專利名稱：用于復(fù)合材料修理的熱壓罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于復(fù)合材料修理的熱壓罐，尤其是用于飛機維修領(lǐng)域進行 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件高溫固化成型修理的壓力設(shè)備。
背景技術(shù)：
熱壓罐是飛機制造領(lǐng)域進行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件高溫固化成型生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，在諸 如波音、空客等大型飛機制造商的復(fù)合材料部件制造中廣泛地使用。同時在飛機維修領(lǐng)域， 面積較大的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷的修理，往往也需要用到熱壓罐進行加壓固化以獲得符合質(zhì) 量標(biāo)準(zhǔn)的修理效果，否則只能進行臨時性真空袋修理，需要在后續(xù)的維護中繼續(xù)進行檢查 監(jiān)控，浪費飛機運營商大量的時間和精力。然而現(xiàn)有商業(yè)性熱壓罐大多用于復(fù)合材料部件 的制造，直徑尺寸比較大，且采用整體加熱方式，使得熱耗量較高；而加壓方式采用氮氣加 壓，需要配備大型氮氣罐，并附屬有相應(yīng)的減壓組件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此如果使用此類商業(yè)性 熱壓罐進行復(fù)合材料修理，成本很高，并且在修理過程中必須對整個部件加熱，可能導(dǎo)致整 體復(fù)合材料性能下降。
發(fā)明內(nèi)容因此，本實用新型為了解決目前沒有專門進行復(fù)合材料維修的熱壓罐而導(dǎo)致復(fù)合 材料維修成本高、程序復(fù)雜的問題，提供了一種專用的復(fù)合材料修理的熱壓罐，使用方便， 且能夠大大節(jié)約維修成本。本實用新型采用以下技術(shù)方案該實用新型用于復(fù)合材料修理的熱壓罐，其包括罐體，主要由至少一個罐體模塊組成，該罐體一端封接，另一端通過連接組件設(shè)有 罐門，且每個罐體模塊上均超壓泄放閥和用于連接壓縮氣源的減壓器；電熱毯，設(shè)置于罐體內(nèi)部件上相應(yīng)的修理區(qū)域；真空袋，工作狀態(tài)時位于所述電熱毯上，用于氣密性的包覆復(fù)合材料部件的待修 理區(qū)域，且該真空袋引出抽真空管，而該抽真空管氣密性地穿出所述罐體；以及控制裝置，包括設(shè)置于罐體內(nèi)的內(nèi)控制面板和罐體外的與所述內(nèi)控制面板對應(yīng)電 性連接的外控制面板，其中內(nèi)控制面板連接內(nèi)部受控元件，以控制電熱毯的加熱及溫度檢 測和真空袋的真空檢測。依據(jù)本實用新型技術(shù)方案首次提出了專用于復(fù)合材料修理的熱壓罐，尤其是采用 局部加熱，也就是采用電熱毯進行局部加熱的方式，其作用區(qū)域也就是給定位置很小，可以 根據(jù)待修理件的大小確定，只要比待修理件稍大即可，比如大5-20公分，整體加熱區(qū)域有 限。而商業(yè)熱壓罐，均采用整體加熱的方式，需要在罐體內(nèi)安裝加熱器、冷卻器以及風(fēng)機，并 且由于整體加熱，出于防爆的考慮，采用惰性氣體進行加壓，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制系統(tǒng)也很復(fù)雜， 且耗能偏高，無法移動。相比而言，本方案大大節(jié)約了能耗，且體積小，使用方便。而且可以 迅速移動，尤其適合進行外場修理(需配備空氣壓縮機)。由于采用局部加熱的方式，除了
3加熱區(qū)域的溫度較高外，罐體內(nèi)其他部分的溫度要遠(yuǎn)低于加熱區(qū)域，只需要壓縮空氣進行 加壓即可，也節(jié)約了成本。從實現(xiàn)角度來講，按照修理手冊的要求，將修理材料敷設(shè)到部件待修理區(qū)域后，根 據(jù)修理區(qū)域的面積選擇合適的電熱毯鋪設(shè)到修理區(qū)域之上，然后用真空袋包覆待整個修理 區(qū)域，通過抽真空，真空袋貼敷于修理件上，然后通過加熱加壓就可以進行部件的修復(fù)。同 時，局部加熱的方式完全可以完成修理區(qū)域復(fù)合材料的固化，完全可以滿足修理手冊中相 關(guān)的修理要求。上述熱壓罐，所述罐體模塊最多為3個。上述熱壓罐，每個罐體模塊的一端均預(yù)設(shè)有用于安裝罐門的連接結(jié)構(gòu)。上述熱壓罐，所述連接組件包括豎直連接于罐門上的門撐、水平設(shè)置的通過豎直 設(shè)置的第一轉(zhuǎn)軸連接到該門撐上的第一懸臂，以及安裝于罐體上側(cè)的通過豎直設(shè)置的第二 轉(zhuǎn)軸與所述第一懸臂連接的第二懸臂。上述熱壓罐，所述門撐設(shè)置于罐門安裝狀態(tài)時的重心線上。上述熱壓罐，所述罐體內(nèi)預(yù)設(shè)有放置修理部件的平臺。上述熱壓罐，電熱毯的電源線、測量修理區(qū)域溫度的測溫裝置的引線、所述抽真空 管以及檢測真空袋內(nèi)真空度的檢測裝置的引線經(jīng)同一孔并配合密封裝置穿出熱壓罐。上述熱壓罐，所述密封裝置包括預(yù)設(shè)于罐體上的帶有梯級孔的封管，所說的梯級 為兩級，直徑大的一級設(shè)有密封件，并配有壓持在密封件周邊上的帶有翻邊的壓環(huán)，其中壓 環(huán)帶有用于穿線的中心孔，且其翻邊通過螺栓安裝與所述封管上；密封件中部用于穿線。上述熱壓罐，所述測溫裝置為熱電偶，該熱電偶在每個罐體模塊內(nèi)至少軸向地設(shè) 有10個。優(yōu)選地，當(dāng)罐體模塊多于一個時，該熱壓罐還帶有作為附件的封頭，該封頭用于單 個罐體模塊工作時封接。

下面結(jié)合說明書附圖詳述本實用新型的技術(shù)方案，其中圖1為具有兩個罐體模塊的用于復(fù)合材料修理的熱壓罐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為具有單個罐體模塊的用于復(fù)合材料修理的熱壓罐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為密封結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、連接組件，2、立柱，3、外控制面板，4、減壓器，5、連接部，6、超壓泄放閥，7、 罐體模塊，8、密封結(jié)構(gòu)，9、內(nèi)控制面板，10、支腿，11、罐門，12、平臺，13、真空袋，14、電熱毯， 15、封頭，16、門撐，17、第一懸臂，18、第一轉(zhuǎn)軸，19、第二轉(zhuǎn)軸，20、第二懸臂，21、第三轉(zhuǎn)軸， 22、孔，23、壓板，24、壓環(huán)，25、密封件，26、封管，27、熱電偶線，28、電熱線，29、抽真空管，30、
真空測試管。
具體實施方式
參照說明書附圖1，其示出了一種具有兩個罐體模塊的用于復(fù)合材料修理的熱壓 罐，用于復(fù)合材料修理的熱壓罐，其包括[0028]罐體，主要由兩個罐體模塊7相互連接而成，該罐體一端封接，另一端通過連接組 件設(shè)有罐門11，且每個罐體模塊上均設(shè)有超壓泄放閥6和用于連接壓縮氣源的減壓器4 ；電熱毯14，設(shè)置于罐體內(nèi)部件上相應(yīng)的修理區(qū)域；真空袋13，工作狀態(tài)時位于所述電熱毯上，用于氣密性的包覆復(fù)合材料部件的待 修理區(qū)域，且該真空袋引出抽真空管29，而該抽真空管氣密性地穿出所述罐體；以及控制裝置，包括設(shè)置于罐體內(nèi)的內(nèi)控制面板9和罐體外的與所述內(nèi)控制面板對應(yīng) 電性連接的外控制面板3，其中內(nèi)控制面板連接內(nèi)部受控元件，以控制電熱毯的加熱及溫度 檢測和真空袋的真空檢測。摒棄傳統(tǒng)熱壓罐設(shè)置加熱器和鼓風(fēng)機進行整體加熱的方式，采用電熱毯進行局部 加熱，加熱區(qū)域的溫度不超過200攝氏度，通常在170攝氏度左右，而罐體表面溫度只有 四五十度，基本不需要額外的防護措施。此外，本方案僅僅設(shè)計熱壓罐部分，目前飛機維修領(lǐng)域中的復(fù)合材料維修普遍采 用了熱補儀，本方案設(shè)計的熱壓罐可以直接采用熱補儀進行程序控制，不需要另外設(shè)計控 制系統(tǒng)。目前應(yīng)用于復(fù)合材料修理的真空袋也都可以應(yīng)用于本方案中，且從一定程度上來 講要求還可以更低一些。以此為基礎(chǔ)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以組合或者選擇以下技術(shù)手段就目前來看，飛機復(fù)合材料修理中最長的復(fù)合材料部件是外側(cè)后襟翼，其他部件 可能的最小長度只有外側(cè)后襟翼的1/2到1/3甚至更短，因此可以根據(jù)外側(cè)后襟翼的長度 確定熱壓罐的最大長度。當(dāng)一個罐體模塊能夠修理的最大長度確定時，整個罐體的整體長 度，或者說罐體模塊的個數(shù)也就確定了，為此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員據(jù)此很容易確定單個罐體 模塊的長度和所需要的罐體模塊數(shù)量，就可以滿足所有類型復(fù)合材料部件的修理。從一定 程度上講，兩個罐體模塊依據(jù)上述技術(shù)內(nèi)容可推知是最佳的選擇，但本方案所強調(diào)的是引 入模塊化設(shè)計，可以根據(jù)實際維修需要進行罐體模塊數(shù)量的增減。當(dāng)具有多個罐體模塊的 熱壓罐僅需要一個罐體模塊就可以滿足要求時，比如帶有罐門的罐體模塊，為了封接另一 端，本方案引入一個附件，就是去掉其余的罐體模塊，使用一個封頭把該罐體模塊的另一端 封接，以滿足使用要求。當(dāng)然，其他的罐體模塊也可以單獨使用，但必須有獨立的加熱、加 壓、抽真空等相匹配的裝置。模塊化設(shè)計可以大大減少設(shè)備投資，當(dāng)組合成一個時，可以進 行最長部件的修理；但是當(dāng)部件較短時，就可以進行拆分，可以同時進行多個部件的修理， 使用靈活性大大提高。這里需要注意，如果需要使用其他的罐體模塊，必然也需要安裝罐 門，必然，每個罐體模塊的一端均預(yù)設(shè)有用于安裝罐門的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過推算，所述罐體模塊最 多為3個，就可以滿足使用要求，此外，罐體模塊并不要求完全一樣長，為了節(jié)約能耗，可以 選擇長度不一的多個罐體模塊，根據(jù)修理的需要選擇不同的罐體模塊，組配成合適的罐體 類型。此外，關(guān)于罐體模塊，可以存在一個具有固定封頭的罐體模塊，比如說明書附圖1 中的右半部分的罐體模塊，只需要加裝罐門即可，還可以減少一個可拆封接點，降低了漏氣 率和維護點。說明書附圖2則是在圖1左半部分的基礎(chǔ)上所形成的具有單一罐體模塊的熱壓罐。當(dāng)然，對于規(guī)模較小的飛機修理企業(yè)，接不到大件的維修服務(wù)請求，僅有單個罐體
5模塊的熱壓罐也在情理之中。優(yōu)選地，參考說明書附圖3，所述連接組件包括豎直連接于罐門上的門撐16、水平 設(shè)置的通過豎直設(shè)置的第一轉(zhuǎn)軸18連接到該門撐上的第一懸臂17，以及安裝于罐體上側(cè) 的通過豎直設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸19與所述第一懸臂連接的第二懸臂20。從而，這種結(jié)構(gòu)可以 使罐門向兩邊開啟，使用非常方便，并且這種結(jié)構(gòu)也容易保證罐體的密封，而現(xiàn)有側(cè)鉸鏈罐 門，由于側(cè)鉸鏈結(jié)構(gòu)式的罐門有一個傾覆力矩，使罐門的上部密封難以保證，本方案可以有 效的規(guī)避這一缺陷。進一步地，所述門撐設(shè)置于罐門安裝狀態(tài)時的重心線上，罐門處于懸垂?fàn)顟B(tài)也可 以保證其裝配面處于豎直方向，更能保證裝配狀態(tài)下的狀態(tài)穩(wěn)定性。當(dāng)然，這只是最佳的選 擇，以中心線為基準(zhǔn)，門撐向外一點也不影響裝配的密封性能。此外，為了保證門撐安裝的 可靠性，可以對其進行加強設(shè)計，比如增加加強筋，或者在形成懸臂的地方設(shè)置支撐板或者 支撐桿，也可以采用機械上的其他的加強結(jié)構(gòu)。為了便于操作和布置其他附件，所述罐體內(nèi)預(yù)設(shè)有放置修理部件平臺12。參考說明書附圖4，為了減少泄漏點和便于布線，電熱毯的電源線、測量修理區(qū)域 溫度的測溫裝置的引線、所述抽真空管以及檢測真空袋內(nèi)真空度的檢測裝置的引線經(jīng)同一 孔22并配合密封裝置穿出熱壓罐。進一步地，所述密封裝置包括預(yù)設(shè)于罐體上的帶有梯級孔的封管26，所說的梯級 為兩級，直徑大的一級設(shè)有密封件25，并配有壓持在密封件周邊上的帶有翻邊的壓環(huán)24， 其中壓環(huán)帶有用于穿線的中心孔，且其翻邊通過螺栓安裝與所述封管上；密封件中部用于 穿線。這種結(jié)構(gòu)便于安裝，也容易形成較高的密封級別。此外，為了便于使用，所述測溫裝置為熱電偶，該熱電偶在每個罐體模塊內(nèi)至少設(shè) 有10個。
權(quán)利要求一種用于復(fù)合材料修理的熱壓罐，其特征在于其包括罐體，主要由至少一個罐體模塊(7)組成，該罐體一端封接，另一端通過連接組件設(shè)有罐門(11)，且每個罐體模塊上均設(shè)有超壓泄放閥(6)和用于連接壓縮氣源的減壓器(4)；電熱毯(14)，設(shè)置于罐體內(nèi)部件上相應(yīng)的修理區(qū)域；真空袋(13)，工作狀態(tài)時位于所述電熱毯上，用于氣密性的包覆復(fù)合材料部件的待修理區(qū)域，且該真空袋引出抽真空管(29)，而該抽真空管氣密性地穿出所述罐體；以及控制裝置，包括設(shè)置于罐體內(nèi)的內(nèi)控制面板(9)和罐體外的與所述內(nèi)控制面板對應(yīng)電性連接的外控制面板(3)，其中內(nèi)控制面板連接內(nèi)部受控元件，以控制電熱毯的加熱及溫度檢測和真空袋的真空檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓罐，其特征在于所述罐體模塊最多為3個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱壓罐，其特征在于每個罐體模塊的一端均預(yù)設(shè)有用于安 裝罐門的連接結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的熱壓罐，其特征在于所述連接組件包括豎直連接 于罐門上的門撐(16)、水平設(shè)置的通過豎直設(shè)置的第一轉(zhuǎn)軸(18)連接到該門撐上的第一 懸臂(17)，以及安裝于罐體上側(cè)的通過豎直設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸(19)與所述第一懸臂連接的 第二懸臂(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱壓罐，其特征在于所述門撐設(shè)置于罐門安裝狀態(tài)時的重 心線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓罐，其特征在于所述罐體內(nèi)預(yù)設(shè)有放置修理部件的平 臺(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓罐，其特征在于電熱毯的電源線、測量修理區(qū)域溫度的 測溫裝置的引線、所述抽真空管以及檢測真空袋內(nèi)真空度的檢測裝置的引線經(jīng)同一孔(22) 并配合密封裝置穿出熱壓罐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱壓罐，其特征在于所述密封裝置包括預(yù)設(shè)于罐體上的帶 有梯級孔的封管(26)，所說的梯級為兩級，直徑大的一級設(shè)有密封件(25)，并配有壓持在 密封件周邊上的帶有翻邊的壓環(huán)(24)，其中壓環(huán)帶有用于穿線的中心孔，且其翻邊通過螺 栓安裝與所述封管上；密封件中部用于穿線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱壓罐，其特征在于所述測溫裝置為熱電偶，該熱電偶在每 個罐體模塊內(nèi)至少設(shè)有10個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓罐，其特征在于當(dāng)罐體模塊多于一個時，該熱壓罐還 帶有作為附件的封頭(15)，該封頭用于單個罐體模塊工作時封接。
專利摘要本實用新型公開了一種復(fù)合材料修理的熱壓罐，其包括罐體；真空袋，工作狀態(tài)時位于所述電熱毯上，用于氣密性的包覆復(fù)合材料部件的待修理區(qū)域，且該真空袋引出抽真空管，而該抽真空管氣密性地穿出所述罐體；以及控制裝置，包括設(shè)置于罐體內(nèi)的內(nèi)控制面板和罐體外的與所述內(nèi)控制面板對應(yīng)電性連接的外控制面板，其中內(nèi)控制面板連接內(nèi)部受控元件，以控制電熱毯的加熱及溫度檢測和真空袋的真空檢測。本實用新型使用方便，且能夠大大節(jié)約維修成本。
文檔編號B29C73/34GK201745182SQ20102050846
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者尹允信, 王德超, 趙偉巖 申請人:山東太古飛機工程有限公司