專利名稱：制造電絕緣體的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電絕緣體的方法及使用該方法制造電絕緣體所使用的裝置。
現(xiàn)在，已有多種不同的用于生產(chǎn)高壓電絕緣體的方法。目前大多數(shù)此類電絕緣體都是陶瓷制作的。陶瓷的一種替代物可以是一種中空絕緣體，該絕緣體是由優(yōu)選由復合材料制造的管子，在絕緣體的每一邊上的連接突邊，及作為外層的絕緣材料，通常是硅橡膠的涂層組成。另一種電絕緣體可以包括帶有附加外層絕緣體的固體棒，通常是硅橡膠。在下文中，術(shù)語“管/棒”是指主體。
已知，為了制造如上所述類型的電絕緣體，倒T形輪廓的硅酮涂層以螺紋狀被纏繞到已經(jīng)制得的主體上。該涂層是以螺紋狀的形式從主體的一端纏繞，因此T形輪廓的一個邊緣位于下一輪的T形輪廓的另一個邊緣處。已知絕緣體的一個問題是當?shù)筎形輪廓附著在主體上時實現(xiàn)緊密配合，特別是最終輪廓的相鄰輪次的連接處的緊密性。一種試圖解決這些問題的方法如FR-A1-2726684所述，其中描述了一種制備這樣一種電絕緣體的方法。在該方法中，從噴嘴中與主體以一定的間隔擠出硅橡膠材料，然后將其纏繞在主體上。成型輪廓，使T形輪廓支臂的邊緣被斜切，所以當正確地纏繞時，接下來的輪次的輪廓的邊緣向內(nèi)傾斜過前一輪次的相鄰邊緣。用一壓制工具將接下來的每一纏繞輪次間的連接點壓制在一起，從而實現(xiàn)連接點的有效密封。
除了根據(jù)上述列舉的法國專利申請的方法所期望的改進外，在相鄰纏繞點的絕緣問題仍舊存在，其最后以影響絕緣體的絕緣性能而告終?？赡馨l(fā)生的一個問題是硅酮并沒有在突邊上全面延伸，這會在法蘭上增加局部放電，然后會導致電弧?，F(xiàn)有技術(shù)的另一個問題是在纏繞的輪廓(型面)和主體之間產(chǎn)生捕獲空氣。水分可以強行進入這些空氣穴中，這會導致絕緣體失去其絕緣性能。
根據(jù)已知的制備螺旋纏繞絕緣體的方法，與主體以一定的間隔線性擠出硅橡膠輪廓，其后用它纏繞主體。
當繞主體纏上上述輪廓之后，對最外層的徑向部分進行拉伸。這種拉伸會導致留在材料中的部分張緊，和在纏繞期間的輪廓部分變形。
本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)一種新方法，即通過簡單的生產(chǎn)方法，得到一種包括主體和具有非常均勻和牢固的主體外部涂層的絕緣體，但卻非常經(jīng)濟。
另一個目的是為了實現(xiàn)一種不僅消除了施加的材料與主體之間的及可能在主體端部的突邊上的凹坑和捕獲的空氣的方法。
本發(fā)明的再一個目的涉及一種根據(jù)本發(fā)明的、與該方法相對應的絕緣體的生產(chǎn)裝置。
因此，根據(jù)本發(fā)明的方法包括生產(chǎn)包括主體和置于主體之上的絕緣材料的涂層的電絕緣體，其中涂層是以螺紋狀或螺旋狀的形式被施加到主體上的，其中通過擠出直接在主體上成型涂層。因此，得到一個與主體的外表皮的良好粘合力，而且還得到與交界輪次的均勻連接。在這種方法中，得到了與主體具有良好粘合力的非常均勻的涂層。該方法防止產(chǎn)生截留空氣穴。
本發(fā)明還包括一種用于生產(chǎn)絕緣體的裝置，該裝置包括用于擠出將被施加到主體之上的絕緣材料的噴嘴，和用于移動噴嘴和主體位置的裝置，其中主體被布置成形成擠出噴嘴的附加輔助部分。
現(xiàn)在借助于附圖以不限定實施例的形式更詳細地說明本發(fā)明，其中

圖1所示為管子狀主體的截面圖，和在噴嘴處用于擠出施加到主體之上的絕緣材料輪廓的噴嘴一部分的等效縱向截面圖；圖2所示為噴嘴的端視圖，從圖1的左側(cè)看，示出了將絕緣材料輪廓施加到管子上的過程；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的裝置的透視圖，包括用于在施加絕緣材料的輪廓過程中旋轉(zhuǎn)管子的裝置；及圖4所示為電絕緣體的一部分的截面圖。
因此，圖1所示為管子狀主體1的截面圖，優(yōu)選由聚合物材料制作，特別是交聯(lián)的硬化塑料或橡膠混合物。主體1支撐在支架(未示出)上，并且可以繞該支架旋轉(zhuǎn)。主體1的旋轉(zhuǎn)適合用球窩式螺桿、皮帶輪或類似物實現(xiàn)，下面將根據(jù)圖3進行更詳細的描述。當被球窩式螺桿驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，主體可以在縱向上而且相對于擠出機移動。
圖1還示出與擠出機(來示出)相連接的擠出噴嘴2的前端。擠出機可以是任何適合的已知類型。噴嘴的較低端被切去而形成切掉部分3，該部分可以是杯形或是與噴嘴2的縱向延伸成一定角度的傾斜面，并且與通過噴嘴喂料的方向相同，因此切掉部分具有一基本上與使用的噴嘴2對著的主體1的半徑相配的半徑。為了在主體上得到所需的絕緣材料層的厚度，噴嘴基本上位于距主體1表面一定的距離處，即與該層的所需厚度相同的距離，大概距此處小于20mm，優(yōu)選小于7mm，讓擠出的材料以一定的壓力施加到主體1上而得到與之良好的粘合力，這對本發(fā)明具有顯著的效果。此外，如圖2所示，噴嘴2在喂料方向上具有一開口4，其基本上具有倒置的T形而在通過噴嘴擠出的材料上形成所需的輪廓。但擠出的材料還可以具有其它的形狀，例如沒有突出輪廓的扁平涂層或帶有兩個或多個突出絕緣子裙部的形狀，其中絕緣子裙部可以彼此布置成不同的高度。
當材料通過噴嘴2被擠出時，主體1旋轉(zhuǎn)，將聯(lián)系圖3進行更詳細的說明，以及，借助于球窩式螺桿，主體可以進行軸向上的移動，從而使在一個完整的旋轉(zhuǎn)期間，主體1在軸向上移動一定的距離，該距離等于在其端部5a擠出絕緣材料5的寬度，即該部分位于主體1的表面處。圖2所示為前一輪的輪廓5的外觀，而且顯示出端視方向的噴嘴。因此，明顯看出噴嘴2在其較低部分不僅具有杯形切掉部分3，它在主體的軸向上還具有開口部，即面對著已施加到前一輪的材料的方向上。從圖2可以明顯看出，在圖中可以看到噴嘴在附圖的左側(cè)具有看得見的輪廓，其形成為倒T形輪廓左支臂的界限6，且其貼著主體1延伸。在圖的右部分可發(fā)現(xiàn)開口部，在該處噴嘴的較下表面7(也稱為開口側(cè)部)延伸超過了最新擠出的T形支臂部分，以位于已經(jīng)擠出的前一輪倒T形的上部。在擠出期間，該材料可沿主體流動或浮動，并且與在前一輪中已經(jīng)施加的絕緣材料接觸。除此之外，還由于在主體1和擠出噴嘴2的間隙間形成的壓力，便得到了非常均勻的涂層，從而得到了螺紋形的或螺旋狀的沒有連接頭的成型品。為了限制擠出材料沿著主體的流動面積，設(shè)置在圖中左側(cè)的噴嘴的輪廓可以具有可調(diào)節(jié)的葉片(未示出)，它可以對著主體作徑向移動，以與主體作必要的接觸，并且包括一個對材料沿著主體表面流動可能性的第二外層限制。如圖中所示，噴嘴2還在右方側(cè)面8被切去，以免影響施加的前一輪上輪廓5的突出部分。
如上所述，噴嘴2被設(shè)計成具有切掉部分以與主體1緊密連接，在該處噴嘴將被使用。噴嘴2優(yōu)選在對著已經(jīng)施加到主體1上的絕緣材料層處有一開口側(cè)部7，因此，當它被擠出時，該施加層形成為擠出噴嘴的輔助部分。在噴嘴處可以安裝節(jié)流閥裝置來控制噴嘴不同部分的流動。以這種方式，較大的流動例如可以布置在噴嘴的外徑處。因而可以制備無變形和無內(nèi)應力發(fā)生的小直徑的絕緣體。該輪廓的高度可以大于主體的直徑。例如，在絕緣體上可以實現(xiàn)輪廓高度和主體直徑的關(guān)系達5∶1。該噴嘴還配有加熱或冷卻裝置，從而能夠具有調(diào)節(jié)擠出材料的粘度來達到所需的流動性能的能力。例如，可以將幾臺擠出機連接到噴嘴上，使得施加材料的芯層是一種材料而表層是另一種材料。
圖3所示為在施加外涂層中，用于旋轉(zhuǎn)和移動主體1的裝置。主體1支撐在如圖所示的可移動的載體上。主體1與沿著用于支撐主體的球螺桿運動的球螺母相連接。一線性裝置與球螺桿和主體平行安裝，在它上面有一包括例如電機和變速器(未示出)的驅(qū)動裝置可以平行于球螺桿并和主體1一起移動。電機驅(qū)動變速器，后者的突出軸9上裝配有齒形皮帶輪10，該皮帶輪10驅(qū)動傳送帶11，該傳送帶又驅(qū)動等同的皮帶輪12，皮帶輪12與主體1的支撐裝置相連接，因此當電機轉(zhuǎn)動時，借助于傳送帶可以旋轉(zhuǎn)主體并且同時不僅使主體而且還使驅(qū)動裝置軸向移動。驅(qū)動裝置可以通過載體與主體的支架相連接而與之一起移動。
為了改變主體上輪廓的螺紋或螺旋型品的間距，必須有效地調(diào)換變速器上和/或主體支撐裝置上的齒形皮帶輪10，12，或者改變球螺桿的螺距。在這種情況下，改變螺距是相對容易實現(xiàn)的。
在主體1和擠出噴嘴2之間的相互轉(zhuǎn)動和橫向移動中，適于將涂層擠出到主體1上。不一定要讓擠出噴嘴2靜止而主體1旋轉(zhuǎn)。在某些情況下，更適合將裝置設(shè)計成使擠出噴嘴2繞靜止的主體轉(zhuǎn)動，或者只在其縱向移動。
甚至認為任何用于使主體1轉(zhuǎn)動的直接驅(qū)動都是不必要的，甚至在那些主體要被轉(zhuǎn)動的情況下，因為主體的轉(zhuǎn)動甚至可以通過擠出材料的作用力來實現(xiàn)。
擠出噴嘴2，以及甚至整個或部分擠出裝置適于支撐在可控制的操作裝置上，例如機器臂，因此它相對于主體能夠容易安裝。如果主體不具有恒定的厚度，如果相對于主體不僅在距離方面而且在傾斜的角度方面可調(diào)裝噴嘴，這都是特別有益的。
雖然附圖僅僅示出了主體和與之基本上在水平方向上相配合的部件，但根據(jù)本發(fā)明，主體還適于被布置成基本上在直立的垂直方向的位置與相應改變過的部件配合。
圖4所示為就位時被纏繞的螺旋輪廓5的部分，其中絕緣導體，例如象一種光學纖維的光學導體13在施加的涂層材料內(nèi)部上通過，用于輸送能量。在實施根據(jù)本發(fā)明的方法時，非常容易在涂層材料中埋置這樣一種絕緣導體。在擠出前，絕緣導體以螺紋的形式施加在管子的外部，并且當以一定的壓力將材料直接擠出在管子的表面時，當涂層材料流過時，絕緣導體被埋置在涂層材料中。該絕緣導體很容易以螺桿狀的形式及任何選定的間距纏繞在主體上。
當在噴嘴和主體之間以一定的壓力直接對著旋轉(zhuǎn)的主體擠出材料時，可以實現(xiàn)材料良好的分布或流動，其具有良好的粘合力并且消除了凹坑和材料和主體之間捕獲的空氣穴。在本說明書中，所用的對著主體的“成型”的述語指的是將材料施加并且成型在主體上。為了在擠出材料與主體接觸時保持擠出材料的準確粘度，最好將噴嘴加熱來調(diào)節(jié)擠出材料的溫度。因此，該噴嘴可以包括用于調(diào)節(jié)擠出材料溫度的裝置。根據(jù)本發(fā)明方法的主要優(yōu)點是當仍處于柔軟態(tài)時就可以形成涂層和可能的輪廓，由此獲得良好的粘合性能和均勻的涂層。
在上述實施例中，已經(jīng)描述了由復合材料組成的主體，但也可以使用各種絕緣材料做成的其它類的主體。這種材料例如可以是熱塑性體、陶瓷體或這些或其它類型主體的組合的形式。這些主體可以可以是棒形、管子、中空體或各種幾何形狀的主體，例如截錐體等。噴嘴可以被適當布置，使得其連續(xù)對著主體。
本說明書主要講述了適于擠出和用于形成螺紋或螺旋成型涂層的材料應該是硅橡膠，但自然也可以考慮具有相似性能的其它絕緣材料，例如熱塑性塑料、EPDM或陶瓷。所使用的硅橡膠材料例如包括三水合鋁作為填料來改進其塑流距離和改變粘度。
同樣地，上面所述的主體和驅(qū)動裝置在主體的螺紋或螺旋的成型期間移動，但也有可以使擠出機成為移動的一部分，在這種情況中，用一些合適的裝置將擠出機與球螺桿或合適的操作裝置相連接，因此當主體被轉(zhuǎn)動時，會引起主體和擠出噴嘴之間的相互移動，這是在主體上完成螺紋或螺旋硅橡膠輪廓所必需的。
在按上述的方法制備絕緣體之后，接下來絕緣體被硬化或固化，例如它可以在130℃熱處理5小時。
根據(jù)本發(fā)明的方法，涂層可以成型在直徑非常小的主體上，例如約20mm小的直徑，這使得該方法適用于生產(chǎn)廣泛的不同類型的絕緣體。
本發(fā)明還包括一種實施用于制備絕緣體的方法的裝置，包括用于將絕緣材料施加到主體上的擠出噴嘴，和用于主體和噴嘴之間相互移動的裝置，并且主體被設(shè)計成形成擠出噴嘴的輔助部分。
本發(fā)明還包括用于生產(chǎn)高壓絕緣體的方法或裝置的用途。
權(quán)利要求
1.一種制造電絕緣體的方法，該絕緣體包括主體(1)和置于主體(1)之上的絕緣材料的涂層(5，5a)，其中涂層是以螺紋狀或螺旋狀的形式施加于主體之上的，其特征在于涂層是通過擠出直接成型在主體(1)上的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于涂層以一定的壓力在主體上成型，使施加的材料在主體上流動，從而防止了在施加的涂層(5a)和主體(1)之間產(chǎn)生捕獲的空氣穴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于使涂層(5a)沿著預先施加到主體(1)上的材料層流動，從而防止在施加的材料和當前在主體上的材料之間產(chǎn)生捕獲空氣穴。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其特征在于涂層(5，5a)通過擠出噴嘴(2)被施加，其中主體(1)被帶至其成為擠出噴嘴(2)的輔助部分。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其特征在于絕緣材料是由聚合物材料組成，特別是交聯(lián)塑料或橡膠混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于聚合物材料是硅橡膠。
7.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其特征在于絕緣導體(13)置于主體和絕緣材料之間用于輸送能量。
8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其特征在于在主體(1)與擠出噴嘴(2)之間相互轉(zhuǎn)動和橫向移動期間，涂層被擠出到主體(1)上。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其特征在于在施加涂層期間，將主體(1)直立方向放置。
10.一種生產(chǎn)絕緣體的裝置，包括用于擠出施加到主體(1)之上的絕緣材料的噴嘴(2)，和用于主體(1)和噴嘴(2)相互移動的裝置，其特征在于主體(1)被設(shè)置成為擠出噴嘴(2)的輔助部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于噴嘴(2)還配置有對著預先施加到主體(1)之上的絕緣材料層的開口側(cè)部分(7)，從而當材料被擠出時，該施加層成為擠出噴嘴的輔助部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的裝置，其特征在于噴嘴(2)包括用于調(diào)整擠出材料溫度的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12任一項的裝置，其特征在于噴嘴被設(shè)置成使其連續(xù)對在主體上。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項的裝置，其特征在于在噴嘴中設(shè)置節(jié)流閥裝置來控制噴嘴中不同部分的流動。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項的方法或權(quán)利要求10-14中任一項的裝置的用途，用于生產(chǎn)高壓絕緣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)電絕緣體的方法,該絕緣體包括主體(1)和置于主體(1)之上的絕緣材料的涂層(5,5a)。涂層是以螺紋狀的形式或螺旋狀的形式被施加到主體上,其中通過擠出直接將涂層施加到主體(1)上。以這種方式,防止了在施加的涂層和主體(1)之間產(chǎn)生捕獲的空氣穴,并且實現(xiàn)了良好的粘合性。本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)絕緣體的裝置,以及用于生產(chǎn)高壓絕緣體的該方法或裝置的用途。
文檔編號B29C47/02GK1276908SQ98810238
公開日2000年12月13日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月27日
發(fā)明者D·溫德馬, G·霍爾姆斯特倫, A·比約克倫德, B·格倫布拉德, L·B·約翰松 申請人:Abb股份有限公司