一种立式热压罐的制作方法

1.本实用新型涉及热压罐技术领域，具体为一种立式热压罐。


背景技术：

2.热压罐工艺是针对第二代复合材料的生产而研制开发的工艺，形成于20世纪40年代，一直到60年代才逐步得到推广使用，后来广泛应用于航空航天、复合材料、电子、兵器、交通、体育装备和新型能源等高新技术领域，尤其是在各种蒙皮类零件的生产中发挥出了巨大的作用，现已成为一种成熟的工艺，由热压罐工艺生产的复合材料制品占整个复合材料制品产量的50％以上，在航空航天领域的比重更是高达80％以上，目前，热压罐工艺作为碳纤维复合材料构件的成型方法之一，也被许多碳纤维复合材料零部件生产厂家大量使用。
3.热压罐成型是指将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料，放在热压罐内，在定温度和压力下完成固化过程的工艺方法，热压罐是一种能承受和调控定温度、压力范围的专用压力容器，坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面，然后依次用多孔防粘布(膜)、吸狡毡透气毡覆盖，并密封于真空袋内，再放入热压罐中，加温固化前先将袋抽真空除去空气和挥发物，然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。
4.为航空复合材料制件主要生产设备的热压罐，是一个具有整体加热系统的容器，由于热压罐是一个压力容器，因此它常见的结构是一端封闭，另一端开门的圆柱体，为先进复合材料制件的压实和固化提供必要的热量和压力，通常情况下，航空航天复合材料制件的尺寸很大，因此热压罐必须更大，同时，一些复合材料成型要求的压力和温度更高，针对这种情况，需要建造特殊的热压罐。
5.热压罐的主要优点之一就是适合于多种材料的生产，只要是固化周期、压力和温度在热压罐极限范围内的复合材料都能生产，热压罐的另一优点是它对复合材料制件的加压灵活性强，通常制件铺放在模具的一面，然后装人真空袋中，施加压力到制件上使其紧贴在模具上，制件上的压力通过袋内抽真空而进一步被加强。因此，热压罐成型技术可以生产不同外形的复合材料制件，由于上述优点，热压罐被广泛应用于航空航天先进复合材料制件的生产。
6.现有的热压罐一般为卧式结构，在生产过程中由于结构原因容易造成加热加压不均的现象，影响热压制件的质量，并且罐内降温较为缓慢，生产效率不高。


技术实现要素：

7.鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型公开了一种立式热压罐，采用的技术方案是，包括罐体、plc控制器、温度传感器、压力传感器、气源、水源、油缸，所述罐体上设有所述plc控制器、所述温度传感器、所述压力传感器，所述罐体一旁设有所述气源、所述水源、所述油缸，所述温度传感器、所述压力传感器、所述气源、所述水源、所述油缸与所述plc控制器连接，所述罐体还包括上罐体、下罐体，所述上罐体为底部通透的壳体，所述下罐体
为顶部通透的壳体，所述上罐体与所述下罐体相适配，所述上罐体上设有吊耳，所述上罐体底部外壁设有转动连接的固定环，所述固定环内壁底部设有齿环，所述下罐体的顶部外侧边缘设有卡齿，所述卡齿与所述齿环相适配，所述下罐体内部设有支架，所述支架上设有加工台，所述加工台上设有模具台，所述模具台的顶面设有抽气孔，所述抽气孔有多组，所述模具台上设有真空袋，所述抽气孔可对所述真空袋进行抽真空操作，所述下罐体的底部设有高温高压循环风机、支撑机构，所述高温高压循环风机的输出端向上且位于所述下罐体内，所述高温高压循环风机的输出端设有循环风箱，所述循环风箱的顶部和两侧通透，所述循环风箱的顶部设有冷却器，所述下罐体的内部还设有电加热管，所述电加热管有多组，所述下罐体的侧壁设有冷却进水口、冷却出水口、进气口、排气口、导热油进口、导热油出口、真空管，所述冷却进水口连接所述水源，所述冷却进水口与所述冷却出水口之间通过水管连接，所述水管穿过所述冷却器，所述导热油进口连接所述油缸，所述导热油进口与所述导热油出口之间通过油管连接，所述油管穿过所述加工台，所述进气口连接所述气源，所述真空管连接所述抽气孔，所述高温高压循环风机、所述电加热管与所述plc控制器连接。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述上罐体与所述下罐体的内壁均设有隔温抗压层，提高保温效果，增强抗压强度。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述下罐体的顶口边缘设有密封圈，所述密封圈可加强所述上罐体与所述下罐体之间的连接密闭性，增强密封效果和安全性。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述述固定环上设有螺孔，所述螺孔内设有螺纹连接的固定栓，所述固定栓在所述固定环内的一端设有压块，所述压块可增强所述固定栓与所述上罐体之间的摩擦力，所述固定栓的另一端设有转柄，可用于人力转动所述固定栓。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述加工台底部设有镂空的支撑部，所述支撑部镂空可增大与空气的接触面积，提高热交换效率，所述加工台顶部设有导热部，所述导热部可对所述模具台进行导热。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述油管盘绕设置在所述导热部的内部，可增大所述油管与所述导热部的接触面积，提高热传递效率。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述真空管上设有真空电磁阀，所述真空电磁阀与所述plc控制器连接，实现真空环境的电气自动化运行。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支撑机构为支腿，可对所述下罐体进行支撑，所述支腿底部设有固定板，所述固定板上设有通孔，可将所述固定板与地面或预装位进行连接，通过螺栓进行固定。
15.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述水管至少有三组，相连所述水管之间通过法兰连接，可根据需要方便地更换不同管径的水管，所述水管在所述冷却器中盘绕设置，增大热交换面积。
16.本实用新型的有益效果：本实用新型通过将热压罐的罐体竖立，在罐体底端设置高温高压循环风机，使罐体内空气的循环路径更加均匀合理，从而使罐体内温度升高进程效率高速度快，补全卧式热压罐的短板，设置固定环可以方便快捷地对上罐体与下罐体的连接进行固定，操作简单，使用便捷，提高了工作效率，利用电加热管对罐体内空气进行加热，通过高温高压循环风机对罐体内进行空气循环，使空气加热的效率和速度实现稳定高
效提升；电气控制方面采用温度、压力、时间plc电脑全自动控制，操作简便，尽量减少人工参与，增进设备和工艺上的可控性，增强使用安全性，从抽真空、升温、控温、热循环、固化、成形、补压、恒压、降温等工艺流程由热压控制系统自动完成。
附图说明
17.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识；附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
19.图1为本实用新型结构示意图；
20.图2为本实用新型的剖面结构示意图；
21.图3为本实用新型下罐体的俯视结构示意图；
22.图4为本实用新型模具台的俯视结构示意图；
23.图5为本实用新型冷却器的剖面结构示意图。
24.图中：1-上罐体、2-下罐体、3-进气口、4-电加热管、5-冷却进水口、6-导热油进口、7-真空管、8-高温高压循环风机、10-固定环、11-真空袋、12-模具台、13-支架、14-冷却器、30-排气口、50-冷却出水口、60-导热油出口、101-固定栓。
具体实施方式
25.实施例1
26.如图1至图5所示，本实用新型公开了一种立式热压罐，采用的技术方案是，包括罐体、plc控制器、温度传感器、压力传感器、气源、水源、油缸，所述罐体上设有所述plc控制器、所述温度传感器、所述压力传感器，所述罐体一旁设有所述气源、所述水源、所述油缸，所述温度传感器、所述压力传感器、所述气源、所述水源、所述油缸与所述plc控制器连接，所述罐体还包括上罐体1、下罐体2，所述上罐体1为底部通透的壳体，所述下罐体2为顶部通透的壳体，所述上罐体1与所述下罐体2相适配，所述上罐体1上设有吊耳，所述上罐体1底部外壁设有转动连接的固定环10，所述固定环10内壁底部设有齿环，所述下罐体2的顶部外侧边缘设有卡齿，所述卡齿与所述齿环相适配，所述下罐体2内部设有支架13，所述支架13上设有加工台，所述加工台上设有模具台12，所述模具台12的顶面设有抽气孔，所述抽气孔有多组，所述模具台12上设有真空袋11，所述抽气孔可对所述真空袋11进行抽真空操作，提高抽气效率，并使所述真空袋11均匀收缩，所述下罐体2的底部设有高温高压循环风机8、支撑机构，所述高温高压循环风机8的输出端向上且位于所述下罐体2内，所述高温高压循环风机8的输出端设有循环风箱，所述循环风箱的顶部和两侧通透，所述循环风箱的顶部设有冷却器14，所述下罐体2的内部还设有电加热管4，所述电加热管4有多组，所述下罐体2的侧壁
设有冷却进水口5、冷却出水口50、进气口3、排气口30、导热油进口6、导热油出口60、真空管7，所述冷却进水口5连接所述水源，所述冷却进水口5与所述冷却出水口50之间通过水管连接，所述水管穿过所述冷却器14，所述导热油进口6连接所述油缸，所述导热油进口6与所述导热油出口60之间通过油管连接，所述油管穿过所述加工台，所述进气口3连接所述气源，所述真空管7连接所述抽气孔，所述高温高压循环风机8、所述电加热管4与所述plc控制器连接。
27.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述上罐体1与所述下罐体2的内壁均设有隔温抗压层，提高保温效果，增强抗压强度，提高温度场均匀性，保证产品质量。
28.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述下罐体2的顶口边缘设有密封圈，所述密封圈可加强所述上罐体1与所述下罐体2之间的连接密闭性，增强密封效果和安全性，提高生产效率，降低能源消耗。
29.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述述固定环10上设有螺孔，所述螺孔内设有螺纹连接的固定栓101，所述固定栓101在所述固定环10内的一端设有压块，所述压块可增强所述固定栓101与所述上罐体1之间的摩擦力，加强固定效果，所述固定栓101的另一端设有转柄，可用于人力转动所述固定栓101，延长了旋转力矩，提高转动效率。
30.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述加工台底部设有镂空的支撑部，所述支撑部镂空可增大与空气的接触面积，提高热交换效率，进而提高生产效率，所述加工台顶部设有导热部，所述导热部可对所述模具台12进行导热，提高所述模具台12的导热效率。
31.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述油管盘绕设置在所述导热部的内部，可增大所述油管与所述导热部的接触面积，提高热传递效率，利于精细控制温度精度，提高温控效率。
32.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述真空管7上设有真空电磁阀，所述真空电磁阀与所述plc控制器连接，实现真空环境的电气自动化运行，便于控制加工流程。
33.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支撑机构为支腿，可对所述下罐体2进行支撑，结构简单，安装方便，所述支腿底部设有固定板，所述固定板上设有通孔，可将所述固定板与地面或预装位进行连接，通过螺栓进行固定，加强罐体直立的稳定性。
34.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述水管有三组，相连所述水管之间通过法兰连接，可根据需要方便地更换不同管径的水管，便于热压罐的维修维护，所述水管在所述冷却器14中盘绕设置，增大热交换面积，提高热交换效率。
35.本实用新型的工作原理：使用外部吊装机械钩挂吊耳，将上罐体1垂直提起，将铺贴好的制件材料放入真空袋11中，密封好真空袋11，将上罐体1落下扣合在下罐体2上，固定环10底部的齿环与下罐体2上的卡齿交错，上罐体1与下罐体2相扣合，使用固定栓101转动固定环10，使齿环与卡齿贴合，使上罐体1与下罐体2的连接固定，然后转动固定栓101，使其末端的压块压紧上罐体1，确保固定环10不会松动，利用外部抽气设备连接真空管7，打开真空电磁阀，通过模具台12上的抽气孔对真空袋11进行抽真空，启动高温高压循环风机8和电加热管4，使经加热的空气从循环风箱的侧壁开口进入，然后从顶部开口吹出，经过支架13及其上的加工台吹到罐体顶部，油缸对导热油进口6进行供导热油，导热油经油管从加工台中流过进行热交换，然后从导热油出口60流出，以此对罐体内进行加热升温，导热油可以提高加工台的升温速度，使真空袋11的顶部与底部加热速度基本保持一致，提高温控精度，保
障产品质量，如果温度过高，则可开启水源，使用冷却水进入冷却进水口5，使冷却水通过冷却器14内的水管，对经过冷却器14的空气进行降温，以此调节罐内温度，关闭排气口30，通过气源对进气口3送入空气，增大气压至热压加工需要的条件，通过开闭进气口3与排气口30进行气压调节，与此同时，使罐内温度也温定在工艺要求的水平，对制件材料进行热压处理，达到工艺要求的时间后，关闭电加热管4，停止加热，打开排气口30，对罐体内进行减压，通过冷却水带走热量从冷却出水口50流出，对罐内空气进行降温，并利用气源使空气在罐体内流通进行降温，待温度降至室温，停止高温高压循环风机8、气源、水源、油缸，反向旋转固定栓101，然后转动固定环10，使卡齿与齿环交错，起吊上罐体1，取出加工完成的制件。
36.本实用新型涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
37.本文中未详细说明的部件为现有技术。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。