專利名稱：耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用在深海石油勘探、光纜鋪設(shè)、液壓系統(tǒng)、化工等領(lǐng)域的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，特別是涉及一種在硬質(zhì)鋁合金圓筒上外覆纖維增強熱固性樹脂構(gòu)成的輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體。本實用新型是對現(xiàn)行使用金屬材料或纖維增強工程塑料制造的耐液壓圓柱形薄壁殼體的改進。
背景技術(shù)：
在高液壓下使用的傳感器或探測器的薄壁殼體必須耐高液壓、耐腐蝕。另外，這些殼體還必須質(zhì)輕，以提供足夠的浮力，使殼體能夠在其內(nèi)部搭載盡可能多的傳感部件或探測部件。
采用不銹鋼、鈦合金或防銹鋁作為這類耐壓薄壁殼體的材料時，殼體具有耐液壓性能好的優(yōu)點，但是他們質(zhì)量大、不耐腐蝕。由于不銹鋼比重為7.8g/cm3，所以不適宜作傳感器或探測器的小體積耐壓薄壁殼體。鈦合金成本及加工難度都很高，同時密度是4.8g/cm3，也不適宜作傳感器或探測器的小體積耐壓薄壁殼體。目前國內(nèi)這類薄壁殼體材料采用較多的是防銹鋁，但鋁是一種活潑金屬，不能承受腐蝕性液體長時間的浸泡，同時合金鋁的比重也大于2.7g/cm3。
防銹鋁作為耐壓薄壁殼體材料時的耐液壓性能，即導(dǎo)致殼體屈曲失穩(wěn)的靜液壓，稱作臨界壓力Pcr。設(shè)要求探測器用圓柱殼體承載6MPa的靜液壓，防銹鋁的彈性模量E＝70GPa；剪切模量G＝26.5GPa；泊松比γ＝0.3，0.55D/t<l/D≤2.1D/t]]>時封閉圓柱殼體的臨界壓力Pcr可由下列公式計算Pcr=2E(t/D)3+λ2/2{(t/D)23(1-γ2)[(4+λ2)2-7]+λ4(4+λ2)2}]]>這里，D為圓柱殼體的內(nèi)徑；t為圓柱殼體的壁厚；1為圓柱殼體的長度。當(dāng)壁厚t＝2mm時，圓柱殼體的臨界壓力Pcr＝2.1MPa；當(dāng)壁厚t＝2.5mm時，臨界壓力Pcr＝3.5MPa；當(dāng)壁厚t＝3mm時，臨界壓力Pcr＝5.5MPa；當(dāng)壁厚t＝3.5mm時，臨界壓力Pcr＝10.5MPa。一般情況下，復(fù)合材料的安全系數(shù)取1.5。在圓柱殼體設(shè)計壁厚3.5mm時，防銹鋁制造的封閉圓柱形薄壁殼體穩(wěn)定，無屈曲失穩(wěn)。
纖維增強樹脂復(fù)合材料具有質(zhì)輕、耐腐蝕的特性，但不耐液壓。碳纖維增強熱固性樹脂曾作為一種替代防銹鋁的解決方案。碳纖維增強熱固性樹脂質(zhì)輕，抗腐蝕性能強并具有很高的拉伸強度和拉伸模量，但是碳纖維增強熱固性樹脂的剪切模量低，在高液壓下會屈曲失穩(wěn)。
屈曲失穩(wěn)可以通過ANSYS有限元分析預(yù)測。首先，設(shè)碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺單向?qū)影宓臋C械性能如表1所示表1a碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺單向?qū)影宓臋C械性能

表1b碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺單向?qū)影宓臋C械性能

請參閱圖1所示，運用ANSYS有限元分析程序，得到碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺制圓柱形薄壁殼體的有限元分析模型。此模型為一個一端封閉、壁厚為3.5mm的圓筒。在ANSYS有限元分析程序中，選用非線性復(fù)合材料單元Shell91，輸入表1中所列出的性能參數(shù)，進行加載分析。取碳纖維的方向與圓筒軸線方向成+45度或者-45度角。碳纖維在每個方向上，共纏繞7層；每隔兩層，換一次碳纖維纏繞方向。
然后，選取ANSYS有限元分析程序的載荷選項，開始有限元求解。在圓筒模型的外表面和模型封閉端的外表面，加載初始均布壓力1MPa。為了使圓筒模型的筒壁在達(dá)到臨界載荷時發(fā)生屈服，又在圓筒模型外表面長度方向的對稱面上找一個節(jié)點。在此節(jié)點上，沿徑向施加一個200N的壓力作為干擾力，提取這個節(jié)點在徑向上產(chǎn)生的位移變化值，并提取圓筒模型開口端某一節(jié)點的反力。
請參閱圖2所示，這樣可以得到徑向位移與載荷的關(guān)系。以被提取的反力為X坐標(biāo)軸、以被提取的徑向位移為Y坐標(biāo)軸。由于反力X和徑向位移Y是負(fù)值，所以反力和徑向位移數(shù)值增加的方向與坐標(biāo)軸的方向相反。圖2顯示，當(dāng)載荷因子逐漸增加到5.4MPa時，節(jié)點的徑向位移突然改變，整個圓柱殼體屈曲失穩(wěn)。碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺制造的圓柱殼體不能承受6MPa液壓。
因此，需要研制一種低密度、耐液壓(高剛度)和耐腐蝕的復(fù)合圓柱形薄壁殼體，使其更具有實用性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的探測器用圓柱殼體存在的缺陷，提供一種新的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，所要解決的技術(shù)問題是使其同時具有低比重，耐腐蝕和耐高液壓的特性，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實用新型提出的一種耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其包括內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒以及在其外表面上外覆的纖維增強熱固性樹脂外層。
本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層，根據(jù)采用的纖維和樹脂的不同又分別設(shè)置為一層、二層、或者設(shè)置為三層。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒的外表面設(shè)有均勻細(xì)密的凹陷和凸起。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層采用的纖維是碳纖維或玻璃纖維；采用的樹脂是環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂或聚氨酯樹脂；其中與硬質(zhì)鋁合金圓筒相連接的一層是粘接過渡層，由碳纖維或玻璃纖維之中的一種纖維與上述四種樹脂之中的一種樹脂所構(gòu)成；在上述復(fù)合圓柱形薄壁殼體最外層的是防腐層，其由碳纖維或玻璃纖維之中的一種纖維與上述四種樹脂之中的一種樹脂所構(gòu)成；夾設(shè)在粘接過渡層與防腐層之間的是加強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體剛性的中間層。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒是由鋁鎂合金或鋁硅碳合金所構(gòu)成，并采用鑄造件。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的中間層，其根據(jù)采用的纖維和樹脂的不同種類又可設(shè)置為一層或一層以上層數(shù)；多層數(shù)的中間層采用纖維種類、纏繞方向和樹脂組成的漸變，調(diào)節(jié)層內(nèi)的應(yīng)力分布和層間粘接強度，增強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層的纖維束纏繞方向與硬質(zhì)鋁合金圓筒的軸線方向成+30至+60度角或者-30至-60度角，每纏繞一層或一層以上層數(shù)更換一次纖維纏繞方向，反復(fù)循環(huán)，直至設(shè)計厚度。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層，其包括的各個層面的厚度可以調(diào)節(jié)。
前述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其中所述的硬質(zhì)鋁合金圓筒內(nèi)層的厚度可以調(diào)節(jié)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述實用新型目的，本實用新型的主要技術(shù)內(nèi)容如下本實用新型是關(guān)于一種耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，該殼體是在硬質(zhì)鋁合金圓筒上外覆纖維增強熱固性樹脂構(gòu)成；其中內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒是經(jīng)由鑄造制成，通過機械加工達(dá)到設(shè)計尺寸；纖維增強熱固性樹脂外層是由碳纖維或玻璃纖維加環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺樹脂，酚醛樹脂或聚氨酯樹脂制成，通過多層纏繞，經(jīng)固化達(dá)到設(shè)計尺寸；上述內(nèi)外層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在固化時產(chǎn)生層間預(yù)應(yīng)力，可增強復(fù)合圓柱形薄壁殼體的整體剛性，提高其耐液壓能力；它的耐腐蝕能力可以通過改變所選用的樹脂種類和配方加以調(diào)節(jié)；其剛性和質(zhì)量可以通過分別或同時改變其硬質(zhì)鋁合金內(nèi)層和纖維增強熱固性樹脂外層的厚度加以調(diào)節(jié)；這樣的復(fù)合圓柱形薄壁殼體可作為傳感器或探測器的載體，用于高液壓、有腐蝕的環(huán)境。
借由上述技術(shù)方案，本實用新型耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體至少具有下列優(yōu)點1，本實用新型的硬質(zhì)鋁合金圓筒是經(jīng)鑄造而成，無焊縫、無內(nèi)應(yīng)力；管材壁厚均勻，圓度好，保證圓筒在受壓時筒的內(nèi)應(yīng)力均勻。
2，本實用新型的復(fù)合圓柱形薄壁殼體可以采用纖維種類、纏繞方向和樹脂組成的漸變，調(diào)節(jié)層內(nèi)的應(yīng)力分布，改善層間粘接強度，增強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性，增強其耐腐蝕能力，適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。
3，本實用新型的由硬質(zhì)鋁合金圓筒內(nèi)層和纖維增強熱固性樹脂外層所構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在固化時產(chǎn)生層間預(yù)應(yīng)力，可增強復(fù)合圓柱形薄壁殼體的整體剛性，提高薄壁殼體的耐液壓能力。
4，本實用新型的復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性和質(zhì)量還可以通過分別或同時改變其硬質(zhì)鋁合金圓筒內(nèi)層和纖維增強熱固性樹脂外層的厚度加以調(diào)節(jié)，以適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。
5，本實用新型的圓柱形薄壁殼體同時具有低比重，耐腐蝕和耐高液壓的特性，使其更具有實用性，且具有產(chǎn)業(yè)價值。
綜上所述，本實用新型特殊結(jié)構(gòu)的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進，在技術(shù)上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的探測器用圓柱殼體具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是ANASYS有限元模型。
圖2是碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺樹脂制造的圓柱殼體的變形與載荷間的關(guān)系。
圖3是本實用新型耐壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體的外形示意圖。
圖4是本實用新型復(fù)合圓柱形薄壁殼體的纖維增強熱固性樹脂外層的制造方法和纏繞設(shè)備的示意圖。
圖5是本實用新型耐壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實用新型的實施例鋪設(shè)海底光纜構(gòu)件的示意圖。
圖7是本實用新型應(yīng)用在化工高壓反應(yīng)釜的另一實施例的示意圖。
1硬質(zhì)鋁合金圓筒2纖維增強熱固性樹脂外層201粘接過渡層 202防腐層203中間層3纖維紗筒 4纖維絲5樹脂浴槽 6硬質(zhì)鋁合金圓筒7滑軌 8電機9纖維束11密封環(huán)12連接件13海底光纜 14安裝緊固件15傳感器16海底光纜17管道 18密封連接件19高壓反應(yīng)釜20探測板21密封件22復(fù)合圓柱形薄壁殼體
23傳感器具體實施方式
為了更進一步闡述本實用新型為達(dá)成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征和功效，以及該復(fù)合圓柱形薄壁殼體的制造方法，詳細(xì)說明如后。
請參閱圖3、圖4所示，本實用新型耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，提供了一個復(fù)合圓柱形薄壁殼體的設(shè)計和制作方案，使圓柱形薄壁殼體同時具有低比重，耐腐蝕和耐高液壓的特性。
本實用新型采用硬質(zhì)鋁合金/纖維增強熱固性樹脂制作耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，這樣的殼體是通過在硬質(zhì)鋁合金圓筒1外覆纖維增強熱固性樹脂外層2制成。復(fù)合圓柱形薄壁殼體可以采用纖維種類、纏繞方向和樹脂組成的漸變，調(diào)節(jié)層內(nèi)的應(yīng)力分布，改善層間粘接強度，增強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性，增強其耐腐蝕能力；復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性和質(zhì)量還可以通過分別或同時改變其硬質(zhì)鋁合金圓筒1和纖維增強熱固性樹脂外層2的厚度加以調(diào)節(jié)。
請參閱圖5所示，硬質(zhì)鋁合金圓筒1作為復(fù)合圓柱形薄壁殼體的內(nèi)層為復(fù)合圓柱形薄壁殼體提供支撐，以保證整個殼體的剛度；該硬質(zhì)鋁合金圓筒1經(jīng)鑄造而成，并通過機械加工達(dá)到設(shè)計尺寸；這樣的工藝使該圓筒無焊縫、無內(nèi)應(yīng)力，同時這樣的工藝也使管材壁厚均勻，圓度好，保證圓筒在受壓時筒的內(nèi)應(yīng)力均勻；另外采用物理或化學(xué)的方法處理上述硬質(zhì)鋁合金圓筒的外表面，使其具有均勻細(xì)密的凹陷和凸起，利于與樹脂的粘接。
纖維增強熱固性樹脂2作為復(fù)合圓柱形薄壁殼體的外層，賦予復(fù)合圓柱形薄壁殼體抗腐蝕能力，同時也降低了整個復(fù)合圓柱形薄壁殼體的質(zhì)量。這里，增強纖維可采用碳纖維或玻璃纖維；熱固性樹脂可采用環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、酚醛樹脂或聚氨酯樹脂。該纖維增強熱固性樹脂外層是經(jīng)過多層纏繞，固化后達(dá)到設(shè)計尺寸。
上述的纖維增強熱固性樹脂外層，根據(jù)其采用的纖維和樹脂的不同種類，又可以分別設(shè)置為一層、二層、或者設(shè)置為三層；其中與硬質(zhì)鋁合金圓筒相連接的一層是粘接過渡層201，由碳纖維或玻璃纖維之中的一種纖維與上述四種樹脂之中的一種樹脂所構(gòu)成；在上述復(fù)合圓柱形薄壁殼體最外層的是防腐層202，由碳纖維或玻璃纖維之中的一種纖維與上述四種樹脂之中的一種樹脂所構(gòu)成；夾設(shè)在粘接過渡層與防腐層之間的是加強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體剛性的中間層203。
上述的中間層203，根據(jù)其采用的纖維和樹脂的不同種類和配方，可以設(shè)置為一層或一層以上層數(shù)；多層數(shù)的中間層203可以采用纖維種類、纏繞方向和樹脂組成的漸變，調(diào)節(jié)層內(nèi)的應(yīng)力分布，改善層間粘接強度，增強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性，增強其耐腐蝕能力；纖維增強熱固性樹脂外層2的制造工藝是將浸涂樹脂后的纖維纏繞在硬質(zhì)鋁合金圓筒1的外表面上，經(jīng)固化，達(dá)到設(shè)計厚度。這里，纖維纏繞方向與圓筒軸線方向成+30至+60度角或者-30至-60度角，每隔一層或一層以上層數(shù)，更換一次纖維纏繞方向。當(dāng)樹脂固化后，形成覆蓋整個硬質(zhì)鋁合金圓筒外表面的纖維增強樹脂外層；該纖維增強熱固性樹脂2的固化是通過對殼體的加熱完成。
本實用新型的有益效果是由于采用了硬質(zhì)鋁合金圓筒外覆纖維增強熱固性樹脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其在固化時產(chǎn)生層間預(yù)應(yīng)力，可增強復(fù)合圓柱形薄壁殼體的整體剛性，提高薄壁殼體的耐液壓能力；使得本實用新型的復(fù)合圓柱形薄壁殼體同時具有耐高液壓、輕質(zhì)和耐腐蝕的特性。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明如下如圖3所示，采用硬質(zhì)鋁合金圓筒1外覆纖維增強熱固性樹脂外層2的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，制造復(fù)合圓柱形薄壁殼體。設(shè)計目標(biāo)為復(fù)合圓柱形薄壁殼體長L＝450mm；外徑D＝110mm；壁厚t＝3.5mm；工作載荷P＝6MPa，平均密度小于2.4g/cm3、耐腐蝕。
在本實施例中，硬質(zhì)鋁合金圓筒1由鋁鎂合金鑄造而成，并經(jīng)過機械加工達(dá)到內(nèi)徑103mm，壁厚1.5-2mm。纖維增強熱固性樹脂外層2采用碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺樹脂制成。
樹脂的固化通過對殼體的加熱完成。鋁鎂合金內(nèi)層1加碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺樹脂外層2的總厚度為3.5mm。
當(dāng)復(fù)合圓柱形薄壁殼體的總厚度保持在3.5mm、鋁鎂合金層1的厚度在大于1.5mm、靜液壓6MPa的環(huán)境下，復(fù)合圓柱形薄壁殼體不會屈曲失穩(wěn)。ANSYS有限元計算結(jié)果顯示，當(dāng)鋁鎂合金層1厚度為1.5mm，碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺層2厚度為2mm時，復(fù)合圓柱形薄壁殼體的臨界壓力Pcr＝8MPa，復(fù)合圓柱形薄壁殼體的平均比重為2.02g/cm3；當(dāng)鋁鎂合金層1厚度為2mm，碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺層2厚度為1.5mm時，復(fù)合圓柱形薄壁殼體的臨界壓力Pcr＝8.5MPa，復(fù)合圓柱形薄壁殼體的平均比重為2.20g/cm3；當(dāng)鋁鎂合金層1厚度為2.5mm，碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺層2厚度為1mm時，復(fù)合圓柱形薄壁殼體的臨界壓力Pcr＝9MPa，復(fù)合圓柱形薄壁殼體的平均比重為2.36g/cm3。
如圖4所示，顯示了用于制造碳纖維增強聚雙馬來酰亞胺樹脂外層的工藝過程及纏繞設(shè)備，其主要包括纖維紗筒3、纖維絲4、樹脂浴槽5、硬質(zhì)鋁合金圓筒6、滑軌7、電機8和纖維束9。
在電機8帶動硬質(zhì)鋁合金圓筒6旋轉(zhuǎn)時，多根纖維絲4被旋轉(zhuǎn)的硬質(zhì)鋁合金圓筒6從纖維紗筒3中抽出；經(jīng)樹脂浴槽5浸漬聚雙馬來酰亞胺樹脂并被合并為一股纖維束9后，纏繞到硬質(zhì)鋁合金圓筒6的外表面上。樹脂浴槽5在滑軌7上往復(fù)滑動，控制纖維束9的纏繞方向。纖維束9在45度角的方向纏繞2層，再轉(zhuǎn)換至45度角纏繞2層，反復(fù)循環(huán)，直至設(shè)計厚度。
請參閱圖6所示，是本實用新型的實施例鋪設(shè)海底光纜構(gòu)件的示意圖。其中傳感器15安裝緊固在復(fù)合圓柱形薄壁殼體的內(nèi)層硬質(zhì)鋁合金圓筒1的內(nèi)表面上；海底光纜13的一端與傳感器15的一端相連接，傳感器15的另一端與海底光纜16相連接；復(fù)合圓柱形薄壁殼體的兩端分別通過密封環(huán)11、連接件12與海底光纜13、16相連接，并保證密封要求。本實用新型耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，作為傳感器或探測器的載體，用于高液壓、有腐蝕的海底環(huán)境，應(yīng)用本實用新型的鋪設(shè)海底光纜構(gòu)件達(dá)到了工程的相關(guān)技術(shù)要求，保證了鋪設(shè)海底光纜的安全可靠，從而更加適于實用，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值。
請參閱圖7所示，是本實用新型應(yīng)用在化工領(lǐng)域高壓反應(yīng)釜的另一實施例的示意圖。其中傳感器23安裝緊固在復(fù)合圓柱形薄壁殼體22端部的探測板20的內(nèi)表面上；復(fù)合圓柱形薄壁殼體22安裝固定在高壓反應(yīng)釜19內(nèi)部，其另一端伸出在高壓反應(yīng)釜19的外部，并通過密封連接件18與外部的管道17相連接；本實用新型耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體作為傳感器或探測器的載體，用于高液壓、有腐蝕的高壓反應(yīng)釜內(nèi)，達(dá)到了工程的相關(guān)技術(shù)要求，從而更加適于實用，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值。
雖然本實用新型已經(jīng)上述較佳實施例揭示，然其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可以作各種更動與修改。因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)視所附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上的實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于該復(fù)合圓柱形薄壁殼體包括內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒以及在其外表面上外覆的纖維增強熱固性樹脂外層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層，根據(jù)采用的纖維和樹脂的不同又分別設(shè)置為一層、二層、或者設(shè)置為三層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒的外表面設(shè)有均勻細(xì)密的凹陷和凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層采用的纖維是碳纖維或玻璃纖維；采用的樹脂是環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂或聚氨酯樹脂；其中與硬質(zhì)鋁合金圓筒相連接的一層是粘接過渡層，由碳纖維或玻璃纖維之中的一種纖維與上述四種樹脂之中的一種樹脂所構(gòu)成；在上述復(fù)合圓柱形薄壁殼體最外層的是防腐層，其由碳纖維或玻璃纖維之中的一種纖維與上述四種樹脂之中的一種樹脂所構(gòu)成；夾設(shè)在粘接過渡層與防腐層之間的是加強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體剛性的中間層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒是由鋁鎂合金或鋁硅碳合金所構(gòu)成，并采用鑄造件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的中間層，其根據(jù)采用的纖維和樹脂的不同種類又可設(shè)置為一層或一層以上層數(shù)；多層數(shù)的中間層采用纖維種類、纏繞方向和樹脂組成的漸變，調(diào)節(jié)層內(nèi)的應(yīng)力分布和層間粘接強度，增強該復(fù)合圓柱形薄壁殼體的剛性。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層的纖維束纏繞方向與硬質(zhì)鋁合金圓筒的軸線方向成+30至+60度角或者-30至-60度角，每纏繞一層或一層以上層數(shù)更換一次纖維纏繞方向，反復(fù)循環(huán)，直至設(shè)計厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的纖維增強熱固性樹脂外層，其包括的各個層面的厚度可以調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，其特征在于其中所述的硬質(zhì)鋁合金圓筒內(nèi)層的厚度可以調(diào)節(jié)。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種耐液壓、耐腐蝕、輕質(zhì)復(fù)合圓柱形薄壁殼體，該殼體是在硬質(zhì)鋁合金圓筒上外覆纖維增強熱固性樹脂構(gòu)成；其中內(nèi)層的硬質(zhì)鋁合金圓筒是經(jīng)由鑄造制成，通過機械加工達(dá)到設(shè)計尺寸；纖維增強熱固性樹脂外層是由碳纖維或玻璃纖維加環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺樹脂，酚醛樹脂或聚氨酯樹脂制成，通過多層纏繞，經(jīng)固化達(dá)到設(shè)計尺寸；上述內(nèi)外層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在固化時產(chǎn)生層間預(yù)應(yīng)力，可增強復(fù)合圓柱形薄壁殼體的整體剛性，提高其耐液壓能力；它的耐腐蝕能力可以通過改變所選用的樹脂種類和配方加以調(diào)節(jié)；其剛性和質(zhì)量可以通過分別或同時改變其硬質(zhì)鋁合金內(nèi)層和纖維增強熱固性樹脂外層的厚度加以調(diào)節(jié)；這樣的復(fù)合圓柱形薄壁殼體可作為傳感器或探測器的載體，用于高液壓、有腐蝕的環(huán)境。
文檔編號B32B15/08GK2825277SQ200620008128
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
發(fā)明者史奕彤, 展新平, 趙清香, 閆耀辰, 曹易, 龐興收 申請人:北京誠恩電子材料有限責(zé)任公司, 鄭州大學(xué)