碳纖維復合材料熱壓罐結構
發布時間：2023-05-24 17:01瀏覽次數：
碳纖維復合材料熱壓罐結構
熱壓罐主要由罐門和罐體、加熱系統、風機系統、冷卻系統、壓力系統、真 空系統、控制系統、安全系統以及其他機械輔助設施等部分構成。在復合材料制品的固化工序中，根據工藝技術要求，完成對制品的真 空、加熱、加壓，達到使制品固化的目的。
如圖為熱壓罐系統示意圖
(1) 罐門和罐體 熱壓罐罐門用于零件進出熱壓罐體。罐門通常釆用液壓桿 由電腦進行控制開關門操作，且在發生緊急情況，保證人員和設備安全下，可手 動開門。罐門裝備耐高溫密封圈、保溫層護板和風道。
熱壓罐罐體內放置模具與零件，罐體應滿足足夠的耐溫性和保溫性以及足夠 的耐壓和密封。熱壓罐罐體通常為圓柱形，平臥在地基上。罐體內部帶有軌道， 將零件放置在小車上，小車在軌道上行駛，方便零件出入，軌道需安全可靠，能 承受最大裝載重量。罐體需滿足保溫要求和耐氣壓要求，此外罐體內需布置熱電 偶接口和真空接口。
(2) 加熱系統加熱系統主要用于罐內空氣或其他加熱介質的加熱，通過空 氣或其他加熱介質對模具和零件進行加熱。熱壓罐通常采用電加熱的加熱方式， 加熱元件管道材質通常為耐高溫、耐腐蝕材料，且要求有短路、漏電保護，加熱 系統加熱空氣，風機系統循環加熱模具和零件。
(3) 風機系統風機系統的作用是使熱壓罐內的空氣或其他加熱介質循環流 動，便于溫度的均勻分布，以及對模具與零件的均勻加熱。熱壓罐通常釆用內置 式全密封通用電機，放置于熱壓罐體的尾部，用于熱壓罐內空氣或其他加熱介質 的循環。風機必須能夠有效冷卻，且轉速可通過計算機控制變頻可調，根據固化 過程智能變速，還應該配有電機超溫自動保護并報警。
(4) 冷卻系統 冷卻系統通常分為兩路：一路用于罐內空氣的冷卻；另一路 用于風機等電機的冷卻。冷卻系統通常配備水冷卻塔與水泵，進水口有過濾裝置。 冷卻系統包括主冷和預冷，并可根據熱壓罐溫度狀態由計算機控制冷卻過程。換 熱器低點有排水裝置，能將換熱器內的余水排凈。
(5) 壓力系統 壓力系統用于罐內壓力的調節。壓力系統主要分為空氣壓 縮機、貯氣罐、壓力控制、補償系統以及壓力排放管路消聲裝置等部分。壓力 消聲應滿足相關工業噪聲規范和速率規范。壓力由計算機根據工藝需要自動控 制和補償。
(6) 真空系統 真空系統主要是對零件進行抽真空。復合材料固化時零件通 常由真空袋和密封膠帶密封在零件上，在零件固化前需要對真空袋和模具內的零 件進行抽真空，防止在零件固化過程中，進入空氣。在熱壓罐內壁布置自動抽真 空及真空測量管路，抽測分離，自動切斷。每條抽真空管路需配上一條通大氣管 路和樹脂收集器，樹脂收集器用來收集冷凝液化的樹脂，所有的真空管路都為不 銹鋼材質，通大氣功能可自動控制。每條真空管路都配備有真空軟管、快速接頭、 堵頭、模具真空嘴。真空度由計算機根據工藝程序自動控制，在工作時，當其中一根真空管出現漏氣時，由計算機控制自動關閉這根真空管，避免影響其他管路 的制件質量，其信息用數字和光柱顯示。真空泵放置在罐體旁邊與真空管路相連。
熱壓罐罐體內放置模具與零件，罐體應滿足足夠的耐溫性和保溫性以及足夠 的耐壓和密封。熱壓罐罐體通常為圓柱形，平臥在地基上。罐體內部帶有軌道， 將零件放置在小車上，小車在軌道上行駛，方便零件出入，軌道需安全可靠，能 承受最大裝載重量。罐體需滿足保溫要求和耐氣壓要求，此外罐體內需布置熱電 偶接口和真空接口。
(2) 加熱系統加熱系統主要用于罐內空氣或其他加熱介質的加熱，通過空 氣或其他加熱介質對模具和零件進行加熱。熱壓罐通常采用電加熱的加熱方式， 加熱元件管道材質通常為耐高溫、耐腐蝕材料，且要求有短路、漏電保護，加熱 系統加熱空氣，風機系統循環加熱模具和零件。
(3) 風機系統風機系統的作用是使熱壓罐內的空氣或其他加熱介質循環流 動，便于溫度的均勻分布，以及對模具與零件的均勻加熱。熱壓罐通常釆用內置 式全密封通用電機，放置于熱壓罐體的尾部，用于熱壓罐內空氣或其他加熱介質 的循環。風機必須能夠有效冷卻，且轉速可通過計算機控制變頻可調，根據固化 過程智能變速，還應該配有電機超溫自動保護并報警。
(4) 冷卻系統 冷卻系統通常分為兩路：一路用于罐內空氣的冷卻；另一路 用于風機等電機的冷卻。冷卻系統通常配備水冷卻塔與水泵，進水口有過濾裝置。 冷卻系統包括主冷和預冷，并可根據熱壓罐溫度狀態由計算機控制冷卻過程。換 熱器低點有排水裝置，能將換熱器內的余水排凈。
(5) 壓力系統 壓力系統用于罐內壓力的調節。壓力系統主要分為空氣壓 縮機、貯氣罐、壓力控制、補償系統以及壓力排放管路消聲裝置等部分。壓力 消聲應滿足相關工業噪聲規范和速率規范。壓力由計算機根據工藝需要自動控 制和補償。
(6) 真空系統 真空系統主要是對零件進行抽真空。復合材料固化時零件通 常由真空袋和密封膠帶密封在零件上，在零件固化前需要對真空袋和模具內的零 件進行抽真空，防止在零件固化過程中，進入空氣。在熱壓罐內壁布置自動抽真 空及真空測量管路，抽測分離，自動切斷。每條抽真空管路需配上一條通大氣管 路和樹脂收集器，樹脂收集器用來收集冷凝液化的樹脂，所有的真空管路都為不 銹鋼材質，通大氣功能可自動控制。每條真空管路都配備有真空軟管、快速接頭、 堵頭、模具真空嘴。真空度由計算機根據工藝程序自動控制，在工作時，當其中一根真空管出現漏氣時，由計算機控制自動關閉這根真空管，避免影響其他管路 的制件質量，其信息用數字和光柱顯示。真空泵放置在罐體旁邊與真空管路相連。
（7）控制系統熱壓罐控制系統分為兩部分：一部分是由計算機控制系統控 制裝置及數據采集，實現熱壓罐控制過程及互鎖保護，具有數據釆集、數字顯示、 存儲、打印等功能；另一部分是顯示屏控制，應有熱壓罐的壓力、真空、溫度等 的圖像顯示和數據顯示。主要的控制方式包括自動與手動控制（其中，自動控制 采用計算機控制，手動控制釆用觸摸屏控制，手動控制包括在計算機系統中，應 配有計算機控制與手動控制的切換裝置）和全自動控制。控制系統要求能夠對熱 壓罐的每一個元器件（包括所有的閥、電機、各類傳感器以及熱電偶）實現有效 的監控。可單獨對各種參數（溫度、壓力、真空、時間）進行快速設定和控制。 對各種參數進行實時監控并實時記錄和顯示。在運行過程中，用戶可以對參數進 行修改，可選定任意熱電偶作為控溫的熱電偶；可針對每一個單獨零件的實時工 藝參數進行打印，根據預設質量標準形成質量檢測報告，并進行存儲和打印。
（8）軟件 熱壓罐軟件主要具有以下特性。
① 釆用客戶端/服務器模式，支持多客戶端遠程監控。
② 能夠實現預完整性檢測，包括工件匹配檢測（工件信息輸入滿足要求，字 段重復和空白檢測）、工件附件檢測（同工件連接的熱電偶數目、真空管數目、真 空值是否同數據庫預設的相匹配）、真空檢測、探測頭讀值檢測及連接檢測；檢測 結果能夠記錄、存儲及形成報告打印。
③ 實現全部控制功能。
④ 實現設備溫度、壓力和真空的控制。
⑤ 能夠為操作人員、管理人員創建賬戶。
⑥ 為每個賬戶設定單獨的允許/限制權限。
⑦ 能夠跟蹤每個賬戶的登錄歷史記錄。
⑧ 可生成存取數據的檔案，實現數據和圖形的顯示及打印。數據記錄的內容 包括：操作者姓名、日期、罐內裝載產品的圖號、系列號等信息，以及與固化周 期有關的所有信息（如溫度、時間、真空、壓力、升降溫速率、罐溫）等。
⑨ 當運行到所設定的保護極限參數時，整個系統針對該項報警應具有自動切 斷保護功能。
⑩ 計算機軟件應有熱壓罐運行總工況圖；溫度、壓力、真空、水冷、加熱運 行工況圖；溫度、壓力、真空運行圖表。
?計算機系統配備網絡通信接口，用于廠房主控制室的計算機遠程讀取熱壓
罐運行工況參數。（8）軟件 熱壓罐軟件主要具有以下特性。
① 釆用客戶端/服務器模式，支持多客戶端遠程監控。
② 能夠實現預完整性檢測，包括工件匹配檢測（工件信息輸入滿足要求，字 段重復和空白檢測）、工件附件檢測（同工件連接的熱電偶數目、真空管數目、真 空值是否同數據庫預設的相匹配）、真空檢測、探測頭讀值檢測及連接檢測；檢測 結果能夠記錄、存儲及形成報告打印。
③ 實現全部控制功能。
④ 實現設備溫度、壓力和真空的控制。
⑤ 能夠為操作人員、管理人員創建賬戶。
⑥ 為每個賬戶設定單獨的允許/限制權限。
⑦ 能夠跟蹤每個賬戶的登錄歷史記錄。
⑧ 可生成存取數據的檔案，實現數據和圖形的顯示及打印。數據記錄的內容 包括：操作者姓名、日期、罐內裝載產品的圖號、系列號等信息，以及與固化周 期有關的所有信息（如溫度、時間、真空、壓力、升降溫速率、罐溫）等。
⑨ 當運行到所設定的保護極限參數時，整個系統針對該項報警應具有自動切 斷保護功能。
⑩ 計算機軟件應有熱壓罐運行總工況圖；溫度、壓力、真空、水冷、加熱運 行工況圖；溫度、壓力、真空運行圖表。
?計算機系統配備網絡通信接口，用于廠房主控制室的計算機遠程讀取熱壓
(9) 安全系統熱壓罐的安全系統應該包括以下幾個方面。
① 應具有超溫、超壓、真空泄漏、風機故障、冷卻水缺乏的自動報警、顯 示、控制功能。
② 能夠對溫度、真空、壓力、風機等的報警參數及保護極限參數進行設置， 當運行的程序數據指標超出設置的溫度或壓力時即報警，達到所設定的保護極限 參數時，整個系統針對該項報警應具有自動切斷保護功能。
③ 罐內未恢復到常壓時，罐門不能打開。
④ 熱壓罐頂部安裝安全閥，并在罐體明顯位置配備符合測量范圍的壓力表。
(10) 輔助設施 熱壓罐輔助設施主要包括罐內裝料的小車、相應的閥架、真 空用金屬軟管、貯氣罐、空壓機等。
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