一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置与改性方法

1.本发明属于电工材料改性技术领域，特别是涉及一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置与改性方法。


背景技术：

2.电缆附件是电缆系统的重要组成部分，起着连接电缆与电缆或连接电缆与其它电力装备的重要作用，按其工艺特点可分为绕包式、模塑式与预制式三类，预制式电缆附件又包含预制式电缆接头与预制式电缆终端。
3.电缆附件是电缆系统中电场分布最为集中的部分，电缆附件的绝缘老化与击穿破坏也大都由此产生。径向分布的电场会导致绝缘本体的击穿，而轴向分布的电场则可能在电缆附件绝缘(橡胶)与电缆本体绝缘(交联聚乙烯)间的界面上产生沿面放电或沿面击穿的现象，这对电缆附件的绝缘可靠性是极为不利的。因此，电缆附件的运行寿命和可靠性较大程度上依赖于电缆附件增强绝缘界面耐受沿面放电的能力。预制式电缆附件中最重要的绝缘界面是橡胶增强绝缘与电缆本体交联聚乙烯绝缘之间构成的界面。
4.预制式电缆附件应力控制体结构主要包括半导电应力锥和增强绝缘两部分，通常采用乙丙橡胶或硅橡胶材料制成，三元乙丙橡胶作为高压、超高压电缆附件常用的增强绝缘材料，目前迫切需求行之有效的改善其绝缘界面耐电性能的材料改性方法。为提升电缆附件应力控制体内表面的界面耐电性能，中国专利cn202010467340.0公开了一种预制式电缆附件橡胶应力控制体界面耐电压性能改善方法，从原理上提出了针对橡胶材料表面的改性方法，即对电缆附件应力控制体橡胶增强绝缘的内表面进行接枝改性，其主要步骤包括：1、按配方配制有机改性溶液；2、将有机改性溶液喷涂在预制式电缆附件应力控制体内表面；3、加热使有机改性溶液被预制式电缆附件橡胶应力控制体表面吸收；4、通过化学反应使有机改性化合物接枝在橡胶内表面的大分子上。
5.但其不足在于：电缆附件应力控制体是一个圆筒状的结构，其内径较小，由于其内壁是非开放性的，导致操作空间极为有限，在这种条件下，现有技术或工艺设备无法实现应力控制体内壁的均匀改性，目前仍缺乏专门设备可供实现应力控制体内壁的均匀接枝改性。


技术实现要素：

6.有鉴于此，为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明旨在提供一种基于热引发接枝反应的简便、快捷、高效、均匀的预制式应力控制体橡胶增强绝缘内表面改性方法与装置。该方法适用于对预制式应力控制体内表面进行过氧化物热引发接枝处理，以提高其内表面耐电性能。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置，包括机械动力装置、可旋转笼形自定心夹具、可滑动支撑装置、液体喷涂装置和加热装置。
8.预制式应力控制体被固定在可旋转笼形自定心夹具中，所述机械动力装置驱动可旋转笼形自定心夹具实现预制式应力控制体绕其水平中心轴线旋转，所述液体喷涂装置固定在横纵可调节支撑架上，能够水平伸入到预制式应力控制体内，对预制式应力控制体内表面进行喷涂，所述改性液喷涂装置包括喷口、硅橡胶电热带、喷管和可加热容器，所述可加热容器内装有改性液，所述硅橡胶电热带缠绕在喷管的外周，在喷涂过程中硅橡胶电热带对喷管进行加热，以防止改性液在喷涂的过程中失温导致溶剂析出或结晶，堵塞喷口，喷涂完成后，将喷管取下换上加热装置，对预制式应力控制体进行加热。
9.更进一步地，机械动力装置包括台体、电动机、机械传动结构和传动轴，电动机固定在台体上，所述电动机驱动机械传动结构，传动轴在机械传动结构的带动下旋转。
10.更进一步地，传动轴与可旋转笼形自定心夹具的夹具底座固定连接。
11.更进一步地，所述可旋转笼形自定心夹具包括夹具底座和四根笼条，四根笼条一端固定在夹具底座上，并能在夹具底座上的四个滑道上同步滑动或锁定。
12.更进一步地，所述笼条为硅橡胶包裹的不锈钢条。
13.更进一步地，所述夹具底座包括八根连杆和四个滑道，当一根笼条在其所处滑道上滑动时，会通过与其相连的连杆带动其余笼条在其各自所处滑道上同步滑动。
14.更进一步地，可滑动支撑装置包括两条平行的滑轨、梯形支撑装置、中空顶盘和轴承紧固装置，所述滑轨固定于台体上，所述梯形支撑装置在滑轨上横向滑动或固定，所述轴承紧固装置固定在梯形支撑装置上，所述轴承紧固装置用于固定位于中空顶盘上的旋转轴承，笼条另一端固定在中空顶盘上。
15.更进一步地，所述液体喷涂装置包括喷口、硅橡胶电热带、喷管、横纵可调节支撑架、液体泵和可加热容器，所述喷管外壁缠绕若干硅橡胶电热带，所述喷管前端设置有喷口，喷口外径小于喷涂装置与加热装置进口内径，且喷口可360
°
喷洒，可使改性液均匀地喷洒在预制式应力控制体的内表面，所述喷管经由液体泵与存放改性液的可加热容器连接，所述喷管固定在横纵可调节支撑架上，所述横纵可调节支撑架可在滑轨上滑动或固定。
16.更进一步地，所述加热装置采用电热丝加热装置或红外线加热装置，所述电热丝加热装置包括一号温控装置、一号加热装置固定处、抗干扰屏蔽线、金属套管、电热丝和微型红外测温传感器，所述温控装置、抗干扰屏蔽线和金属套管与加热装置固定处连接，所述电热丝设置在金属套管外周，所述金属套管中部设置有微型红外测温传感器；所述红外线加热装置包括二号温控装置、热电偶信号线、二号加热装置固定处、钨丝、石英管和热电偶，所述二号温控装置、热电偶信号线和石英管固定在二号加热装置固定处，所述石英管内安装有钨丝，所述石英管中部外侧固定有热电偶。
17.一种利用预制式应力控制体内壁热处理改性装置的改性方法，具体包括以下步骤：
18.步骤1：将预制式应力控制体内壁清理干净后，横向固定于可旋转笼形自定心夹具上，使应力控制体按设定转速旋转，并使其轴线在旋转过程中保持水平；
19.步骤2：将改性液注入可加热容器内，将喷管固定在横纵可调节支架上，使喷管轴线与预制式应力控制体保持同轴，在滑轨上匀速滑动，使喷口探入预制式应力控制体内部，在液体泵的作用下，使改性液经过喷口均匀喷涂在预制式应力控制体内表面；
20.步骤3：喷涂完成后，将喷管取下换上加热装置，使电热丝或石英管的轴线与预制
式应力控制体保持同轴，将电热丝或石英管水平探入预制式应力控制体的中空部分后，通过温控装置使预制式应力控制体的中空部分温度稳定在设定温度一，在温度一作用下，促使溶液向预制式应力控制体内表面内部渗透，或在更高的温度二下，使溶液中有机分子发生化学接枝反应；
21.步骤4：接枝反应完成后，将可加热容器内的改性液更换为清洗溶剂，然后重复步骤2，使清洗溶剂经过喷口均匀喷涂在预制式应力控制体内表面，喷涂完毕后，用高压风枪吹扫预制式应力控制体内表面，使清洗溶剂迅速流出和挥发，预制式应力控制体内表面热处理改性工作完成。
22.与现有技术相比，本发明所述的一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置与改性方法的有益效果是：
23.(1)本发明解决了缺乏以加热为引发条件进行预制式应力控制体内表面化学接枝改性的相关技术手段的问题，提供了一种简便、高效的装置及方法，在预制式应力控制体的有限内部空间内，实现了对其内壁表面基于热引发的化学接枝改性。利用液体泵和喷口，沿着预制式应力控制体水平的轴线方向，将配置好的有机改性液喷涂在匀速旋转的预制式应力控制体内表面，在旋转作用以及由旋转所产生的离心力共同作用下，确保了改性液的均匀覆盖，之后在加热装置提供的高温作用下，促进改性液分子向预制式应力控制体材料内部渗透和扩散，加速预制式应力控制体内表面对改性液的均匀吸收，之后在更高的温度下加热预制式应力控制体内表面，使改性液中的过氧化物引发剂在高温下分解产生自由基，既而引发预制式应力控制体内壁浅表层中可接枝有机化合物的接枝反应，实现对预制式应力控制体内表面的化学接枝改性，进而改善其性能。
24.(2)本发明设计的液体喷涂装置，其盛装液体的容器和液体流通的管道均有加热功能，能保障液体始终具有良好的流动性，避免结晶点较高的液体在流动和喷涂过程中产生结晶，进而造成喷口堵塞和喷涂不均匀，适用的溶液类型更广，喷涂效果更优。
25.(3)本发明提供了两种方式的加热装置，其中电热丝加热装置采用电阻丝进行加热，采用红外光测温并反馈给温控装置，能较准确地测得预制式应力控制体内表面的温度，具有测温准确、控温稳定的特点；而红外线加热装置采用红外光进行加热，具有加热速率快，加热效率高的特点；本发明提供两种加热装置，使用范围不同，可以针对不同的改性液特性，提供不同的加热装置和加热方案，因此，本发明具有方案灵活、适应性强的特点。
26.(4)当喷涂过程不采用改性液而采用清洗溶剂时，本发明也可以单纯用于对预制式应力控制体内表面进行清洗；当不进行喷涂和清洗过程，仅对内表面进行加热时，本发明也可以单纯用于对预制式应力控制体内表面进行热处理，因此，本发明具有多功能的特点。
附图说明
27.构成本发明的一部分的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：
28.图1为本发明所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置的结构示意图；
29.图2为本发明所述的笼形自定心夹具的结构示意图；
30.图3为本发明所述的笼形自定心夹具工作状态示意图；
31.图4为本发明所述的笼形自定心夹具中硅像胶包裹的钢制笼条结构示意图；
32.图5为本发明所述的梯形支撑装置的结构示意图；
33.图6为本发明所述的横纵可调节支撑架的结构示意图；
34.图7为本发明所述的电热丝加热装置的结构示意图；
35.图8为本发明所述的红外线加热装置的结构示意图；
36.图中：1-台体；2-滑轨；3-电动机；4-机械传动结构；5-传动轴；6-夹具底座；7-笼条；8-中空顶盘；9-轴承紧固装置；10-梯形支撑装置；11-一号旋转式机械锁紧装置；12-隔热材料；13-带孔洞的隔热材料；14-喷涂装置与加热装置进口；15-预制式应力控制体；16-喷口；17-硅橡胶电热带；18-喷管；19-横纵可调节支撑架；20-二号旋转式机械锁紧装置；21-纵向可调支撑杆固定装置；22-改性液；23-液体泵；24-可加热容器；25-电热丝加热装置；26-红外线加热装置；
37.6-1-连杆；6-2-滑道；7-笼条；7-1-硅橡胶；7-2不锈钢条；10-1-梯形支架；10-2-锁紧旋钮；10-3-一号滑槽；19-1-支撑杆安装处；19-2-锁紧旋钮；19-3-梯形立架；19-4-二号滑槽；25-1-一号温控装置；25-2-一号加热装置固定处；25-3-抗干扰屏蔽线；25-4-金属套管；25-5-电热丝；25-6-微型红外测温传感器；26-1-二号温控装置；26-2-热电偶信号线；26-3-二号加热装置固定处；26-4-钨丝；26-5-石英管；26-6-热电偶。
具体实施方式
38.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、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。
39.参见图1-8说明本实施方式，一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置与改性方法，包括机械动力装置、可旋转笼形自定心夹具、可滑动支撑装置、液体喷涂装置和加热装置。
40.预制式应力控制体15被固定在可旋转笼形自定心夹具中，所述机械动力装置驱动可旋转笼形自定心夹具实现预制式应力控制体15绕其水平中心轴线旋转，所述液体喷涂装置固定在横纵可调节支撑架19上，能够伸入到预制式应力控制体15内，对预制式应力控制体15内表面进行喷涂，所述改性液喷涂装置包括喷口16、硅橡胶电热带17、喷管18和可加热容器24，所述可加热容器24内装有改性液22，所述硅橡胶电热带17缠绕在喷管18的外周，在喷涂过程中硅橡胶电热带17对喷管18进行加热，以防止改性液22在喷涂的过程中失温导致溶剂析出或结晶，堵塞喷口16，喷涂完成后，将喷管18取下换上加热装置，对预制式应力控制体15进行加热。
41.第一部分：机械动力装置包括台体1、电动机3、机械传动结构4和传动轴5。台体1与电动机3和机械传动结构4相互固定连接，并给电动机3供电，传动轴5可在电动机3和机械传动结构4的带动下旋转，传动轴5与可旋转笼形自定心夹具的夹具底座6固定连接。
42.第二部分：可旋转笼形自定心夹具包括夹具底座6和四根笼条7(即硅橡胶7-1包裹的不锈钢条7-2)。其夹具底座6与机械动力装置中的传动轴5固定连接，四根笼条7一端固定在夹具底座6上，并能在夹具底座6上的四个滑道6-2上同步滑动或锁定。
43.第三部分：可滑动支撑装置包两条平行的滑轨2、梯形支撑装置10、中空顶盘8、轴承紧固装置9。滑轨2固定于台体1上，梯形支撑装置10和横纵可调节支撑架19可在滑轨2上
横向滑动或固定。
44.可旋转笼形自定心夹具的四根笼条7另一端固定在中空顶盘8上，并通过中空顶盘8上的轴承固定于轴承紧固装置9上，轴承紧固装置9固定于梯形支撑装置10上，轴承紧固装置9可以拆卸和更换，以便根据应力控制体规格更换不同型号的中空顶盘8及其配合的轴承，安装好的可旋转笼形自定心夹具应保持水平，并和传动轴5以及中空顶盘8保持同轴，以保证预制式应力控制体匀速稳定的旋转。梯形支撑装置10下方有两个一号滑槽10-3，用以在滑轨2上滑动，下方具有一号旋转式机械锁紧装置11，用以固定梯形支撑装置10在滑轨2上的所处位置。
45.第四部分：液体喷涂装置包括喷口16、硅橡胶电热带17、喷管18、横纵可调节支撑架19、二号旋转式机械锁紧装置20、纵向可调支撑杆固定装置21、液体泵23、可加热容器24。喷管18外壁缠绕若干硅橡胶电热带17，可在喷涂过程中对装置进行加热，以防止改性液在流动和喷涂的过程中失温结晶，堵塞喷口16，喷口外径小于喷涂装置与加热装置进口14内径，而且喷口16可360
°
喷洒，可使改性液22均匀地喷洒在预制式应力控制体15的内表面，喷管18经由液体泵23与存放改性液22的可加热容器24连接，喷管18固定在横纵可调节支撑架19上，横纵可调节支撑架19可在滑轨2上滑动或固定。
46.横纵可调节支撑架19由梯形立架19-3、锁紧旋钮19-2、纵向可调支撑杆固定装置21组成。横纵可调节支撑架19下方有两个二号滑槽19-4，用以在钢制滑轨2上滑动，其中一侧设置有二号旋转式机械锁紧装置20，用以固定横纵可调节支撑架19在滑轨2上所处的位置；上端开槽，配合锁紧旋钮19-2和纵向可调支撑杆固定装置21，可以实现喷管18在支撑杆安装处19-1内的纵向位置调节和固定。
47.该喷涂装置还可做清洗装置使用，只需将改性液更换为无水乙醇、丙酮或去离子水等清洗液体，待改性过程结束后，对预制式应力控制体15内表面进行清洗，并且该过程无需加热。
48.第五部分：加热装置有电热丝加热装置25和红外线加热装置26两种方式，电热丝加热装置25包括一号温控装置25-1、一号加热装置固定处25-2、抗干扰屏蔽线25-3、金属套管25-4、电热丝25-5、微型红外测温传感器25-6等，温控装置25-1、抗干扰屏蔽线25-3和金属套管25-4与加热装置固定处25-2连接，电热丝25-5设置在金属套管25-4外周，金属套管25-4中部设置有微型红外测温传感器25-6。红外线加热装置26包括二号温控装置26-1、热电偶信号线26-2、二号加热装置固定处26-3、钨丝26-4、石英管26-5、热电偶26-6，所述二号温控装置26-1、热电偶信号线26-2和石英管26-5固定在二号加热装置固定处26-3，所述石英管26-5内安装有钨丝26-4，所述石英管26-5中部外侧固定有热电偶26-6。电热丝加热装置25的电热丝25-5或红外线加热装置26的石英管26-5在横纵可调节支撑架19上的固定和调节与液体喷涂装置的固定和调节基本一致。
49.电热丝加热装置25采用微型红外线测温传感器25-6对预制式应力控制体15内表面进行测温，可准确测得预制式应力控制体15内表面温度，测温精度高，温度控制稳定。红外线加热装置26采用热电偶26-6测温，其中热电偶信号线26-2固定在石英管26-5外壁，热电偶26-6不接触预制式应力控制体15内表面，测温精度较低，但加热效率高，加热速率快。为了使改性溶液更加均匀地被预制式应力控制体15吸收，以达到良好的改性效果，液体喷涂装置中的喷管17或加热装置中的电热丝25-5和石英管26-5与预制式应力控制体15必须
保持同轴。加热装置的两种形式之中，电热丝加热装置25测温精度高，但加热速度较慢，不适合快速加热的场合。红外线加热装置26加热快，加热效率高，温度控制迅速，但测温精度较低。
50.所述预制式应力控制体内壁热处理改性装置的改性方法，具体包括以下步骤：
51.步骤1：将预制式应力控制体15内壁清理干净后，横向固定于可旋转笼形自定心夹具上，使预制式应力控制体15按设定转速旋转，并使其轴线在旋转过程中保持水平；
52.步骤2：将改性液22注入可加热容器24内，将喷管18固定在横纵可调节支撑架19上，使喷管轴线与预制式应力控制体15保持同轴，在滑轨2上匀速滑动，使喷口16探入预制式应力控制体15内部，在液体泵23的作用下，使改性液22经过喷口16均匀喷涂在预制式应力控制体15内表面；
53.步骤3：喷涂完成后，将喷管18取下换上加热装置，并使电热丝25-5或石英管26-5与预制式应力控制体15保持同轴，将电热丝25-5或石英管26-5水平探入预制式应力控制体15的中空部分后，通过温控装置使预制式应力控制体15的中空部分温度稳定在设定温度一，在温度一作用下，促使溶液向预制式应力控制体15内表面内部渗透，或在更高的温度二下，使溶液中有机分子发生化学接枝反应；
54.步骤4：接枝反应完成后，将改性液22容器内的改性溶液更换为清洗溶剂，然后重复步骤2，使清洗溶剂经过喷口均匀喷涂在预制式应力控制体15内表面，喷涂完毕后，用高压风枪吹扫预制式应力控制体15内表面，使清洗溶剂迅速流出和挥发，预制式应力控制体15内表面热处理改性工作完成。
55.采用上述方法，通过调节预制式应力控制体15的转速以及使喷涂装置中的喷管18或加热装置中的电热丝25-5和石英管26-5与预制式应力控制体15保持同轴，即可保证喷涂装置与加热装置在预制式应力控制体15内壁喷涂或加热的均匀性。
56.详细步骤如下：
57.步骤1：先在预制式应力控制体15两端口加装隔热层，左端为隔热材料12，右端为带孔洞的隔热材料13，右侧端口的隔热层留有供喷涂装置和加热装置进出的通道。然后放松笼条7在滑道6-2上的紧固装置，使笼条7可以沿着滑道6-2滑动，四根笼条在连杆6-1的联动作用下，可以实现同步的扩径或缩径运动，扩径后，将处理好的圆筒形的预制式应力控制体15放入笼形自定心夹具的中间位置，调整夹具上的笼条7在滑道6-2上所处位置，使四根笼条7同步缩径，并以适当的力量夹紧预制式应力控制体15，将滑道6-2上笼条7锁紧，使圆筒形预制式应力控制体15的轴心线与四根笼条7的中心线保持同轴。可旋转笼形自定心夹具的四根笼条7另一端固定在中空顶盘8上，并通过中空顶盘8上的轴承固定于轴承紧固装置9上，调整梯形支撑装置10在滑轨2上的所处位置，将轴承紧固装置9固定于梯形支撑装置10上(轴承紧固装置9可以拆卸和更换，以便根据预制式应力控制体15规格更换不同型号的中空顶盘8及其配合的轴承)，安装好的可旋转笼形自定心夹具应保持水平，并和传动轴5以及中空顶盘8保持同轴，以保证预制式应力控制体15匀速稳定的旋转。梯形支撑装置10下方有两个一号滑槽10-3，用以在滑轨2上滑动，下方具有一号旋转式机械锁紧装置11，用以固定梯形支撑装置10在滑轨2上的所处位置。
58.步骤2：将喷管18固定在横纵可调节支撑架19上，调节使喷管18与预制式应力控制体15同轴，在滑轨2上滑动横纵可调节支撑架19，将喷管通过进口伸入预制式应力控制体15
内部，伸入深度与预制式应力控制体15长度相等，并保持其与预制式应力控制体15同轴，启动电动机3，使预制式应力控制体15以一定转速快速旋转。待预制式应力控制体15转速稳定后，启动液体泵23，同时缓慢且匀速滑动横纵可调节支撑架19，使改性溶液均匀地喷洒在预制式应力控制体15内表面，最终改性溶液会在离心力的作用下均匀的分布在预制式应力控制体15内表面。在喷涂过程中，为保证改性溶液不失温结晶，在喷管18外壁缠绕硅橡胶电热带17，采用可加热容器24对液体进行加热保温，并调节硅橡胶电热带17和可加热容器24温度为80℃左右，使溶液始终保持在不结晶的状态。
59.步骤3：取下喷涂装置，换上加热装置，将加热装置固定处25-2或26-3固定在横纵可调节支撑架19上，滑动横纵可调节支撑架19，将电热丝加热装置25的电热丝25-5或红外线加热装置26的石英管26-5伸入预制式应力控制体15内部，伸入深度与预制式应力控制体15长度相等，调节电热丝25-5或石英管26-5位置，使之与预制式应力控制体15同轴。调节温控装置25-1或26-1，使预制式应力控制体15内部温度稳定在80℃左右，在温度与旋转产生的离心力共同作用下，改性溶液在预制式应力控制体15内表面加速渗透。此过程时间设定为10～30min。随后，调节加热装置温度为130℃，在高温作用下，进行过氧化物热引发接枝反应，完成橡胶基预制式应力控制体15内表面的有机化学改性，该过程时间约为25min。
60.步骤4：待接枝反应过程结束后，依次关闭加热装置、电动机3，取下加热装置，再换上喷涂装置，并把改性液22换成无水乙醇或丙酮等清洗溶剂，之后将喷管18伸入预制式应力控制体15内部，启动液体泵23，滑动横纵可调节支撑架19，便可清洗残留在预制式应力控制体15内表面的改性溶液或其它杂质，同时也清洗了喷涂装置的容器及管道，待电动机3稳定停车后取下预制式应力控制体15，可用风枪风干其内表面，或可整体放入烘箱烘干残余清洗溶剂。
61.以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。

技术特征：
1.一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：包括机械动力装置、可旋转笼形自定心夹具、可滑动支撑装置、改性液喷涂装置和加热装置，预制式应力控制体(15)被固定在可旋转笼形自定心夹具中，所述机械动力装置驱动可旋转笼形自定心夹具实现预制式应力控制体(15)绕预制式应力控制体(15)水平中心轴线旋转，所述改性液喷涂装置能够水平伸入到预制式应力控制体(15)内，对预制式应力控制体(15)内表面进行喷涂，所述改性液喷涂装置包括喷口(16)、硅橡胶电热带(17)、喷管(18)和可加热容器(24)，所述可加热容器(24)内装有改性液(22)，所述硅橡胶电热带(17)缠绕在喷管(18)的外周，在喷涂过程中硅橡胶电热带(17)对喷管(18)进行加热，以防止改性液(22)在喷涂的过程中失温导致溶剂析出或结晶，堵塞喷口(16)，喷涂完成后，将喷管(18)取下换上加热装置，对预制式应力控制体(15)进行加热。2.根据权利要求1所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：机械动力装置包括台体(1)、电动机(3)、机械传动结构(4)和传动轴(5)，电动机(3)固定在台体(1)上，所述电动机(3)驱动机械传动结构(4)，传动轴(5)在机械传动结构(4)的带动下旋转。3.根据权利要求2所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：所述可旋转笼形自定心夹具包括夹具底座(6)和四根笼条(7)，四根笼条(7)一端固定在夹具底座(6)上，并能在夹具底座(6)上的四个滑道(6-2)上同步滑动或锁定。4.根据权利要求3所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：所述传动轴(5)与可旋转笼形自定心夹具的夹具底座(6)固定连接。5.根据权利要求4所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：所述笼条(7)为硅橡胶(7-1)包裹的不锈钢条(7-2)。6.根据权利要求4所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：所述夹具底座(6)包括八根连杆(6-1)和四个滑道(6-2)，当一根笼条(7)在其所处滑道(6-2)上滑动时，会通过与其相连的两根连杆(6-1)带动其余三根笼条(7)在其各自所处的滑道(6-2)上同步滑动。7.根据权利要求6所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：可滑动支撑装置包括两条平行的滑轨(2)、梯形支撑装置(10)、中空顶盘(8)和轴承紧固装置(9)，所述滑轨(2)固定于台体(1)上，所述梯形支撑装置(10)在滑轨(2)上横向滑动或固定，所述轴承紧固装置(9)固定在梯形支撑装置(10)上，所述轴承紧固装置(9)用于固定位于中空顶盘(8)上的旋转轴承，笼条(7)另一端固定在中空顶盘(8)上。8.根据权利要求7所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：所述改性液喷涂装置还包括横纵可调节支撑架(19)和液体泵(23)，所述喷口(16)的外径小于喷涂装置与加热装置进口(14)内径，且喷口(16)可360
°
喷洒，可使改性液(22)均匀地喷洒在预制式应力控制体(15)的内表面，所述喷管(18)经由液体泵(23)与存放改性液(22)的可加热容器(24)连接，所述喷管(18)固定在横纵可调节支撑架(19)上，所述横纵可调节支撑架(19)能够在滑轨(2)上滑动或固定。9.根据权利要求8所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置，其特征在于：所述加热装置采用电热丝加热装置(25)或红外线加热装置(26)，所述电热丝加热装置(25)包括一号温控装置(25-1)、一号加热装置固定处(25-2)、抗干扰屏蔽线(25-3)、金属套管(25-4)、电热丝(25-5)和微型红外测温传感器(25-6)，所述一号温控装置(25-1)、抗干扰屏蔽线
(25-3)和金属套管(25-4)与一号加热装置固定处(25-2)连接，所述电热丝(25-5)设置在金属套管(25-4)外周，所述金属套管(25-4)中部设置有微型红外测温传感器(25-6)；所述红外线加热装置(26)包括二号温控装置(26-1)、热电偶信号线(26-2)、二号加热装置固定处(26-3)、钨丝(26-4)、石英管(26-5)和热电偶(26-6)，所述二号温控装置(26-1)、热电偶信号线(26-2)和石英管(26-5)固定在二号加热装置固定处(26-3)，所述石英管(26-5)内安装有钨丝(26-4)，所述石英管(26-5)中部外侧固定有热电偶(26-6)。10.一种利用权利要求9所述的预制式应力控制体内壁热处理改性装置的改性方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1：将预制式应力控制体(15)内壁清理干净后，横向固定于可旋转笼形自定心夹具上，使预制式应力控制体(15)按设定转速旋转，并使预制式应力控制体(15)轴线在旋转过程中保持水平；步骤2：将改性液(22)注入可加热容器(24)内，将喷管(18)固定在横纵可调节支架(19)上，使喷管(18)轴线与预制式应力控制体(15)保持同轴，在滑轨(2)上匀速滑动，使喷口(16)探入预制式应力控制体(15)内部，在液体泵(23)的作用下，使改性液(22)经过喷口(16)均匀喷涂在预制式应力控制体(15)内表面；步骤3：喷涂完成后，将喷管(18)取下换上加热装置，使电热丝(25-5)或石英管(26-5)的轴线与预制式应力控制体(15)保持同轴，将电热丝(25-5)或石英管(26-5)水平探入预制式应力控制体(15)的中空部分后，通过温控装置使预制式应力控制体(15)的中空部分温度稳定在设定温度一，在温度一作用下，促使改性液(22)向预制式应力控制体(15)内表面内部渗透，或在更高的温度下，使改性液(22)中有机分子发生化学接枝反应；步骤4：接枝反应完成后，将改性液容器内的改性液(22)更换为清洗溶剂，然后重复步骤2，使清洗溶剂经过喷口(16)均匀喷涂在预制式应力控制体(15)内表面，喷涂完毕后，用高压风枪吹扫预制式应力控制体(15)内表面，使清洗溶剂迅速流出和挥发，预制式应力控制体(15)内表面热处理改性工作完成。

技术总结
本发明提出了一种预制式应力控制体内壁热处理改性装置与改性方法，属于电工材料技术领域。解决了现有技术或工艺设备无法实现应力控制体内壁的均匀改性的问题。本发明的预制式应力控制体被固定在可旋转笼形自定心夹具中，机械动力装置驱动可旋转笼形自定心夹具旋转，液体喷涂装置固定在横纵可调节支撑架上，能够水平伸入到预制式应力控制体内，对预制式应力控制体内表面进行喷涂，液体喷涂装置与可加热的液体容器相连接，在喷涂过程中采用硅橡胶电热带对喷管进行加热，以防止改性溶液在喷涂的过程中失温导致溶剂析出或结晶，堵塞喷口。本发明适用于对预制式应力控制体内表面进行过氧化物热引发接枝处理，以提高其内表面耐电性能。能。能。


技术研发人员：李春阳 陈先胜 纪多 金永兴 赵洪
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/20