[發明專利]用于復合材料構件損傷快速修復的裝置及方法

在審

• 申請號: 202011107249.4
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112356466A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 孫曉峰;王亞南;李占明;宋巍;徐波;王瑞;鄭炳金;趙華星;朱乃姝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院;國營蕪湖機械廠;上海航翼高新技術發展研究院有限公司
• 主分類號: B29C73/10
• 分類號: B29C73/10;B29C73/12;B29C73/34;B29C35/08
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 牛芳玲

本發明涉及復合材料構件修復技術領域，尤其涉及一種用于復合材料構件損傷快速修復的裝置及方法，該裝置包括：微波發生器、柔性波導管、微波輻射器和溫度檢測裝置；微波發生器包括電源、磁控管輸出功率控制器和磁控管，磁控管輸出功率控制器通過電源與磁控管連接；微波輻射器包括連接基座、微波擴散罩和微波防漏器，連接基座通過柔性波導管連接磁控管，且微波防漏器通過微波擴散罩與連接基座連接；溫度檢測裝置安裝在微波擴散罩內，且溫度檢測裝置與磁控管輸出功率控制器通信連接；從而能夠方便的實現上述裝置的分體布置，提高了該裝置的修復應用場景；且利用微波防漏器能夠防止微波泄漏，從而避免了微波泄漏對操作人員造成的健康損害。

技術領域

本發明屬于復合材料構件修復技術領域，特別是涉及一種用于復合材料構件損傷快速修復的裝置及方法。

背景技術

目前復合材料由于其重量輕和強度大的優點而在軍事裝備中得到了廣泛的應用。各種武器裝備(如各種導彈和軍用飛機)都大量采用先進復合材料，并且逐步向主承力結構上發展以代替重量大的金屬，以此降低本身重量來增加用于戰斗的載荷。例如坦克的裝甲已經發展成鋁合金裝甲和復合裝甲，其中輕質合金材料和復合材料是重要的組成部分。在訓練或戰時，裝備及零部件經常會出現劃傷、裂紋、斷裂、撕裂、穿孔等損傷現象，嚴重影響裝備的使用性能及戰斗性能。由于輕質合金和復合材料的損傷修復不同于鋼質零部件的修復，而目仍缺乏有效的技術手段對其進行快速修復，從而嚴重制約了這些裝備作戰和保障能力的發揮。利用聚合物基復合材料對損傷裝備及其零部件進行粘結、粘貼、堵漏等，是戰場搶修中應用最多、最普遍、最有效、最便捷的方法。但聚合物基復合材料在使用過程中，大多需要施加外界條件才能使其固化，達到使用要求。常用的方法有電熱毯加熱(加熱、加壓)、紫外光輻射等，這些方法雖然各具特點，但也存在各自的缺點和不足，難以滿足戰場條件下損傷快速修復的要求。如高溫固化現場無加熱設備，且需較長時間；室溫固化不僅時間更長，而且犧牲了粘結強度；使用快速固化劑不僅犧牲粘結強度，而且材料的保質期短，不便儲藏和運輸，現場使用也極不方便。

微波作為一種全新的熱能技術，具有加熱速度快、加熱均勻、溫度可控、方便、無污染等優點，是近些年來一個很熱門的研究方向。利用微波快速固化復合材料貼片來修復裝備及零部件的損傷，是一項全新的技術，非常適用于戰場搶修。微波修復需要利用微波加熱設備實現，現有的復合材料構件修復微波加熱設備中，微波發生器產生的微波，需要經過微波輻射器作用于待修復的復合材料表面，由于武器設備待修復位置的空間多狹小，難以大型設備操作，因此存在現有微波加熱設備不能適用于空間狹小位置的零部件修復的問題，嚴重制約設備的常用場景和修復范圍。此外，由于待修復零部件表面形狀、高低不一，微波加熱設備的微波輻射器與修復部位難以完全貼合，導致微波散發，使微波不能更多的作用于待修復部位。上述問題一方面降低了修復效率，更為重要的是，由于微波的泄漏會嚴重影響操作人員的身體健康；這些都是本領域技術人員所不希望見到的。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供了一種用于復合材料構件損傷快速修復的裝置及方法，以解決現有微波加熱設備由于設備尺寸問題影響修復適用場景以及微波泄漏的技術問題。

一種用于復合材料構件損傷快速修復的裝置，包括：微波發生器(1)、柔性波導管(2)、微波輻射器(3)和溫度檢測裝置(4)；

所述微波發生器(1)包括電源(11)、磁控管輸出功率控制器(12)和磁控管(13)，所述磁控管輸出功率控制器(12)通過所述電源(11)與所述磁控管(13)連接；

所述微波輻射器(3)包括連接基座(31)、微波擴散罩(32)和微波防漏器(5)，所述連接基座(31)通過所述柔性波導管(2)連接所述磁控管(13)，所述微波擴散罩(32)為錐形結構，且所述微波防漏器(5)通過所述微波擴散罩(32)連接所述連接基座(31)；

所述溫度檢測裝置(4)安裝在所述微波擴散罩(32)內，且所述溫度檢測裝置(4)與所述磁控管輸出功率控制器(12)通信連接。