一種新型吸溼硅膠篩選器的研製

一、 課題選擇

2.1 名詞解釋

呼吸器：又稱吸溼器，是主變壓器的一個附屬安全保護裝置，內裝有硅膠，與主變壓器油枕膠囊或隔膜相連，作爲空氣與油枕相連的過濾裝置。

吸溼硅膠：一種乾燥劑，以細孔硅膠爲載體，用氧化鈷通過一定的工藝步驟結合在硅膠的內部孔隙的表面上，正常情況下爲藍色，吸收水分後會變爲粉色或白色，主要用於儀器、儀表、設備的吸潮防鏽。

2.2 課題背景

變壓器是電力系統中及其重要的供電設備，可以說變電站是以變壓器爲核心建立的，其他設備都是爲了保障變壓器的正常運行而設立的。變壓器的正常運行決定着整個電力系統的正常運行。呼吸器雖然只是變壓器上一個微不足道的小元件，但是它的作用不容忽視，而硅膠作爲呼吸器中最重要的一部分，其質量關係着呼吸器是否能夠發揮其應有的作用。

溫州地處亞熱帶季風氣候區，降水量大，空氣溼度很大，因此硅膠的使用量很大，需要經常進行更換。溫州共有4臺500kV變電站，30臺220kV變電站，133臺110kV變電站，10臺35kV變電站，按照一處變電站兩臺主變，除去500kV變電站，220kV變電站需要5kg的呼吸器，110kV需要3kg的呼吸器，35kV需要1kg的呼吸器，全部更換一遍需要825kg硅膠，這是一個非常龐大的數量。而根據《國網浙江省電力公司變電運維一體化培訓教材》規定，當硅膠受潮超過2/3時應及時更換，更換硅膠時應採用合格的硅膠：硅膠不應破裂、粉化，其顆粒直徑應在3mm至5mm之間，但購買的硅膠很難保證百分百的合格率，其中有相當一部分屬於不合格的硅膠，如何方便快捷地篩選出合格的硅膠是我們需要思考的問題。

2.3 課題確定

針對目前市場上還沒有合適的專用硅膠篩選器裝置，爲了更快速有效地篩選出合格的硅膠，減少人力物力的耗費。因此本次QC活動的課題爲：一種新型硅膠篩選器的研製。

三．課題目標

3.1目標設定

解決方便快捷地篩選出3mm至5mm的合格硅膠的問題；

3.2目標可行性驗證

     (1) 本小組人員經過崗位培訓，熟悉呼吸器及硅膠特性，具有很強的動手能力；

（2） 工區具有研發裝置的平臺；

四． 提出各種方案並確定最佳方案

本QC小組成員通過“頭腦風暴法”對研製一套新型硅膠篩選器提出以下三種方案：篩形篩選器，漏斗形篩選器，圓筒形篩選器。

圖4.1 提出三種方案

方案一：篩子形篩選器

篩子形篩選器如下圖所示

圖4.2 篩子形硅膠篩選器

如圖3.2所示，選用如圖所示的篩子兩個，一個的孔距爲3mm，另一個的孔距爲5mm，使用時先將待過濾的硅膠倒在3mm孔距的篩子上，搖動篩子，小於3mm的硅膠通過小孔落下，再將篩子上的硅膠倒在5mm孔距的篩子上，搖動篩子，將3mm至5mm的硅膠篩選出來。方案二：漏斗形硅膠篩選器

圖4.3 漏斗形硅膠篩選器

如圖3.3所示，篩選器形狀爲漏斗形，上部位5mm的濾網，下部及側面爲3mm的濾網，5mm的濾網可打開，先將硅膠由上部倒入篩選器，小於3mm的硅膠從側面及底部濾出，再將篩選器翻轉，將3mm至5mm的硅膠由頂部的5mm濾網濾出。

方案三：圓筒形硅膠篩選器

圖4.4 圓筒形硅膠篩選器

如圖3.4 所示，本裝置內設兩道過濾網，篩選器側面設置一道3mm濾網，在近出口處設置一道5mm濾網。使用時，直接將待篩選硅膠從本裝置入口處倒入，關閉入口並連續搖動裝置，將小於3mm不合格硅膠從側部濾網濾除，篩除完畢後，通過近出口處5mm濾網，將直徑在3mm至5mm之間的合格硅膠由出口倒出。

根據設計的三種方案，製作完成三個篩選器的樣品，利用樣品對5kg硅膠進行篩選實驗，對篩選時間和合格率進行統計，實驗結果如下表所示：

表4.1 篩選實驗結果

注：硅膠合格率爲篩選後3至5mm合格硅膠的質量佔篩選後硅膠總質量百分比。

根據篩選結果進行綜合比較，對三種方案的優缺點分析如下圖所示：

圖4.5 方案比較

本小組成員分別對上述三種方案進行具體分析比較，最終選用第三種方案。

五． 制定對策

QC小組針對以上最佳配置方案，根據“5W1H”原則制定了對策表，具體內容如下表所示：

表5-1 “5W1H”對策表

對於裝置的材料按照外殼及濾網兩方面進行考慮，外殼的材料考慮兩種方案，分別是ABS工程塑料，鋁合金5083，相關的參數對比如圖5.1所示：

圖5.1 外殼材料對比

最終選擇ABS工程塑料作爲外殼材料，因爲它易於加工，成本低，重量輕，便於攜帶，且外殼絕緣。

針對濾網有兩種方案，分別是尼龍濾網及不鏽鋼濾網，對比如圖5.2所示：

圖5.2 濾網材料對比

最終選擇不鏽鋼濾網，因爲不鏽鋼網防鏽性能好，硬度高，不易變形，耐熱性能好，常用於過濾製品

六．方案實施

【對策實施一】裝置圖紙設計

2014年4月15日至6月10日

由本小組成員劉斌負責

根據目標要求設計裝置圖紙

【對策實施二】裝置組件加工

2014年6月11日至8月30日

由本小組成員周翰章負責

根據設計好的圖紙委託有資質的廠家進行組件加工

【對策實施三】裝置組裝

2014年8月31日至10月4日

本小組成員夏明華、曹輝負責

將加工成好的組件組裝成完整的裝置

【對策實施四】測試和檢驗

2014年10月5日至11月19日

本小組成員陳芝奔、周杰負責

利用組裝好的裝置進行硅膠篩選功能的實際檢測。

七．效果驗證及效果分析

7.1 效果驗證

   最終制作完成的篩選器成品如圖7.1所示：

圖7.1硅膠篩選器成品

QC小組成員利用製作好的硅膠篩選器進行硅膠的篩選：

圖7.2 將硅膠由上口倒入硅膠篩選器

圖7.3 將小於3mm的硅膠由側邊篩選網倒出篩選器

圖7.4 將3mm至5mm的合格硅膠由底部的篩網倒出篩選器

通過驗證，本硅膠篩選器一次最多可以篩選1.5kg的合格硅膠，操作方便快捷，可以快速地篩選出3mm至5mm的合格硅膠，並且採用了多用途設計，可以通過更換濾網，以適應不同直徑硅膠顆粒篩選。

利用製作的硅膠篩選器對5kg的硅膠進行篩選實驗，最終統計結果。