[發明專利]一種具有梯度熱場的漸進式固化裝置及方法

有效

• 申請號: 202110595386.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113263756B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 吉少波;朱軍;胡國斌;譚鑫;李鳳珍;李杰
• 申請（專利權）人: 西安英利科電氣科技有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/54;B29C35/02;B29C35/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

一種具有梯度熱場的漸進式固化裝置，包括壓力罐、芯模、纏繞體、第一導熱油、第二導熱油、第一循環控溫裝置和第二循環控溫裝置；壓力罐內填充有第二導熱油，芯模浸沒在第二導熱油中，纏繞體纏繞設置在芯模上；芯模為中空密封芯模，芯模內設置有第一導熱油；第一循環控溫裝置與壓力罐內部連通，第二循環控溫裝置與芯模內部連通。本發明能使預浸膠布帶纏繞體的固化過程由內而外逐漸進行，樹脂中的揮發分都有機會和足夠的時間被抽出，借助壓力罐的壓力可使尚未固化的部分能夠及時的填充酚醛樹脂固化過程中的體積收縮，從而避免產品出現氣泡和分層的缺陷。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，特別涉及一種具有梯度熱場的漸進式固化裝置及方法。

背景技術

厚壁濕法布帶纏繞件在固化過程中極易出現層間開裂的問題，雖然之前有許多人專門對此進行研究，但仍沒有很好地解決。究其原因是火箭噴管和再入式彈頭的防熱結構都需要使用耐熱性和殘碳率較高的酚醛樹脂，由于固化過程中會有較大量的揮發性小分子產物釋放出來并裹挾樹脂一起流出，酚醛樹脂的體積會發生收縮，當采用等溫固化時纏繞體內外幾乎是同時進行固化的，部分揮發性小分子的逃逸通道可能會被周圍固化的樹脂封閉而形成氣泡，也可能會出現外側先行固化后不能向內收縮填充內側固化造成的收縮而出現分層；還可能因吸膠棉用的過多和工藝參數不當造成過多的膠液被吸出，導致因缺膠而出現分層。雖然人們也嘗試過采用由內而外加熱的芯模固化，也因為熱量在纏繞體上傳遞所消耗的時間遠小于固化反應需要的時間，而沒有實質效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有可控溫度梯度熱場的漸進式固化裝置及方法，以解決針對大型噴管擴散段因酚醛在固化過程中的收縮率較大和現有固化過程加熱方式存在的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種具有梯度熱場的漸進式固化裝置，包括壓力罐、芯模、纏繞體、第一導熱油、第二導熱油、第一循環控溫裝置和第二循環控溫裝置；壓力罐內填充有第二導熱油，芯模浸沒在第二導熱油中，纏繞體纏繞設置在芯模上；芯模為中空密封芯模，芯模內設置有第一導熱油；第一循環控溫裝置與壓力罐內部連通，第二循環控溫裝置與芯模內部連通。

進一步的，第一循環控溫裝置包括溫控器、第一油泵、儲液桶和儲能罐；儲液桶的底部連接出液管，出液管分為兩路，一路連接第一油泵，第一油泵連接溫控器，溫控器連接壓力罐底部；另一路分為三路，一路連接儲能罐，一路連接儲液桶頂部，另一路連接壓力罐頂部；第一油泵和溫控器之間的管路與連接壓力罐頂部的管路連通。

進一步的，第一油泵和儲液桶出液管之間設置有第二油泵和第一閥門。

進一步的，連接到儲能罐的管路上設置有高壓泵和單向閥；連接儲液桶頂部的管路上設置有穩壓閥；連接壓力罐頂部的管路上設置有第一閥門。

進一步的，第二循環控溫裝置包括溫控器、儲油槽、出油管和進油管；儲油槽設置在壓力罐外側；進油管的兩端分別連通芯模和儲油槽；出油管的兩端分別連通芯模和熱裝置儲油槽；溫控器設置在進油管上。

進一步的，進油管和出油管上均設置有油泵和抽油油泵。

進一步的，芯模的頂部采用吸膠棉包裹，并在最頂部設有抽氣管；芯模的下端設置有保溫材料；抽氣管上設置有真空泵和抽氣閥，抽氣閥另一端的管道與壓力罐內側相連。

進一步的，纏繞體外側包裹有耐熱塑料薄膜，芯模內設置油位傳感器。

進一步的，壓力罐頂部為半球形蓋門，半球形蓋門和壓力罐密封連接形成密封罐體。半球形蓋門與壓力罐之間設有密封圈。

進一步的，一種具有梯度熱場的漸進式固化方法，包括以下步驟：

將密封隔離處理好的纏繞體安置在壓力罐內，并關閉所有閥門給壓力罐加壓；