环氧-无机填料复合材料制备用搅拌密封装置及操作方法与流程

1.本发明属于绝缘材料制备技术领域，具体涉及环氧-无机填料复合 材料制备用搅拌密封装置及操作方法。
技术背景
2.随着我国电力设备的快速发展，对发输变电设备的要求大大提高， 绝缘要求也进一步加强，环氧树脂在设备绝缘中有着广泛的应用，而 环氧-无机填料复合材料在制造加工技术方面有着严格的要求，高质 量高效率的环氧-无机填料复合材料制造加工设备与技术成为制约绝 缘设备加工投产的短板。
3.传统的环氧-无机填料材料加工制备装置主要以真空浇注为主，搅 拌过程仍会产生大量气泡，导致真空浇注环节时间增加，同时考虑到 动态混料与静态混料的区别，导致环氧-无机填料固化过程开始前静 置时间过长，导致材料粘度增大，材料内部气泡难以排除，浇注后易 在浇冒口或金属模具表面产生气孔或缩孔，同时混料过程中不完全的 脱气过程将会导致混合料内部的水分、空气和挥发性物质加热产生的 气体被密封在浇注件内部，产生气孔。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环氧
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无机填料复合材料制备用搅拌密封装置及操作方法，通过设置真空搅 拌系统，恒温干燥箱在真空泵作用下可以得到较高的真空度要求，搅 拌过程中产生的气泡显著减少；真空搅拌浇注一体化，能够大幅缩短 搅拌浇注时间，同时全过程真空封闭，材料制备成品率高；本发明方 案合理，结构简单，容易实现，能够有效提升环氧-无机复合材料制 备效率。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.一种环氧-无机填料复合材料制备用密封搅拌装置，包括竖直设 置的第一恒温干燥箱1与第二恒温干燥箱21，所述第一恒温干燥箱1 内腔设有搅拌容器20，第一恒温干燥箱1内腔一侧通过第一抽气管1 9穿过箱壁与第一抽气泵18相连接，第一恒温干燥箱1顶壁贯穿设 置有密封搅拌机构，搅拌容器20下方通过浇注管道22分别垂直穿过 第一恒温干燥箱1底壁与第二恒温干燥箱21顶壁，与第二恒温干燥 箱21内腔设置的模具23底部相连通，第二恒温干燥箱21内腔一侧 通过第二抽气管25穿过箱壁与第二抽气泵24相连接。
7.所述密封搅拌机构包括嵌套于第一恒温干燥箱1顶壁的密封组 件，密封组件上方设有电机5，电机5的动力输出端与搅拌器13的 连接端相连，搅拌器13的搅拌端竖直穿过密封组件正中，伸入第一 恒温干燥箱1内腔的搅拌容器20内。
8.所述密封组件包括贯穿第一恒温干燥箱1顶壁的密封盖板14、 密封盖板14与搅拌器13之间的动密封结构以及密封盖板14与第一 恒温干燥箱1之间的静密封结构。
9.所述静密封结构包括密封盖板14底端与第一恒温干燥箱1内顶 壁的接触面上设置的多道沟槽10，沟槽10内设有相适配的第一密封 圈15，密封盖板14内圈上端与动密封内
动密封圈6外圈上端螺纹连 接，动密封内动密封圈6顶面与密封盖板14顶面齐平，动密封内动 密封圈6顶面且搅拌器13外周连接有动密封垫片3，动密封垫片3 底面且动密封内动密封圈6与密封盖板14之间连接有静密封圈16； 密封盖板14上端外圈且第一恒温干燥箱1外顶壁，自下而上还分别 螺纹连接有第二紧固螺母9、第一紧固螺母8。
10.所述动密封结构包括动密封内动密封圈6内圈下端与搅拌器13 外周之间设置的动密封弹簧17，动密封弹簧17上端与动密封内动密 封圈6及搅拌器13之间设有动密封圈12，动密封弹簧17下端与动 密封内动密封圈6及搅拌器13之间设有侧密封圈11；动密封内动密 封圈6上方的动密封垫片3顶面连接有动密封紧固件4，动密封紧固 件4内圈与搅拌器13接触，动密封紧固件4侧壁等距开设多个螺孔 27，搅拌器13与动密封紧固件4通过螺孔27及相适配的螺丝抵接固 定。
11.所述第一恒温干燥箱1底壁与第二恒温干燥箱21顶壁之间的浇 注管道22上设有止水夹26。
12.所述电机5动力输出轴、搅拌器13、密封内动密封圈6、密封封 盖14同轴设置。
13.所述多道沟槽10及与其相适配的第一密封圈15同轴设置。
14.所述静密封圈16与密封盖板14内螺纹7接触。
15.一种环氧-无机填料复合材料制备用搅拌密封装置的操作方法， 具体包括以下步骤：
16.1)将预先准备好的环氧-无机复合材料加入第一恒温干燥箱1内 的搅拌容器20中，令搅拌器13的搅拌端伸入搅拌容器20中，关上 第一恒温干燥箱1箱门，对搅拌容器20内的环氧-无机复合材料进行 加热至液态；
17.2)打开第一抽气泵18、第二抽气泵24分别对第一恒温干燥箱1、 第二恒温干燥箱21内部进行抽真空，抽真空过程中，搅拌器13保持 静止，保持恒温干燥箱内部＜100pa真空环境；
18.3)保持第一抽气泵18、第二抽气泵24工作状态，维持第一恒 温干燥箱1、第二恒温干燥箱21内部的真空度＜100pa，启动电机5 带动搅拌器13对搅拌容器20中的复合材料进行真空下搅拌，搅拌条 件为恒温105～115℃，转速每分钟550～750转，搅拌时间5～7分钟；
19.4)关停搅拌，打开浇注管道22上的止水夹26，搅拌后的环氧
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无机填料复合材料通过浇注管道22从模具26底部缓慢充满模具26 内部，待稳定后，将第一抽气泵18、第二抽气泵24关闭，在大气压 环境下进行复合材料的固化过程。
20.相较于现有技术，本发明有如下技术效果：
21.1、本发明将环氧-无机填料复合材料制备一体化应用，通过真空 泵使恒温干燥箱内腔达到较高的真空度要求，搅拌过程中真空度可以 达到100pa以下，使搅拌过程中产生的气泡显著减少；密封搅拌机构 的设置，保证了搅拌过程中整体装置的密封性和真空环境，进一步避 免气泡产生；搅拌结束后在真空下浇注，减少环氧-无机填料复合材 料在浇注过程中产生的气泡。
22.2、通过真空搅拌浇注一体化，能够大幅缩短搅拌浇注固化时间， 能够保证材料固化时间可控，同时全过程真空封闭，材料制备成品率 高。
23.3、本发明应用恒温搅拌，能够保证环氧-无机填料复合材料一直 保持真空环境下的恒温环境搅拌，始终保持复合材料的液体状态。
24.4、本发明能够改进目前实验条件下对环氧-无机填料复合材料制 备过程中的真空搅拌问题，可以依据材料制备性质灵活调整制备搅拌 过程中环境的温度、气压、搅拌转速等条件。
25.5、本发明拆组灵活方便、结构简单，容易实现，能够有效提升 环氧-无机复合材料制备效率。
附图说明
26.图1是本发明的正视结构示意图。
27.图2是本发明的密封机构的正视结构示意图。
28.图3是本发明动密封紧固件4的结构示意图。
29.其中：1-第一恒温干燥箱，2-密封盖板外螺纹，3-动密封垫片，4
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动密封紧固件，5-驱动电机，6-动密封内动密封圈，7-密封盖板内螺 纹，8-第一紧固螺母，9-第二紧固螺母，10-沟槽，11-侧密封圈，12
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动密封圈，13-搅拌器，14-密封盖板，15-第一密封圈，16-静密封圈， 17-动密封弹簧，18-第一抽气泵，19-第一抽气管，20-搅拌容器，21
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第二恒温干燥箱，22-浇注管道，23-模具，24-第二抽气泵，25第二 抽气管，26-止水夹，27、螺孔。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
31.参见图1，一种环氧-无机填料复合材料制备用密封搅拌装置，包 括竖直设置的第一恒温干燥箱1与第二恒温干燥箱21，所述第一恒 温干燥箱1内腔设有搅拌容器20，第一恒温干燥箱1内腔一侧通过 第一抽气管19穿过箱壁与第一抽气泵18相连接，第一恒温干燥箱1 顶壁贯穿设置有密封搅拌机构，搅拌容器20下方通过浇注管道22分 别垂直穿过第一恒温干燥箱1底壁与第二恒温干燥箱21顶壁，与第 二恒温干燥箱21内腔设置的模具23底部相连通，第二恒温干燥箱2 1内腔一侧通过第二抽气管25穿过箱壁与第二抽气泵24相连接。
32.所述密封搅拌机构包括嵌套于第一恒温干燥箱1顶壁的密封组 件，密封组件上方设有电机5，电机5的动力输出端与搅拌器13的 连接端相连，搅拌器13的搅拌端竖直穿过密封组件正中，伸入第一 恒温干燥箱1内腔的搅拌容器20内。
33.参见图2、图3，所述密封组件包括贯穿第一恒温干燥箱1顶壁 的密封盖板14、密封盖板14与搅拌器13之间的动密封结构以及密 封盖板14与第一恒温干燥箱1之间的静密封结构。
34.所述静密封结构包括密封盖板14底端与第一恒温干燥箱1内顶 壁的接触面上设置的多道沟槽10，沟槽10内设有相适配的第一密封 圈15，密封盖板14内圈上端与动密封内动密封圈6外圈上端螺纹连 接，动密封内动密封圈6顶面与密封盖板14顶面齐平，动密封内动 密封圈6顶面且搅拌器13外周连接有动密封垫片3，动密封垫片3 底面且动密封内动密封圈6与密封盖板14之间连接有静密封圈16； 密封盖板14上端外圈且第一恒温干燥箱1外顶壁，自下而上还分别 螺纹连接有第二紧固螺母9、第一紧固螺母8。
35.所述动密封结构包括动密封内动密封圈6内圈下端与搅拌器13 外周之间设置的动密封弹簧17，动密封弹簧17上端与动密封内动密 封圈6及搅拌器13之间设有动密封圈12，动密封内动密封圈6内的 动密封弹簧17挤压动密封圈12，依靠挤压形变保持密封效果；
动密 封弹簧17下端与动密封内动密封圈6及搅拌器13之间设有侧密封圈 11，侧密封圈18受搅拌器13挤压产生形变保持密封效果；动密封内 动密封圈6上方的动密封垫片3顶面连接有动密封紧固件4，动密封 紧固件4内圈与搅拌器13接触，动密封紧固件4侧壁等距开设多个 螺孔27，搅拌器13与动密封紧固件4通过螺孔27及相适配的螺丝 抵接固定，并保持同轴转动。
36.所述第一恒温干燥箱1底壁与第二恒温干燥箱21顶壁之间的浇 注管道22上设有止水夹26。
37.所述电机5动力输出轴、搅拌器13、密封内动密封圈6、密封封 盖14同轴；所述多道沟槽10及与其相适配的第一密封圈15同轴设 置，优选为3道。
38.所述静密封圈16与密封盖板14内螺纹7接触，依靠挤压形变保 持密封效果。
39.一种环氧-无机填料复合材料制备用搅拌密封装置的操作方法， 具体包括以下步骤：
40.1)将预先准备好的环氧-无机复合材料加入第一恒温干燥箱1内 的搅拌容器20中，令搅拌器13的搅拌端伸入搅拌容器20中，关上 第一恒温干燥箱1箱门，对搅拌容器20内的环氧-无机复合材料进行 加热至液态；
41.2)打开第一抽气泵18、第二抽气泵24分别对第一恒温干燥箱1、 第二恒温干燥箱21内部进行抽真空，抽真空过程中，搅拌器13保持 静止，保持恒温干燥箱内部＜100pa真空环境；
42.3)保持第一抽气泵18、第二抽气泵24工作状态，维持第一恒 温干燥箱1、第二恒温干燥箱21内部的真空度＜100pa，启动电机5 带动搅拌器13对搅拌容器20中的复合材料进行真空下搅拌，搅拌条 件为恒温105～115℃，转速每分钟550～750转，搅拌时间5～7分钟；
43.4)关停搅拌，打开浇注管道22上的止水夹26，搅拌后的环氧
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无机填料复合材料通过浇注管道22从模具26底部缓慢充满模具26 内部，待稳定后，将第一抽气泵18、第二抽气泵24关闭，在大气压 环境下进行复合材料的固化过程。
44.本装置能够将混合后的环氧-氧化铝复合材料混合溶液在真空恒 温干燥环境下进行搅拌，将混合溶液充分搅拌混合，保证不同溶液之 间相互交融，同时减少搅拌及浇注过程中容易产生的气泡问题。