碳纖維復(fù)合材料熱壓罐結(jié)構(gòu)
發(fā)布時(shí)間：2023-05-24 17:01瀏覽次數(shù)：
碳纖維復(fù)合材料熱壓罐結(jié)構(gòu)
熱壓罐主要由罐門和罐體、加熱系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、真 空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)以及其他機(jī)械輔助設(shè)施等部分構(gòu)成。在復(fù)合材料制品的固化工序中，根據(jù)工藝技術(shù)要求，完成對(duì)制品的真 空、加熱、加壓，達(dá)到使制品固化的目的。
如圖為熱壓罐系統(tǒng)示意圖
(1) 罐門和罐體 熱壓罐罐門用于零件進(jìn)出熱壓罐體。罐門通常釆用液壓桿 由電腦進(jìn)行控制開關(guān)門操作，且在發(fā)生緊急情況，保證人員和設(shè)備安全下，可手 動(dòng)開門。罐門裝備耐高溫密封圈、保溫層護(hù)板和風(fēng)道。
熱壓罐罐體內(nèi)放置模具與零件，罐體應(yīng)滿足足夠的耐溫性和保溫性以及足夠 的耐壓和密封。熱壓罐罐體通常為圓柱形，平臥在地基上。罐體內(nèi)部帶有軌道， 將零件放置在小車上，小車在軌道上行駛，方便零件出入，軌道需安全可靠，能 承受最大裝載重量。罐體需滿足保溫要求和耐氣壓要求，此外罐體內(nèi)需布置熱電 偶接口和真空接口。
(2) 加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)主要用于罐內(nèi)空氣或其他加熱介質(zhì)的加熱，通過空 氣或其他加熱介質(zhì)對(duì)模具和零件進(jìn)行加熱。熱壓罐通常采用電加熱的加熱方式， 加熱元件管道材質(zhì)通常為耐高溫、耐腐蝕材料，且要求有短路、漏電保護(hù)，加熱 系統(tǒng)加熱空氣，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)循環(huán)加熱模具和零件。
(3) 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的作用是使熱壓罐內(nèi)的空氣或其他加熱介質(zhì)循環(huán)流 動(dòng)，便于溫度的均勻分布，以及對(duì)模具與零件的均勻加熱。熱壓罐通常釆用內(nèi)置 式全密封通用電機(jī)，放置于熱壓罐體的尾部，用于熱壓罐內(nèi)空氣或其他加熱介質(zhì) 的循環(huán)。風(fēng)機(jī)必須能夠有效冷卻，且轉(zhuǎn)速可通過計(jì)算機(jī)控制變頻可調(diào)，根據(jù)固化 過程智能變速，還應(yīng)該配有電機(jī)超溫自動(dòng)保護(hù)并報(bào)警。
(4) 冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)通常分為兩路：一路用于罐內(nèi)空氣的冷卻；另一路 用于風(fēng)機(jī)等電機(jī)的冷卻。冷卻系統(tǒng)通常配備水冷卻塔與水泵，進(jìn)水口有過濾裝置。 冷卻系統(tǒng)包括主冷和預(yù)冷，并可根據(jù)熱壓罐溫度狀態(tài)由計(jì)算機(jī)控制冷卻過程。換 熱器低點(diǎn)有排水裝置，能將換熱器內(nèi)的余水排凈。
(5) 壓力系統(tǒng) 壓力系統(tǒng)用于罐內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)。壓力系統(tǒng)主要分為空氣壓 縮機(jī)、貯氣罐、壓力控制、補(bǔ)償系統(tǒng)以及壓力排放管路消聲裝置等部分。壓力 消聲應(yīng)滿足相關(guān)工業(yè)噪聲規(guī)范和速率規(guī)范。壓力由計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝需要自動(dòng)控 制和補(bǔ)償。
(6) 真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)主要是對(duì)零件進(jìn)行抽真空。復(fù)合材料固化時(shí)零件通 常由真空袋和密封膠帶密封在零件上，在零件固化前需要對(duì)真空袋和模具內(nèi)的零 件進(jìn)行抽真空，防止在零件固化過程中，進(jìn)入空氣。在熱壓罐內(nèi)壁布置自動(dòng)抽真 空及真空測(cè)量管路，抽測(cè)分離，自動(dòng)切斷。每條抽真空管路需配上一條通大氣管 路和樹脂收集器，樹脂收集器用來收集冷凝液化的樹脂，所有的真空管路都為不 銹鋼材質(zhì)，通大氣功能可自動(dòng)控制。每條真空管路都配備有真空軟管、快速接頭、 堵頭、模具真空嘴。真空度由計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝程序自動(dòng)控制，在工作時(shí)，當(dāng)其中一根真空管出現(xiàn)漏氣時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)關(guān)閉這根真空管，避免影響其他管路 的制件質(zhì)量，其信息用數(shù)字和光柱顯示。真空泵放置在罐體旁邊與真空管路相連。
熱壓罐罐體內(nèi)放置模具與零件，罐體應(yīng)滿足足夠的耐溫性和保溫性以及足夠 的耐壓和密封。熱壓罐罐體通常為圓柱形，平臥在地基上。罐體內(nèi)部帶有軌道， 將零件放置在小車上，小車在軌道上行駛，方便零件出入，軌道需安全可靠，能 承受最大裝載重量。罐體需滿足保溫要求和耐氣壓要求，此外罐體內(nèi)需布置熱電 偶接口和真空接口。
(2) 加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)主要用于罐內(nèi)空氣或其他加熱介質(zhì)的加熱，通過空 氣或其他加熱介質(zhì)對(duì)模具和零件進(jìn)行加熱。熱壓罐通常采用電加熱的加熱方式， 加熱元件管道材質(zhì)通常為耐高溫、耐腐蝕材料，且要求有短路、漏電保護(hù)，加熱 系統(tǒng)加熱空氣，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)循環(huán)加熱模具和零件。
(3) 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的作用是使熱壓罐內(nèi)的空氣或其他加熱介質(zhì)循環(huán)流 動(dòng)，便于溫度的均勻分布，以及對(duì)模具與零件的均勻加熱。熱壓罐通常釆用內(nèi)置 式全密封通用電機(jī)，放置于熱壓罐體的尾部，用于熱壓罐內(nèi)空氣或其他加熱介質(zhì) 的循環(huán)。風(fēng)機(jī)必須能夠有效冷卻，且轉(zhuǎn)速可通過計(jì)算機(jī)控制變頻可調(diào)，根據(jù)固化 過程智能變速，還應(yīng)該配有電機(jī)超溫自動(dòng)保護(hù)并報(bào)警。
(4) 冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)通常分為兩路：一路用于罐內(nèi)空氣的冷卻；另一路 用于風(fēng)機(jī)等電機(jī)的冷卻。冷卻系統(tǒng)通常配備水冷卻塔與水泵，進(jìn)水口有過濾裝置。 冷卻系統(tǒng)包括主冷和預(yù)冷，并可根據(jù)熱壓罐溫度狀態(tài)由計(jì)算機(jī)控制冷卻過程。換 熱器低點(diǎn)有排水裝置，能將換熱器內(nèi)的余水排凈。
(5) 壓力系統(tǒng) 壓力系統(tǒng)用于罐內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)。壓力系統(tǒng)主要分為空氣壓 縮機(jī)、貯氣罐、壓力控制、補(bǔ)償系統(tǒng)以及壓力排放管路消聲裝置等部分。壓力 消聲應(yīng)滿足相關(guān)工業(yè)噪聲規(guī)范和速率規(guī)范。壓力由計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝需要自動(dòng)控 制和補(bǔ)償。
(6) 真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)主要是對(duì)零件進(jìn)行抽真空。復(fù)合材料固化時(shí)零件通 常由真空袋和密封膠帶密封在零件上，在零件固化前需要對(duì)真空袋和模具內(nèi)的零 件進(jìn)行抽真空，防止在零件固化過程中，進(jìn)入空氣。在熱壓罐內(nèi)壁布置自動(dòng)抽真 空及真空測(cè)量管路，抽測(cè)分離，自動(dòng)切斷。每條抽真空管路需配上一條通大氣管 路和樹脂收集器，樹脂收集器用來收集冷凝液化的樹脂，所有的真空管路都為不 銹鋼材質(zhì)，通大氣功能可自動(dòng)控制。每條真空管路都配備有真空軟管、快速接頭、 堵頭、模具真空嘴。真空度由計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝程序自動(dòng)控制，在工作時(shí)，當(dāng)其中一根真空管出現(xiàn)漏氣時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)關(guān)閉這根真空管，避免影響其他管路 的制件質(zhì)量，其信息用數(shù)字和光柱顯示。真空泵放置在罐體旁邊與真空管路相連。
（7）控制系統(tǒng)熱壓罐控制系統(tǒng)分為兩部分：一部分是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控 制裝置及數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)熱壓罐控制過程及互鎖保護(hù)，具有數(shù)據(jù)釆集、數(shù)字顯示、 存儲(chǔ)、打印等功能；另一部分是顯示屏控制，應(yīng)有熱壓罐的壓力、真空、溫度等 的圖像顯示和數(shù)據(jù)顯示。主要的控制方式包括自動(dòng)與手動(dòng)控制（其中，自動(dòng)控制 采用計(jì)算機(jī)控制，手動(dòng)控制釆用觸摸屏控制，手動(dòng)控制包括在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng) 配有計(jì)算機(jī)控制與手動(dòng)控制的切換裝置）和全自動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)要求能夠?qū)?壓罐的每一個(gè)元器件（包括所有的閥、電機(jī)、各類傳感器以及熱電偶）實(shí)現(xiàn)有效 的監(jiān)控。可單獨(dú)對(duì)各種參數(shù)（溫度、壓力、真空、時(shí)間）進(jìn)行快速設(shè)定和控制。 對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并實(shí)時(shí)記錄和顯示。在運(yùn)行過程中，用戶可以對(duì)參數(shù)進(jìn) 行修改，可選定任意熱電偶作為控溫的熱電偶；可針對(duì)每一個(gè)單獨(dú)零件的實(shí)時(shí)工 藝參數(shù)進(jìn)行打印，根據(jù)預(yù)設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)形成質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，并進(jìn)行存儲(chǔ)和打印。
（8）軟件 熱壓罐軟件主要具有以下特性。
① 釆用客戶端/服務(wù)器模式，支持多客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)控。
② 能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)完整性檢測(cè)，包括工件匹配檢測(cè)（工件信息輸入滿足要求，字 段重復(fù)和空白檢測(cè)）、工件附件檢測(cè)（同工件連接的熱電偶數(shù)目、真空管數(shù)目、真 空值是否同數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)設(shè)的相匹配）、真空檢測(cè)、探測(cè)頭讀值檢測(cè)及連接檢測(cè)；檢測(cè) 結(jié)果能夠記錄、存儲(chǔ)及形成報(bào)告打印。
③ 實(shí)現(xiàn)全部控制功能。
④ 實(shí)現(xiàn)設(shè)備溫度、壓力和真空的控制。
⑤ 能夠?yàn)椴僮魅藛T、管理人員創(chuàng)建賬戶。
⑥ 為每個(gè)賬戶設(shè)定單獨(dú)的允許/限制權(quán)限。
⑦ 能夠跟蹤每個(gè)賬戶的登錄歷史記錄。
⑧ 可生成存取數(shù)據(jù)的檔案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖形的顯示及打印。數(shù)據(jù)記錄的內(nèi)容 包括：操作者姓名、日期、罐內(nèi)裝載產(chǎn)品的圖號(hào)、系列號(hào)等信息，以及與固化周 期有關(guān)的所有信息（如溫度、時(shí)間、真空、壓力、升降溫速率、罐溫）等。
⑨ 當(dāng)運(yùn)行到所設(shè)定的保護(hù)極限參數(shù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)針對(duì)該項(xiàng)報(bào)警應(yīng)具有自動(dòng)切 斷保護(hù)功能。
⑩ 計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)有熱壓罐運(yùn)行總工況圖；溫度、壓力、真空、水冷、加熱運(yùn) 行工況圖；溫度、壓力、真空運(yùn)行圖表。
?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配備網(wǎng)絡(luò)通信接口，用于廠房主控制室的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程讀取熱壓
罐運(yùn)行工況參數(shù)。（8）軟件 熱壓罐軟件主要具有以下特性。
① 釆用客戶端/服務(wù)器模式，支持多客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)控。
② 能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)完整性檢測(cè)，包括工件匹配檢測(cè)（工件信息輸入滿足要求，字 段重復(fù)和空白檢測(cè)）、工件附件檢測(cè)（同工件連接的熱電偶數(shù)目、真空管數(shù)目、真 空值是否同數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)設(shè)的相匹配）、真空檢測(cè)、探測(cè)頭讀值檢測(cè)及連接檢測(cè)；檢測(cè) 結(jié)果能夠記錄、存儲(chǔ)及形成報(bào)告打印。
③ 實(shí)現(xiàn)全部控制功能。
④ 實(shí)現(xiàn)設(shè)備溫度、壓力和真空的控制。
⑤ 能夠?yàn)椴僮魅藛T、管理人員創(chuàng)建賬戶。
⑥ 為每個(gè)賬戶設(shè)定單獨(dú)的允許/限制權(quán)限。
⑦ 能夠跟蹤每個(gè)賬戶的登錄歷史記錄。
⑧ 可生成存取數(shù)據(jù)的檔案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖形的顯示及打印。數(shù)據(jù)記錄的內(nèi)容 包括：操作者姓名、日期、罐內(nèi)裝載產(chǎn)品的圖號(hào)、系列號(hào)等信息，以及與固化周 期有關(guān)的所有信息（如溫度、時(shí)間、真空、壓力、升降溫速率、罐溫）等。
⑨ 當(dāng)運(yùn)行到所設(shè)定的保護(hù)極限參數(shù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)針對(duì)該項(xiàng)報(bào)警應(yīng)具有自動(dòng)切 斷保護(hù)功能。
⑩ 計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)有熱壓罐運(yùn)行總工況圖；溫度、壓力、真空、水冷、加熱運(yùn) 行工況圖；溫度、壓力、真空運(yùn)行圖表。
?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配備網(wǎng)絡(luò)通信接口，用于廠房主控制室的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程讀取熱壓
(9) 安全系統(tǒng)熱壓罐的安全系統(tǒng)應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面。
① 應(yīng)具有超溫、超壓、真空泄漏、風(fēng)機(jī)故障、冷卻水缺乏的自動(dòng)報(bào)警、顯 示、控制功能。
② 能夠?qū)囟取⒄婵?、壓力、風(fēng)機(jī)等的報(bào)警參數(shù)及保護(hù)極限參數(shù)進(jìn)行設(shè)置， 當(dāng)運(yùn)行的程序數(shù)據(jù)指標(biāo)超出設(shè)置的溫度或壓力時(shí)即報(bào)警，達(dá)到所設(shè)定的保護(hù)極限 參數(shù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)針對(duì)該項(xiàng)報(bào)警應(yīng)具有自動(dòng)切斷保護(hù)功能。
③ 罐內(nèi)未恢復(fù)到常壓時(shí)，罐門不能打開。
④ 熱壓罐頂部安裝安全閥，并在罐體明顯位置配備符合測(cè)量范圍的壓力表。
(10) 輔助設(shè)施 熱壓罐輔助設(shè)施主要包括罐內(nèi)裝料的小車、相應(yīng)的閥架、真 空用金屬軟管、貯氣罐、空壓機(jī)等。
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