用于热塑性复合管的感应加热和弯曲的设备及其使用方法技术

一种用于使复合管弯曲的设备包括感应线圈(40)。感应线圈(40)包括多匝，以及沿着感应线圈(40)的长度变化至少一次的匝间间距。存在定位在感应线圈(40)附近的加热元件(22,26)，并且感应线圈(40)构造成引起加热元件(22,26)升高温度。

Apparatus for induction heating and bending of thermoplastic composite pipes and methods of use thereof

An apparatus for bending a composite pipe includes an induction coil (40). The induction coil (40) comprises a plurality of turns, and the turn to turn spacing at least one time along the length of the induction coil (40). A heating element (22,26) positioned near the induction coil (40) is formed, and an induction coil (40) is configured to cause an elevated temperature of the heating element (22,26).

【技术实现步骤摘要】
用于热塑性复合管的感应加热和弯曲的设备及其使用方法
本专利技术涉及热塑性管的弯曲，并且更具体而言，涉及用于热塑性复合管的感应加热和弯曲的设备和方法。
技术介绍
飞行器构件和飞行器发动机需要轻质零件，以便为有效的。用于燃料流和用于气体流的管道常规地由金属材料形成。将较轻质的热塑性材料代替由金属材料形成的管道可导致较轻质且更有效的发动机和飞行器构件。然而，常规热塑性材料不具有用于此类应用的适合的强度特性。纤维增强复合管可用于一些专门应用，其需要比标准热塑性塑料中可得到的更高的强度。然而，制造适合于飞行器构件和飞行器发动机的、具有弯曲部和匝的纤维增强管的常规方法为复杂且昂贵的。
技术实现思路
该需要由用于使利用纤维增强的热塑性复合管形成为具有一个或更多个弯曲部的形状的设备和方法解决。该方法使用感应加热来在使管道弯曲之前以受控方式使预定长度的管道软化。一种用于使复合管弯曲的设备包括感应线圈。感应线圈包括多匝，以及沿着感应线圈的长度变化至少一次的匝间间距。存在定位在感应线圈附近的加热元件，并且感应线圈构造成引起加热元件升高温度。一种用于使用感应线圈和加热元件来加热复合管用于弯曲而使复合管弯曲的方法。该方法包括以下步骤：将复合管定位成使得复合管的至少一部分定位在加热元件附近；将电流施加于感应线圈；使加热元件加热；使复合管的工作区域W加热；将工作区域W定位成使得其在模具与夹具之间；使弯曲装置闭合成使得工作区域W捕获在模具与夹具之间，并且复合管围绕模具弯曲，形成弯曲部。技术方案1.一种用于使复合管弯曲的设备，所述设备包括：感应线圈，其包括多匝，以及沿着所述感应线圈的长度变化至少一次的匝间间距；加热元件，其定位在所述感应线圈附近；并且其中所述感应线圈构造成引起所述加热元件升高温度。技术方案2.根据技术方案1所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述加热元件至少部分地定位在所述感应线圈内。技术方案3.根据技术方案2所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述感应线圈包括第一区，其包括以第一匝间间距定位的多匝；第二区，其包括以第二匝间间距定位的多匝；并且其中所述第一匝间间距不同于第二匝间间距。技术方案4.根据技术方案3所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述感应线圈包括第三区，并且所述第三区包括以第三匝间间距定位的多匝；并且其中所述第三匝间间距不同于所述第二匝间间距。技术方案5.根据技术方案4所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述第一匝间间距小于第二匝间间距，其小于第三匝间间距。技术方案6.根据技术方案1所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述用于弯曲的设备还包括弯曲装置。技术方案7.根据技术方案6所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述加热元件为刚性心轴。技术方案8.根据技术方案7所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述用于弯曲的设备包括柔性心轴，其构造成从所述刚性心轴接收所述复合管。技术方案9.根据技术方案8所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述柔性心轴延伸到所述弯曲装置中。技术方案10.根据技术方案9所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述弯曲装置包括模具和夹具。技术方案11.根据技术方案1所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述加热元件为套筒。技术方案12.一种用于使用感应线圈和加热元件来加热复合管用于弯曲而使复合管弯曲的方法，所述方法包括以下步骤：将所述复合管定位成使得所述复合管的至少一部分定位在所述加热元件附近；将电流施加于所述感应线圈；使所述加热元件加热；使所述复合管的工作区域W加热；将所述工作区域W定位成使得其在所述模具与所述夹具之间；使弯曲装置闭合成使得工作区域W捕获在所述模具与所述夹具之间，并且所述复合管围绕所述模具弯曲，形成弯曲部。技术方案13.根据技术方案12所述的用于使复合管弯曲的方法，其特征在于，所述用于使复合管弯曲的方法还包括以下步骤：将刚性心轴定位在所述复合管内。技术方案14.根据技术方案13所述的用于使复合管弯曲的方法，其特征在于，所述用于使复合管弯曲的方法还包括以下步骤：将所述套筒定位成使得其包绕所述复合管的一部分。技术方案15.根据技术方案所述的用于使复合管弯曲的方法，其特征在于，所述用于使复合管弯曲的方法还包括以下步骤：将所述复合管定位成使得在其中具有所述刚性心轴的所述复合管的至少一部分定位在所述感应线圈内。技术方案16.根据技术方案所述的用于使复合管弯曲的方法，其特征在于，所述用于使复合管弯曲的方法还包括以下步骤：将所述复合管定位成使得工作区域W的至少一部分在所述柔性心轴上。技术方案17.根据技术方案所述的用于使复合管弯曲的方法，其特征在于，所述用于使复合管弯曲的方法还包括形成所述复合管中的第二弯曲部的步骤。技术方案18.一种用于使复合管弯曲的设备，所述设备包括：弯曲装置；感应线圈；加热元件，其定位在所述感应线圈附件；并且其中所述感应线圈构造成引起所述加热元件升高温度。技术方案19.根据技术方案18所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述感应线圈包括第一区，其包括以第一匝间间距定位的多匝；第二区，其包括以第二匝间间距定位的多匝；并且其中所述第一匝间间距不同于第二匝间间距。技术方案20.根据技术方案19所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述感应线圈包括第三区，并且所述第三区包括以第三匝间间距定位的多匝；并且其中所述第三匝间间距不同于所述第二匝间间距。附图说明本专利技术可通过参照连同附图进行的以下描述最佳地理解，在该附图中：图1为用于热塑性管的感应加热和弯曲的设备的局部剖面侧视图；图2为用于热塑性管的感应加热和弯曲的设备的局部剖面侧视图，示出了具有一个弯曲部的复合管；图3为用于热塑性管的感应加热和弯曲的设备的局部剖面侧视图，示出了定位成使得第二弯曲部可形成在其中的具有一个弯曲部的复合管；图4为用于热塑性管的感应加热和弯曲的设备的局部剖面侧视图，示出了具有形成在其中的两个弯曲部的复合管；以及图5为将常规感应线圈与根据本专利技术的感应线圈比较的、示出用于4个不同感应线圈的假设温度廓线的曲线图。部件列表S电源G电气接地10复合管弯曲设备12直复合管22刚性心轴24柔性心轴26套筒40感应线圈41多个线圈42第一区44第二区46第三区60弯曲装置62砧64锤66液压缸68液压轴。具体实施方式参照附图，其中同样的附图标记遍及各个视图表示相同的元件，图1示出在管12通过感应加热而加热并且弯曲部80在复合管12中产生之前定位在弯曲设备10内的复合管12。如本文中使用的，用语“感应加热”是指由电磁感应通过由涡流在材料中生成的热加热导电材料的过程。复合管12为大体上圆柱形的，并且包括定位在聚合物基质内的纤维。根据示出的实施例，纤维为碳纤维并且构造成增强聚合物基质。经由实例而非限制，用于纤维的材料可选自以下中的一种：碳、玻璃、聚合物、玄武岩、石英、金属，以及它们的组合。纤维围绕复合管12周向地定向。经由实例而非限制，纤维可以以下列形式中的一种定向：编织、交织、呈带形式、以54°定位，以及它们的组合。聚合物基质优选为聚醚醚酮(PEEK)。经由实例而非限制，用于用作基质的其它适合的热塑性塑料包括：聚苯砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、尼龙、聚酯、聚丙烯，以及它们的组合。复合管12的尺寸可如下：优选地，最大直径为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使复合管弯曲的设备，所述设备包括：弯曲装置(60)，感应线圈(40)，其包括多匝(41)，以及沿着所述感应线圈(40)的长度变化至少一次的匝间间距；加热元件(22,26)，其定位在所述感应线圈(40)附近；并且其中所述感应线圈(40)构造成引起所述加热元件(22,26)升高温度。

【技术特征摘要】
2016.02.19 US 15/0479931.一种用于使复合管弯曲的设备，所述设备包括：弯曲装置(60)，感应线圈(40)，其包括多匝(41)，以及沿着所述感应线圈(40)的长度变化至少一次的匝间间距；加热元件(22,26)，其定位在所述感应线圈(40)附近；并且其中所述感应线圈(40)构造成引起所述加热元件(22,26)升高温度。2.根据权利要求1所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述加热元件至少部分地定位在所述感应线圈(40)内。3.根据权利要求2所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述感应线圈(40)包括第一区(42)，其包括以第一匝间间距定位的多匝(41)；第二区(44)，其包括以第二匝间间距定位的多匝(41)；并且其中所述第一匝间间距不同于第二匝间间距。4.根据权利要求3所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述感应线圈(40)包括第三区(46)，并且所述第三区(46)包括以第三匝间间距定位的多匝(41)；并且其中所述第三匝间间距不同于所述第二匝间间距。5.根据权利要求4所述的用于弯曲的设备，其特征在于，所述第一匝间间距小于所述第二匝间间距，其小于所述第三匝间间距。6.一种用于使用感应线圈(40)和加热元件(22,26)来加热复合管用于弯曲而使复合管弯曲的方法，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玫玲，GS里斯，T拉米诺索亚，NB霍斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US