一种纵向逆流横向热管调温的热压罐制造技术

本发明专利技术涉及一种纵向逆流横向热管调温的热压罐，以解决现有技术存在的难以有效控制超大型纵向非等厚

【技术实现步骤摘要】
一种纵向逆流横向热管调温的热压罐


[0001]本技术涉及领域为：针对超大型热压罐
(30
米以上
)
中的模具和产品在固化工艺的升温和降温阶段的温度不均匀性，所引起的产品固化程度不均匀和温差热应力，从而影响复合材料产品固化成型的质量和效率，提出一种纵向逆流横向热管调温的热压罐，应用于超大型复合材料机翼壁板产品，旨在有效控制产品升温和降温阶段长度方向上和宽度方向上的温度均匀性，提升产品固化成型的质量和效率
。

技术介绍

[0002]先进复合材料在航空制造业中的应用越来越广泛，主流的大型民用飞机中复合材料的用量超过了
20
％，飞机中复合材料的占比已经成为衡量飞机先进性的关键指标之一
。
[0003]超大型热压罐由于有效直径较大，有效长度较长，导致模具和产品在长度方向上和宽度方向上的传热效率差异均较大，在固化工艺的升温阶段将会在长度方向上的前部和宽度方向上的两端产生高温区，在长度方向上的后部和宽度方向上的中间产生低温区，在固化工艺的降温阶段则相反，将会在长度方向上的前部和宽度方向上的两端产生低温区，在长度方向上的后部和宽度方向上的中间产生高温区，造成升温和降温阶段长度方向上和宽度方向上的温度不均匀性，影响了超大型复合材料机翼壁板固化成型的质量和效率
。
[0004]目前，提高产品在热压罐内的温度均匀性的方法可以归为以下三类：
[0005](
一
)
局部强化传热
[0006]专利
CN104441698A
提出利用鼓风装置提高模具和产品后部低温区域流体的流速，对该区域的传热进行强化，进而使热压罐内产品温度场均匀
。
[0007](
二
)
局部直接补热
[0008]专利
CN101962708A
提出多温区均温性控制系统，其控制系统包括多个温控仪
、
多个功率调节器和均温巡检仪，根据均温巡检仪的检测信号对各温控仪和各功率调节器进行调节，从而保证退火炉内产品温度场均匀
。
[0009]专利
CN107354409A
提出利用微波进行局部的温度补偿，设置有吸波材料的区域为采用有限元分析模型和方法而得到的产品和
/
或模具上的低温区域或与低温区域上下相应的区域，从而保证热压罐内产品温度场均匀
。
[0010](
三
)
优化升温方式
[0011]专利
CN104046770A
提出采取预热段
、
加热
I
段
、
加热
II
段以及均热段等多步升温的方式对产品进行均温性控制，来提升加热炉内产品温度场均匀性
。
[0012]通过上述背景介绍可知，专利
CN104441698A
主要是通过局部强化传热的方式提高产品温度均匀性，专利
CN101962708A
和专利
CN107354409A
主要是通过局部直接补热的方式来提高产品温度均匀性，专利
104046770A
主要是通过优化升温方式来提高产品温度均匀性
。
然而，对于超大型复合材料机翼壁板成型而言，机翼壁板的异形几何结构导致与热压罐内风道热空气换热不均匀，同时受超大型复杂模具工装结构温度场不均匀的热传导影响，产品升温和降温阶段长度方向上和宽度方向上的温度不均匀不可避免，难以仅通过改善流
体温度均匀性
、
局部强化传热或局部直接补热而有效
、
方便地控制升温和降温阶段产品的温度均匀性
。
此外，专利
CN104046770A
通过优化升温方式的方法有一定局限性，将导致生产效率的降低
。
[0013]综上所述，目前尚缺乏针对超大型复合材料机翼壁板成型全过程中产品温度场均匀性有效控制的方法
。
[0014]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0015]本公开的目的在于：解决超大型复合材料机翼壁板固化成型产品纵向
(
即长度方向
)
温度均匀性的问题
。
解决超大型复合材料机翼壁板固化成型产品横向
(
即宽度方向
)
温度均匀性的问题
。
[0016]根据本公开的一个方面，提供一种纵向逆流横向热管调温的热压罐，包括所述热压罐为
30
米以上长型热压罐，长型热压罐包括罐门
、
外筒体
、
内筒体
、
加热器
、
中间隔板
、
框架式模具
、
工装小车
、
风机和冷却换热器，罐门能够封闭所述外筒体，使得外筒体内为封闭内腔；所述内筒体位于外筒体的内腔中，且外筒体与内筒体之间具有环形间隙，并作为风道；所述内筒体内为长型加热腔；
[0017]所述工装小车用于承载框架式模具，所述框架式模具用于承载长型待加热工件，且长型待加热工件
、
框架式模具以及工装小车整体位于所述长型加热腔中；
[0018]所述中间隔板设置在外筒体内，将所述内腔以及长型热压罐分隔为左部和右部，且所述中间隔板将内筒体和外筒体均分隔为左右两部分，所述长型加热腔分隔为左腔和右腔，所述环形间隙被分隔为左右半环风道；
[0019]所述中间隔板的中部具有开口，所述开口轮廓与长型待加热工件
、
框架式模具以及工装小车整体的轮廓适配，长型待加热工件
、
框架式模具以及工装小车在加热时整体的位于所述中间隔板的开口位置，且整体的左半侧处于所述左腔中，整体的右半侧位于所述右腔中；
[0020]所述内腔的封头端设置有至少两个加热器，且分别设置在左腔和右腔中，用于对循环气流加热；所述内筒体对应封头一端对应左腔和右腔分别设置有左右冷却换热器，冷却换热器用于降温时对循环气流进行冷却；每个冷却换热器设置有左右风机，风机工作时，左腔一端
、
左冷却换热器
、
左风机
、
左半环风道
、
左腔另一端形成第一循环气流，右腔一端
、
右冷却换热器
、
右风机
、
右半环风道
、
右腔另一端形成第二循环气流，第一循环气流和第二循环气流均贴着隔板，且左
、
右风机的抽吸使得第一循环气流和第二循环为逆流向；
[0021]所述框架式模具为金属材质，所述框架式模具具有型板
、
边框
、
和支撑框架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纵向逆流横向热管调温的热压罐，其特征在于，包括所述热压罐为
30
米以上长型热压罐，长型热压罐包括罐门
、
外筒体
、
内筒体
、
加热器
、
中间隔板
、
框架式模具
、
工装小车
、
风机和冷却换热器，罐门能够封闭所述外筒体，使得外筒体内为封闭内腔；所述内筒体位于外筒体的内腔中，且外筒体与内筒体之间具有环形间隙，并作为风道；所述内筒体内为长型加热腔；所述工装小车用于承载框架式模具，所述框架式模具用于承载长型待加热工件，且长型待加热工件
、
框架式模具以及工装小车整体位于所述长型加热腔中；所述中间隔板设置在外筒体内，将所述内腔以及长型热压罐分隔为左右两部分，且所述中间隔板将内筒体和外筒体均分隔为左右两部分，所述长型加热腔分隔为左腔和右腔，所述环形间隙被分隔为左右半环风道；所述中间隔板的中部具有开口，所述开口轮廓与长型待加热工件
、
框架式模具以及工装小车整体的轮廓适配，长型待加热工件
、
框架式模具以及工装小车在加热时整体的位于所述中间隔板的开口位置，且所述整体的左半侧处于所述左腔中，整体的右半侧位于所述右腔中；所述封闭内腔的封头端设置有至少两个加热器，且分别设置在左腔和右腔中，用于对循环气流加热；所述内筒体对应左腔和右腔分别设置有左右冷却换热器，冷却换热器用于降温时对循环气流进行冷却；每个冷却换热器设置有左右风机，风机工作时，左腔一端
、
左冷却换热器
、
左风机
、
左半环风道
、
左腔另一端形成第一循环气流，右腔一端
、
右冷却换热器
、
右风机
、
右半环风道
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭周超，王静，何涛，
申请(专利权)人：中航工程集成设备有限公司，
类型：发明
国别省市：