一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，包括支撑装置、壳体、加压装置和加热装置，所述壳体的外周等距设有支撑装置，加压装置由加压泵、活塞、加压筒、液体、气囊组成，加压筒设置在壳体内部，壳体上开有圆孔，加压泵安装在圆孔上部，加压筒的开口部连接圆孔下部，加压筒的开口部内设置有活塞，加压泵通过推动活塞来加压，加压筒的下部为气囊，整个加压筒与气囊形成封闭结构，其内部空间充满液体，加热装置由加热电偶和温控箱组成，温控箱控制加热电偶对加压筒内的液体加热，将温度通过液体传递至气囊，再传递至复合材料待固化区域。本发明专利技术可以同时满足较大压强、较高温度、在外场原位使用的要求。

A Composite Warming and Pressure Curing Device for In-situ Use in Outfield

【技术实现步骤摘要】
一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置
本专利技术属于复合材料结构固化装置领域，涉及一种新型可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，在飞机、轮船复合材料外场原位修理、连接固化等领域具有很高的实用价值。
技术介绍
复合材料广泛应用于航空器、航天器、船舶等大型交通设备中。由于材料的特性，复合材料结构的成型制造、胶接组装、维护修理等工艺操作往往需要在加温加压的环境下进行固化。目前，复合材料结构辅助固化的装置主要有两种：热压罐和热补仪，但是以上两种装置在实际使用中均存在不足与不便。热压罐可以提供较高的温度与较高的压强，但是不能在外场原位操作，必须将复合材料结构从原主体结构拆卸下来再放进热压罐中才能进行固化，这对于复合材料结构外场的胶接组装、维护修理等操作非常不便。热补仪可以在外场进行原位操作，但是所提供的压强很小（小于1个大气压），固化效率非常缓慢。因此，综上所述，迫切需要一种可在外场原位使用并能提供较高压强与较高温度的复合材料固化装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有固化装置无法同时满足外场原位使用、加温、加压三个要求从而导致操作不便、效率低下等问题，提供一种新型可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，包括支撑装置、壳体、加压装置和加热装置，所述壳体的外周等距设有支撑装置，所述加压装置由加压泵、活塞、加压筒、液体、气囊组成，所述加压筒设置在壳体内部，壳体上开有圆孔，所述加压泵安装在圆孔上部，加压筒的开口部连接圆孔下部，所述加压筒的开口部内设置有活塞，加压泵通过推动活塞来加压，所述加压筒的下部为气囊，整个加压筒与气囊形成封闭结构，其内部空间充满液体，所述加热装置由加热电偶和温控箱组成，加热电偶安装于加压筒内，温控箱安装于加压筒外部，温控箱控制加热电偶对加压筒内的液体加热，将温度通过液体传递至气囊，再传递至复合材料待固化区域。进一步，所述支撑装置由小吸盘和连杆组成，壳体通过连杆与小吸盘连接，所述小吸盘与连杆、连杆与壳体均通过铰链连接。进一步，每个所述小吸盘均有一个抽气孔，可以通过抽气孔外接真空泵将小吸盘的空气抽至真空。进一步，所述连杆设置有两根，两根连杆之间为铰接，从而适应不同曲率的复合材料结构表面。进一步，所述温控箱可以调节加热电偶的功率，从而控制液体加热温度。进一步，所述壳体为半球型钢材铸造而成。进一步，所述气囊与加压筒通过铆钉铆接在一起，并在间隙处进行密封处理，使得加压筒与气囊形成封闭结构。进一步，所述气囊为导热材料制成。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在壳体外设置了连杆-小吸盘分布式支撑装置，小吸盘能将本装置固定在复杂曲面的复合材料结构上，解决了复合材料结构在外场固化、修理效率低下，不能原位操作的问题；（2）本专利技术采用气囊加压形式对复合材料结构进行加压的最大压力值理论上等于所有小吸盘抽真空后的吸力合力，因此，本专利技术对复合材料结构的工作压强远远大于一个大气压（热补仪工作压强）；（3）本专利技术的加热、加压装置为一体式设计，结构简洁，操作简便，能够对复合材料结构同时施加较大压强和较高温度，并准确设定、控制工作压强与工作温度。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本专利技术的等轴测视图；图2为本专利技术的等轴透视图；图3为本专利技术的俯视图；图4为图3的A-A剖视图；图5（a）、（b）为本专利技术的固化过程工作示意图；图中所示：1-壳体、2-气囊、3-液体、4-加压筒、5-加压泵、6-活塞、7-温控箱、8-加热电偶、9-连杆、10-小吸盘。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1至图4所示，一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，包括支撑装置、壳体1、加压装置和加热装置，壳体1为半球型钢材铸造而成，所述壳体1的外周等距设有支撑装置，支撑装置由小吸盘10和连杆9组成，每个所述小吸盘10均有一个抽气孔，可以通过抽气孔外接真空泵将小吸盘的空气抽至真空，所述连杆9设置有两根，小吸盘10与连杆9、连杆9与连杆9、连杆9与壳体1均通过铰链连接，连杆9与连杆9铰链连接能适应不同曲率的复合材料结构表面。所述加压装置由加压泵5、活塞6、加压筒4、液体3、气囊2组成，所述加压筒4设置在壳体1内部，壳体1上开有圆孔，所述加压泵5安装在圆孔上部，加压筒4的开口部连接圆孔下部，所述加压筒4的开口部内设置有活塞6，加压泵5通过推动活塞6来加压，所述加压筒4的下部为气囊2，气囊2与加压筒4圆周侧面通过铆钉铆接在一起，并在间隙处使用密封胶进行密封处理，整个加压筒4与气囊2形成封闭结构，其内部空间充满液体3，所述加热装置由加热电偶8和温控箱7组成，加热电偶8安装于加压筒4内，温控箱7安装于加压筒4外部，温控箱7控制加热电偶8对加压筒4内的液体3加热，将温度通过液体3传递至气囊2，气囊2采用导热材料制成，如导热橡胶，气囊2再传递至复合材料待固化区域，温控箱可以调节加热电偶的功率，从而控制液体加热温度。如图5（a）、（b）所示，首先将本固化装置放置于待复合材料待固化区域上，通过小吸盘10上的抽气孔外接真空泵，将所有小吸盘10的空气抽至真空，从而将该固化装置固定在复合材料结构上。如复合材料结构表面为曲面，则该装置也可以通过连杆的转动自适应结构的曲度。然后，打开加压泵5与温控箱7开关，加压泵5推动活塞6压缩加压筒4中的液体3，液体3受压从而推动气囊2膨胀，气囊膨胀到一定尺寸时与复合材料结构待固化区域接触，活塞6继续压缩液体3，压力通过气囊2传递至复合材料结构待固化区域。由于支反力的作用，加压筒4被气囊2顶起，连杆9受拉力拉伸，对复合材料结构进行加压的最大压力值理论上可以达到所有小吸盘抽真空后的吸力合力。温控箱7控制加压筒4内的加热电偶8发热，通过液体3、气囊2从而对复合材料结构待固化区域加热，复合材料结构待固化区域同时受到较高压强与较高温度，从而能高效的在外场原位环境下完成固化。本专利技术与现有技术相比，能够同时满足较大压强、较高温度、在外场原位使用的需求，而且采用连杆-小吸盘分布式支撑固定设计，能将本装置固定在任何复杂曲面的复合材料结构上。本专利技术相比现有的热补仪，热补仪加压方式为抽真空加压，本装置采用气囊加压形式对复合材料结构直接进行加压，加压方式为机械加压，加压效率与压强远高于热补仪。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术。本专利技术扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，其特征在于，包括支撑装置、壳体、加压装置和加热装置，所述壳体的外周等距设有支撑装置，所述加压装置由加压泵、活塞、加压筒、液体、气囊组成，所述加压筒设置在壳体内部，壳体上开有圆孔，所述加压泵安装在圆孔上部，加压筒的开口部连接圆孔下部，所述加压筒的开口部内设置有活塞，加压泵通过推动活塞来加压，所述加压筒的下部为气囊，整个加压筒与气囊形成封闭结构，其内部空间充满液体，所述加热装置由加热电偶和温控箱组成，加热电偶安装于加压筒内，温控箱安装于加压筒外部，温控箱控制加热电偶对加压筒内的液体加热，将温度通过液体传递至气囊，再传递至复合材料待固化区域。

【技术特征摘要】
1.一种可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，其特征在于，包括支撑装置、壳体、加压装置和加热装置，所述壳体的外周等距设有支撑装置，所述加压装置由加压泵、活塞、加压筒、液体、气囊组成，所述加压筒设置在壳体内部，壳体上开有圆孔，所述加压泵安装在圆孔上部，加压筒的开口部连接圆孔下部，所述加压筒的开口部内设置有活塞，加压泵通过推动活塞来加压，所述加压筒的下部为气囊，整个加压筒与气囊形成封闭结构，其内部空间充满液体，所述加热装置由加热电偶和温控箱组成，加热电偶安装于加压筒内，温控箱安装于加压筒外部，温控箱控制加热电偶对加压筒内的液体加热，将温度通过液体传递至气囊，再传递至复合材料待固化区域。2.如权利要求1所述的可用于外场原位使用的复合材料加温加压固化装置，其特征在于，所述支撑装置由小吸盘和连杆组成，壳体通过连杆与小吸盘连接，所述小吸盘与连杆、连杆与壳体均通过铰链连接。3.如权利要求2所述的可用于外...

【专利技术属性】
技术研发人员：关志东，黄永杰，黎增山，杨立俭，徐祝方，
申请(专利权)人：丹阳丹金航空材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32