CN106042418B - 一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热隔膜成型用分级控制真空装置，包括主真空罐、第一真空管路、第二真空管路，第一真空管路和第二真空管路分别包含多个真空储罐、多个真空计、多个阀门和多段连接管，第一真空管路一端与热隔膜成型的工作台面相连，第一真空管路另一端连接至主真空罐的输出端，第二真空管路一端根据需要连接在固定热隔膜的框架上，用于准确控制双隔膜之间的真空度，第二真空管路另一端连接至主真空罐的输出端，所述的主真空罐的输入端连接至真空泵，通过分级控制两路真空系统的真空度，可实现符合热隔膜成型工艺要求的真空度工艺曲线。

Description

一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置

技术领域

本发明涉及热隔膜成型技术领域，具体涉及一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置。

背景技术

真空辅助成型工艺，广泛应用于复合材料热隔膜成型技术，并有广阔的应用市场。比如，连续纤维增强的树脂基复合材料具有高的比强度和比刚度，在航空航天、输油管道、高压容器、民用体育器材等领域具有越来越广泛的应用。热隔膜复合材料成型工艺可广泛用于航空航天、汽车、航海、电子电器、建筑、交通、运动器材等领域，随着复合材料工业对成型工艺产品的品质要求的不断提升，特别是对成型工艺的环保及成本方面的要求越来越高，这就促使要求生产工艺、产品质量的不断改进和升级，以保证产品具有极好的强度和刚性。真空辅助成型工艺，采用了真空辅助装置和加热装置，在真空加压过程中，如何严格控制真空度，影响预浸料的变形过程，影响到成型过程中纤维和树脂的流动、分配，这些因素严重影响到最终复合材料的性能和尺寸稳定性，因此需要一个能够精确控制真空度的真空辅助装置，避免成型过程中难以控制的压力变化。

然而目前复合材料热隔膜成型，尚无可以精确控制真空度的装置，难以控制模具区域的真空度，对于双层热隔膜的体系，也难以控制夹持预浸料的两层隔膜之间的真空度，导致成型过程工艺不可控、预浸料变形和滑移也难以控制，得到产品精度和合格率低。因此，有必要实现一种真空度精确可控并具有缓冲能力的热隔膜成型用分级压力控制真空装置，改善复合材料热隔膜成型工艺。

同时，不仅仅是对真空度要求较高的热隔膜成型系统，其它的真空辅助成型方法(VARI)如能更精确的控制成型区域的真空度，也有助于改善工艺性和优化工艺过程，提高产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置，用以解决现有真空装置无法精确控制真空度，导致成型过程工艺不可控、得到产品精度和合格率低的问题。

为实现上述目的，本发明具体技术方案如下：

一种热隔膜成型用分级控制真空装置，所述真空装置包括主真空罐、第一真空管路、第二真空管路，所述的第一真空管路和第二真空管路分别包含多个真空储罐、多个真空计、多个阀门和多段连接管，第一真空管路一端与热隔膜成型的工作台面相连，第一真空管路另一端连接至主真空罐的输出端，工作台面密布抽真空孔，台面底部为真空腔体，第二真空管路一端根据需要连接在固定热隔膜的框架上，用于准确控制双隔膜之间预浸料区的真空度，第二真空管路另一端连接至主真空罐的输出端，所述的主真空罐的输入端连接至真空泵，通过分阶段提高真空泵的真空度实现热隔膜成型模腔区和预浸料区真空度的分级控制。

第一真空管路包含两个真空储罐，所述的两个真空储罐一个为大容积储罐，另一个为小容积储罐。

第二真空管路分别包含两个真空储罐，所述的两个真空储罐一个为大容积储罐，另一个为小容积储罐。

主真空罐的容积为大容积储罐容积的3至10倍，大容积储罐的容积不小于小容积储罐容积的1.5倍。

通过分别控制第一真空管路和第二真空管路阀门的开合，实现对真空辅助成型模具内真空度的控制，从而达到满足工艺曲线要求的真空度。

对于单层热隔膜成型工艺，仅第一真空管路工作，第二真空管路不工作。

本发明方法具有如下优点：

本发明针对热隔膜成型对真空度精确和可控的要求，提出了一种分级真空装置，即通过两路真空系统和储气罐的设置使用，使工作台上的真空度和双层隔膜之间的真空度能够精确和有效控制，这种分级真空装置真空度控制准确，能够实现精确控制热隔膜成型工艺过程的真空度。

附图说明

图1本发明实施例的装置示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

请参考图1，一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置，包括主真空罐5、第一真空管路2、第二真空管路3，所述的第一真空管路2包含大容积储罐41和小容积储罐51以及多段连接管，所述的第二真空管路3包含大容积储罐42和小容积储罐52以及多段连接管，所述的大容积储罐41、大容积储罐42、小容积储罐51和小容积储罐52分别设置有一个真空计，第一真空管路2一端与热隔膜成型的工作台面11相连，所述工作台面11包含密布的抽真空孔15以及台面底部的真空腔体14，所述工作台面上方设置有模具16，第一真空管路2另一端连接至主真空罐5的输出端，第二真空管路3一端连接至连接在固定热隔膜的框架17上，连通夹持预浸料的两层隔膜中间的预浸料区13，所述下层热隔膜的下表面与工作台面11上表面及模具16上表面形成热隔膜成型模腔区18，所述上层热隔膜的上表面的上方为加热装置12，第二真空管路3另一端连接至主真空罐5的输出端，所述的主真空罐5的输入端通过阀门500连接至真空泵6。通过分阶段提高真空泵6的真空度和各阀门开关实现热隔膜成型模腔区18和预浸料区13真空度的分级控制。

小容积储罐51设置有输入阀门511和输出阀门512，小容积储罐52设置有输入阀门521和输出阀门522，大容积储罐41设置有输入阀门411和输出阀门412，大容积储罐42设置有输入阀门421和输出阀门422。

小容积储罐51和小容积储罐52，编号为A组，容积均为50L。

大容积储罐41和大容积储罐42，编号为B组，容积均为100L。

主真空罐5的容积为500L。

通过分别控制第一真空管路2和第二真空管路3阀门的开合，实现对热隔膜成型工作台面11和夹持预浸料的双层隔膜内预浸料区13的真空度控制，从而达到满足工艺曲线要求的真空度。

分10个段设定并控制储罐的阀门开闭，实现不同时段的阶梯真空度，具体控制过程如下：

准备阶段：开启真空泵6、阀门500、小容积储罐51输入阀门511、小容积储罐52输入阀门521、大容积储罐41输入阀门411、大容积储罐42输入阀门421，使得各个真空储罐都达到初始压力。所有储罐的输出阀门保持开启。

控制阶段：

(1)真空泵6的压力分10个段，真空度逐步提高，每个段持续1分钟。所有储罐的输出阀门保持开启。

(2)储罐输入阀门。A组储罐对应的阀门和B组储罐对应的阀门交替开启1分钟，具体过程为，A组小容积储罐51输入阀门511和小容积储罐52输入阀门521开启1分钟，随后关闭；上述阀门关闭的同时，B组大容积储罐41输入阀门411和大容积储罐42输入阀门421开启，随后关闭，为第2段；B组储罐对应输入阀门关闭的同时，A组小容积储罐51输入阀门511和小容积储罐52输入阀门521开启；如此反复循环。逢阀门关闭则计数1次，累积计数10次后工艺过程完成，关闭真空泵6和所有阀门。

实施例2

请参考图1，一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置，包括主真空罐5、第一真空管路2、第二真空管路3，所述的第一真空管路2包含大容积储罐41和小容积储罐51以及多段连接管，所述的第二真空管路3包含大容积储罐42和小容积储罐52以及多段连接管，所述的大容积储罐41、大容积储罐42、小容积储罐51和小容积储罐52分别设置有一个真空计，第一真空管路2一端与热隔膜成型的工作台面11相连，所述工作台面11包含密布的抽真空孔15以及台面底部的真空腔体14，所述工作台面上方设置有模具16，第一真空管路2另一端连接至主真空罐5的输出端，第二真空管路3一端连接至连接在固定热隔膜的框架17上，连通夹持预浸料的两层隔膜中间的预浸料区13，所述下层热隔膜的下表面与工作台面11上表面及模具16上表面形成热隔膜成型模腔区18，所述上层热隔膜的上表面的上方为加热装置12，第二真空管路3另一端连接至主真空罐5的输出端，所述的主真空罐5的输入端通过阀门500连接至真空泵6。通过分阶段提高真空泵6的真空度和各阀门开关实现热隔膜成型模腔区18和预浸料区13真空度的分级控制。

小容积储罐51设置有输入阀门511和输出阀门512，小容积储罐52设置有输入阀门521和输出阀门522，大容积储罐41设置有输入阀门411和输出阀门412，大容积储罐42设置有输入阀门421和输出阀门422。

小容积储罐51和小容积储罐52，编号为A组，容积均为35L。

大容积储罐41和大容积储罐42，编号为B组，容积均为70L。

主真空罐5的容积为350L。

通过分别控制第一真空管路2和第二真空管路3阀门的开合，实现对热隔膜成型工作台面11和夹持预浸料的双层隔膜内预浸料区13的真空度控制，从而达到满足工艺曲线要求的真空度。

分10个段设定并控制储罐的阀门开闭，实现不同时段的阶梯真空度，具体控制过程如下：

准备阶段：开启真空泵6、阀门500、小容积储罐51输入阀门511、小容积储罐52输入阀门521、大容积储罐41输入阀门411、大容积储罐42输入阀门421，使得各个真空储罐都达到初始压力。所有储罐的输出阀门保持开启。

控制阶段：

(1)真空泵6的压力分10个段，真空度逐步提高，每个段持续1分钟。所有储罐的输出阀门保持开启。

(2)储罐输入阀门。A组储罐对应的阀门和B组储罐对应的阀门交替开启1分钟，具体过程为，A组小容积储罐51输入阀门511和小容积储罐52输入阀门521开启1分钟，随后关闭；上述阀门关闭的同时，B组大容积储罐41输入阀门411和大容积储罐42输入阀门421开启，随后关闭，为第2段；B组储罐对应输入阀门关闭的同时，A组小容积储罐51输入阀门511和小容积储罐52输入阀门521开启；如此反复循环。逢阀门关闭则计数1次，累积计数10次后工艺过程完成，关闭真空泵6和所有阀门。

实施例3

请参考图1，一种热隔膜成型用分级压力控制真空装置，包括主真空罐5、第一真空管路2、第二真空管路3，所述的第一真空管路2包含大容积储罐41和小容积储罐51以及多段连接管，所述的第二真空管路3包含大容积储罐42和小容积储罐52以及多段连接管，所述的大容积储罐41、大容积储罐42、小容积储罐51和小容积储罐52分别设置有一个真空计，第一真空管路2一端与热隔膜成型的工作台面11相连，所述工作台面11包含密布的抽真空孔15以及台面底部的真空腔体14，所述工作台面上方设置有模具16，第一真空管路2另一端连接至主真空罐5的输出端，第二真空管路3一端连接至连接在固定热隔膜的框架17上，连通夹持预浸料的两层隔膜中间的预浸料区13，所述下层热隔膜的下表面与工作台面11上表面及模具16上表面形成热隔膜成型模腔区18，所述上层热隔膜的上表面的上方为加热装置12，第二真空管路3另一端连接至主真空罐5的输出端，所述的主真空罐5的输入端通过阀门500连接至真空泵6。通过分阶段提高真空泵6的真空度和各阀门开关实现热隔膜成型模腔区18和预浸料区13真空度的分级控制。

小容积储罐51设置有输入阀门511和输出阀门512，小容积储罐52设置有输入阀门521和输出阀门522，大容积储罐41设置有输入阀门411和输出阀门412，大容积储罐42设置有输入阀门421和输出阀门422。

小容积储罐51和小容积储罐52，编号为A组，容积均为65L。

大容积储罐41和大容积储罐42，编号为B组，容积均为130L。

主真空罐5的容积为1300L。

通过分别控制第一真空管路2和第二真空管路3阀门的开合，实现对热隔膜成型工作台面11和夹持预浸料的双层隔膜内预浸料区13的真空度控制，从而达到满足工艺曲线要求的真空度。

分10个段设定并控制储罐的阀门开闭，实现不同时段的阶梯真空度，具体控制过程如下：

准备阶段：开启真空泵6、阀门500、小容积储罐51输入阀门511、小容积储罐52输入阀门521、大容积储罐41输入阀门411、大容积储罐42输入阀门421，使得各个真空储罐都达到初始压力。所有储罐的输出阀门保持开启。

控制阶段：

(1)真空泵6的压力分10个段，真空度逐步提高，每个段持续1分钟。所有储罐的输出阀门保持开启。

(2)储罐输入阀门。A组储罐对应的阀门和B组储罐对应的阀门交替开启1分钟，具体过程为，A组小容积储罐51输入阀门511和小容积储罐52输入阀门521开启1分钟，随后关闭；上述阀门关闭的同时，B组大容积储罐41输入阀门411和大容积储罐42输入阀门421开启，随后关闭，为第2段；B组储罐对应输入阀门关闭的同时，A组小容积储罐51输入阀门511和小容积储罐52输入阀门521开启；如此反复循环。逢阀门关闭则计数1次，累积计数10次后工艺过程完成，关闭真空泵6和所有阀门。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种热隔膜成型用分级控制真空装置，所述真空装置包括主真空罐、第一真空管路、第二真空管路，其特征在于，所述的第一真空管路和第二真空管路分别包含多个真空储罐、多个真空计、多个阀门和多段连接管，第一真空管路一端与热隔膜成型的工作台面相连，第一真空管路另一端连接至主真空罐的输出端，工作台面密布抽真空孔，台面底部为真空腔体，第二真空管路一端根据需要连接在固定热隔膜的框架上，用于准确控制双隔膜之间预浸料区的真空度，第二真空管路另一端连接至主真空罐的输出端，所述的主真空罐的输入端连接至真空泵，通过分阶段提高真空泵的真空度实现热隔膜成型模腔区和双隔膜之间预浸料区真空度的分级控制，通过分别控制第一真空管路和第二真空管路阀门的开合，实现对真空辅助成型模具内真空度的控制，从而达到满足工艺曲线要求的真空度，第一真空管路包含两个真空储罐，所述的两个真空储罐一个为大容积储罐，另一个为小容积储罐，第二真空管路分别包含两个真空储罐，所述的两个真空储罐一个为大容积储罐，另一个为小容积储罐，主真空罐的容积为大容积储罐容积的3至10倍，大容积储罐的容积不小于小容积储罐容积的1.5倍。

2.根据权利要求1所述的热隔膜成型用分级控制真空装置，其特征在于，对于单层热隔膜成型工艺，仅第一真空管路工作，第二真空管路不工作。