CN103144861A - 基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机贮运箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于航空发动机贮运的贮运箱。基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机贮运箱，它包括箱体和箱盖，箱体内为用于贮运航空发动机的空腔，其特征在于：箱体的一侧（前后左右任意一侧）设有用于进出航空发动机的开口，箱盖与箱体活动连接；箱体内涂有胶衣层；箱体上设有充气接嘴，充气接嘴上拧有充气螺堵；充氮气时，充气接嘴与冲氮设备的充气管相连通。该航空发动机密封充氮贮运箱具有质量轻、防腐蚀、冲放氮易于操作的特点。

Description

基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机贮运箱

技术领域

本发明涉及一种用于航空发动机贮运的贮运箱。

背景技术

目前，广泛应用于航空发动机包装与贮运的箱，主要为钢制或钢架填充玻璃钢材料的包装箱，在运输过程中，向包装箱内腔中冲入氮气或放入氮气袋，达到保护发动机运输损伤。该类型的包装箱过重，造成运输不便和运输成本增加，同时在包装箱长期暴露在高盐雾、高温、高湿度等恶劣环境中，易造成包装箱腐蚀损坏，每年需要养护，造成成本高、经济性和可靠性差。因此，研究以多层玻璃纤维增强复合材料的高强度航空发动机密封冲氮贮运箱，设置冲氮设备，对于保持航空发动机保持出厂状态，促进航空工业的可持续发展，具有重要的意义。

到目前为止，本发明所述以多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封冲氮贮运箱，尚无相似报道，市场上也没有类似产品，因此本发明有效填补该领域空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，该航空发动机密封充氮贮运箱具有防腐蚀、冲放氮易于操作的特点。

本发明解决上述问题所采取的技术方案如下：一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，它包括箱体1和箱盖2，箱体1内为用于贮运航空发动机的空腔，其特征在于：箱体1的一侧（前后左右任意一侧）设有用于进出航空发动机的开口，箱盖2与箱体1活动连接；箱体1内涂有胶衣层11；箱体1上设有充气接嘴，充气接嘴上拧有充气螺堵；充氮气时，充气接嘴与冲氮设备的充气管相连通。

所述的箱体1包括复合毡层、芯材层、多轴布层；芯材层外依次设有多轴布层和复合毡层，芯材层内设有复合毡层。

所述的位于芯材层内侧的复合毡层的内侧面设有毡层12，毡层12的内侧面涂有胶衣层11。

所述箱体1的用于贮运航空发动机的空腔内的底部设有2条平行的轨道6，轨道6由螺栓固定在箱体1上。

所述箱盖2上设有小门4。

所述箱体1上设有箱体加强筋10。箱体加强筋10由第三复合毡层13、铁板加强筋14、第二芯材15组成，第三复合毡层13、铁板加强筋14、第二芯材15依次布置并成一体结构，第三复合毡层13与毡层12相接触，第二芯材15与第一复合毡层16相接触。

所述冲氮设备设置在箱体1内的空腔内（也可设置在箱体1外）。

所述胶衣层11的厚度为0.2-1.5mm。

所述箱体1上铺设有真空辅材。

以多层玻璃纤维布增强复合材料与纯高分子材料相比，有以下优越性：（1）弯曲、拉伸、强度等力学性能有很大程度提高；（2）介电常数减小，电气性能提高；（3），玻璃纤维布通过界面作用于基体树脂，使基体树脂的链运动受到一定阻碍，从而使复合材料的热稳定性提高，多层玻璃纤维布增强复合材料的耐热性能得到了提高；（4）耐水性优越。

本发明的有益效果是：本发明的航空发动机密封充氮贮运箱，箱体内涂有胶衣层，具有防腐蚀的特点；采用基于多层玻璃纤维布增强复合材料（即毡层、第一复合毡层、第一芯材层、多轴布层、第二复合毡层），具有质量轻、防腐蚀、养护容易的特点，消除了传统航空发动机包装箱过重、易腐蚀、难养护等缺陷；设置冲氮设备，冲放氮易于操作，为航空发动机运输与储存提供便利，降低成本。

附图说明

图1是本发明航空发动机密封充氮贮运箱的主视图（外视）。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的右视图。

图4是图1的左视图。

图5是图1中拿掉箱盖后的右视图（即箱体的右视图）。

图6是图5沿A－A线的剖视图。

图7是图5沿B－B线的剖视图。

图8是图5沿C－C线的剖视图。

图9是箱体加强筋的布置示意图。

图10是图9沿D－D线的剖视图。

图11是图9的E部剖视放大图。

图中：1-箱体，2-箱盖，3-支撑脚，4-小门，5-堆码器，6-轨道，7-挡板，8-扁铁，9-后支撑点备件，10-箱体加强筋，11-胶衣层，12-毡层，13-第三复合毡层，14-铁板加强筋，15-第二芯材，16-第一复合毡层，17-第一芯材层，18-多轴布层，19－第二复合毡层，20－卡扣。

具体实施方式

如图1－11所示，一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，它包括箱体1和箱盖2，箱体1内为用于贮运航空发动机的空腔，箱体1的一侧（前后左右任意一侧）设有用于进出航空发动机的开口（或称箱门口，开口与空腔相通），箱盖2与箱体1由卡扣20连接（箱体1的端口密封槽凹槽内安装上密封胶条，箱盖2位于箱体1的开口处，箱盖2与箱体1相盖时密封；卡扣20由搭扣及搭扣底座组成；打开卡扣20，箱盖2可与箱体1分离），箱体1的底面设有支撑脚3（为2个以上，本发明采用2个支撑脚3）；箱体1包括毡层12、第一复合毡层16、第一芯材层17、多轴布层18、第二复合毡层19，毡层12、第一复合毡层16、第一芯材层17、多轴布层18、第二复合毡层19从内至外依次布置并成一体结构，毡层12的内侧面涂有胶衣层11；箱体1上设有充气接嘴（充气接嘴与箱体1内的空腔相通），充气接嘴上拧有充气螺堵（也可采用充气接嘴上设控制阀）；充氮气时，充气接嘴与冲氮设备（如氮气瓶）的充气管相连通。

所述的第一复合毡层16为二层，多轴布层18为四层（其它层为一层）。

所述箱体1的用于贮运航空发动机的空腔内的底部设有2条平行的轨道6，轨道6由螺栓（或螺杆）固定在箱体1上（采用由螺栓固定，轨道6缷下、安装方便）。采用设2条平行的轨道6，使运送航空发动机密封充氮贮运箱的小车进出容易。

所述箱盖2上设有小门4[小门由铰链（合页2个）和门锁与箱盖相连]。

所述箱体1上设有箱体加强筋10。箱体加强筋10由第三复合毡层13、铁板加强筋14、第二芯材15组成，第三复合毡层13、铁板加强筋14、第二芯材15依次布置并成一体结构，第三复合毡层13与毡层12相接触，第二芯材15与第一复合毡层16相接触。

所述冲氮设备设置在箱体1内的空腔内（也可设置在箱体1外）。

所述胶衣层11的厚度为0.2-1.5mm（每平方米控制400-1200克，并在低温下固化，胶衣层的材料采用现有胶衣）。

所述箱体1上铺设有真空辅材。

所述箱体1的用于贮运航空发动机的空腔内设有挡板7、扁铁8、后支撑点备件9；挡板7由螺栓固定在箱体1的空腔内的底部靠近开口处，且位于2条平行的轨道6之间；扁铁8、后支撑点备件9分别由螺栓固定在箱体1的空腔内的侧壁上。

所述箱体1的顶面设有堆码器5。

所述毡层12的材料为毡布（玻璃纤维布和树脂）。第一复合毡层16、第二复合毡层19第三复合毡层13的材料为复合毡（玻璃纤维布和树脂）。第一芯材层17、第二芯材15的材料PVC。多轴布层18的材料为三轴布。

所述铁板加强筋14的材料为铁板。

所述胶衣层11的材料为胶衣（即胶衣树脂），本发明的胶衣层的材料可采用现有的产品。目前国内生产的胶衣树脂按基体树脂的类型可分为邻苯型、邻苯(新戊二醇型、间苯型、间苯)新戊二醇型和乙烯基酯型等；功能和用途又可分为制品胶衣、模具胶衣、阻燃胶衣、船用胶衣、高弹性胶衣、食品级胶衣等。胶衣树脂在品种和性能上的不断提升，使胶衣树脂的应用领域不断扩大。

上述一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱（箱体）的制备方法，它包如下步骤：

一）根据航空发动机型号，定制模具，并清理模具，备用；

二）裁剪；

三）胶衣喷射：

1、在模具内喷涂胶衣1、胶衣喷射之前应确保模具、工具、设备完好，空压机已放水并使用油水分离器；

2、根据箱体胶衣用量，称取适量胶衣于调配桶内，根据当时温湿度，添加一定比例促进剂，搅拌均匀；

3、使用水勺称取1kg调配桶内胶衣，根据当时温湿度，添加一定比例固化剂，搅拌均匀后倒入喷枪壶内使用；

4、胶衣喷涂过程中，喷枪应匀速平移，喷射距离为500-800mm；

5、当喷枪壶内胶衣余量较少时，另一人员重复（3)步骤，保证胶衣喷涂的连贯性，直至将模腔整体喷涂完毕。若调配桶内胶衣不足，按照步骤（2）酌量调配；

6、胶衣厚度控制在0.6-0.8mm，约每平方米700-900克胶衣；

7、胶衣喷涂结束后，待其固化至粘手而不沾手时方可进行后续工作。

四）在胶衣层上铺设一层玻璃纤维布，用树脂固定复合，形成毡层；

五）在固化后的毡层上铺设加强筋（箱体加强筋），并在加强筋上方加泡沫固定；

六）在泡沫上方铺设2-6层玻璃纤维布，树脂与其复合固化，形成第一复合毡层16；

七）在第一复合毡层上设芯材，形成第一芯材层17，在第一芯材层上设三轴布，形成多轴布层18，在多轴布层上铺设一层玻璃纤维布，树脂与其复合固化，形成第二复合毡层19；

八）铺设真空辅材，真空抽气、保压，安装冲氮设备；

1、真空辅材铺设：

表1

1）、脱模布铺设：裁剪好的脱模布，疏松铺设在第二复合毡层19上，使用喷胶局部固定；脱模布可褶皱但不可绷紧，脱模布边缘要超出布层20cm左右；

2）、导流网铺设：将导流网通体铺设于脱模布上，搭接1-2cm，边缘低于上端10-15cm；

3）、流道铺设,

铺设时用针线将缠绕管缝制在导流网上，盖子在缠绕管中心位置放上注胶底座，而箱体除在底部中心位置放上注胶底座外，每条缠绕管在中心线位置均放上一个注胶底座。

2、真空袋铺设:

表2

1）、在模具端口距布层10cm左右，环形闭合放置缠绕管，使用少量喷胶使脱模布包裹缠绕管；并在模具四周缠绕管上分别等距放置两个抽气三通，然后连接抽气管至真空泵；

2）、模具端口用抹布清理干净，在模具边缘粘贴一圈密封胶条，真空袋铺设时，预留足够面积使其覆盖整个模腔；将真空袋边缘与密封胶条粘紧密，不得出现折痕，如因需要打折时，需用密封胶条填充折子。

真空抽气、保压：

1）、开启真空泵，待模具中的真空度达到即可固定真空袋膜而袋膜又可以调节时，关闭抽气阀门，调整真空袋膜，使其无悬空、过紧的现象，然后开启抽气阀门；

2）、待真空度达到极限真空0.1MPa后，关闭抽气阀门，保压二十分钟，真空度大于0.08MPa方为合格。否则要对真空系统进行检漏、再次进行保压测试，直至符合要求。

3、真空注胶:

表3

1)、凝胶实验：注胶之前要根据当时的温湿度先进行凝胶实验，以确定当时的固化剂、促进剂的添加量；固化剂的添加应确保盖子的凝胶时间30-40min，箱体的凝胶时间60-80min。

2)、配胶：根据凝胶实验的结果配制树脂，树脂10kg一配，配制时先加促进剂，待其充分搅拌均匀后，加入固化剂，搅拌均匀；

3)、注胶：截取足够长度的注胶管，把一端先放进配好的树脂桶中，另一端距端口2cm左右缠上两三层密封胶条，缠好后插入注胶底座中，并同时用端口所缠的密封胶条密封，注胶口的插入顺序是先里后外，当第一个流道的树脂完全超过第二个流道，则可开启第二个流道，当开启第三个流道的时候需关闭第一个流道，依次类推，注胶管只需要保持两个在同时注胶。

注意事项：a.注胶过程中树脂要及时配制添加，要始终保持注胶桶内的树脂要多于1kg；

b.注胶桶内树脂每隔五分钟要轻微搅拌一会，防止固化剂在桶内沉降；

c.注胶过程中如发现真空袋膜有破损而漏气，则及时用密封胶条进行封堵。

4、固化：待模腔内产品所需的玻纤完全被树脂浸透后，关闭所有流道并停止注入树脂。树脂随后

将开始升温，待其放热峰过后温度降到40℃左右则关闭真空泵，撕掉真空辅材。

九）脱模，并进行表面处理、标记，成品如图1所示。

Claims (10)

1.一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，它包括箱体（1）和箱盖（2），箱体（1）内为用于贮运航空发动机的空腔，其特征在于：箱体（1）的一侧设有用于进出航空发动机的开口，箱盖（2）与箱体（1）活动连接；箱体（1）内涂有胶衣层（11）；箱体（1）上设有充气接嘴，充气接嘴上拧有充气螺堵；充氮气时，充气接嘴与冲氮设备的充气管相连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述的箱体（1）包括复合毡层、芯材层、多轴布层；芯材层外依次设有多轴布层和复合毡层，芯材层内设有复合毡层。

3.根据权利要求2所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述的位于芯材层内侧的复合毡层的内侧面设有毡层（12），毡层（12）的内侧面设有胶衣层（11）。

4.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述箱体（1）的用于贮运航空发动机的空腔内的底部设有2条平行的轨道（6），轨道（6）由螺栓固定在箱体（1）上。

5.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述箱盖（2）上设有小门（4）。

6.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述箱体（1）上设有箱体加强筋（10）。

7.根据权利要求6所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：箱体加强筋（10）由第三复合毡层（13）、铁板加强筋（14）、第二芯材（15）组成，第三复合毡层（13）、铁板加强筋（14）、第二芯材（15）依次布置并成一体结构，第三复合毡层（13）与毡层（12）相接触，第二芯材（15）与第一复合毡层（16）相接触。

8.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述冲氮设备设置在箱体（1）内的空腔内。

9.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述胶衣层（11）的厚度为0.2-1.5 mm。

10.根据权利要求1所述的一种基于多层玻璃纤维布增强复合材料的航空发动机密封充氮贮运箱，其特征在于：所述箱体（1）上铺设有真空辅材。

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