CN103221203B - 用于加热待修复的合成材料区域的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加热待修复的合成材料区域（1）的方法，其中主加热垫（3）位于待修复区域上，一个或多个附属加热垫（7、9）位于所述主加热垫（3）的外围。

Description

用于加热待修复的合成材料区域的方法

技术领域

本申请涉及对合成材料进行修复的领域，特别用于航空领域。

背景技术

对由合成材料制成的组件或部分组件进行修复是必要的，例如用于飞行器发动机舱的内部固定结构（IFS）：这些结构确实会经受退化，该退化可能特别是由过热、在飞行期间或同时接受维护时（例如，工具的掉落）受到投射物的撞击而造成的。

合成部件的修复，由通过固化嵌入至聚合树脂中的纤维形成，需要升高温度，通常在190°C区域内。

这种温度的上升，能够使合成板层的树脂液化和聚合，从而用于修复有问题的部件。

典型地，为了局部提高待修复部件的温度，使用加热垫，这就是说，嵌在硅胶垫中的电阻网：这例如包含于在先申请EP1962562的教导中。

这些电阻连接至电流，该电流通过使用在待加热区域附近的一个或多个热电偶来调节。

在实践中，具有两个最主要的缺点：一方面，很难在整个待修复的表面上获得温度分布的均匀化，另一方面，需要相当长的时间使该表面的某些点的温度达到稳定。

发明内容

本发明的特别目的是克服这些缺陷。

本发明目的的实现是通过一种用于加热待修复的合成材料区域的方法，其中，一个主加热垫位于待修复区域上，并且，一个或多个附属加热垫位于围绕所述主加热垫的外围并以使它们与该主垫的边缘相邻的方式设置。

因此，通过使用这种特定的排列，能够补偿在主加热垫的外围的热损失，并因此在被主加热垫的结构覆盖的整个区域获得温度的快速稳定。

在优选的方式中，至少一个热电偶位于每个主垫或附属垫的下方，并且每个垫的电源供给被持续地和独立地控制，以获得在被主加热垫覆盖的表面区域的整个范围上对温度所需的均匀化和快速稳定性。

在进一步优选的方式中，其中，用于控制附属加热垫的热电偶位于这些附属加热垫与主加热垫的连接部附近，这些热电偶被赋予设定值，能够优化主加热垫下的温度分布。

在可选基础上，可以考虑将导热板设置成使其跨越附属垫与中心垫的连接部，以提高主加热垫下在附属垫作用下的温度的均匀化。

附图说明

本发明的附加特征和优势将通过阅读下面描述并检验附图来显现，其中：

-图1是现有技术的位于待修复的合成材料区域的加热垫的横向截面图，

-图2是图1的组件的顶部视图，

-图3示出了在覆盖有图1和图2中所示的加热垫的结构的多个位置，所测量出的随时间变化的温度的图表，

-图4示出了涉及图1和2所示的加热垫的中心的结构上的温度分布的图表，

-图5至图8分别与图1至图4相似，对于根据本发明的方法，一方面用于主加热垫，另一方面用于附属加热垫，

-图9示出了与根据本发明的方法一致的主加热垫周围的附属加热垫的特别定位，并且

-图10示出了覆盖有图9中的主加热垫的结构的部件的温度分布。

在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的构件或构件组。

具体实施方式

现参照图1和图2，其中示出了一种由合成材料1制成的较早的部件，根据本说明书在前文中已经指出的通常规则，其上设有加热垫3，用于在部件1上进行局部修复。

由合成材料1制成的部件是由碳纤维或其他材料制成的，被嵌入在聚合树脂块中。

该加热垫3通常包括嵌在硅胶垫块中的电阻网，该电阻网能够通过电连接接头5由电流源供电。

电子控制装置（在附图中未示出）给连接接头5输送电流，该电子控制装的电源一方面由操作者对加热垫3的温度设定值来决定，另一方面，由分布在待加热表面附近的一个或多个热电偶所测量的实际温度值来决定。

如其本身已知的，通过这些热电偶对温度的实际测量（通过一个或多个反馈循环），允许用于调节由电子装置向连接接头5输送电流的电源。

如本说明书前文所述，加热垫的缺点如上面所述，一方面在于，在获得爬升梯度并且达到目标温度水平并在维持所选控制点的情况下，需要花费一定量的时间来使另一个测量点的温度达到稳定，并且另一方面，在达到该稳定的情况下，在待修复表面上显著地缺乏温度的均匀化。

特别如图3所示，其中示出了加热垫3的温度增长曲线，通过如图2所示分布的多个热电偶TC1至TC10测量：热电偶TC1至TC4位于加热垫3的角落区域，其他的热电偶TC5至TC10位于加热垫的更为中央区域。

图3一方面示出了在执行的实验条件下，在接近某些热电偶TC1至TC10的温度，对于达到稳定具有一些难度，即使在目标水平的60分钟后。

图3另一方面示出了，一旦温度达到稳定，在加热垫3的不同区域呈现出显著不同的温度：在加热垫的角落区域具有相对低的温度（在120°C到150°C之间），在加热垫的更为中央区域（TC5至TC10）具有相对高的温度（在160°C到195°C之间）。

这由图4中的图表证实，在该图表上，横坐标上显示距加热垫中心的测量距离，在本讨论的上下文中的，假定其具有大致正方形的形状，所测边长为500mm。

从图4可见，温度基本上对应于所需的温度设定值（即，190摄氏度）以对合成材料进行修复的唯一区域，是在加热垫的中央区域；该温度接着会继续逐渐降低并接近加热垫的边缘的温度。

为了克服这些缓慢稳定和温度分布不均的缺陷，下面根据本发明的方法，提出在所述“主”加热垫3的周围放置一个或多个“附属”加热垫。

这特别在图5和图6中示出，其中示出了两个附属加热垫7和9被放置在主加热垫3的两边，因此他们邻近主加热垫的边缘。

该附属加热垫7和9与主加热垫3具有相同的性质，因此特别包括连接接头11和13，为了用于为加热垫提供电源。

通过示例的方式，如果主加热垫3呈现出正方形，其边长测定为500mm，可以设想，每个附属垫7和9都具有大致长方形的形状，长测定为500mm，宽测定为200mm。

在理想的情况下，附属加热垫7和9的热电偶TC13至TC18以使得这些热电偶临近这些附属加热垫与主垫的连接区域的方式定位。

因此，一方面，利用这些热电偶TC13至TC18，以及另一方面，利用设置在主加热垫3的中央区域的一个或多个热电偶TC1至TC12，通过电子装置（未示出）为所有这些垫提供电源，在电子装置上，操作者设置了温度设定值（通常为如前面所述的190°C）。

具有上述描述的特定的设置，对于与用于具有单个加热垫3（图1至图4）的实验类似的电源条件，能够快速获得主加热垫3的温度稳定，如图7所示：从达到目标温度水平的那一刻起，所测得的覆盖有中央垫的表面区域的温度是稳定的，并且几乎没有发生任何变化。

如在图7的图表中进一步指出的，热电偶TC1至TC12在主加热垫3上展开，显示了强调显著均匀化的温度。

这在图8的图表中（与图4中的区域类似）得到确认：远离主加热垫3的中央的区域，值得注意的是，几乎没有温度的变化。

图9示出了根据本发明的特定的设置，其中附属加热垫7和9能够被设置在主加热垫3的两个邻近边缘上。

此外，可以在如前的设置中增加导热板15和17，从而在附属加热垫和主加热垫之间提供有热桥，因此促进在加热结构上温度分布的均匀化。

图10示出了在图9的区域X中测量得出的温度，与覆盖有主加热垫3的表面区域的左下象限相一致，特别在附属垫7和9的侧面设置：值得注意的是，这些温度相对于由操作者在主加热垫3上设定的190摄氏度的设定点温度具有极其轻微的变化。

很明显，应当指出的是，用于控制附属垫7和9和主加热垫3的控制点的温度的装置，被设计成以独立的方式控制这些温度：该装置不断地调节为附属垫7和9提供的电源，以这种方式确保在为这些垫选出的控制点上维持所需的温度设定点。

参照前面的描述可以理解，根据本发明的方法可以在主加热垫3上具有很少甚至只有一个单独的温度测量点，就能持续地补偿发生在主垫边缘区域的热损失，并因此，一方面获得在主垫下待修复区域的温度稳定的显著速度，另一方面，获得这些温度的高均匀化。

因此，附加在现有技术中的缺点可以以非常简单的方式解决。

当然可以理解的是，本发明并不局限于所描述的和示出的实施例，其仅作为简单示例提供。

Claims (4)

1.一种用于加热待修复的合成材料（1）的区域的方法，其中，将一个主加热垫（3）置于待修复区域上，并将一个或多个附属加热垫（7、9）置于所述主加热垫（3）的外围周围，且使所述附属加热垫（7、9）邻近所述主加热垫的边缘。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述主加热垫（3）和所述附属加热垫（7、9）的每一者的下方放置至少一个热电偶（TC1～TC18），所述热电偶被持续地和独立地控制，以在被所述主加热垫（3）覆盖的表面区域的整个范围内获得多个温度所需的稳定性的均匀化或快速变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，用于控制所述附属加热垫（7、9）的热电偶（TC13～TC18）被放置在这些附属加热垫与所述主加热垫（3）之间的连接部附近，这些热电偶被赋予能够优化所述主加热垫（3）下的温度分布的设定值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，设置横跨所述附属加热垫（7、9）与所述主加热垫（3）之间的连接部的导热板（17），以在所述附属加热垫（7、9）的作用下，改善所述主加热垫（3）下的温度的均匀化。