本發(fā)明涉及電極技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種磁極防護(hù)層真空脫附浸漬固化系統(tǒng)、真空脫附裝置及工藝。
背景技術(shù):
請(qǐng)參考圖1,圖1為永磁電機(jī)磁極防護(hù)層成型系統(tǒng)的示意圖;圖2為圖1中磁鋼處的細(xì)節(jié)示意圖。
圖1中,磁鋼16設(shè)于外轉(zhuǎn)子的磁軛15的內(nèi)壁,通過(guò)壓條壓緊于磁軛15,并通過(guò)螺栓緊固,另外還在磁鋼16表面注膠形成防護(hù)層142。具體過(guò)程是:
首先,在磁鋼16表面以此覆蓋增強(qiáng)材料142(例如是玻璃纖維布)、脫模布143、導(dǎo)流網(wǎng)141,然后使用輕質(zhì)、柔性的真空袋17來(lái)封閉覆蓋,則真空袋17和磁鋼16及其壓條、磁軛15的內(nèi)壁形成密閉系統(tǒng),真空袋17與磁軛15內(nèi)壁之間通過(guò)密封條19密封。
然后,借助真空泵18,通過(guò)對(duì)密閉系統(tǒng)內(nèi)抽真空壓實(shí)增強(qiáng)材料142,產(chǎn)生浸漬液體(例如樹(shù)脂、粘接劑等)所需的驅(qū)動(dòng)壓力梯度。真空袋17封閉后,形成有注膠口171和排出口172。樹(shù)脂體系罐12內(nèi)存儲(chǔ)有樹(shù)脂,樹(shù)脂在真空泵18作用下從輸入管路131經(jīng)注膠口171進(jìn)入密閉系統(tǒng)內(nèi),少量樹(shù)脂可能經(jīng)排出口172進(jìn)入輸出管路132,進(jìn)入樹(shù)脂收集器11。樹(shù)脂收集器11位置設(shè)有真空表計(jì)111,真空泵18設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)182以及調(diào)節(jié)閥181。
借助增強(qiáng)材料142增強(qiáng)樹(shù)脂柔性模塑成型過(guò)程工藝去填充磁鋼16與磁鋼16之間固定壓條的縫隙、灌注磁鋼16與磁軛15內(nèi)壁之間縫隙、覆蓋磁鋼16及其壓條,增強(qiáng)材料142固化后,揭開(kāi)脫模布143,則形成整個(gè)磁極填充固定的防護(hù)層。
上述方式進(jìn)行浸漬液體時(shí),轉(zhuǎn)子豎直放置,浸漬并且固化后,正視磁 軛14內(nèi)壁下三分之一區(qū)域尚有一些“空泡”,即氣泡,使用疏密不同的玻璃纖維布時(shí),雖然結(jié)果也有所區(qū)別,但氣泡依然存在。
固化后形成氣泡,必然會(huì)影響防護(hù)層的性能和使用壽命,因此,亟待針對(duì)目前的注膠工藝進(jìn)行改進(jìn),以減少固化之后的防護(hù)層中存在的氣泡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種磁極防護(hù)層真空脫附浸漬固化系統(tǒng)、真空脫附裝置及其工藝,可以減少防護(hù)層中的氣泡,改善磁極部件的性能。
本發(fā)明提供的磁極防護(hù)層真空脫附工藝,在浸漬液體注入之前,對(duì)磁極中磁軛與真空袋形成的密閉系統(tǒng)進(jìn)行抽真空脫附,并且建立所述密閉系統(tǒng)內(nèi)真空度或壓力的函數(shù)關(guān)系式,以控制真空脫附的過(guò)程;
所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)包括真空泵的平均抽氣體積流量、抽真空的持續(xù)時(shí)間、密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始?jí)毫?,以及所述密閉系統(tǒng)的初始容積。
可選地,用于建立所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括所述密閉系統(tǒng)中氣體的初始溫度,以及抽真空過(guò)程中的當(dāng)前溫度。
可選地,所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括熱力學(xué)多變過(guò)程的多變指數(shù);
或,所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括熱力學(xué)多變過(guò)程的多變指數(shù),以及所述密閉系統(tǒng)內(nèi)氣體的的初始密度和當(dāng)前密度。
可選地,所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括所述密閉系統(tǒng)所處的海拔高度,所述密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始?jí)毫τ伤龊0胃叨群秃F矫鏄?biāo)準(zhǔn)大氣壓力確定,所述密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始溫度由海拔高度、海平面標(biāo)準(zhǔn)氣溫確定。
可選地,所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括所述密閉系統(tǒng)所處的海拔高度,所述密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始?jí)毫τ伤龊0胃叨群秃F矫鏄?biāo)準(zhǔn)大氣壓力確定,所述初始密度由初始相對(duì)濕度、初始溫度、初始?jí)毫σ约帮柡蜐窨諝庵兴魵獾姆謮毫Υ_定。
可選地,試驗(yàn)確定脫附所需的真空度,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式和實(shí)際真空脫附時(shí)的初始溫度、初始?jí)毫?、初始相?duì)濕度,確定抽真空所需的持續(xù)時(shí)間。
可選地,調(diào)整所述真空泵的平均抽氣體積流量,以調(diào)整抽吸持續(xù)時(shí)間。
可選地,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述密閉系統(tǒng)內(nèi)壓力,與按照函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行抽真空脫附控制的進(jìn)程相互校驗(yàn)。
可選地,抽真空脫附之后或與抽真空脫附同時(shí)進(jìn)行下述步驟:
向所述密閉系統(tǒng)內(nèi)通入加熱干燥后的空氣。
可選地,在浸漬液體注入之前,還對(duì)密閉系統(tǒng)進(jìn)行加熱脫附處理或超聲波脫附處理。
本發(fā)明還提供一種磁極防護(hù)層真空脫附浸漬固化工藝,包括下述步驟:
組裝壓條、磁鋼于磁軛壁面的相應(yīng)位置,并安裝真空袋于磁軛的壁面,真空袋與磁軛的壁面形成密閉系統(tǒng);
對(duì)所述密閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行上述任一項(xiàng)所述的真空脫附工藝;
真空脫附后,在抽真空的狀態(tài)下,向所述密閉系統(tǒng)內(nèi)注入浸漬液體。
可選地,抽真空注入浸漬液體時(shí),調(diào)整真空泵以使平均抽氣體積流量增大預(yù)定時(shí)間后再減小預(yù)定時(shí)間,上述增大、減小過(guò)程重復(fù)若干次。
可選地,注入浸漬液體后,進(jìn)行固化步驟,固化步驟進(jìn)依次行升溫、恒溫以及降溫控制,降溫時(shí)通過(guò)調(diào)整真空泵平均抽氣體積流量,使真空泵平均抽氣體積流量逐漸減小。
本發(fā)明還提供一種磁極防護(hù)層真空脫附裝置,磁極中磁軛與真空袋形成密閉系統(tǒng),其特征在于,所述真空脫附裝置包括控制器和向所述密閉系統(tǒng)進(jìn)行抽真空脫附的真空泵;
所述控制器內(nèi)預(yù)存有密閉系統(tǒng)內(nèi)真空度或壓力的函數(shù)關(guān)系式,以控制真空脫附的過(guò)程,所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)包括真空泵的平均抽氣體積流量、抽真空的持續(xù)時(shí)間、所述密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始?jí)毫?,以及所述密閉系統(tǒng)的初始容積。
可選地,還包括溫度傳感器,其檢測(cè)所述密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始溫度以及抽真空過(guò)程中的當(dāng)前溫度并輸出至所述控制器;抽真空吸出的氣體膨脹過(guò)程為變溫過(guò)程,所述函數(shù)關(guān)系式的參數(shù)還包括密閉系統(tǒng)的初始溫度和當(dāng)前溫度。
可選地,還包括壓力傳感器,檢測(cè)所述密閉系統(tǒng)抽真空過(guò)程中的當(dāng)前壓力,或設(shè)置密度儀以檢測(cè)初始密度和當(dāng)前密度;抽真空吸出的氣體膨脹 過(guò)程為變溫過(guò)程,所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括熱力學(xué)多變過(guò)程的多變指數(shù)。
可選地,所述控制器中預(yù)存的所述函數(shù)關(guān)系式中的參數(shù)還包括海拔高度,所述密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始?jí)毫τ伤龊0胃叨?、海平面?biāo)準(zhǔn)大氣壓力確定,所述初始密度由初始相對(duì)濕度、初始溫度、初始?jí)毫?、飽和濕空氣中水蒸氣的分壓力確定。
可選地,所述真空泵配設(shè)有變頻調(diào)速器,以調(diào)節(jié)所述真空泵的平均抽氣體積流量。
可選地,還包括與所述密閉系統(tǒng)連通的空氣加熱器和空氣入口過(guò)濾器,空氣在所述真空泵作用下經(jīng)所述空氣加熱器、所述空氣入口過(guò)濾器后進(jìn)入所述密閉系統(tǒng)。
可選地,所述密閉系統(tǒng)與真空泵之間設(shè)有出口空氣過(guò)濾器,和/或檢測(cè)空氣中水蒸氣含量的脫附工藝測(cè)量裝置。
可選地,還包括對(duì)所述密閉系統(tǒng)進(jìn)行加熱脫附處理的加熱裝置或超聲波裝置。
可選地,所述加熱裝置為微波加熱裝置、遠(yuǎn)紅外熱源、敷設(shè)于磁軛壁面的電熱膜中的至少一者,所述磁軛壁面的電熱膜之外還敷設(shè)保溫層。
可選地,所述磁軛的兩端設(shè)置密封屏蔽絕熱蓋,以封閉所述微波加熱裝置的微波。
可選地,所述微波加熱裝置包括用于輸入微波的輻射式加熱器,所述輻射式加熱器朝向所述密閉系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有蓄水海綿。
可選地,所述輻射式加熱器具有喇叭式殼體,所述蓄水海綿設(shè)于所述喇叭式殼體的內(nèi)側(cè)表面。
本發(fā)明還提供一種磁極防護(hù)層真空脫附浸漬固化系統(tǒng),包括壓條、磁鋼、磁軛,以及安裝在磁軛的壁面的真空袋,真空袋與磁軛的壁面形成密閉系統(tǒng);其特征在于,所述真空脫附浸漬固化系統(tǒng)上述任一項(xiàng)所述的真空脫附裝置。
可選地,還包括裝載浸漬液體的體系罐,所述體系罐內(nèi)設(shè)有攪拌所述浸漬液體的攪拌器。
可選地,所述體系罐包括相連通的攪拌罐和輸出罐,所述攪拌罐位于所述輸出罐的上游,所述攪拌器設(shè)于所述攪拌罐內(nèi);所述輸出罐中還設(shè)有超聲波消泡振動(dòng)棒。
可選地,所述攪拌罐設(shè)有第一出氣口,所述輸出罐設(shè)有第二出氣口,所述第一出氣口連通真空泵,所述第二出氣口連通所述真空泵或大氣。
可選地,所述攪拌器內(nèi)設(shè)有加熱電阻,以在攪拌的同時(shí)加熱所述浸漬液體。
可選地,所述攪拌器由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),所述電動(dòng)機(jī)設(shè)有空心軸,所述空心軸底端設(shè)有所述攪拌器的攪拌槳葉;所述電動(dòng)機(jī)繞組的引出線沿所述空心軸延伸至并形成電氣回路,所述引出線能夠?yàn)樗黾訜犭娮韫╇姟?/p>
可選地,所述攪拌器由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),所述電動(dòng)機(jī)設(shè)有空心軸,所述空心軸底端設(shè)有所述攪拌器的攪拌槳葉;所述空心軸的底部還設(shè)有超聲波高頻振動(dòng)發(fā)射頭。
可選地,還設(shè)有微波預(yù)加熱裝置,設(shè)于裝載浸漬液體的體系罐與所述密閉系統(tǒng)之間,以對(duì)輸入所述密閉系統(tǒng)之前的浸漬液體進(jìn)行微波加熱。
可選地,所述微波預(yù)加熱裝置設(shè)有樹(shù)脂腔室,所述微波預(yù)加熱裝置的微波輸入至所述樹(shù)脂腔室中;所述體系罐內(nèi)的浸漬液體進(jìn)入所述樹(shù)脂腔室內(nèi)加熱。
可選地,所述樹(shù)脂腔室內(nèi)設(shè)有非金屬篩板,所述篩板上設(shè)有若干篩孔,浸漬液體經(jīng)所述篩孔后由微波加熱。
可選地,還包括固化時(shí)對(duì)所述防護(hù)層進(jìn)行超聲波振蕩的超聲波發(fā)射裝置。
可選地,所述超聲波發(fā)射裝置設(shè)有若干朝向所述真空袋外側(cè)的超聲波發(fā)射頭,所述超聲波裝置的殼體與所述真空袋之間形成超聲波的發(fā)射腔。
可選地,所述密閉系統(tǒng)與所述真空泵之間設(shè)有樹(shù)脂收集器。
可選地,所述收集器上設(shè)有真空表計(jì)。
可選地,還包括對(duì)浸漬液體的填充進(jìn)度進(jìn)行檢測(cè)的填充進(jìn)度測(cè)量裝置和/或檢測(cè)所述防護(hù)層厚度的厚度測(cè)量裝置。
本發(fā)明提供的磁極防護(hù)層真空脫附浸漬固化系統(tǒng)、真空脫附裝置及其工 藝,在浸漬液體注入之前,對(duì)磁極中磁軛與真空袋形成的密閉系統(tǒng)進(jìn)行抽真空脫附,并且建立所述密閉系統(tǒng)內(nèi)真空度或壓力的函數(shù)關(guān)系式,以控制真空脫附的過(guò)程。真空泵以平均抽氣流量體積抽吸后,密閉系統(tǒng)中氣體的當(dāng)前壓力(絕對(duì)壓力)或真空度可由函數(shù)關(guān)系式計(jì)算得出?;蛘撸谥獣哉婵彰摳剿璧哪繕?biāo)真空度(可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定)時(shí),由于均抽氣流量體積和初始容積是已知值,因此可以計(jì)算出達(dá)到所需真空度,所需的抽吸持續(xù)時(shí)間。
這樣,技術(shù)人員在進(jìn)行真空脫附時(shí),能夠較好地掌握真空脫附的時(shí)間。雖然,可以通過(guò)壓力檢測(cè)獲取密閉系統(tǒng)內(nèi)的真空度或是絕對(duì)壓力,但是壓力傳感器可能存在誤差或是故障,本方案提供的函數(shù)關(guān)系式可以提供真空脫附標(biāo)準(zhǔn),一方面可以計(jì)算出大致的抽吸時(shí)間,以便后續(xù)工藝流程安排,另外,在真空袋內(nèi)側(cè)設(shè)置壓力傳感器,可以與上述的真空脫附控制形成相互校驗(yàn)的效果,壓力傳感器存在故障時(shí),依然可以保障真空脫附的進(jìn)行,而壓力傳感器正常時(shí)但壓力反饋異常,則表明真空泵出現(xiàn)故障或者真空袋出現(xiàn)泄漏。
附圖說(shuō)明
圖1為永磁電機(jī)磁極防護(hù)層成型系統(tǒng)的示意圖;
圖2為圖1中磁鋼處的細(xì)節(jié)示意圖;
圖3為永磁電機(jī)磁極部件及其防護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖3中A部位的局部放大示意圖;
圖5為圖3中壓條壓緊磁鋼于磁軛壁面的示意圖;
圖6為磁極部件固體表面空氣吸附量隨著密閉系統(tǒng)內(nèi)真空度提高的變化關(guān)系圖;
圖7為本發(fā)明所提供真空脫附工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為磁極部件固體表面空氣吸附量隨著固體表面溫度升高的變化關(guān)系圖;
圖9為磁極部件固體表面空氣吸附量對(duì)真空袋真空度提高和固體表面溫度升高的變化關(guān)系圖;
圖10為本發(fā)明所提供真空浸漬工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11為本發(fā)明所提供真空脫附浸漬固化工藝的控制系統(tǒng)框圖;
圖12為本發(fā)明所提供真空脫附浸漬工藝的控制流程圖。
圖1-2中附圖標(biāo)記說(shuō)明:
11樹(shù)脂收集器、12樹(shù)脂體系罐、142增強(qiáng)材料、141導(dǎo)流網(wǎng)、143脫模布、15磁軛、16磁鋼、17真空袋、171注膠口、172排出口、18真空泵、181調(diào)節(jié)閥、182驅(qū)動(dòng)電機(jī)、19密封條
圖3-12中附圖標(biāo)記說(shuō)明:
21磁軛、22磁鋼、231輸入管路、232輸出管路、233流量計(jì)、241導(dǎo)流網(wǎng)、242增強(qiáng)材料、242’防護(hù)層、243脫模布、25真空袋、251注入口、252排出口、26壓條、27定子鐵心、28螺栓、a斜面接觸面、b垂直接觸面;
31電熱膜、32保溫層、33密封屏蔽絕熱蓋、34遠(yuǎn)紅外熱源、35輻射式加熱器、36超聲波發(fā)射裝置、361超聲波發(fā)射頭、362發(fā)射腔;
41溫度傳感器、42壓力傳感器;
51空氣加熱器、52空氣入口過(guò)濾器;
60出口空氣過(guò)濾器、61脫附工藝測(cè)量裝置;
70真空泵、71真空泵調(diào)節(jié)閥、72驅(qū)動(dòng)電機(jī);
81厚度測(cè)量裝置、82填充進(jìn)度測(cè)量裝置;
90樹(shù)脂收集器、91真空表計(jì);
101樹(shù)脂攪拌罐、102樹(shù)脂輸出罐、103a第一調(diào)節(jié)閥、103b第二調(diào)節(jié)閥、104超聲波消泡振動(dòng)棒、105第二出氣口、106電動(dòng)機(jī)、106a超聲波高頻振動(dòng)發(fā)射頭、106b攪拌槳葉、106c空心軸、106d加熱電阻;
200微波預(yù)加熱裝置、201控制單元、202微波源、203環(huán)流器、204短截線調(diào)諧器、205樹(shù)脂腔室、206冷卻系統(tǒng)、207水負(fù)載。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖3-5,圖3為永磁電機(jī)磁極部件及其防護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4 為圖3中A部位的局部放大示意圖;圖5為圖3中壓條壓緊磁鋼于磁軛壁面的示意圖。
圖3示出的磁極部件為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及匹配的定子鐵心27,外轉(zhuǎn)子磁軛21的內(nèi)壁通過(guò)壓條26壓緊有磁鋼22,防護(hù)層敷蓋磁鋼22和磁軛21的內(nèi)壁,以及壓條26。壓條26具體通過(guò)螺栓28固定于磁軛21。圖3為從永磁磁極部件的外轉(zhuǎn)子磁軛21徑向視圖,螺栓28的螺栓頭在壓條26內(nèi),磁軛21的內(nèi)壁設(shè)有螺紋,螺栓28借助螺紋緊固壓條26,通過(guò)將壓條26固定在磁軛21的內(nèi)壁來(lái)間接固定磁鋼22。
圖5中,每塊磁鋼22與相鄰的壓條26之間有兩個(gè)接觸面,如圖所示的豎直接觸面b和斜面接觸面a。受按壓的磁鋼22厚度高于梯形斜面的角部,從磁鋼22的兩端“角落”部分進(jìn)入上表面,從彈性力學(xué)角度分析觀察,前后發(fā)生了一個(gè)“質(zhì)”的變化,磁鋼22能夠承受的按壓強(qiáng)度也發(fā)生了變化。對(duì)于磁鋼22來(lái)講,在被壓條26按壓“固定”后的“運(yùn)動(dòng)”、電機(jī)磁極工作運(yùn)行過(guò)程中,磁鋼22端部由于受力應(yīng)力造成斷裂的危險(xiǎn)減小。但是螺栓28依然存在持久持續(xù)作用后產(chǎn)生松弛、斷裂、脫落的隱患,磁鋼22在受到發(fā)電機(jī)定子電樞的沿徑向脈動(dòng)的磁拉力作用和磁軛21內(nèi)壁圓周方向的轉(zhuǎn)矩作用,磁鋼22在相鄰兩件壓條26之間由單純的振動(dòng)必然變成竄動(dòng),先對(duì)磁鋼22接觸面局部應(yīng)力作用產(chǎn)生裂紋、導(dǎo)致局部碎裂。面對(duì)以上結(jié)構(gòu)確實(shí)存在的隱患,需要改進(jìn)工藝,提高浸漬液體的填充、粘接、固化一體化效果。
如背景技術(shù)所述,樹(shù)脂柔性模塑成型工藝過(guò)程需要借助增強(qiáng)材料242,(圖7,增強(qiáng)材料242注入浸漬液體后形成圖4中的防護(hù)層242’)而玻璃纖維布類增強(qiáng)材料242,與磁鋼22、磁軛21的壁面之間往往具有空隙,而且增強(qiáng)材料242本身屬于多孔材料制成的編織物,也具有空隙,這些空隙中吸附著空氣、水蒸氣,水可以使異氰酸酯基團(tuán)的膠料固化,并伴隨有二氧化碳的釋放,導(dǎo)致泡沫聚合物的形成,實(shí)際上攜帶的水分在真空環(huán)境下,達(dá)到43℃就會(huì)氣化,產(chǎn)生氣泡。
另外,磁極部件的上三分之二充滿浸漬液體后,內(nèi)外真空壓差接近真空度,但是在下三分之一處,越靠近浸漬液體的注入口251(請(qǐng)參考圖7),在注入后期這一區(qū)域內(nèi)外壓差小于上部,外表面對(duì)增強(qiáng)材料242的壓力實(shí) 際上弱于上部區(qū)域,在真空注膠時(shí),下三分之一處材料中攜帶的空氣、水蒸氣也就更不容易排出,而在下三分之一處出現(xiàn)較多的氣泡。
針對(duì)如何減少浸漬液體注入后形成的防護(hù)層242’中的氣泡,基于上述分析的原因,本方案著重從減少浸漬液體注入前的氣泡出發(fā),經(jīng)研究首先進(jìn)行了脫附實(shí)驗(yàn)。
請(qǐng)參考圖6-7,圖6為磁極部件固體表面空氣吸附量隨著密閉系統(tǒng)內(nèi)真空度提高的變化關(guān)系圖;圖7為本發(fā)明所提供真空脫附工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
密閉系統(tǒng)即防護(hù)層成型工藝中,設(shè)置的真空袋25與磁鋼22、磁軛21密閉形成的空間。磁極部件固體,主要包括增強(qiáng)材料242(比如玻璃纖維布)、磁鋼22、磁軛21的壁面、固定磁鋼22的壓條26,四者對(duì)于空隙吸附量隨真空度變化的曲線,依照前述順序依次表現(xiàn)為圖6的曲線1、2、3、4。其中,Pv為真空度,C為對(duì)于空氣的吸附量,P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
從圖6可看出,磁極部件固體表面隨著真空度升高,固體表面對(duì)空氣的吸附量在降低,因此,可建立真空環(huán)境進(jìn)行脫附處理,即利用圖6所顯示的真空度與空氣吸附量的關(guān)系,提高真空度,以減少磁極部件固體表面的空氣吸附量,從而從源頭上減少將來(lái)可能在注入浸漬液體時(shí)形成的氣泡。
從圖6中同時(shí)可以看出,四種結(jié)構(gòu)中,增強(qiáng)材料242的吸附能力最大,主要基于其多孔結(jié)構(gòu),脫附工藝實(shí)施過(guò)程時(shí),應(yīng)當(dāng)以增強(qiáng)材料242的脫附為合格最低限度,即真空度應(yīng)當(dāng)滿足增強(qiáng)材料242的脫附要求,相應(yīng)地也就滿足了其他三種結(jié)構(gòu)的脫附要求。
從以上描述可理解,經(jīng)過(guò)脫附實(shí)驗(yàn),確定一種真空脫附方式,即在真空注入浸漬液體之前,先進(jìn)行真空脫附。
經(jīng)過(guò)上述研究后發(fā)現(xiàn)抽真空可以實(shí)現(xiàn)真空脫附,本發(fā)明對(duì)此進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)化,建立函數(shù)關(guān)系,以便實(shí)際操作中能夠?qū)φ婵彰摳降倪^(guò)程進(jìn)行控制。
該實(shí)施例中,磁鋼22設(shè)置于磁軛21的內(nèi)壁,然后依次敷設(shè)增強(qiáng)材料242、脫模布243以及導(dǎo)流網(wǎng)241、真空袋25。真空袋25與磁軛21之間形成密閉系統(tǒng),并形成所需的注入口251和排出口252,注入口251可以作為浸漬液體注入使用,排出口252同樣可以排出浸漬液體,本方案中還作 為真空脫附的入口和出口。
此時(shí),真空袋25、磁軛21形成與外界分開(kāi)的密閉系統(tǒng),密閉系統(tǒng)的容積實(shí)際上是由真空袋25、導(dǎo)流網(wǎng)241、脫模布243、增強(qiáng)材料242、磁軛21、磁鋼22、壓條26之間的間隙,以及與外界連接的管路(包括與真空泵70相連接的管路以及圖中所示的與空氣過(guò)濾器連接的管路,即輸入、輸出管路)串聯(lián)形成,此時(shí)的密閉系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)真空容器,則真空泵70和此密閉系統(tǒng)形成的真空容器構(gòu)成真空脫附系統(tǒng)。
先確定此真空脫附系統(tǒng)安裝在海平面上某地,當(dāng)?shù)卮髿鈮毫镻0(帕),大氣溫度為T0(K),密閉系統(tǒng)的容積為V0(m3)。當(dāng)真空泵70從密閉系統(tǒng)中抽吸氣體時(shí),密閉系統(tǒng)中的氣體量會(huì)不斷減少,密閉系統(tǒng)中壓力會(huì)不斷降低。
設(shè)某瞬時(shí)該密閉系統(tǒng)中氣體的絕對(duì)壓力為P,抽出氣體量dV,相應(yīng)的該密閉系統(tǒng)內(nèi)壓強(qiáng)降低了dp,在該過(guò)程中密閉系統(tǒng)中溫度保持不變,則按照熱學(xué)中的波義爾一馬略特定律可得:
p0V0=(p-dp)(V0-dV)
整理并略去dp微分項(xiàng),得:
從上密閉系統(tǒng)內(nèi)抽出的氣體量自0累計(jì)到V,則密閉系統(tǒng)中的絕對(duì)壓力由初始?jí)毫1(由于不一定處于海平面,初始?jí)毫1區(qū)別于海平面大氣壓P0)降到最終壓力p2,在此壓力變化范圍對(duì)壓力變量實(shí)施定積分,即
故
此式(1)即自密閉系統(tǒng)中抽出的氣體量。
式(1)中,τ—真空泵70的抽吸持續(xù)時(shí)間,V—真空泵70在τ內(nèi)從密閉系統(tǒng)內(nèi)抽吸引出的氣體量。
這樣,真空泵70對(duì)密閉系統(tǒng)的平均抽氣體積流量QV(單位時(shí)間內(nèi)抽走的氣體體積)可以表示為:
由此可見(jiàn),密閉系統(tǒng)內(nèi)的初始容積V0與抽吸持續(xù)時(shí)間τ一定時(shí),真空泵70對(duì)密閉系統(tǒng)的平均抽氣體積流量QV將隨的比值而變。
同理可以推論:在抽吸過(guò)程中,某瞬時(shí)密閉系統(tǒng)中氣體的絕對(duì)壓力p應(yīng)是平均抽氣體積流量QV、抽吸持續(xù)時(shí)間τ和密閉系統(tǒng)內(nèi)的氣體初始容積V0的函數(shù),即
p=f(QV,V0,τ)
當(dāng)真空泵70的尺寸、結(jié)構(gòu)一定,且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)106轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速幾乎保持不變時(shí),平均抽氣體積流量QV實(shí)際上為定值,現(xiàn)有的真空泵70平均抽氣體積流量就為定值。
在真空袋25壓緊增強(qiáng)材料242(比如玻璃纖維布)時(shí),這時(shí)密閉系統(tǒng)內(nèi)氣體的初始容積用V0表示,可以忽略微小變形,看作是不變量,則該密閉系統(tǒng)中氣體的瞬時(shí)絕對(duì)壓力p僅隨抽吸持續(xù)時(shí)間τ而變。在密閉系統(tǒng)內(nèi)的氣體被抽吸過(guò)程的任一瞬時(shí),該密閉系統(tǒng)中氣體的絕對(duì)壓力為用p、絕對(duì)溫度用T、氣體的質(zhì)量用m表示,按完全氣體狀態(tài)方程可得:
pV0=mRT……………………(3)
其中,R—?dú)怏w常數(shù)。
在溫度T維持不變的情況下,抽出微元?dú)怏wdm,則
即,該密閉系統(tǒng)中氣體絕對(duì)壓力在原有基礎(chǔ)降低了dp。
在不計(jì)入上述系統(tǒng)連接環(huán)節(jié)造成的氣流流動(dòng)阻力損失與漏泄時(shí),由該密閉系統(tǒng)流出的微元?dú)怏wdm正是上述真空泵70在dτ時(shí)段內(nèi)吸入的氣體微元質(zhì)量dmv。
表達(dá)式中使用負(fù)號(hào)代表真空泵70吸入氣體,則:
式中,ρ—從上述密閉系統(tǒng)內(nèi)抽出氣體的密度。
該熱力過(guò)程中,存在引出密閉系統(tǒng)的氣體量和被吸入真空泵70的氣體量應(yīng)該相等,
即-dmV=dm
或
即V0dp=-QVpdτ
或
令
K的量綱是:時(shí)間的量綱的倒數(shù),1/秒或1/s,s代表秒;1/K的量綱是時(shí)間,τ*代表上述密閉系統(tǒng)內(nèi)壓力變化過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間常數(shù),記作
對(duì)所述密封系統(tǒng)的氣體壓力從初始?jí)毫1至過(guò)程某瞬時(shí)(經(jīng)歷時(shí)間段τ)的當(dāng)前壓力p作為積分的上下線對(duì)壓力積分:
故得:
p=p1e-Kτ=p1e-τ/τ*…………………………(5)
根據(jù)真空度公式,pv=p0-p
則真空泵70以平均抽氣體積流量QV抽吸τ后,密閉系統(tǒng)中氣體的當(dāng)前壓力p(絕對(duì)壓力)或真空度pv可由式(5)計(jì)算得出?;蛘撸谥獣哉婵彰摳剿璧哪繕?biāo)真空度pv(可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定)時(shí),由于QV和V0是已知值,因此可以計(jì)算出達(dá)到所需真空度pv,所需的抽吸持續(xù)時(shí)間τ。
這樣,技術(shù)人員在進(jìn)行真空脫附時(shí),能夠較好地掌握真空脫附的時(shí)間。 雖然,可以通過(guò)壓力檢測(cè)獲取密閉系統(tǒng)內(nèi)的真空度或是絕對(duì)壓力,但是壓力傳感器可能存在誤差或是故障,本方案提供的函數(shù)關(guān)系式(5)可以提供真空脫附標(biāo)準(zhǔn),一方面可以計(jì)算出大致的抽吸時(shí)間,以便后續(xù)工藝流程安排,另外,在真空袋25內(nèi)側(cè)設(shè)置壓力傳感器,可以與上述的真空脫附控制形成相互校驗(yàn)的效果,壓力傳感器存在故障時(shí),依然可以保障真空脫附的進(jìn)行,而壓力傳感器正常時(shí)但壓力反饋異常,則表明真空泵70出現(xiàn)故障或者真空袋25出現(xiàn)泄漏。
此外,本發(fā)明優(yōu)選地為真空泵70配備調(diào)速器,真空泵70由驅(qū)動(dòng)電機(jī)72驅(qū)動(dòng),則為驅(qū)動(dòng)電機(jī)72配備變頻調(diào)速器,通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)72的驅(qū)動(dòng)電壓、頻率,改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)72的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而達(dá)到調(diào)整真空泵70的平均抽氣體積流量QV的目的,這與目前的定速真空泵70存在顯著區(qū)別。本方案配備變頻調(diào)速器以調(diào)整真空泵70平均抽氣體積流量QV,在根據(jù)目標(biāo)真空度,計(jì)算出的抽吸時(shí)間難以滿足工作需求,或是即便延長(zhǎng)抽吸時(shí)間,依然難以達(dá)到所需的目標(biāo)真空度時(shí),可以調(diào)節(jié)真空泵70的變頻調(diào)速器,以調(diào)節(jié)平均抽氣體積流量QV的大小,繼而使得在預(yù)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需的真空脫附的效果。
當(dāng)從密閉系統(tǒng)內(nèi)抽吸氣體時(shí),如果密閉系統(tǒng)中氣體引出后的膨脹過(guò)程不是定溫過(guò)程,而是伴有溫度的降低或升高(外界投入,有能量投入),則按式(3)可知,上述密閉系統(tǒng)中氣體的質(zhì)量不僅與壓力有關(guān),也與上述密閉系統(tǒng)內(nèi)的氣體溫度的變化有關(guān),即m=F(p,T),該密閉系統(tǒng)中氣體質(zhì)量的微元變化可以表示為
在不計(jì)氣體在密閉系統(tǒng)中流動(dòng)的產(chǎn)生的阻力損失及其它能量損失時(shí),密閉系統(tǒng)中氣體質(zhì)量的微元變化用dm表示密閉系統(tǒng)流出的氣體質(zhì)量,亦即真空泵70在dτ時(shí)間內(nèi)抽吸的氣體質(zhì)量dmV,即dm=-dmV,則得:
式中,T1—密閉系統(tǒng)中氣體的初始溫度;T—抽吸時(shí)間τ后的當(dāng)前溫度。
當(dāng)上述密閉系統(tǒng)中氣體被引出后密閉系統(tǒng)內(nèi)余下氣體的膨脹過(guò)程屬于熱力學(xué)多變過(guò)程,多變過(guò)程的多變指數(shù)用n表示,遵循熱力學(xué)多變過(guò)程的規(guī)律,相應(yīng)地,余下氣體的溫度、壓力變化關(guān)系表示為:
或
式中,ρ1—密閉系統(tǒng)中氣體的初始密度;ρ—經(jīng)時(shí)間τ后氣體的當(dāng)前密度;T1—密閉系統(tǒng)中氣體的初始溫度;T—抽吸時(shí)間τ后的當(dāng)前溫度。
于是
故
p=p1e-nKτ=p1e-nτ/τ*…………………………(7)
或
上述密閉系統(tǒng)中氣體在初始?jí)毫1開(kāi)始經(jīng)真空泵70抽吸時(shí)間段τ后,密閉系統(tǒng)中當(dāng)前壓力P(絕對(duì)壓力),可分別由式(5)、(6)、(7)、(8)求出,其中式(6)、(7)、(8)是考慮到抽吸時(shí)溫度變化。相應(yīng)地,上述密閉系統(tǒng)中相應(yīng)的真空度pv可由下式求之:
pV=p0(a)-p………………………(9)
其中,p0(a)表示上述密閉系統(tǒng)的真空袋外部環(huán)境壓力。
這里所述的工藝實(shí)施過(guò)程使用真空泵70自密閉系統(tǒng)抽出氣體,該密閉系統(tǒng)中氣體的壓力由初始?jí)毫1降至p所需的時(shí)間τ可分別按式(5)、(6)、(7)、(8)求出,即
以上四組公式在考慮和不考慮溫度因素的情況下,根據(jù)不同的參數(shù)計(jì)算出所需的抽吸持續(xù)時(shí)間τ,控制系統(tǒng)可以計(jì)算出該時(shí)間,以控制真空泵70的抽真空過(guò)程,也可以供操作人員參考,包括如上所述的與壓力傳感器檢測(cè)值進(jìn)行相互驗(yàn)證。
針對(duì)上述實(shí)施例,本方案還做出進(jìn)一步改進(jìn),在上述函數(shù)關(guān)系式中,對(duì)于壓力,還考慮到海拔高度的影響。
在離地面0至高空11000米的對(duì)流層內(nèi),按國(guó)際上采用的標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)考慮,自海平面起每上升1000米,大氣溫度下降6.5℃。作為標(biāo)準(zhǔn)大氣的海面上的氣溫取為15℃。
設(shè)在海拔H米處的大氣溫度為TH,則在海拔H米處的地域某處生產(chǎn)制造車間內(nèi)的空氣的初始溫度、初始?jí)毫?、初始密度表示為?/p>
TH=T0-0.0065H=273.15+15-0.0065H...........(14)
其中,ρ0—海平面上作為標(biāo)準(zhǔn)大氣的空氣密度;p0—海平面上標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(101325pa);pH—海拔H米處密閉系統(tǒng)空氣的初始?jí)毫?;TH—海 拔H米處密閉系統(tǒng)中空氣的初始溫度;ρH-海拔H米處密閉系統(tǒng)空氣的初始密度。
密閉系統(tǒng)與真空泵70相連通后與大氣隔斷。真空泵70以定轉(zhuǎn)數(shù)ω持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間τ后,海拔H米處密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣的絕對(duì)壓力用p表示,則自式(6)計(jì)算可得:
相應(yīng)的,密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)τ后的真空度表示為:
當(dāng)該密閉系統(tǒng)的空氣膨脹過(guò)程為指數(shù)為n的多變過(guò)程時(shí),由式(7)可得:
p=pHe-nKτ………………………………………(19)
相應(yīng)的,該密閉系統(tǒng)的當(dāng)前真空度表示為:
當(dāng)空氣在密閉系統(tǒng)中的膨脹過(guò)程是定溫過(guò)程,則自式(5)得:
p=pHe-Kτ (21)
相應(yīng)的,該密閉系統(tǒng)的真空度在定溫過(guò)程中表示為
從式(20)可看出,此時(shí)的真空度函數(shù)關(guān)系式中,其參數(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0、海拔高度H、抽吸持續(xù)時(shí)間τ、初始容積平均 抽氣體積流量QV、多變指數(shù)n,將海拔高度對(duì)壓力、溫度的影響體現(xiàn)到函數(shù)關(guān)系式中,使得抽吸時(shí)間的把握更為精確。
可以理解,全國(guó)乃至世界各地海拔高度有所變化,在進(jìn)行真空脫附控制時(shí),不同海拔高度下的外界大氣壓實(shí)際上并不一致,如果按照實(shí)驗(yàn)得出的目標(biāo)真空度需求進(jìn)行抽真空控制,將會(huì)出現(xiàn)不同海拔高度下真空脫附的效果不同。比如,在甲地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得出,以QV抽吸時(shí)間τ后,達(dá)到真空度PV,能夠獲得較佳的真空脫附效果。而到了海拔高度更高的乙地時(shí),基于公式(22),pH發(fā)生變化,如果依然按照QV抽吸時(shí)間τ,則獲得的真空度將與目標(biāo)真空度PV不符。而將海拔高度的參數(shù)考慮進(jìn)來(lái)后,控制時(shí)可以消除海拔高度所導(dǎo)致的抽吸誤差,以使各地的控制效果能夠一致。
即,相同的密閉系統(tǒng)(所有條件保持不變),分別安裝在海拔高度H差異較大的地方,若抽吸持續(xù)時(shí)間τ相同,則海拔越高,真空泵70產(chǎn)生的真空度越低。若密閉系統(tǒng)安裝在同一海拔高度H的地方,這種情況下,真空泵70抽吸密閉系統(tǒng)的時(shí)間越長(zhǎng)(定量、建模、辨識(shí)),真空泵70產(chǎn)生的真空度越高。
理論上,僅根據(jù)密閉系統(tǒng)內(nèi)的真空度檢測(cè)進(jìn)行控制也可以避免受到海拔高度的影響,然而,目前真空度壓力表反饋的真空度并不準(zhǔn)確,真空度壓力表中,真空度公式中的p0均取標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力,則當(dāng)海拔高度較高時(shí),根據(jù)真空度計(jì)算公式,讀取的真空度還未到達(dá)所需真空度,但實(shí)際上已經(jīng)滿足了真空脫附的需求,也就是說(shuō),各地壓力不一致而導(dǎo)致的真空度檢測(cè)不精確將會(huì)影響真空脫附的較好控制,而本方案顯然可以更為精準(zhǔn)地對(duì)各地的抽真空進(jìn)行有效控制,不受環(huán)境壓力變化限制,從而合理利用時(shí)間,不造成資源浪費(fèi)。
上述方案中,考慮了多種因素對(duì)于真空脫附過(guò)程的影響,為了進(jìn)一步明確真空脫附的過(guò)程,還可以考慮濕度的因素。
當(dāng)磁極部件的表面存放在濕空氣環(huán)境,可以通過(guò)熱力學(xué)推導(dǎo)獲得濕空氣的相對(duì)濕度變化作為影響因素時(shí),上述公式的變化。
從工程熱力學(xué)混合氣體的道爾頓定律出發(fā),道爾頓(Dalton)分壓定律指出:混合氣體的總壓力p等于各組成氣體分壓力pi之和,即
濕空氣總壓力等于干空氣分壓力pa與水蒸氣分壓力pvw之和,即
p=pa+pvw
濕空氣的相對(duì)濕度用表示,ps是飽和濕空氣中水蒸氣的分壓力。
根據(jù)完全氣體狀態(tài)方程,對(duì)干空氣獲得:
其中,Ra—干空氣的氣體常數(shù),287J/kg·K
對(duì)濕空氣中的水蒸氣獲得:
其中,Rv—水蒸氣的氣體常數(shù),461J/kg·K
濕空氣中干空氣的質(zhì)量ma與水蒸氣的質(zhì)量mv,相應(yīng)地,這里濕空氣密度于是可得:
其中,p0—海平面上標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(101325pa)。
根據(jù)(6)式和(8)式
備注:這里兩式中的p1、ρ1分別表示上述密閉系統(tǒng)中氣體的初始?jí)毫统跏济芏?,絕對(duì)壓力p的函數(shù)關(guān)系式(當(dāng)前壓力)反應(yīng)了經(jīng)真空泵70抽吸持續(xù)時(shí)間τ后,密閉系統(tǒng)中絕對(duì)壓力p的變化規(guī)律)。
相應(yīng)的,獲得所述磁極防護(hù)層成型工藝的密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣相對(duì)于在海拔高度H處的制造車間環(huán)境當(dāng)?shù)卮髿鈮毫H的真空度表示為:
即真空度表示為:
其中,
該磁極防護(hù)層成型工藝的密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣相對(duì)于海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力p0(相應(yīng)的海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣密度ρ0)的真空度表示為:
該實(shí)施例中,著重體現(xiàn)了初始密度和空氣的相對(duì)濕度對(duì)真空度的而影響,由此公式可看出,當(dāng)外界環(huán)境處于雨天或是晴天時(shí),也會(huì)對(duì)真空脫附產(chǎn)生影響,便于操作人員根據(jù)實(shí)際天氣情況對(duì)工作時(shí)間進(jìn)行預(yù)判。也就是說(shuō),不同溫度、海拔高度、相對(duì)濕度,抽真空所需時(shí)間不同,在注入浸漬液體前,抽到什么程度,以起到脫附作用,從上述關(guān)系式中可以較好地獲悉。
上述實(shí)施例描述了如何通過(guò)抽真空實(shí)現(xiàn)脫附,減少氣泡的產(chǎn)生。對(duì)此,還可以作出進(jìn)一步改進(jìn)。
請(qǐng)參考圖8-9,圖8為磁極部件固體表面空氣吸附量隨著固體表面溫度升高的變化關(guān)系圖;圖9為磁極部件固體表面空氣吸附量對(duì)真空袋25真空度提高和固體表面溫度升高的變化關(guān)系圖,結(jié)合圖6、8,更清晰地表現(xiàn)出吸附量對(duì)溫度和真空度的綜合變化趨勢(shì)。其中,Pv為真空度,C為對(duì)于空氣的吸附量,P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,Pg為表壓力,即真空袋25內(nèi)的絕對(duì)壓力與真空袋外表自然環(huán)境大氣壓力高出的部分。
與真空脫附試驗(yàn)類似,經(jīng)研究還進(jìn)行了升溫脫附試驗(yàn)。從圖中可看出,永磁電機(jī)的磁極部件防護(hù)層242’的增強(qiáng)材料242、磁鋼22、磁軛21的壁面以及固定磁鋼22的壓條26,固體表面隨著溫度的升高,固體表面對(duì)空氣的吸附量均在降低,因此,本發(fā)明除了進(jìn)行真空脫附之外,還可結(jié)合進(jìn)行加熱脫附,即通過(guò)提高溫度,以使空氣的吸附量降低,從而從源頭上減少氣泡。
從附圖8還可以看出,四種不同材料的吸附能力不同,有一致性大小區(qū)別。由于增強(qiáng)材料242為纖維多孔材料,空氣不易脫附增強(qiáng)材料242,因此,在脫附工藝實(shí)施過(guò)程以對(duì)增強(qiáng)材料242的脫附為合格最低限度。即溫度應(yīng)當(dāng)滿足增強(qiáng)材料242的脫附要求,相應(yīng)地也就滿足了其他三種結(jié)構(gòu)的脫附要求。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖7,如圖所示,進(jìn)行加熱脫附的裝置有多種,圖中示出三種加熱結(jié)構(gòu),分別是電熱膜31加熱、遠(yuǎn)紅外加熱、微波加熱。
圖中,轉(zhuǎn)子為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),電熱膜31敷設(shè)于磁軛21的外壁,借助電熱膜31緊密接觸磁軛21外壁實(shí)施加熱,電熱膜31加熱均勻,適合對(duì)磁軛21進(jìn)行加熱。另外,在電熱膜31的外壁還可以設(shè)置有保溫層32,保溫層32使得磁軛21的加熱更為節(jié)能。磁軛21被加熱的同時(shí),磁軛21內(nèi)側(cè)的磁鋼22以及增強(qiáng)材料242等基于熱傳導(dǎo)同樣被加熱,實(shí)現(xiàn)空氣的升溫脫附。
圖中還示出遠(yuǎn)紅外熱源34,遠(yuǎn)紅外熱源34設(shè)于外轉(zhuǎn)子的內(nèi)腔,以對(duì)敷設(shè)于內(nèi)側(cè)磁鋼22的真空袋25的外表面實(shí)施加熱,真空袋25選用適宜紅外線穿透的材質(zhì),選擇穿透率較高的真空袋25,選取對(duì)真空袋25內(nèi)的導(dǎo)流網(wǎng)241和脫膜布吸收率較高的波長(zhǎng)進(jìn)行發(fā)射。
微波裝置,包括微波控制器、輻射式加熱器35(即輸入微波的加熱結(jié)構(gòu),圖中呈喇叭形)以及蓄水海綿,磁軛21的上下兩端設(shè)置密封屏蔽絕熱蓋33,實(shí)現(xiàn)密封絕熱處理,一方面防止微波泄漏,保證安全性,另一方面防止熱量散失,保證加熱效果。微波輸入向真空袋25表面發(fā)射微波,對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行加熱處理。磁軛21、磁鋼22具有金屬表面,微波發(fā)射至磁軛21、磁鋼22后,會(huì)回彈,此處在輻射式加熱器35的內(nèi)側(cè)設(shè)置蓄水海綿,蓄水海綿中的水分具有較強(qiáng)的吸收微波的特性,在輻射式加熱器35的喇叭形殼體上設(shè)置蓄水海綿,將有助于吸收回彈的微波,以免回彈的微波損傷微波發(fā)射頭。理論上,結(jié)合磁軛21、磁鋼22與微波發(fā)射頭的距離,通過(guò)微波控制器設(shè)置好微波的頻率、波長(zhǎng),也可以避免微波損傷發(fā)射頭。圖中輻射式加熱器35呈喇叭狀設(shè)置,便于蓄水海綿吸收回彈的微波,當(dāng)然,輻射式加熱器35并不限于該結(jié)構(gòu)。輻射式加熱器35輸入的微波,相較于其他加熱方式,可以實(shí)現(xiàn)更好的脫附效果,因?yàn)橐后w對(duì)于微波有較強(qiáng)的吸收特性,微波加熱水分及時(shí)迅速,水分在微波作用下將會(huì)快速汽化脫附。
除了上述遠(yuǎn)紅外加熱、微波加熱或是電熱膜加熱,還可以通過(guò)超聲波裝置提高脫附效果。超聲波裝置可向真空袋25內(nèi)輸入超聲波,此時(shí),密閉系統(tǒng)設(shè)置的注入口251此時(shí)可以作為超聲波輸入口使用,超聲波裝置也可以直接向真空袋25表面發(fā)射超聲波,此時(shí),最好是密閉系統(tǒng)已經(jīng)建立了真空環(huán)境,以便超聲波作用于真空袋25表面時(shí)可以傳遞至磁鋼22、磁軛21位置。超聲波可以起到一定的激發(fā)振蕩作用,便于密閉系統(tǒng)內(nèi)的氣泡溢出而實(shí)現(xiàn)脫附。當(dāng) 超聲波超過(guò)一定頻率時(shí),也可以起到一定的加熱脫附效果。
上述四種脫附方式,可以單獨(dú)進(jìn)行,也可以至少兩種結(jié)合進(jìn)行,可以根據(jù)實(shí)際工況決定,并結(jié)合成本、控制等因素。加熱脫附以及超聲波脫附的工藝步驟可以在真空脫附時(shí)進(jìn)行,也可以在真空脫附之前或之后進(jìn)行,順序并不做限制。但與真空脫附同時(shí)或是之前進(jìn)行時(shí),上述幾種脫附方式會(huì)導(dǎo)致密閉系統(tǒng)內(nèi)的溫度變化,真空脫附會(huì)受到該溫度變化的影響,其控制過(guò)程中涉及到的溫度參數(shù)將采取加熱后的溫度。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖7,圖7中注入口251還連接空氣入口過(guò)濾器52和空氣加熱器51,真空泵70在抽吸時(shí),可以抽入加熱和過(guò)濾后的干燥空氣進(jìn)入密閉系統(tǒng)內(nèi)。通入熱空氣的步驟可以在上述的真空脫附之后進(jìn)行,即在真空脫附之后,進(jìn)步通入潔凈的干燥空氣,帶出可能的殘留雜質(zhì)、水蒸氣等,以使脫附更為徹底,而且熱空氣通入可以使整個(gè)密閉系統(tǒng)較好地加熱,為后續(xù)的浸漬液體注入做好準(zhǔn)備。
在輸出口與真空泵70之間可進(jìn)一步設(shè)置出口空氣過(guò)濾器60,以避免抽吸出的雜質(zhì)或水蒸氣等會(huì)對(duì)真空泵70的性能產(chǎn)生不利影響。另外,對(duì)于抽吸出的空氣可以進(jìn)行脫附工藝測(cè)量,如圖7所示的脫附工藝測(cè)量裝置61,可以設(shè)于出口空氣過(guò)濾器60的位置,該裝置可以測(cè)量流經(jīng)空氣的雜質(zhì)和水蒸氣(主要是水蒸氣),從而監(jiān)控脫附工藝的效果,當(dāng)水蒸氣含量降低到一定值時(shí),則表明達(dá)到所需的脫附目標(biāo),脫附完成,繼而可以進(jìn)行下一步的浸漬液體注入工作。脫附工藝測(cè)量裝置61具體可以是水蒸氣含量分析儀,簡(jiǎn)單的裝置例如將水蒸氣進(jìn)行冷凝,然后由試紙檢測(cè)。
本方案中,通入熱空氣的步驟于真空脫附之后進(jìn)行,當(dāng)然,也可以與上述微波加熱、遠(yuǎn)紅外加熱、電熱膜加熱、超聲波發(fā)射以及真空脫附的步驟同步進(jìn)行。
上述方案表述了如何實(shí)現(xiàn)浸漬液體注入前的脫附工藝,以盡量減少浸漬液體注入時(shí)可能產(chǎn)生的氣泡。下述實(shí)施例在上述方案基礎(chǔ)上,繼續(xù)論述浸漬液體的注入過(guò)程。
請(qǐng)參考圖10,圖10為本發(fā)明所提供真空浸漬工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
在此實(shí)施例中,注入的浸漬液體為樹(shù)脂和固化劑的混合液。樹(shù)脂存儲(chǔ)于 樹(shù)脂體系罐中,與固化劑按照比例混合配備后待用,樹(shù)脂體系罐具體包括相連通的樹(shù)脂攪拌罐101和樹(shù)脂輸出罐102,樹(shù)脂攪拌罐101位于樹(shù)脂輸出罐102的上游,樹(shù)脂攪拌罐101內(nèi)設(shè)有攪拌器。系統(tǒng)中還設(shè)有電動(dòng)機(jī)106,電動(dòng)機(jī)106可驅(qū)動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)樹(shù)脂注入前進(jìn)行攪拌,攪拌過(guò)程有利于樹(shù)脂攪拌罐101內(nèi)樹(shù)脂中可能包含的氣泡溢出,避免氣泡輸入密閉系統(tǒng)內(nèi)。樹(shù)脂攪拌罐101和樹(shù)脂輸出罐102之間設(shè)有連通管,攪拌后的樹(shù)脂流入樹(shù)脂輸出罐102中,連通管可以設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥103a,以調(diào)節(jié)進(jìn)入樹(shù)脂攪拌罐101內(nèi)的樹(shù)脂量。第一調(diào)節(jié)閥103a關(guān)閉時(shí),可以隔斷攪拌罐101和輸出罐102。
為了提升氣泡的溢出速度以及溢出量,上述的攪拌器可以是加熱攪拌器,即邊加熱邊攪拌,根據(jù)能夠反應(yīng)氣體在液體中溶解度規(guī)律的亨利定律,溫度提升可以減小氣體在樹(shù)脂內(nèi)的溶解度,從而加快氣泡的溢出。
具體地,如圖9所示,該電動(dòng)機(jī)106的輸出軸為空心軸106c,電動(dòng)機(jī)106的繞組引出線自空心軸106c的中空腔向下延伸,并形成電氣回路。對(duì)于三相繞組而言,對(duì)應(yīng)于三個(gè)攪拌槳葉106b,在攪拌槳葉106b的內(nèi)加設(shè)加熱電阻106d,可以由引出線作為加熱電阻106d的電源,則電動(dòng)機(jī)106啟動(dòng)時(shí),可實(shí)現(xiàn)加熱功能。該結(jié)構(gòu)中,巧妙地將電動(dòng)機(jī)106的繞組電線“拉長(zhǎng)”,延伸至電動(dòng)機(jī)106之外作為電源,從而將電動(dòng)機(jī)106的電能引入至下端攪拌槳葉106b位置,在較為限制的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了攪拌槳葉106b的電加熱功能。
此外,為了進(jìn)一步便于氣泡的排出,還設(shè)有超聲波高頻振動(dòng)發(fā)射頭106a,如圖10所示,電動(dòng)機(jī)106攜帶有超聲波發(fā)射裝置,超聲波發(fā)射裝置同樣通過(guò)電動(dòng)機(jī)106的空心軸106c,將動(dòng)力傳遞至位于空心軸106c底部的超聲波高頻振動(dòng)發(fā)射頭106a,發(fā)射的超聲波有助于激發(fā)氣泡,使其排出,并且可以減少樹(shù)脂在攪拌槳葉106b上的積聚,保證攪拌槳葉106b的使用壽命。電動(dòng)機(jī)106產(chǎn)生交流電,為了使其能夠驅(qū)動(dòng)高頻振動(dòng)發(fā)射頭106a,在空心軸106c內(nèi)設(shè)置微型變頻器,即電能處理模塊,其電壓、輸出頻率可調(diào),以使供給高頻振動(dòng)發(fā)射頭106a的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源頻率、電壓可調(diào)。此時(shí),上述的引出線連接至微型變頻器后則形成回路,由微型變頻器輸出電能至攪拌槳葉106b以及高頻振動(dòng)發(fā)射頭106a。
在樹(shù)脂輸出罐102中還設(shè)有超聲波消泡振動(dòng)棒104,原理與樹(shù)脂攪拌罐101中的超聲波高頻振動(dòng)發(fā)射頭106a原理相同,也是為了進(jìn)一步加強(qiáng)消泡效果。
另外,樹(shù)脂攪拌罐101上部,具體是頂部設(shè)有第一出氣口,第一出氣口與真空泵70連通,具體可與圖中所示的空氣過(guò)濾器連通,則攪拌和加熱后溢出的空氣可由真空泵70抽吸帶走,加快樹(shù)脂攪拌罐101內(nèi)氣體的排出。第一出氣口與出口空氣過(guò)濾器60之間可以設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥103b。這里,第二調(diào)節(jié)閥103b可以隔斷攪拌罐101和真空泵70,例如,在浸漬結(jié)束后,或者浸漬液體準(zhǔn)備完成后,不需要再抽吸,可以截?cái)啻颂幍耐?。?shù)脂輸出罐102設(shè)有第二出氣口105,也是便于超聲波振動(dòng)后進(jìn)一步溢出的氣體排出,實(shí)際上,第二出氣口105也可以與真空泵70連通。當(dāng)然,此處第二出氣口105不與真空泵70連通,而是直接連通大氣,有利于建立壓差,便于輸出罐102內(nèi)的浸漬液體被抽吸而輸入至密閉系統(tǒng)內(nèi)。
經(jīng)上述消泡后的樹(shù)脂經(jīng)過(guò)輸入管路231由注入口251注入密閉系統(tǒng)中,本實(shí)施例還對(duì)輸入管路231中的樹(shù)脂進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)加熱,以使其具有適宜的溫度(一般是30-35度)后再進(jìn)入密閉系統(tǒng)中,具有適宜的粘稠度,實(shí)現(xiàn)較好的浸漬效果。
本實(shí)施例中對(duì)輸入管路231中的樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)加熱的裝置為微波預(yù)加熱裝置200,微波預(yù)加熱裝置200包括微波源202、波導(dǎo)管、短截線調(diào)諧器204、圓柱高頻發(fā)熱電極、環(huán)流器203、水負(fù)載207及其冷卻系統(tǒng)206、微波控制單元201,該微波預(yù)加熱裝置200的工作原理可以參照現(xiàn)有技術(shù)理解。
微波預(yù)加熱裝置200中設(shè)有樹(shù)脂腔室205,輸入管路231連通經(jīng)過(guò)樹(shù)脂腔室205,微波預(yù)加熱裝置200的微波向樹(shù)脂腔室205內(nèi)發(fā)射,設(shè)置樹(shù)脂腔室205有利于微波的安全加熱。此處,需要特別說(shuō)明的是,本實(shí)施例中優(yōu)選地在樹(shù)脂腔室205內(nèi)設(shè)置非金屬篩板,篩板上設(shè)有若干篩孔,樹(shù)脂經(jīng)由輸入管路231進(jìn)入樹(shù)脂腔室205后,繼續(xù)流動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)該篩板,并從篩孔穿過(guò)。如此,當(dāng)樹(shù)脂流經(jīng)樹(shù)脂腔室205時(shí),會(huì)被篩板篩分成若干滴狀樹(shù)脂,微波射向多個(gè)滴狀樹(shù)脂時(shí),各滴狀樹(shù)脂能夠被加熱,相較于其他加熱方式,該種加熱方式使得樹(shù)脂的加熱非常均勻,有助于后續(xù)浸漬過(guò)程的順利進(jìn)行。
圖中所示的微波自樹(shù)脂腔室205的側(cè)面射入,顯然并不限于此結(jié)構(gòu),也 可以朝向樹(shù)脂進(jìn)入的方向射入,與滴狀樹(shù)脂相對(duì),加強(qiáng)加熱效果。輸入管路231中的樹(shù)脂可以自上向下輸入密閉系統(tǒng),也可以自下向上輸入。
經(jīng)微波加熱后的樹(shù)脂繼續(xù)進(jìn)入輸入管路231,此時(shí)可以設(shè)置流量計(jì)233,以檢測(cè)樹(shù)脂運(yùn)輸速度,根據(jù)運(yùn)輸速度的快慢,調(diào)節(jié)樹(shù)脂的粘稠度,例如調(diào)節(jié)微波加熱強(qiáng)度,圖10中流量計(jì)233的測(cè)量結(jié)果反饋至微波預(yù)加熱裝置200的控制單元201,以便控制單元201根據(jù)運(yùn)輸速度調(diào)節(jié)微波強(qiáng)度。
該浸漬工藝系統(tǒng)中,密閉系統(tǒng)的輸出口連接輸出管路232,輸出管路232連接至真空泵70,輸出管路232中可以設(shè)置樹(shù)脂收集器90,真空泵70抽吸產(chǎn)生浸漬液體的注入壓力,在注入過(guò)程中,樹(shù)脂可能從輸出口吸出,而進(jìn)入樹(shù)脂收集器90內(nèi),樹(shù)脂收集器90的設(shè)置可避免樹(shù)脂吸入真空泵70內(nèi)而影響真空泵70的性能。
注入浸漬液體過(guò)程中,真空泵70進(jìn)行真空抽吸以建立樹(shù)脂填充的壓力梯度,本方案進(jìn)一步的改進(jìn)是對(duì)注入過(guò)程進(jìn)行“變壓”控制。本方案中,真空泵70在抽吸時(shí),真空泵70的驅(qū)動(dòng)電機(jī)72將通過(guò)變頻調(diào)速器進(jìn)行變頻調(diào)節(jié),改變轉(zhuǎn)速,以調(diào)整真空泵70的平均抽氣體積流量,使密閉系統(tǒng)內(nèi)的壓力呈大小變化。即,真空泵70平均抽氣體積流量可以增大預(yù)定時(shí)間后,再減小預(yù)定時(shí)間,上述的增大再減小過(guò)程重復(fù)若干次,實(shí)現(xiàn)“變壓”控制。浸漬液體在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生固化,一般需要在20-30分鐘內(nèi)完成浸漬液體的注入,進(jìn)行上述“變壓”控制時(shí),增大和減小的預(yù)定時(shí)間可以以總的浸漬時(shí)間段為基礎(chǔ),進(jìn)行設(shè)定,具體可根據(jù)實(shí)際情況確定,以有利于充分浸漬為目的。
真空泵70在抽吸時(shí),產(chǎn)生較低的壓力時(shí),可以短時(shí)間帶動(dòng)樹(shù)脂流動(dòng)進(jìn)入密閉系統(tǒng)內(nèi),但壓力較低持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),增強(qiáng)材料242會(huì)緊緊地貼附于磁鋼22、磁軛21,此時(shí)密閉系統(tǒng)體積很小,流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生滯止,即雖然建立了低壓,產(chǎn)生了壓力梯度,但后續(xù)會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)性較差的現(xiàn)象。因此,本方案在以較大轉(zhuǎn)速抽吸一段時(shí)間后,再減小真空泵70轉(zhuǎn)速,以達(dá)到解除束縛的松懈作用,之前注入的浸漬液體在重力作用下自垂,從而使得下方基于浸漬液體流動(dòng)超越現(xiàn)象而導(dǎo)致的未被填充的空片區(qū)域得以填補(bǔ),相當(dāng)于增加“回流”。然后,再一次提高轉(zhuǎn)速時(shí),又進(jìn)行低壓建立,驅(qū)趕引流,具有提拔作用,而且,真空袋25再次進(jìn)一步吸緊時(shí),相應(yīng)地產(chǎn)生一定的徑向力,即真空袋25會(huì) 對(duì)浸漬液體進(jìn)行徑向擠壓,從而有利于浸漬液體填充增強(qiáng)材料242和磁鋼22、磁軛21內(nèi)壁之間的縫隙。
由此可見(jiàn),本方案在浸漬液體注入過(guò)程中采取“變壓”控制,可以較好地減少空片區(qū)域,使浸漬液體盡可能地充滿所有的縫隙,為較佳的實(shí)施例。可以設(shè)置填充進(jìn)度測(cè)量裝置82,以監(jiān)測(cè)磁鋼22與磁軛21內(nèi)壁間隙的填充進(jìn)度,另外還可以設(shè)置防護(hù)層242’的厚度測(cè)量裝置81,二者可以輔助判斷浸漬液體注入步驟是否完成。填充進(jìn)度測(cè)量裝置82具體可以是在增強(qiáng)材料242位置設(shè)置若干傳感器,建立電橋,以監(jiān)測(cè)浸漬液體的注入程度,例如是否存在未被注入的空隙;厚度測(cè)量裝置81具體可以是測(cè)厚儀。
浸漬液體注入步驟結(jié)束后,將進(jìn)入固化工序。
固化時(shí),需要加熱,如上所述,注入樹(shù)脂時(shí),樹(shù)脂溫度保持在30-35度,固化階段,溫度一般會(huì)保持在80-120度。與上述的加熱脫附裝置類似,在固化階段進(jìn)行加熱時(shí),也可以采用遠(yuǎn)紅外加熱、微波加熱、電熱膜31加熱、超聲波發(fā)射裝置36等,如圖10所示。
超聲波發(fā)射裝置36對(duì)增強(qiáng)材料242注入樹(shù)脂后形成的防護(hù)層242’輸入波能量,可以對(duì)防護(hù)層242’實(shí)施“空化作用”,破碎防護(hù)層242’內(nèi)遺留的氣體、樹(shù)脂攜帶的氣泡,從而在固化階段進(jìn)一步降低氣泡的殘留量。超聲波發(fā)射裝置36設(shè)有若干朝向真空袋25外側(cè)的超聲波發(fā)射頭361,超聲波裝置36的殼體與真空袋25之間形成超聲波的發(fā)射腔362。
固化工序?qū)嶋H上包括三個(gè)溫控階段,分別為升溫、恒溫、降溫,呈階梯式溫控。升溫即從樹(shù)脂注入溫度提升至所需的固化溫度,如上所述由30-35度提升至80-120度,升溫至所需溫度后恒溫一段時(shí)間,以促進(jìn)固化劑和樹(shù)脂反應(yīng)凝膠固化,最后進(jìn)入降溫階段。降溫一段時(shí)間后,真空泵70相應(yīng)地也停止抽吸,本方案中,真空泵70的平均抽氣體積流量逐漸減小,即固化成型后進(jìn)行“滑壓控制”,以免突然的降溫導(dǎo)致的應(yīng)力突變而影響防護(hù)層242’的壽命,整個(gè)固化階段的時(shí)間可以控制在7-8個(gè)小時(shí)。
最后,請(qǐng)參考圖11-12,圖11為本發(fā)明所提供真空脫附浸漬固化工藝的控制系統(tǒng)框圖,圖中將整個(gè)真空脫附浸漬固化工藝系統(tǒng),分離為三個(gè)虛線框,分別是真空脫附系統(tǒng)、磁極防護(hù)層真空浸漬(含測(cè)控)系統(tǒng)、磁極防護(hù)層真 空固化系統(tǒng),以更清晰地劃分各系統(tǒng)在防護(hù)層242’形成過(guò)程中不同階段所涉及到的裝置,便于系統(tǒng)地理解整體防護(hù)層242’的形成工藝系統(tǒng),具體均已在前述內(nèi)容中提及;圖12為本發(fā)明所提供真空脫附浸漬工藝的控制流程圖。
結(jié)合上述各實(shí)施例,本方案的柔性模塑防護(hù)層成型工藝可通過(guò)下述步驟進(jìn)行:
啟動(dòng)真空系統(tǒng)(包括真空泵70,以及真空泵70的控制器,也就是整個(gè)系統(tǒng)的控制器),此時(shí),控制器自動(dòng)讀取永磁電機(jī)生產(chǎn)車間當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)大氣參數(shù)測(cè)量值。
在控制器中可以預(yù)存以上實(shí)施例推出的各種關(guān)于真空度獲得的函數(shù)關(guān)系式以及函數(shù)關(guān)系式的變形,例如式(5)~(8)、(20)、(22)、(23)等,然后根據(jù)實(shí)際檢測(cè)的參數(shù)進(jìn)行控制。這里,檢測(cè)的大氣參數(shù)測(cè)量值包括大氣壓力、溫度、相對(duì)濕度、海拔高度,可以代入式(23),由此可根據(jù)各參數(shù)進(jìn)行校正,計(jì)算獲得所需的適宜的真空泵70平均抽氣體積流量以及抽吸時(shí)間,進(jìn)而對(duì)真空泵70進(jìn)行閉環(huán)控制。
真空泵70啟動(dòng)工作后,設(shè)置的壓力傳感器42、溫度傳感器41以及溫度傳感器43會(huì)實(shí)時(shí)地向控制器輸出檢測(cè)的密閉系統(tǒng)內(nèi)的溫度和壓力值,從而為工作人員提供參考,形成相互校驗(yàn)監(jiān)測(cè),例如當(dāng)真空袋25有泄漏時(shí),真空泵啟動(dòng)后,壓力值變化異樣,則有助于判斷故障。因此,在進(jìn)行真空脫附之前,先判斷密閉系統(tǒng)內(nèi)的壓力值或真空度是否達(dá)到要求,即是否能夠建立一定的真空,達(dá)到一定的壓力和真空度要求后,說(shuō)明密閉系統(tǒng)無(wú)泄漏或其他故障,可正式進(jìn)行真空脫附。
在真空脫附過(guò)程中,前述的微波加熱等可以同時(shí)進(jìn)行,不再贅述。真空脫附一段時(shí)間后,密閉系統(tǒng)內(nèi)的壓力值或真空度將達(dá)到目標(biāo)值,通過(guò)檢測(cè)壓力或真空度即可獲得,另外,脫附工藝測(cè)量裝置61測(cè)量的抽出氣體的水蒸氣等含量也可以結(jié)合密閉系統(tǒng)內(nèi)的壓力值或真空度判斷真空脫附是否已經(jīng)達(dá)到目標(biāo),如果達(dá)到目標(biāo),則可以結(jié)束真空脫附過(guò)程;
繼續(xù)進(jìn)行熱空氣脫附,即上述的通入加熱的空氣,并通過(guò)脫附工藝測(cè)量裝置61測(cè)量抽出的水蒸氣以及其他雜質(zhì)等,判斷熱空氣脫附何時(shí)可以結(jié)束。前述也已論述,熱空氣脫附和真空脫附也可以同時(shí)進(jìn)行,圖11以熱空氣脫附 在后進(jìn)行示例說(shuō)明。
所有的脫附工藝完成后,則由控制器啟動(dòng)真空浸漬系統(tǒng),浸漬過(guò)程中,流量計(jì)233以及防護(hù)層242’的厚度測(cè)量裝置81、填充進(jìn)度測(cè)量裝置82會(huì)實(shí)時(shí)反饋信息至整個(gè)系統(tǒng)的控制器,以根據(jù)當(dāng)前的填充情況,調(diào)整樹(shù)脂的粘度調(diào)整裝置(例如圖10中所示的微波預(yù)加熱裝置200)、真空泵70驅(qū)動(dòng)電機(jī)72的變頻調(diào)速器,以保證樹(shù)脂能夠充分浸漬。另外,控制器還通過(guò)控制變頻調(diào)速器進(jìn)行上述的“變壓”控制。真空泵70與密閉系統(tǒng)之間的輸出管路232上還設(shè)置真空泵調(diào)節(jié)閥71,真空泵調(diào)節(jié)閥71也可以調(diào)整真空泵70的抽吸能力,以備用;另外,在真空泵70啟動(dòng)之前,可以將真空泵調(diào)節(jié)閥71關(guān)閉,在真空泵71啟動(dòng)之初,根據(jù)真空表計(jì)91的變化,可以測(cè)試出真空泵70本身是否存在泄漏。
浸漬結(jié)束后,則由控制器啟動(dòng)固化系統(tǒng),當(dāng)固化時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)間,且固化過(guò)程中的應(yīng)力變化滿足設(shè)定值(可以通過(guò)設(shè)定壓電傳感器檢測(cè)應(yīng)力變化),則可以停止固化工作,整個(gè)真空脫附、浸漬、固化工藝結(jié)束。
上述實(shí)施例中提及多種加熱方式,在脫附以及固化工藝中均會(huì)采用,結(jié)合使用時(shí)可以考慮結(jié)合的效率,避免資源的浪費(fèi)。以設(shè)置遠(yuǎn)紅外熱源34和電熱膜31加熱為例,在磁軛21圓形筒壁內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)紅外熱源34,面對(duì)真空袋25外側(cè)實(shí)施遠(yuǎn)紅外加熱。在實(shí)施遠(yuǎn)紅外加熱過(guò)程中,調(diào)整熱源熱輻射的射線頻率,適應(yīng)選擇性吸收,利于吸收率最高效率。射線頻率可通過(guò)試驗(yàn)確定,實(shí)驗(yàn)方法:根據(jù)真空袋25使用的材料進(jìn)行光譜輻射,獲得真空袋25內(nèi)側(cè)表面選擇性吸收的結(jié)果,考慮真空袋25內(nèi)部導(dǎo)流網(wǎng)241對(duì)吸收率的影響,獲得真空袋25、導(dǎo)流網(wǎng)141對(duì)熱輻射吸收率大小,獲得在樹(shù)脂填充、浸漬、浸潤(rùn)、開(kāi)始固化以及整個(gè)固化過(guò)程整個(gè)防護(hù)層242’的等效的“吸收系數(shù)”。根據(jù)這個(gè)吸收系數(shù)去決定遠(yuǎn)紅外熱源34的輻射功率和輻射加熱規(guī)律。此措施的價(jià)值在于,避免遠(yuǎn)紅外熱源34功率過(guò)大造成制造浪費(fèi),功率過(guò)小、功率不足影響固化過(guò)程效率。
對(duì)于固化工藝,可以設(shè)置壓電傳感器,以獲得固化過(guò)程防護(hù)層242’在磁鋼22表面、壓條26表面造成的熱應(yīng)力變化,獲得適合樹(shù)脂結(jié)合增強(qiáng)材料242固化的最佳的(熱應(yīng)力最?。┥郎厮俾省_@就要求圖10中的轉(zhuǎn)子外圍的兩類熱源:一是轉(zhuǎn)子磁軛21外壁的保溫層32內(nèi)的“柔性熱源”電熱膜31,二是磁 軛21內(nèi)側(cè)熱源(遠(yuǎn)紅外熱源34)?!叭嵝詿嵩础笔菓{借與轉(zhuǎn)子接觸以“熱傳導(dǎo)”方式向轉(zhuǎn)子外側(cè)傳遞熱量的。磁軛21的外側(cè)熱源(遠(yuǎn)紅外熱源34)是以輻射(電磁波)方式向轉(zhuǎn)子外壁傳遞熱量。因此,轉(zhuǎn)子外側(cè)不論以哪種方式授予熱量,均存在與轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)遠(yuǎn)紅外熱源34匹配的問(wèn)題。解決該問(wèn)題實(shí)施方式:使防護(hù)層242’兩側(cè)的溫度一致,即維持真空袋25內(nèi)側(cè)的溫度傳感器41與磁鋼22表面的溫度傳感器43在固化階段一致(7-8小時(shí)),降溫松弛過(guò)程(5-6小時(shí))一致。溫度傳感器41、43不僅在固化階段傳遞數(shù)據(jù)給整個(gè)系統(tǒng)的控制裝置,在其他階段也進(jìn)行檢測(cè),以便掌控脫附、浸漬階段的溫度變化情況。
上述實(shí)施例中,均以外轉(zhuǎn)子的磁軛21為例進(jìn)行說(shuō)明,設(shè)計(jì)為內(nèi)轉(zhuǎn)子時(shí),相應(yīng)地做徑向?qū)φ{(diào)即可。例如,內(nèi)轉(zhuǎn)子時(shí),防護(hù)層242’形成于
磁軛21的外壁,真空袋25等均設(shè)置于外壁。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。