一种新型吸湿硅胶筛选器的研制

一、 课题选择

2.1 名词解释

呼吸器：又称吸湿器，是主变压器的一个附属安全保护装置，内装有硅胶，与主变压器油枕胶囊或隔膜相连，作为空气与油枕相连的过滤装置。

吸湿硅胶：一种干燥剂，以细孔硅胶为载体，用氧化钴通过一定的工艺步骤结合在硅胶的内部孔隙的表面上，正常情况下为蓝色，吸收水分后会变为粉色或白色，主要用于仪器、仪表、设备的吸潮防锈。

2.2 课题背景

变压器是电力系统中及其重要的供电设备，可以说变电站是以变压器为核心建立的，其他设备都是为了保障变压器的正常运行而设立的。变压器的正常运行决定着整个电力系统的正常运行。呼吸器虽然只是变压器上一个微不足道的小元件，但是它的作用不容忽视，而硅胶作为呼吸器中最重要的一部分，其质量关系着呼吸器是否能够发挥其应有的作用。

温州地处亚热带季风气候区，降水量大，空气湿度很大，因此硅胶的使用量很大，需要经常进行更换。温州共有4台500kV变电站，30台220kV变电站，133台110kV变电站，10台35kV变电站，按照一处变电站两台主变，除去500kV变电站，220kV变电站需要5kg的呼吸器，110kV需要3kg的呼吸器，35kV需要1kg的呼吸器，全部更换一遍需要825kg硅胶，这是一个非常庞大的数量。而根据《国网浙江省电力公司变电运维一体化培训教材》规定，当硅胶受潮超过2/3时应及时更换，更换硅胶时应采用合格的硅胶：硅胶不应破裂、粉化，其颗粒直径应在3mm至5mm之间，但购买的硅胶很难保证百分百的合格率，其中有相当一部分属于不合格的硅胶，如何方便快捷地筛选出合格的硅胶是我们需要思考的问题。

2.3 课题确定

针对目前市场上还没有合适的专用硅胶筛选器装置，为了更快速有效地筛选出合格的硅胶，减少人力物力的耗费。因此本次QC活动的课题为：一种新型硅胶筛选器的研制。

三．课题目标

3.1目标设定

解决方便快捷地筛选出3mm至5mm的合格硅胶的问题；

3.2目标可行性验证

     (1) 本小组人员经过岗位培训，熟悉呼吸器及硅胶特性，具有很强的动手能力；

（2） 工区具有研发装置的平台；

四． 提出各种方案并确定最佳方案

本QC小组成员通过“头脑风暴法”对研制一套新型硅胶筛选器提出以下三种方案：筛形筛选器，漏斗形筛选器，圆筒形筛选器。

图4.1 提出三种方案

方案一：筛子形筛选器

筛子形筛选器如下图所示

图4.2 筛子形硅胶筛选器

如图3.2所示，选用如图所示的筛子两个，一个的孔距为3mm，另一个的孔距为5mm，使用时先将待过滤的硅胶倒在3mm孔距的筛子上，摇动筛子，小于3mm的硅胶通过小孔落下，再将筛子上的硅胶倒在5mm孔距的筛子上，摇动筛子，将3mm至5mm的硅胶筛选出来。方案二：漏斗形硅胶筛选器

图4.3 漏斗形硅胶筛选器

如图3.3所示，筛选器形状为漏斗形，上部位5mm的滤网，下部及侧面为3mm的滤网，5mm的滤网可打开，先将硅胶由上部倒入筛选器，小于3mm的硅胶从侧面及底部滤出，再将筛选器翻转，将3mm至5mm的硅胶由顶部的5mm滤网滤出。

方案三：圆筒形硅胶筛选器

图4.4 圆筒形硅胶筛选器

如图3.4 所示，本装置内设两道过滤网，筛选器侧面设置一道3mm滤网，在近出口处设置一道5mm滤网。使用时，直接将待筛选硅胶从本装置入口处倒入，关闭入口并连续摇动装置，将小于3mm不合格硅胶从侧部滤网滤除，筛除完毕后，通过近出口处5mm滤网，将直径在3mm至5mm之间的合格硅胶由出口倒出。

根据设计的三种方案，制作完成三个筛选器的样品，利用样品对5kg硅胶进行筛选实验，对筛选时间和合格率进行统计，实验结果如下表所示：

表4.1 筛选实验结果

注：硅胶合格率为筛选后3至5mm合格硅胶的质量占筛选后硅胶总质量百分比。

根据筛选结果进行综合比较，对三种方案的优缺点分析如下图所示：

图4.5 方案比较

本小组成员分别对上述三种方案进行具体分析比较，最终选用第三种方案。

五． 制定对策

QC小组针对以上最佳配置方案，根据“5W1H”原则制定了对策表，具体内容如下表所示：

表5-1 “5W1H”对策表

对于装置的材料按照外壳及滤网两方面进行考虑，外壳的材料考虑两种方案，分别是ABS工程塑料，铝合金5083，相关的参数对比如图5.1所示：

图5.1 外壳材料对比

最终选择ABS工程塑料作为外壳材料，因为它易于加工，成本低，重量轻，便于携带，且外壳绝缘。

针对滤网有两种方案，分别是尼龙滤网及不锈钢滤网，对比如图5.2所示：

图5.2 滤网材料对比

最终选择不锈钢滤网，因为不锈钢网防锈性能好，硬度高，不易变形，耐热性能好，常用于过滤制品

六．方案实施

【对策实施一】装置图纸设计

2014年4月15日至6月10日

由本小组成员刘斌负责

根据目标要求设计装置图纸

【对策实施二】装置组件加工

2014年6月11日至8月30日

由本小组成员周翰章负责

根据设计好的图纸委托有资质的厂家进行组件加工

【对策实施三】装置组装

2014年8月31日至10月4日

本小组成员夏明华、曹辉负责

将加工成好的组件组装成完整的装置

【对策实施四】测试和检验

2014年10月5日至11月19日

本小组成员陈芝奔、周杰负责

利用组装好的装置进行硅胶筛选功能的实际检测。

七．效果验证及效果分析

7.1 效果验证

   最终制作完成的筛选器成品如图7.1所示：

图7.1硅胶筛选器成品

QC小组成员利用制作好的硅胶筛选器进行硅胶的筛选：

图7.2 将硅胶由上口倒入硅胶筛选器

图7.3 将小于3mm的硅胶由侧边筛选网倒出筛选器

图7.4 将3mm至5mm的合格硅胶由底部的筛网倒出筛选器

通过验证，本硅胶筛选器一次最多可以筛选1.5kg的合格硅胶，操作方便快捷，可以快速地筛选出3mm至5mm的合格硅胶，并且采用了多用途设计，可以通过更换滤网，以适应不同直径硅胶颗粒筛选。

利用制作的硅胶筛选器对5kg的硅胶进行筛选实验，最终统计结果。