一种复合材料结构修理用便携式增压装置及其使用方法制造方法及图纸

一种复合材料结构修理用便携式增压装置及其使用方法，涉及一种增压装置及其使用方法。充压气囊顶部球囊下端开口与底部连接环的内环采用颈式结构连接为一体，颈式结构环向内收100～150mm并进行刚度补强，满气状态充压气囊为截面呈Ω形的球体结构，真空吸盘自然状态为截面呈n形的环形结构，连接环的外环向下弯曲与真空吸盘顶部连接为一体，真空吸盘内表面为摩擦面，充压气囊设置充气阀，真空吸盘设置真空阀。修补材料铺贴后进行真空封装，将便携式增压装置底部覆盖其上，对真空吸盘抽真空，对充压气囊充气达到稳定的设定压力，加温固化。通过充压气囊与真空吸盘巧妙配合，用于复合材料结构修理提供补充压力和稳定的温度场，简单方便。简单方便。简单方便。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料结构修理用便携式增压装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种增压装置及其使用方法，尤其是一种复合材料结构修理用便携式增压装置及其使用方法，属于复合材料结构维修


技术介绍

[0002]复合材料因其优异的性能而被广泛应用于航空、航天、船舶、轨道交通等高新
，特别是在现代飞机设计上得到了广泛的应用，有效地减轻了飞机的结构重量。复合材料结构的性能对损伤的影响比较敏感，损伤主要是结构在使用过程中形成的，主要类型有冲击损伤(跑道沙石、鸟撞、工具掉落、碰撞等)、表面损伤(擦伤、划伤、分层等)以及由环境因素形成的损伤(表面氧化、分层蜂窝夹层脱胶、夹心腐蚀、表面鼓泡等)。复合材料结构可能出现一种甚至几种损伤形式的组合，而复合材料的修理问题是阻碍复合材料进一步发展应用的主要问题之一。
[0003]随着复合材料的使用比例大幅度提高,在飞机使用和运营过程中难免会遭受一些损伤，影响结构强度和飞行安全。因此，复合材料结构修理问题的重要性便凸现出来。目前国内外基于热压罐、烘箱等条件的复合材料结构的维修技术均达到了较高的技术水平，但为保证飞机的出勤率和使用效率，经常需要进行外场修理。外场修理主要是指携带修补材料、修补设备到机场针对复合材料在使用过程中受到的损伤进行修补。而外场保障设施条件有限，外场修理常常是在没有固定设施的场地上，在动力、电源和水源不足的条件下就地进行，是快速的、临时的和局部的修复，要求能迅速恢复到可执行下次任务的状态。在外场条件下，一般通过携带专用修补设备对损伤区提供连续的温度和真空压力保障，常用的有便携式热补仪,电热毯及修理工具包等。然而传统的复合材料修补设备仅能提供近似的真空压力(约0.8MPa左右)，温度也受外场环境影响较大，难以达到满足要求的稳定状态，经常导致修补压力不足、固化速率慢，从而产生孔隙、脱粘等缺陷，影响修补质量和效果，是目前复合材料快速修理工艺亟需突破的瓶颈。
[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种能够在外场条件下，为复合材料修理提供较高固化压力并有助于保障稳定温度场的辅助装置及其使用方法。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种复合材料结构修理用便携式增压装置及其使用方法，它通过截面呈Ω形球体的充压气囊与底部真空吸盘巧妙配合，用于复合材料结构修理用的提供真空压力以外的补充压力，同时可以提供均匀稳定的温度场，使用简单方便。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：
[0007]一种复合材料结构修理用便携式增压装置，包括整体成型的充压气囊以及真空吸盘，所述充压气囊采用柔性材料制成，顶部为下端开口的球囊，底部为连接环，所述球囊的开口与所述连接环的内环采用颈式结构连接为一体，所述颈式结构环向内收100～150mm，
在充满气状态下充压气囊为截面呈Ω形的球体结构，且颈式结构位置进行刚度补强使其在充压状态下能够维持原有的形状尺寸，所述真空吸盘采用与充压气囊相同或能够相容的柔性材料制成，在自然状态下为截面呈n形的环形结构，连接环的外环向下弯曲并与真空吸盘顶部中间位置连接为一体，真空吸盘的内表面为摩擦面，在充压气囊上设置有至少一个充气阀，在真空吸盘上设置有至少一个真空阀。
[0008]一种复合材料结构修理用便携式增压装置的使用方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：保持复合材料结构损伤区域及修补材料表面洁净，先将修补材料铺贴后进行真空封装，之后将便携式增压装置底部覆盖在其上；
[0010]步骤二：通过真空阀对真空吸盘进行抽真空，使真空吸盘牢固吸附固定在复合材料结构表面并罩住损伤区域，产生真空吸附力f
a
；
[0011]步骤三：通过充气阀对充压气囊进行充气至完全膨胀，充压气囊内表面承受充气压力f
b
，部分充气压力f
b
被真空吸附力f
a
平衡，由于颈式结构的刚度补强作用，充压气囊内部分充气压力f
b
转变为环向平衡的膜应力，通过膜应力对真空吸盘产生侧向拉力，并与真空吸盘两侧与复合材料结构表面之间的摩擦力F1及F2相互抵消，进一步提高真空吸盘的吸附力；
[0012]步骤四：对充压气囊持续充气逐步达到稳定的设定压力，之后关闭充气阀，对复合材料结构损伤区域或修补材料进行加温固化。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术可以在外场的简易条件即可实施增压，用于复合材料结构修理用的提供真空压力以外的补充压力，通过截面呈Ω形球体的充压气囊与底部真空吸盘巧妙配合，利用充压气囊的表面张力及真空吸盘与复合材料结构表面的摩擦力抵消充气压力，可以极大地提高充压能力，主要适用于平面或曲率较小的曲面工件，如果是大曲面工件，可在真空吸盘周围粘贴密封胶条保证密封以适应工件轮廓，保证修补材料的固化或胶接过程具有足够的压力，在原有真空压力的基础上，最大限度地减少胶接界面、层压板内的孔隙以及分层现象，有助于解决复合材料结构外场维修的压力不足、内部质量差的问题，保证固化和胶接质量，同时可以提供均匀稳定的温度场，减少环境影响，可以折叠重复使用，便于与常备的修理包相结合进行收纳携带，扩展修理包功能，提高复合材料结构修理效率和维修质量，对飞机外场修理的高效率、低成本、快固化具有重要意义。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的便携式增压装置在充气前的结构示意图；
[0015]图2是图1的剖视图；
[0016]图3是本专利技术的便携式增压装置在真空吸盘工作状态下的剖视图；
[0017]图4是图3的局部放大图；
[0018]图5是本专利技术的便携式增压装置使用状态示意图；
[0019]图6是图5的局部放大图；
[0020]图7是本专利技术的便携式增压装置的轴测图；
[0021]图8是本专利技术将充压气囊采用另一种形状后的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]如图1～图2和图7所示，一种复合材料结构修理用便携式增压装置，包括整体成型的充压气囊1以及真空吸盘2，所述充压气囊1其结构尺寸由需加压零件的尺寸决定，最好大于需加压零件20～30mm以上，应采用光顺的回转体，采用柔性材料制成，比如橡胶材料，尤其是纤维增强体的橡胶，也可以是能够承受相应气压的其它柔性材料，顶部为下端开口的球囊1
‑
1，底部为连接环1
‑
2，所述球囊1
‑
1的开口与所述连接环1
‑
2的内环采用颈式结构1
‑
3连接为一体，所述颈式结构1
‑
3环向内收100～150mm，在充满气状态下充压气囊1为截面呈Ω形的球体结构，且颈式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料结构修理用便携式增压装置，其特征在于：包括整体成型的充压气囊(1)以及真空吸盘(2)，所述充压气囊(1)采用柔性材料制成，顶部为下端开口的球囊(1
‑
1)，底部为连接环(1
‑
2)，所述球囊(1
‑
1)的开口与所述连接环(1
‑
2)的内环采用颈式结构(1
‑
3)连接为一体，所述颈式结构(1
‑
3)环向内收100～150mm，在充满气状态下充压气囊(1)为截面呈Ω形的球体结构，且颈式结构(1
‑
3)位置进行刚度补强使其在充压状态下能够维持原有的形状尺寸，所述真空吸盘(2)采用与充压气囊(1)相同或能够相容的柔性材料制成，在自然状态下为截面呈n形的环形结构，连接环(1
‑
2)的外环向下弯曲并与真空吸盘(2)顶部中间位置连接为一体，真空吸盘(2)的内表面为摩擦面，在充压气囊(1)上设置有至少一个充气阀(3)，在真空吸盘(2)上设置有至少一个真空阀(4)。2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构修理用便携式增压装置，其特征在于：所述充气阀(3)连接设置有气压表，所述真空阀(4)连接设置有真空表。3.根据权利要求1或2所述的一种复合材料结构修理用便携式增压装置，其特征在于：所述充压气囊(1)的颈式结构(1
‑
3)位置通过连续纤维或金属环进行刚度补强。4.根据权利要求1所述的一种复合材料结构修理用便携式增压装置，其特征在于：所述充压气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天祺，乔天骄，成孝哲，
申请(专利权)人：上海晟纤复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：