一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备，所述设备包括：套管编织机：用以将纤维编织成套管，并同时在套管内壁上衬覆夹心层；树脂浸润装置：位于所述套管编织机的出料端，用以接收所述套管编织机传送的由套管和夹心层组成的复合结构，并将复合结构与树脂进行复合；成型模具：位于所述树脂浸润装置的出料端，用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并将复合结构固化成型为具有C形截面的双稳态壳结构。本实用新型专利技术提供的设备可以实现无限长度的C形截面双稳态壳结构的连续生产。

A Continuous Equipment for Manufacturing C-Section Bistable Shell Structures

The utility model relates to a device for continuously manufacturing a C-section bistable shell structure, which comprises a casing braiding machine for braiding fibers into a casing and simultaneously lining a sandwich layer on the inner wall of the casing; a resin soaking device: a composite structure consisting of a casing and a sandwich layer located at the outlet of the casing braiding machine for receiving the transmission of the casing braiding machine, and a sandwich layer. Composite structure and resin are compounded; forming die: a composite resin structure is located at the discharge end of the resin infiltration device to receive the resin infiltration device transmission, and the composite structure is solidified into a bistable shell structure with a C-shaped cross-section. The equipment provided by the utility model can realize continuous production of an infinite length C-section bistable shell structure.

【技术实现步骤摘要】
一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备
本技术涉及双稳态壳结构制造装置
，尤其涉及一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备。
技术介绍
双稳态壳结构是指沿壳结构表面的两个方向上，在不同时间沿两个方向可分别保持稳定弯曲形变的状态。双稳态壳结构最早是在上世纪50年代应用在卫星天线上，由F.P.J.Rimrott技术的一种金属壳的双稳态结构，可沿面的双方向实现卷曲，并保持稳定。IqbalK、Daton-Lovett等人发表了采用复合材料制备的双稳态管的文章，并申请了相关专利，专利号为US6217975B1、US6256938B1、US6602574B1等。其中，US6217975B1专利介绍了一种采用增强纤维织物与树脂复合的可伸长的中空管结构，阐述了其技术利用了复合材料纤维铺层的特性赋予其技术双稳态的特性，既可以在双方向实现卷曲。US6256938B1专利介绍了一种具有卡口结构的，可以实现自闭合的双稳态管。其结构为，沿1方向的管壁边缘加工了很多锯齿形结构，当管C形截面管的轴向方向开口闭合时，两侧的锯齿会相互啮合，使管形成闭合的整体，提高其整体强度和刚度。US6602574B1专利介绍了一种具有内部支撑叶片结构的双稳态管。其结构具有双层结构，在沿管轴向方向展开的内壁连接了一些叶片，使内外壁相连接，当结构沿轴向方向展开时，内外壁之间的叶片会形成支撑，从而提高管的整体刚度。Daton-Lovett的研究主要集中在双稳态壳结构的结构上，对于双稳态壳结构的装置研究甚少。目前公开的双稳态壳结构装置(也是最常用的装置)包括如下步骤：先分别形成预定尺寸的基材层和纤维层，然后将基材层和纤维层通过加热粘合在一起，形成一体结构，最后在形成的一体结构上施加压力，使其形成双稳态结构。但是这种装置受到基材层和/或纤维层长度的影响，所能制造的双稳态壳结构的长度其实是已经预设好的，同基材层和/或纤维层长度一样，而不能连续制造出长度不限的双稳态壳结构。而且，利用这种装置制得的双稳态壳结构的强度不佳，长度超过10米时，双稳态壳结构无法再作为C形管使用。目前基于双稳态壳理论的专利主要是由Daton-Lovett所申请的复合材料开口管，但所有专利都未涉及到采用套管编织连续成型的制造技术，专利技术人也未查到可以连续成型的具有高性能的双稳态壳结构的相关文献资料。有鉴于此，特提出本装置。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是：现有技术中没有连续成型的双稳态壳结构的相关设备。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了如下技术方案：一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备，该设备包括：套管编织机：用以将纤维编织成套管，并同时在套管内壁上衬覆夹心层；树脂浸润装置：位于所述套管编织机的出料端，用以接收所述套管编织机传送的由套管和夹心层组成的复合结构，并将复合结构与树脂进行复合；和成型模具：位于所述树脂浸润装置的出料端，用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并将复合结构固化成型为具有C形截面的双稳态壳结构。优选地：所述成型模具包括：预备段：用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并对复合结构进行加热或保温；成型段：具有C形模芯，用以对加热或保温后的复合结构进行固化成型。优选地：所述设备还包括冷却装置，所述冷却装置位于所述成型模具的出料端，用以对所述双稳态壳结构进行冷却。优选地：所述冷却装置为风扇。优选地：所述设备还包括牵引收卷装置，所述牵引收卷装置用以接收冷却后的双稳态壳结构，并将双稳态壳结构收卷。优选地：所述牵引收卷装置为牵引收卷机。优选地：所述树脂浸润装置包括浸胶槽和用以控制所述浸胶槽内的树脂温度的控温加热装置。优选地：在所述浸胶槽内靠近浸胶槽顶部的位置分别设置有左涂胶辊和右涂胶辊，所述左涂胶辊靠近所述浸胶槽的左侧壁，所述右涂胶辊靠近所述浸胶槽的右侧壁；在所述述浸胶槽内靠近浸胶槽底部的中央位置设置有底涂胶辊。优选地：所述控温加热装置置于所述浸胶槽下。优选地：所述套管编织机为144锭套管编织机或288锭套管编织机。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有如下优点：本技术提供的设备可以实现C形截面双稳态壳结构的连续生产。连续生产的时间越长，双稳态壳结构的长度就越长。理论上可以实现无限长度的C形截面双稳态壳结构的连续生产。附图说明图1是本技术提供的设备的结构示意图；图2是复合结构的横截面示意图。图中：1：套管编织机；2：复合结构；21：夹心层；22：套管；3：树脂浸润装置；31：浸胶槽；32：左涂胶辊；33：右涂胶辊；34：底涂胶辊；4：成型模具。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图1和图2所示，一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备，所述设备包括：套管编织机1：用以将纤维编织成套管22，并同时在套管22内壁上衬覆夹心层21。所用的套管编织机为市售机器，它的结构包括编织机构、牵引机构和机架支撑，例如144锭套管编织机或288锭套管编织机，不再对其结构进行详述。树脂浸润装置3：位于所述套管编织机1的出料端，用以接收所述套管编织机1传送的由套管22和夹心层21组成的复合结构2，并将复合结构2与树脂进行复合；和成型模具4：位于所述树脂浸润装置3的出料端，用以接收所述树脂浸润装置3传送的复合有树脂的复合结构2，并将复合结构2固化成型为具有C形截面的双稳态壳结构5。所述成型模具3包括两部分：一是预备段：用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并对复合结构进行加热或保温；二是成型段：具有C形模芯，用以对加热或保温后的复合结构进行固化成型。实施例2在实施例1的基础上，实施例2对设备进行了进一步的改进：一是增加了冷却装置，所述冷却装置位于所述成型模具3的出料端，用以对所述双稳态壳结构进行冷却。所述冷却装置可以选用风扇。二是增加了牵引收卷装置，所述牵引收卷装置用以接收冷却后的双稳态壳结构，并将双稳态壳结构收卷。所述牵引收卷装置可以是牵引收卷机。实施例3在实施例2的基础上，实施例3对设备中的树脂浸润装置3进行了如下优化：所述树脂浸润装置3包括浸胶槽31和用以控制所述浸胶槽31内的树脂温度的控温加热装置。在所述浸胶槽31内靠近浸胶槽31顶部的位置分别设置有左涂胶辊32和右涂胶辊33，所述左涂胶辊32靠近所述浸胶槽31的左侧壁，所述右涂胶辊33靠近所述浸胶槽31的右侧壁；在所述述浸胶槽31内靠近浸胶槽31底部的中央位置设置有底涂胶辊34。所述控温加热装置置于所述浸胶槽31下。利用实施例3提供的设备制备具有C形截面的双稳态壳结构的连续制造方法包括如下步骤：(1)套管编织步骤：将第一纤维作为编织材料用来编织套管，所述第一纤维优选为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高密度聚乙烯纤维、PPO纤维、聚酰亚胺纤维中的一种或多种。编织所用的设备为套管编织机，套管编织机的类型可选择144锭套本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备，其特征在于：所述设备包括：套管编织机：用以将纤维编织成套管，并同时在套管内壁上衬覆夹心层；树脂浸润装置：位于所述套管编织机的出料端，用以接收所述套管编织机传送的由套管和夹心层组成的复合结构，并将复合结构与树脂进行复合；和成型模具：位于所述树脂浸润装置的出料端，用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并将复合结构固化成型为具有C形截面的双稳态壳结构。

【技术特征摘要】
1.一种连续制造C形截面双稳态壳结构的设备，其特征在于：所述设备包括：套管编织机：用以将纤维编织成套管，并同时在套管内壁上衬覆夹心层；树脂浸润装置：位于所述套管编织机的出料端，用以接收所述套管编织机传送的由套管和夹心层组成的复合结构，并将复合结构与树脂进行复合；和成型模具：位于所述树脂浸润装置的出料端，用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并将复合结构固化成型为具有C形截面的双稳态壳结构。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述成型模具包括：预备段：用以接收所述树脂浸润装置传送的复合有树脂的复合结构，并对复合结构进行加热或保温；成型段：具有C形模芯，用以对加热或保温后的复合结构进行固化成型。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述设备还包括冷却装置，所述冷却装置位于所述成型模具的出料端，用以对所述双稳态壳结构进行冷却。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辰威，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11