用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，包含由若干个筒身拼装瓣组成的可拆卸/拼装的筒身、设置在可拆卸/拼装的筒身两端的两个由若干个封头拼装瓣组成的可拆卸/拼装的封头和设置在封头和筒身内部的若干个支撑架；所述可拆卸/拼装的封头的若干个封头拼装瓣顶端之间合围形成为一个极孔。本实用新型专利技术的结构巧妙，形成模块化工装，通过合理的组装制备可方便拆卸的模具，有效地减轻了模具的重量，大大提高了复合材料制品高温固化后的尺寸精度，可满足大尺寸无内衬复合材料贮箱的制造，运输也方便，利于重复利用，此外，该模具及设计方法还可推广到其它大型无内衬容器构件的制造，实用性强，值得推广。

【技术实现步骤摘要】
用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具
本技术属于复合材料成型领域，尤其涉及一种用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具。
技术介绍
随着航天事业的发展，空间运载任务需求不断扩大，高效航天运载器是航天领域迫切追求的目标，而航天器中用于贮存超低温液体推进剂的贮箱，其质量和体积在航天运载器中都占有极大的比例，是可重复使用飞行器的关键结构之一。目前，低温液体推进剂贮箱多采用金属材料制备，但由于金属贮箱的重量大，导致航天运载器的发射效率降低，发射成本提高。而纤维增强树脂基复合材料具有优异的轻质高强性能及热学性能，是制备超低温液体推进剂贮箱的首选材料之一。自20世纪90年代中期以来，美国国家航空航天局(NASA)就已经开始研发轻质高强超低温复合材料贮箱，并将此作为发展可重复使用运载火箭的关键技术，目前已成功将碳纤维增强树脂基复合材料应用于火箭和飞机等的液氧燃料贮箱上。而国内则处于刚刚起步阶段，对复合材料贮箱的研制还有很多问题亟待解决，其中，模具的合理设计就是难点问题之一。现有的以纤维增强树脂基复合材料作为缠绕层的压力容器，其成型形式包括含有内衬和不含内衬两种，针对含有内衬的压力容器，纤维根据一定的规则缠绕到内衬上，该内衬同时也起到了模具的作用；而针对无内衬复合材料制件，所采用模具主要有金属芯模、低熔点合金芯模、冲洗式芯模、组合装配式芯模、充气式芯模等。其中，金属芯模的精度高，稳定性好，但重量大，价格贵，脱模困难；低熔点合金可成型复杂形状，但制备困难，脱模环境要求高；冲洗式芯模脱模方便，但精度低，稳定性差；组合装配式芯模重量较轻，精度良好，但脱模周期较长；充气式芯模重量轻，脱模方便，但制备有一定难度，精度偏低。由于运载火箭复合材料低温贮箱的尺寸较大，贮箱外型尺寸精度有一定的要求，且内壁的洁净度要求很高，因此，对模具的要求更高，需要重量轻，成型精度高，脱模后无残留物的模具形式。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具。本技术具体是通过以下技术方案来实现的：用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，包含由若干个筒身拼装瓣组成的可拆卸/拼装的筒身、设置在可拆卸/拼装的筒身两端的两个由若干个封头拼装瓣组成的可拆卸/拼装的封头和设置在封头和筒身内部的若干个支撑架；所述可拆卸/拼装的封头的若干个封头拼装瓣顶端之间合围形成为一个极孔，所述极孔的大小设置为至少可将封头拼装瓣和筒身拼装瓣从极孔中取出。作为优选，所述封头拼装瓣和筒身拼装瓣的侧边缘和底边缘均设有凸起连接件，所述封头和筒身上各自相邻两拼装瓣之间均通过将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件连接起来而固定，所述封头和筒身之间，通过组成筒身的筒身拼装瓣底边缘与组成封头的封头拼装瓣底边缘的凸起连接件相连接固定，以连接形成整体模具。更优地，所述封头和筒身上各自的拼装瓣中均至少有两个相邻的拼装瓣的一侧设有斜面，且两斜面相邻设置，使得该两个相邻的拼装瓣的外表面为点接触以便于拆卸。进一步地，外表面为点接触的两个相邻的拼装瓣在内表面通过长螺栓将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件连接起来而固定。更优地，所述相邻两拼装瓣之间通过螺栓将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件连接起来而固定。作为优选，所有支撑架一端连接在一轴套，另一端插接在拼装瓣上进行固定，所述轴套中间，穿设有一中心转轴，所述中心转轴贯穿筒身和两个封头，并通过设置在封头上的盖板固定。更优地，所述封头拼装瓣和筒身拼装瓣内沿轴向均设有若干圈加强筋，所述加强筋上设有孔洞，所述支撑架的一端通过插入加强筋上的孔洞而插接到拼装瓣上。进一步地，所述封头拼装瓣和筒身拼装瓣内沿轴向均还设有1-5圈加强筋。本技术的有益效果是：本技术的结构巧妙，形成模块化工装，通过合理的组装制备可方便拆卸的模具，有效地减轻了模具的重量，大大提高了复合材料制品高温固化后的尺寸精度，可满足大尺寸无内衬复合材料贮箱的制造，运输也方便，利于重复利用，此外，该模具及设计方法还可推广到其它大型无内衬容器构件的制造，实用性强，值得推广。附图说明为了易于说明，本技术由下述的具体实施例及附图作以详细描述。图1为本技术的整体结构示意图；图2为封头结构示意图；图3为封头拼装瓣的结构示意图；图4为封头内部俯视图；图5为封头内支架俯视图；图6为筒身结构示意图；图7为筒身拼装瓣的结构示意图；图8为筒身内支架俯视图；图9为筒身和两个封头的连接结构示意图。具体实施方式如图1-9所示，用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，包含由若干个筒身拼装瓣1组成的可拆卸/拼装的筒身10、设置在可拆卸/拼装的筒身10两端的两个由若干个封头拼装瓣2组成的可拆卸/拼装的封头20和设置在封头20和筒身10内部的若干个支撑架3；所述组成所述可拆卸/拼装的封头10的若干个封头拼装瓣2顶端之间合围形成为一个极孔4，所述极孔4的大小设置为至少可将封头拼装瓣2和筒身拼装瓣1从极孔4中取出。所述封头拼装瓣2和筒身拼装瓣1的侧边缘和底边缘均设有凸起连接件5，所述封头20和筒身10上各自相邻两拼装瓣之间均通过将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件5连接起来而固定，所述封头20和筒身10之间，通过组成筒身10的筒身拼装瓣1底边缘与组成封头20的封头拼装瓣2底边缘的凸起连接件5相连接固定，以连接形成整体模具。所述封头20和筒身10上各自的拼装瓣中均至少有两个相邻的拼装瓣的一侧设有斜面6，且两斜面相邻设置，使得该两个相邻的拼装瓣的外表面为点接触以便于拆卸。外表面为点接触的两个相邻的拼装瓣在内表面通过长螺栓7将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件5连接起来而固定。所述相邻两两拼装瓣之间通过螺栓将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件5连接起来而固定。所有支撑架3一端连接在一轴套，另一端插接在拼装瓣上进行固定，所述轴套中间，穿设有一中心转轴8，所述中心转轴8贯穿筒身10和两个封头20，并通过设置在封头20上的盖板固定。所述封头拼装瓣2和筒身拼装瓣1内沿轴向均还设有若干圈加强筋9，所述加强筋9上设有孔洞，所述支撑架3的一端通过插入加强筋9上的孔洞而插接到拼装瓣上。所述封头拼装瓣2和筒身拼装瓣1内沿轴向均还设有1-5圈加强筋9。具体实施例：工装准备：针对筒身长为8m、直径为5m、封头为半球型、极孔直径为1m的无内衬复合材料贮箱，根据计算得出：两端封头及筒身段均分成16块分瓣，其中14块分瓣的规格一致，弧长约为0.98m，剩余两块分瓣为点接触形式，弧长约为0.99m，点接触处缺口为10cm；拼装瓣边缘凸起连接件厚3cm，深5cm，连接孔直径2cm；封头及拼装瓣内部加强筋宽7cm，厚7cm，中间设有边长为3cm，深3cm的正方孔，用于支撑支架，每个封头内设有两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，其特征在于，包含由若干个筒身拼装瓣组成的可拆卸/拼装的筒身、设置在可拆卸/拼装的筒身两端的两个由若干个封头拼装瓣组成的可拆卸/拼装的封头和设置在封头和筒身内部的若干个支撑架；所述可拆卸/拼装的封头的若干个封头拼装瓣顶端之间合围形成为一个极孔，所述极孔的大小设置为至少可将封头拼装瓣和筒身拼装瓣从极孔中取出。/n

【技术特征摘要】
1.用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，其特征在于，包含由若干个筒身拼装瓣组成的可拆卸/拼装的筒身、设置在可拆卸/拼装的筒身两端的两个由若干个封头拼装瓣组成的可拆卸/拼装的封头和设置在封头和筒身内部的若干个支撑架；所述可拆卸/拼装的封头的若干个封头拼装瓣顶端之间合围形成为一个极孔，所述极孔的大小设置为至少可将封头拼装瓣和筒身拼装瓣从极孔中取出。


2.根据权利要求1所述的用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，其特征在于，所述封头拼装瓣和筒身拼装瓣的侧边缘和底边缘均设有凸起连接件，所述封头和筒身上各自相邻两拼装瓣之间均通过将两个拼装瓣侧边缘上的凸起连接件连接起来而固定，所述封头和筒身之间，通过组成筒身的筒身拼装瓣底边缘与组成封头的封头拼装瓣底边缘的凸起连接件相连接固定，以连接形成整体模具。


3.根据权利要求2所述的用于大尺寸无内衬复合材料贮箱生产用的可重复使用模具，其特征在于，所述封头和筒身上各自的拼装瓣中均至少有两个相邻的拼装瓣的一侧设有斜面，且两斜面相邻设置，使得该两个相邻的拼装瓣的外表面为点接触以便于拆卸。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：童卫澄，刘新，童榆翔，
申请(专利权)人：江苏君澄空间科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32