品-通入压缩空气加压-释放压力-排液。
保证工艺实施的真空压力浸渍设备一般由下列部分组成：浸渍罐、贮漆罐、真空抽气***、压缩空气储气加压***、排气***、输回漆***、制冷***和电气控制***。其中，浸渍罐内部设有放置产品的平台，是产品浸渍过程完成的位置；储漆罐用于储存浸渍液，为浸渍液提供可靠地保存环境；输回漆***提供浸渍液往复传输的管路通道；真空抽气***用于进行抽真空操作；压缩空气储气加压***用于提供压缩空气以对浸渍液进行加压，使浸渍液更好的进入浸渍产品的间隙中；排气***处理加压后排放的气体；制冷***用于浸渍液的低温保存；电控***用于控制设备照设定的技术参数完成浸渍工艺。
随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，制造自动化***的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内生产出成本低但质量高的不同品种产品的能力。换言之，设备的柔性生产能力越来越重要。
由于真空压力浸渍设备的复杂性高，该类设备通常被设计为满足批量生产，生产产品单一。如果生产多种不同浸渍液的浸渍产品，通常需要采购新的设备，设备投入成本上升，转而需要大批量生产以收回成本投入。另外，如果采用单一设备进行切换生产，在注入足够设备正产用量的新浸渍溶剂之前，需要排出罐体内的原有浸渍溶剂并低温保存，并且对罐体和输液管路进行清洗、烘干以保证不同种浸渍液不相互污染。
由此可知，真空压力浸渍设备切换产品生产的过程繁杂，切换周期比长，难以满足产品开发实验、打样以及多品种中小批量产品的快速切换不同浸渍液的需要。
中国专利CN102120210A披露了一种真空压力局部浸漆专用工装，其包括防溢罩和进漆底座，进漆底座内设置有上开口的浸渍漆槽，进漆底座下端设置有进漆口，进漆口上连接有进漆管。将真空压力局部浸漆专用工装置于真空压力浸漆罐中，可以实现多产品同时浸渍。优点是将浸渍液经由浸漆管注入工装中而不是浸漆罐，由此可以降低浸渍液量。但是该方案需要对浸渍设备进行改造或定制该类浸渍设备，而且改造后切换产品也需要排出原浸渍液并对设备进行清洗，产品切换周期长。
发明内容
因此，本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种用于真空压力浸渍的工装，采用本发明的工装可以实现多品类产品同时浸渍，提高真空压力浸渍设备的柔性化程度，利于中小批量产品的生产。另外，本发明还提供了一种用于真空压力浸渍的浸渍罐和真空压力浸渍方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一方面，本发明提供了一种用于真空压力浸渍的工装，其中，所述工装用于放置在浸渍罐内，所述工装包括浸漆容器、载物台和载物台升降结构；其中，
所述浸漆容器用于盛放浸渍液，所述浸漆容器具有顶部开口；
所述载物台用于放置待浸渍产品；
所述载物台升降结构包括支架、旋转轴组件、配重漂浮罐、漂浮罐钢索和载物台钢索；其中，所述支架设置在所述浸漆容器上并向上延伸；所述旋转轴组件包括传动轴、漂浮罐绞轮和载物台绞轮，所述传动轴可转动地安装在所述支架上，所述漂浮罐绞轮和所述载物台绞轮固定在所述传动轴，所述漂浮罐绞轮位于背向所述浸漆容器的一侧而所述载物台绞轮位于面向所述浸漆容器的一侧；
所述载物台经由所述载物台绞轮和载物台钢索悬挂在所述浸漆容器内或上方，所述配重漂浮罐经由所述漂浮罐绞轮和漂浮罐钢索悬挂在所述浸漆容器的外侧，所述配重漂浮罐能够借助浸渍罐中的浸渍液的浮力降低所述载物台。
优选地，所述漂浮罐钢索在所述漂浮罐绞轮上的卷绕方向与所述载物台钢索在所述载物台绞轮上的卷绕方向相反。
优选地，所述支架上安装有轴承，所述传动轴经由所述轴承安装在所述支架的顶部。
优选地，所述工装包括至少2个所述载物台升降结构。
更优选地，所述工装包括2个、3个或4个所述载物台升降结构。
优选地，所述载物台升降结构还包括多个用于调节配重漂浮罐重量的配重元件。
另一方面，本发明提供了一种用于真空压力浸渍的浸渍罐，其中，所述浸渍罐包括浸渍罐体、载物板和至少一个工装，所述载物板设置在所述浸渍罐体的中下部，所述工装放置在所述载物板上。
优选地，所述浸渍罐还包括设置在所述浸渍罐体底部的输液管路。
又一方面，本发明提供了一种真空压力浸渍方法，其中，所述真空压力浸渍方法是通过所述的浸渍罐实施的，其包括以下步骤：
S100：将第一种待浸渍产品放置在载物板上，将其它待浸渍产品放置在各工装的载物台上；
S200：向各工装的浸漆容器中分别加入目标浸渍液；
S300：对浸渍罐抽真空，向浸渍罐体内注入第一浸渍液，所述第一浸渍液的液面上升并浸没所述第一产品，配重漂浮罐降低所对应工装的载物台，使得载物台上的产品浸入所对应的浸漆容器内的浸渍液；其中，所述第一浸渍液与各工装的浸漆容器内的浸渍液不同；
S400：对浸渍罐进行加压浸渍；
S500：排出第一浸渍液，配重漂浮罐提升所对应工装的载物台，使载物台上的产品脱离所对应工装的浸漆容器内的浸渍液。
优选地，所述第一产品与所述其它待浸渍产品相同或不同。
本发明具有以下优点：
(1)采用本发明的工装可以实现多品类产品同时浸渍，提高真空压力浸渍设备的柔性化程度，有利于中小批量产品的生产。
(2)采用本发明的工装进行浸渍时，各工装内以及工装与浸渍罐体内的不同浸渍液的浸渍参数和作业环境相同，便于实验结果对比，通过增加工装数量即可完成更多的实验，可以提高实验效率，尽快完成实验验证，缩短产品开发周期。
(3)本发明的工装内的浸渍液用量少，可以减少甚至是避免实验和小批量生产的浪费，降低成本。
(4)采用本发明的工装，产品切换周期短，实施快捷，只需要将工装放置到浸渍罐内即可进行不同类产品和/或不同浸渍液的浸渍，浸渍结束将工装吊出浸渍罐即可。
(5)工装清洗在线外进行，不占用浸渍设备运行时间，可以提高浸渍设备的利用率。
(6)工装内的浸渍过程更稳定，不受浸渍罐进液时浸渍液冲击，可以保护易损产品，避免损坏。
(7)本发明的工装应用成本低，不需要对现有设备进行改造，可方便的实现多种类型浸渍液的浸渍。
(8)本发明的工装可以根据待浸渍产品的重量和/或浸渍罐内浸渍液的密度等调整配重漂浮罐配重，以保证浸渍过程顺利实施；同时，也可以采用不同的漂浮罐绞轮和载物台绞轮的直径来调解传动轴的传动扭矩，进一步增大了工装的柔性。
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是根据本发明的用于真空压力浸渍的工装的一种实施方案的结构示意图；
图2是根据本发明的用于真空压力浸渍的浸渍罐的一种实施方案的结构示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
1-支架；
3-漂浮罐钢索；
4-载物台；
5-浸漆容器；
6-配重漂浮罐；
7-载物台钢索；
11-浸渍罐体；
12-载物板；
13-输液管路；
21-载物台绞轮；
22-漂浮罐绞轮。
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明提供了一种用于真空压力浸渍的工装，其中，所述工装用于放置在浸渍罐内，所述工装包括浸漆容器、载物台和载物台升降结构；其中，
所述浸漆容器用于盛放浸渍液，所述浸漆容器具有顶部开口；
所述载物台用于放置待浸渍产品；
所述载物台升降结构包括支架、旋转轴组件、配重漂浮罐、漂浮罐钢索和载物台钢索；其中，所述支架设置在所述浸漆容器上并向上延伸；所述旋转轴组件包括传动轴、漂浮罐绞轮和载物台绞轮，所述传动轴可转动地安装在所述支架上，所述漂浮罐绞轮和所述载物台绞轮固定在所述传动轴，所述漂浮罐绞轮位于背向所述浸漆容器的一侧而所述载物台绞轮位于面向所述浸漆容器的一侧；
所述载物台经由所述载物台绞轮和载物台钢索悬挂在所述浸漆容器内或上方，所述配重漂浮罐经由所述漂浮罐绞轮和漂浮罐钢索悬挂在所述浸漆容器的外侧，所述配重漂浮罐能够借助浸渍罐中的浸渍液的浮力降低所述载物台。
图1显示了本发明的用于真空压力浸渍的工装的一种实施方案。
参照图1，本发明的工装用于放置在浸渍罐内，其包括浸漆容器5、载物台4和载物台升降结构。浸漆容器5用于盛放浸渍液，浸漆容器5具有顶部开口。载物台4用于放置待浸渍产品。
载物台升降结构包括支架1、旋转轴组件、配重漂浮罐6、漂浮罐钢索3和载物台钢索7。支架1设置在浸漆容器5上并向上延伸。旋转轴组件包括传动轴、漂浮罐绞轮22和载物台绞轮21，传动轴(水平)可转动地安装在支架1上，漂浮罐绞轮22和载物台绞轮21固定在传动轴，漂浮罐绞轮22位于背向浸漆容器5的一侧而载物台绞轮21位于面向浸漆容器5的一侧。
载物台4经由载物台绞轮21和载物台钢索7悬挂在浸漆容器5内或上方，配重漂浮罐6经由漂浮罐绞轮22和漂浮罐钢索3悬挂在浸漆容器5的外侧，配重漂浮罐6能够借助浸渍罐中的浸渍液的浮力和/或载物台以及其上的待浸渍产品的重力降低或提升载物台4。
本发明的工装可以依靠浸渍设备例如浸渍罐内的真空压力环境和浸渍液来完成浸渍，特别是通过设置载物台升降结构以借助浸渍罐内浸渍液对配重漂浮罐6的浮力和/或载物台4以及其上的待浸渍产品的重力完成浸渍过程，整个过程不需要外界提供额外动力源。
具体地，以浸渍两种产品为例，参照图1和2，将工装和第一产品放置到载物板12上，在工装的浸漆容器5内注入第二浸渍液，将需要浸渍的第二产品放到载物台4上。设：第二产品的重量为M1，载物台的重量M2，配重漂浮罐的重量M3，则此时M3>M1+M2。第二产品悬挂在第二浸渍液的液面之上。
浸渍罐进液时，浸渍罐体11内的第一浸渍液液面上升，对配重漂浮罐6产生浮力F，当M3g-F<M1g+M2g时，配重漂浮罐6会随着液面上升，而载物台4及其上的第二产品则下降，直到第二产品完全浸入工装的浸漆容器5内的第二浸渍液中。
进行排液时，随着排液过程进行，浸渍罐体11内的第一浸渍液排出，液面下降，浮力F开始减小，当M3g-F>M1g+M2g，配重漂浮罐6会随着液面下降，而载物台4及其上的第二产品会上升，进而与工装内的第二浸渍液分开。
浸渍过程完成后，可以同时取出第一产品和第二产品。
在本发明的一个实施例中，漂浮罐钢索3在漂浮罐绞轮22上的卷绕方向与载物台钢索7在载物台绞轮21上的卷绕方向相反。
在本发明的一个实施例中，支架1上安装有轴承(未显示)，传动轴经由轴承安装在支架1的顶部。通过设置轴承可以使传动轴旋转更顺畅。
在本发明的一个实施例中，本发明的工装包括至少2个载物台升降结构，特别是2个、3个或4个载物台升降结构。例如，在图1所示的实施例中，本发明的工装包括2个载物台升降结构。
本发明中，传动轴可以保证漂浮罐绞轮22和载物台绞轮21同步转动，而漂浮罐绞轮22和载物台绞轮21分别用来卷绕和储存漂浮罐钢索3和载物台钢索7。
在本发明的一个实施例中，漂浮罐绞轮22的直径和载物台绞轮21的直径可以相同或不同。通过调节漂浮罐绞轮22的直径和载物台绞轮21的直径可以为传动提供不同的扭矩。
在本发明的一个具体实施例中，漂浮罐绞轮22的直径和载物台绞轮21的直径不同，例如，漂浮罐绞轮22的直径大于载物台绞轮21的直径。
本发明中，配重漂浮罐6借助浸渍罐体内浸渍液的液面上升提供的浮力为工装提供初始动力，可以采用适当的配重物来匹配工装的载物台4中浸渍产品的重量，以实现载物台4及其上的待浸渍产品的上下运动。
在本发明的一个实施例中，载物台升降结构还包括多个用于调节配重漂浮罐重量的配重元件。
在本发明的一个实施例中，支架1设置在浸漆容器5的上部以支撑旋转轴组件。在本发明的另一个实施例中，支架1被设置成支撑浸漆容器5和支撑旋转轴组件。
在本发明的一个实施例中，工装的顶部设置有防护盖(未显示)。由此，可以防止进液时浸渍罐体内的浸渍液飞溅污染工装内的浸渍液。
图2显示了一种用于真空压力浸渍的浸渍罐，其包括：浸渍罐体11、载物板12和至少一个工装。载物板12设置在浸渍罐体11的中下部，工装放置在载物板12上。
在本发明的一个实施例中，浸渍罐还包括设置在浸渍罐体11底部的输液管路13。
以下参照图1-2说明本发明的真空压力浸渍方法。本发明的真空压力浸渍方法是通过浸渍罐实施的，其包括以下步骤：
S100：将第一种待浸渍产品放置在载物板12上，将其它待浸渍产品放置在各工装的载物台4上；
S200：向各工装的浸漆容器5中分别加入目标浸渍液；
S300：对浸渍罐抽真空，向浸渍罐体11内注入第一浸渍液，第一浸渍液的液面上升并浸没第一产品，配重漂浮罐6降低所对应工装的载物台4，使得载物台4上的待浸渍产品浸入所对应的浸漆容器5内的浸渍液；其中，第一浸渍液与各工装的浸漆容器5内的浸渍液不同；
S400：对浸渍罐进行加压浸渍；
S500：排出第一浸渍液，配重漂浮罐6提升所对应工装的载物台4，由此使载物台4上的产品脱离所对应工装的浸漆容器5内的浸渍液。
在本发明的一个实施例中，第一产品与其它待浸渍产品可以相同或不同。
在本发明的一个实施例中，步骤S100中，可以根据待浸渍产品的种类、数量以及目标浸渍液的种类等确定放置在浸渍罐中的工装的数量。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述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 (6)

1.一种用于真空压力浸渍的工装，其特征在于，所述工装用于放置在浸渍罐内，所述工装包括浸漆容器(5)、载物台(4)和载物台升降结构；其中，
所述浸漆容器(5)用于盛放浸渍液，所述浸漆容器(5)具有顶部开口；
所述载物台(4)用于放置待浸渍产品；
所述载物台升降结构包括支架(1)、旋转轴组件、配重漂浮罐(6)、漂浮罐钢索(3)和载物台钢索(7)；其中，所述支架(1)设置在所述浸漆容器(5)上并向上延伸；所述旋转轴组件包括传动轴、漂浮罐绞轮(22)和载物台绞轮(21)，所述传动轴可转动地安装在所述支架(1)上，所述漂浮罐绞轮(22)和所述载物台绞轮(21)固定在所述传动轴，所述漂浮罐绞轮(22)位于背向所述浸漆容器(5)的一侧而所述载物台绞轮(21)位于面向所述浸漆容器(5)的一侧；
所述载物台(4)经由所述载物台绞轮(21)和载物台钢索(7)悬挂在所述浸漆容器(5)内或上方，所述配重漂浮罐(6)经由所述漂浮罐绞轮(22)和漂浮罐钢索(3)悬挂在所述浸漆容器(5)的外侧，所述配重漂浮罐(6)能够借助浸渍罐中的浸渍液的浮力降低所述载物台(4)，
其中，所述载物台升降结构还包括多个用于调节配重漂浮罐重量的配重元件；
其中，所述浸渍罐包括浸渍罐体(11)、载物板(12)和所述工装，所述载物板(12)设置在所述浸渍罐体(11)的中下部，所述工装放置在所述载物板(12)上；
其中，浸渍方法包括以下步骤：
S100：将第一种待浸渍产品放置在载物板(12)上，将其它待浸渍产品放置在各工装的载物台(4)上；
S200：向各工装的浸漆容器(5)中分别加入目标浸渍液；
S300：对浸渍罐抽真空，向浸渍罐体(11)内注入第一浸渍液，所述第一浸渍液的液面上升并浸没第一产品，配重漂浮罐(6)降低所对应工装的载物台(4)，使得载物台(4)上的产品浸入所对应的浸漆容器(5)内的浸渍液；其中，所述第一浸渍液与各工装的浸漆容器(5)内的浸渍液不同；
S400：对浸渍罐进行加压浸渍；
S500：排出第一浸渍液，配重漂浮罐(6)提升所对应工装的载物台(4)，使载物台(4)上的产品脱离所对应工装的浸漆容器(5)内的浸渍液。
2.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述漂浮罐钢索(3)在所述漂浮罐绞轮(22)上的卷绕方向与所述载物台钢索(7)在所述载物台绞轮(21)上的卷绕方向相反。
3.根据权利要求2所述的工装，其特征在于，所述支架(1)上安装有轴承，所述传动轴经由所述轴承安装在所述支架(1)的顶部。
4.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述工装包括至少2个所述载物台升降结构。
5.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述工装包括2个、3个或4个所述载物台升降结构。
6.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述浸渍罐还包括设置在所述浸渍罐体(11)底部的输液管路(13)。
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