【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料成型工艺，涉及一种复合材料成型用的新型热压罐，特别涉及一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐。
技术介绍
1、热压罐成型工艺是一种常用的非金属基复合材料整体化成型技术，可对复合材料在抽真空的情况下，经过升温加压、保温保压和降温泄压过程，实现复合材料的固化成型。该工艺具有适用材料广、纤维体积含量高、质量稳定性好、成型模具简单等优点，广泛应用于航空、航天和军工等领域复合材料构件的生产制造。
2、热压罐主要由罐体、罐门机构、开门机构、加热系统、冷却系统、压力系统、真空系统、控制系统、安全系统以及其他机械辅助设施等部分组成。其中加热系统的作用是为热压罐内部提供复合材料固化成型所需的温度，现有热压罐加热系统普遍采用电加热方式将罐内空气加热，通过罐体尾部的循环风机使热量均匀扩散。
3、近年来，复合材料构件结构逐渐向整体化和大型化发展，国内对于超大型热压罐的需求日益迫切。超大型热压罐的加热功率可达5000千瓦以上，这种超大型热压罐的加热系统若采用传统的电加热方式，有四个方面的不足：第一方面，电能消耗量大，用电费用高，在用电高峰期容易影响设备所在厂房周边的居民或其他工厂的正常用电；第二方面，电加热器安装时需在热压罐尾封头上开数百个孔，制造过程周期长；第三方面，电加热器采用铜垫或非金属垫片密封，长时间使用，易出现密封失效，导致热压罐漏气，无法正常使用；第四方面，电加热器数量巨大，检修维护繁琐。
4、若考虑将热压罐的能量源改用其他如油气的燃气，却不是那么容易的事，燃气的热量来自于燃烧后的气体
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，经过计算，与传统电加热热压罐相比，能源消耗仅为电加热热压罐的一半。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，包括天然气循环系统和热压罐循环系统；天然气循环系统中，燃烧后的烟气进入盘管式换热器，在盘管式换热器中完成换热后由盘管式换热器的排烟主管排出；热压罐循环系统包括罐体，罐体的一端开口，盘管式换热器设在罐体的开口内，盘管式换热器中心为盘管式换热器的换热盘管，盘管式换热器的换热盘管的中心为循环风机和导流筒；导流筒内的空气进入循环风机后，由循环风机向罐体的外径方向入外循环风道，外循环风道的后端与罐门的连接处连通内循环风道，内循环风道的前端连通导流筒；循环风机和外循环风道之间为盘管式换热器的换热盘管。
4、进一步的，循环风机的电机部分设在罐体外部。
5、进一步的，罐体的开口内壁顶部设有上层轨道，罐体的开口内壁底部设有下层轨道；盘管式换热器的顶部通过轮对与上层轨道连接，盘管式换热器的底部通过轮对与下层轨道连接，盘管式换热器的进烟主管和盘管式换热器的排烟主管分别与罐体连接，盘管式换热器能够通过上层轨道和下层轨道整体移出至罐体的外部。
6、进一步的，天然气循环系统包括管路四、管路五、燃烧机、热风炉、烟气循环风机；空气从管路四进入天然气循环系统，再进入燃烧机与管路五进入的天然气混合，然后进入热风炉燃烧，燃烧后的烟气经过盘管式换热器后，在烟气循环风机的带动下流出。
7、进一步的，管路四内设有阀门三，管路五内设有阀门四。
8、进一步的，天然气循环系统还包括管路二、管路一和排烟风机，管路二是一个三通管，管路二的一端连通烟气循环风机的出口，管路二的另一端连接管路一，管路二的再一端通过止逆阀连通热风炉，止逆阀使得烟气只能通过管路二进入热风炉；管路一的端部通过排烟风机连接外部；管路二和管路一之间设有阀门一。
9、进一步的，天然气循环系统还包括空气预热器，空气预热器设在管路四的入口处，空气预热器的内部设有与空气通道隔绝但有热交换的烟气通道，烟气通道的一端是管路二，烟气通道的另一端是管路一。
10、进一步的，热压罐循环系统内设有冷却器，冷却器设在内循环风道和导流筒之间。在热压罐关闭时，使用冷却器加速热压罐循环系统内的气体降温。
11、进一步的，热压罐循环系统内的循环气体是氮气。
12、进一步的，还包括控制系统，控制系统连接并控制天然气循环系统和热压罐循环系统中所有风机的转速和所有阀门的开度。
13、本专利技术的有益效果是：
14、1、本专利技术的天然气加热热压罐采用天然气在热风炉里燃烧产生的高温烟气，通过盘管式换热器将热压罐内的工作介质加热。经过计算，与传统电加热热压罐相比，天然气加热热压罐采用天然气作为能量来源，能源消耗仅为电加热热压罐的一半。
15、2、本专利技术的天然气加热热压罐的加热系统包含燃烧机、热风炉、盘管式换热器、烟气循环风机、空气预热器、排烟风机等，上述部件由管路连接而成，管路上设有多个阀门，可实现对加热系统的精准控制。
16、3、本专利技术所设的燃烧机、热风炉、循环风机、烟气循环风机、空气预热器和排烟风机等均位于热压罐外部，这些属于易损结构，此设计便于安装、检修和维护。
17、4、盘管式换热器的进烟主管和排烟主管安装于热压罐尾封头上，尾封头上仅需开一个进烟主管安装孔和一个排烟主管安装孔，可大幅缩短尾封头的制造周期。
18、5、本专利技术的天然气循环系统能够通过上层轨道和下层轨道整体移出热压罐，便于对两者进行分别的检修，移出热压罐后，热压罐的开口能够让检修人员维护和修理热压罐的内部，不必每次都打开罐门。
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1.一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，包括天然气循环系统和热压罐循环系统；天然气循环系统中，燃烧后的烟气(16)进入盘管式换热器(13)，在盘管式换热器(13)中完成换热后由盘管式换热器的排烟主管(10)排出；热压罐循环系统包括罐体(32)，罐体(32)的一端开口，盘管式换热器(13)设在罐体(32)的开口内，盘管式换热器(13)中心为盘管式换热器的换热盘管(12)，盘管式换热器的换热盘管(12)的中心为循环风机(29)和导流筒(30)；导流筒(30)内的空气进入循环风机(29)后，由循环风机(29)向罐体(32)的外径方向入外循环风道(16)，外循环风道(16)的后端与罐门(33)的连接处连通内循环风道(17)，内循环风道(17)的前端连通导流筒(30)；循环风机(29)和外循环风道(16)之间为盘管式换热器的换热盘管(12)。
2.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，循环风机(29)的电机部分设在罐体(32)外部。
3.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，罐体(3
4.根据权利要求3所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，天然气循环系统包括管路四(18)、管路五(21)、燃烧机(20)、热风炉(25)、烟气循环风机(7)；空气(3)从管路四(18)进入天然气循环系统，再进入燃烧机(20)与管路五(21)进入的天然气(22)混合，然后进入热风炉(25)燃烧，燃烧后的烟气(26)经过盘管式换热器(13)后，在烟气循环风机(7)的带动下流出。
5.根据权利要求4所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，管路四(18)内设有阀门三(19)，管路五(21)内设有阀门四(23)。
6.根据权利要求4所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，天然气循环系统还包括管路二(6)、管路一(2)和排烟风机(1)，管路二(6)是一个三通管，管路二(6)的一端连通烟气循环风机(7)的出口，管路二(6)的另一端连接管路一(2)，管路二(6)的再一端通过止逆阀连通热风炉(25)，止逆阀使得烟气只能通过管路二(6)进入热风炉(25)；管路一(2)的端部通过排烟风机(1)连接外部；管路二(6)和管路一(2)之间设有阀门一(5)。
7.根据权利要求6所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，天然气循环系统还包括空气预热器(4)，空气预热器(4)设在管路四(18)的入口处，空气预热器(4)的内部设有与空气通道隔绝但有热交换的烟气通道，烟气通道的一端是管路二(6)，烟气通道的另一端是管路一(2)。
8.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，热压罐循环系统内设有冷却器(15)，冷却器(15)设在内循环风道(17)和导流筒(30)之间。在热压罐关闭时，使用冷却器(15)加速热压罐循环系统内的气体降温。
9.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，热压罐循环系统内的循环气体是氮气(11)。
10.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，还包括控制系统，控制系统连接并控制天然气循环系统和热压罐循环系统中所有风机的转速和所有阀门的开度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，包括天然气循环系统和热压罐循环系统；天然气循环系统中，燃烧后的烟气(16)进入盘管式换热器(13)，在盘管式换热器(13)中完成换热后由盘管式换热器的排烟主管(10)排出；热压罐循环系统包括罐体(32)，罐体(32)的一端开口，盘管式换热器(13)设在罐体(32)的开口内，盘管式换热器(13)中心为盘管式换热器的换热盘管(12)，盘管式换热器的换热盘管(12)的中心为循环风机(29)和导流筒(30)；导流筒(30)内的空气进入循环风机(29)后，由循环风机(29)向罐体(32)的外径方向入外循环风道(16)，外循环风道(16)的后端与罐门(33)的连接处连通内循环风道(17)，内循环风道(17)的前端连通导流筒(30)；循环风机(29)和外循环风道(16)之间为盘管式换热器的换热盘管(12)。
2.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，循环风机(29)的电机部分设在罐体(32)外部。
3.根据权利要求1所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，罐体(32)的开口内壁顶部设有上层轨道(14)，罐体(32)的开口内壁底部设有下层轨道(31)；盘管式换热器(13)的顶部通过轮对与上层轨道(14)连接，盘管式换热器(13)的底部通过轮对与下层轨道(31)连接，盘管式换热器的进烟主管(28)和盘管式换热器的排烟主管(10)分别与罐体(32)连接，盘管式换热器(13)能够通过上层轨道(14)和下层轨道(31)整体移出至罐体(32)的外部。
4.根据权利要求3所述的一种用于复合材料成型的天然气加热热压罐，其特征在于，天然气循环系统包括管路四(18)、管路五(21)、燃烧机(20)、热风炉(25)、烟气循环风机(7)；空气(3)从管路四(18)进入天然气循环系统，再进入燃烧机(20)与管路...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁少宁，孙隆玉，何涛，高大山，邹斌，刘建华，
申请(专利权)人：中航工程集成设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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