CN108548022A - 真空管道密封接头及数据线从热压罐引出并密封的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种真空管道密封接头及数据线从热压罐引出并密封的方法，真空管道密封接头包括第一密封接头、有孔硅橡胶棒、第二密封接头以及金属压块；第一密封接头与第二密封接头相连；第一密封接头和第二密封接头所形成的连接体内部设置有空腔，有孔硅橡胶棒以及金属压块均设置在第一密封接头和第二密封接头所形成的空腔中；第一密封接头、有孔硅橡胶棒、第二密封接头以及金属压块均设置有用于数据线贯穿的轴心孔。本发明提供了一种通过改造热压罐真空管道避免了改造热压罐罐体等主体结构、密封效果好以及有效确保数据传输的真空管道密封接头及数据线从热压罐引出并密封的方法。
Description
技术领域
本发明属于热压罐安全技术领域，涉及一种真空管道密封接头及数据线从热压罐引出并密封的方法。
背景技术
热压罐成型工艺是高质量复合材料制件生产的主要工艺，但复合材料热压罐固化过程中会因固化工艺、固化模具等因素的影响使制件内部产生孔隙和富脂等缺陷甚至发生回弹、翘曲等变形，影响制件成型质量和装配精度。为了解决这些问题，在复合材料制件热压罐成型过程中进行在线监测，实时采集与成型质量有关的温度、压力、应变应力数据，研究其变化规律，这对于制定合理的固化工艺行程，提高制件成型质量有十分重要的意义。
然而，热压罐出厂后其罐体结构已经确定，为安全考虑，无法对其罐体结构进行改造，因此如何将罐内埋入制件的温度传感器、光纤光栅传感器采集到的数据传输到罐外的在线监测系统具有一定的难度。同时，监测用的传感器从热压罐内引出到罐外时绝对不能产生破坏(尤其是光纤较脆，容易折断，且为保证数据的传输，光纤在引出过程中不能有较大的弯折)，这一问题也未能有效解决。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种通过改造热压罐真空管进而避免对热压罐罐体进行改造、密封效果好以及有效确保数据传输的真空管道密封接头及数据线从热压罐引出并密封的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种真空管道密封接头，所述真空管道密封接头包括第一密封接头、有孔硅橡胶棒、第二密封接头以及金属压块；所述第一密封接头与第二密封接头相连；所述第一密封接头和第二密封接头所形成的连接体内部设置有空腔，所述有孔硅橡胶棒以及金属压块均设置在第一密封接头和第二密封接头所形成的空腔中；所述第一密封接头、有孔硅橡胶棒、第二密封接头以及金属压块均设置有用于数据线贯穿的轴心孔。
作为优选，本发明所采用的第一密封接头是中空的管状体；所述第一密封接头上设置有与热压罐连接的第一螺纹以及与第二密封接头连接的第二螺纹；所述第一密封接头通过第二螺纹与第二密封接头连接。
作为优选，本发明所采用的第一密封接头内部有第一轴心孔以及与第一轴心孔同轴的第二轴心孔；所述第二轴心孔的内径大于第一轴心孔的内径；第一轴心孔通过连接面与第二轴心孔相连；所述第一密封接头的第二轴心孔与第二密封接头的轴心孔共同形成空腔；所述有孔硅橡胶棒以及金属压块均设置在第一密封接头的第二轴心孔与第二密封接头的轴心孔所形成的空腔中；所述有孔硅橡胶棒从第一密封接头的第二轴心孔中伸向第一密封接头的第一轴心孔并止靠在第一密封接头的第一轴心孔与第一密封接头的第二轴心孔之间的连接面上。
作为优选，本发明所采用的连接面是锥面。
作为优选，本发明所采用的有孔硅橡胶棒的外径大于第一密封接头的第二轴心孔的内径；所述有孔硅橡胶棒与第一密封接头的第二轴心孔过盈配合。
作为优选，本发明所采用的有孔硅橡胶棒轴心孔的内径略大于数据线的等效直径。
作为优选，本发明所采用的第二密封接头的轴心孔的内壁上设置有轴台阶，所述金属压块压制在第二密封接头内部轴台阶的端面上；所述第二密封接头与第一密封接头螺纹连接的过程中，所述第二密封接头通过金属压块挤压有孔硅橡胶棒并促使有孔硅橡胶棒从第一密封接头的第二轴心孔中伸向第一密封接头的第一轴心孔并止靠在第一密封接头的第一轴心孔与第一密封接头的第二轴心孔之间的连接面上。
一种基于如前所述的真空管道密封接头对数据线从热压罐引出并密封的方法，所述方法包括以下步骤：
1)将数据线穿过有孔硅橡胶棒的轴心孔并密封形成穿有数据线的有孔硅橡胶棒；
2)将穿有数据线的有孔硅橡胶棒两端部的数据线的一端穿过金属压块的轴心孔以及第二密封接头的轴心孔，另一端穿过第一密封接头的轴心孔；
3)将金属压块置于第二密封接头轴心孔内壁的轴台阶处并与第二密封接头轴心孔内壁的轴台阶相贴合；
4)旋紧第二密封接头，促使第二密封接头与第一密封接头接触并逐旋紧，第二密封接头通过金属压块挤压穿有数据线的有孔硅橡胶棒并以过盈配合的方式进入第一密封接头的第二轴心孔中，并止靠在第一密封接头的第二轴心孔与第一密封接头的第一轴心孔的连接面上；
5)将第一密封接头与热压罐螺纹连接；
7)开启测量并通过数据线进行数据传输。
作为优选，本发明所采用的步骤1)的具体实现方式是：先用密封胶将各个数据线粘成一股，将一股或多股含有密封胶的数据线穿过有孔硅橡胶棒的轴心孔，用密封胶填充含有密封胶的数据线与有孔硅橡胶棒的轴心孔之间的缝隙，形成穿有数据线的有孔硅橡胶棒。
作为优选，本发明所采用的步骤5)和步骤7)之间还包括：
6)在第一密封接头与热压罐的连接处以及第一密封接头与第二密封接头的连接处涂抹密封胶的步骤；在涂抹密封胶24小时后对热压罐进行气密性检测，待气密性检测合格后进行步骤7)；所述气密性检测的条件是将热压罐的罐内压力加至2MPa，保压30min，无泄漏，气密性能够达到热压罐使用要求。
本发明的优点是：
本发明提供了一种真空管道密封接头及数据线从热压罐引出并密封的方法，该真空管道密封接头包括第一密封接头、有孔硅橡胶棒、第二密封接头以及金属压块；第一密封接头与第二密封接头相连；第一密封接头和第二密封接头所形成的连接体内部设置有空腔，有孔硅橡胶棒以及金属压块均设置在第一密封接头和第二密封接头所形成的空腔中；第一密封接头、有孔硅橡胶棒、第二密封接头以及金属压块均设置有用于数据线贯穿的轴心孔。本发明所采用的有孔硅橡胶棒的轴心孔的尺寸根据传感器数据线的等效直径来确定，孔径应比传感器数据线的等效直径略大，为保证密封，传感器数据线穿过硅橡胶棒时需用密封胶将孔内间隙填充完全，密封胶填充时，为保证硅橡胶棒孔内以及数据线之间没有间隙，先用密封胶将各个数据线粘成一股，且用密封胶将股橡胶棒上的孔完全填充，然后再将数据线穿过硅橡胶棒。第一密封接头左端螺纹规格与热压罐真空管道螺纹规格一致，安装时与热压罐相连，第一密封接头右端螺纹规格与第二密封接头螺纹规格一致，安装时与第二密封接头连接；有孔硅橡胶棒与金属压块均密封于第一密封接头，B内部；第二密封接头与第一密封接头之间旋紧之后，金属压块将有孔硅橡胶棒压入第一密封接头中，且在压力及密封胶的作用下保证了热压罐整体的气密性(可以保证热压罐内压力至少可以达到2MPa)。同时，由于硅橡胶棒具有一定的柔性，传感器数据线在有孔硅橡胶棒内不会受到破坏，保证了数据传输。本发明将热压罐真空管道改装成传感器引出口，保证了在已出厂的热压罐上安装在线监测系统时不破坏热压罐的罐体结构；在密封时，有柔性的有孔硅橡胶棒与密封胶直接与传感器数据线直接接触，保证了在密封过程中不会破坏数据线，进而保证了热压罐内传感器采集到的数据有效的传到罐外的在线监测系统；硅橡胶棒的孔径略大于传感器数据线的等效直径；密封时，用密封胶将有孔硅橡胶棒内的间隙完全填充，有助于提高气密性。有孔硅橡胶棒的外径大于第一密封接头的孔径，二者之间为过盈配合，安装时依靠第一密封接头和B之间旋紧时产生的压力将其压入第一密封接头的孔内。对热压罐真空管道改装完成后，进行气密性检测，无泄漏，气密性能够达到热压罐使用要求。
附图说明
图1是本发明所提供的组装成型的真空管道密封接头的结构示意图；
图2是本发明所采用的第一密封接头的剖面结构示意图；
图3是本发明所采用的第二密封接头的剖面结构示意图；
图4是本发明所采用的金属压块的剖面结构示意图；
图5是基于本发明所提供的真空管道密封接头对热压罐监测数据线进行密封后的在线监测数据曲线图组；
其中：
1-第一密封接头；2-有孔硅橡胶棒；3-第二密封接头；4-金属压块。
具体实施方式
参见图1，本发明提供了一种真空管道密封接头，该真空管道密封接头包括第一密封接头1、有孔硅橡胶棒2、第二密封接头3以及金属压块4；第一密封接头1与第二密封接头3相连；第一密封接头1和第二密封接头3所形成的连接体内部设置有空腔，有孔硅橡胶棒2以及金属压块4均设置在第一密封接头1和第二密封接头3所形成的空腔中；第一密封接头1、有孔硅橡胶棒2、第二密封接头3以及金属压块4均设置有用于数据线贯穿的轴心孔。
参见图2，第一密封接头1是中空的管状体；第一密封接头1上设置有与热压罐连接的第一螺纹以及与第二密封接头3连接的第二螺纹；第一密封接头1通过第二螺纹与第二密封接头3连接；第一密封接头1内部有第一轴心孔以及与第一轴心孔同轴的第二轴心孔；第二轴心孔的内径大于第一轴心孔的内径；第一轴心孔通过连接面与第二轴心孔相连；第一密封接头1的第二轴心孔与第二密封接头3的轴心孔共同形成空腔；有孔硅橡胶棒2以及金属压块4均设置在第一密封接头1的第二轴心孔与第二密封接头3的轴心孔所形成的空腔中；有孔硅橡胶棒2从第一密封接头1的第二轴心孔中伸向第一密封接头1的第一轴心孔并止靠在第一密封接头1的第一轴心孔与第一密封接头1的第二轴心孔之间的连接面上；连接面是锥面。
有孔硅橡胶棒2的外径大于第一密封接头1的第二轴心孔的内径；有孔硅橡胶棒2与第一密封接头1的第二轴心孔过盈配合；有孔硅橡胶棒2轴心孔的内径略大于数据线的等效直径。
参见图3以及图4，第二密封接头3的轴心孔的内壁上设置有轴台阶，金属压块4压制在第二密封接头3内部轴台阶的端面上；第二密封接头3与第一密封接头1螺纹连接的过程中，第二密封接头3通过金属压块4挤压有孔硅橡胶棒2并促使有孔硅橡胶棒2从第一密封接头1的第二轴心孔中伸向第一密封接头1的第一轴心孔并止靠在第一密封接头1的第一轴心孔与第一密封接头1的第二轴心孔之间的连接面上。
一种基于真空管道密封接头对数据线从热压罐引出并密封的方法，该方法包括以下步骤：
1)将数据线穿过有孔硅橡胶棒2的轴心孔并密封形成穿有数据线的有孔硅橡胶棒2：先用密封胶将各个数据线粘成一股，将一股或多股含有密封胶的数据线穿过有孔硅橡胶棒2的轴心孔，用密封胶填充含有密封胶的数据线与有孔硅橡胶棒2的轴心孔之间的缝隙，形成穿有数据线的有孔硅橡胶棒2。
2)将穿有数据线的有孔硅橡胶棒2两端部的数据线的一端穿过金属压块4的轴心孔以及第二密封接头3的轴心孔，另一端穿过第一密封接头1的轴心孔；
3)将金属压块4置于第二密封接头3轴心孔内壁的轴台阶处并与第二密封接头3轴心孔内壁的轴台阶相贴合；
4)旋紧第二密封接头3，促使第二密封接头3与第一密封接头1接触并逐旋紧，第二密封接头3通过金属压块4挤压穿有数据线的有孔硅橡胶棒2并以过盈配合的方式进入第一密封接头1的第二轴心孔中，并止靠在第一密封接头1的第二轴心孔与第一密封接头1的第一轴心孔的连接面上；
5)将第一密封接头1与热压罐螺纹连接；
6)在第一密封接头1与热压罐的连接处以及第一密封接头1与第二密封接头3的连接处涂抹密封胶的步骤；在涂抹密封胶24小时后对热压罐进行气密性检测，待气密性检测合格后进行步骤7；气密性检测的条件是将热压罐的罐内压力加至2MPa，保压30min，无泄漏，气密性能够达到热压罐使用要求。本发明提出一种利用热压罐真空管道，以有孔硅橡胶棒，密封胶等作为密封介质实现可靠密封与数据传输的方法。
7)开启测量并通过数据线进行数据传输。
本发明采用密封胶+有孔硅橡胶棒等密封元件对热压罐真空管道进行改装，成功解决了可靠密封与数据传输问题，图1为真空管道改装示意图。
有孔硅橡胶棒孔的尺寸根据传感器数据线的等效直径来确定，孔径应比传感器数据线的等效直径略大，为保证密封，传感器数据线穿过硅橡胶棒时需用密封胶将孔内间隙填充完全，密封胶填充时，为保证硅橡胶棒孔内以及数据线之间没有间隙，先用密封胶将各个数据线粘成一股，且用密封胶将股橡胶棒上的孔完全填充，然后再将数据线穿过硅橡胶棒。第一密封接头左端螺纹规格与热压罐真空管道螺纹规格一致，安装时与热压罐相连，第一密封接头右端螺纹规格与第二密封接头螺纹规格一致，安装时与第二密封接头连接；有孔硅橡胶棒与金属压块均密封于第一密封接头，B内部；第二密封接头与第一密封接头之间旋紧之后，金属压块将有孔硅橡胶棒压入第一密封接头中，且在压力及密封胶的作用下保证了热压罐整体的气密性(可以保证热压罐内压力至少可以达到2MPa)。同时，由于硅橡胶棒具有一定的柔性，传感器数据线在有孔硅橡胶棒内不会受到破坏，保证了数据传输。各密封接头的结构尺寸如图2、图3以及图4所示，其中，图3为密封接头装配示意图，图4为密封接头装配体剖面图。安装时先将数据线依次穿过第二密封接头、金属压块、有孔硅橡胶棒、第一密封接头、热压罐罐体原真空管道，涂抹好密封胶后将螺纹旋紧，24小时后对热压罐进行气密性检测。
本发明将热压罐真空管道改装成传感器引出口，保证了在已出厂的热压罐上安装在线监测系统时不破坏热压罐的罐体结构；在密封时，有柔性的有孔硅橡胶棒与密封胶直接与传感器数据线直接接触，保证了在密封过程中不会破坏数据线，进而保证了热压罐内传感器采集到的数据有效的传到罐外的在线监测系统；硅橡胶棒的孔径略大于传感器数据线的等效直径；密封时，用密封胶将有孔硅橡胶棒内的间隙完全填充，有助于提高气密性。有孔硅橡胶棒的外径大于第一密封接头的孔径，二者之间为过盈配合，安装时依靠第一密封接头和B之间旋紧时产生的压力将其压入第一密封接头的孔内。对热压罐真空管道改装完成后，进行气密性检测，将罐内压力加至2MPa，保压30min，无泄漏，气密性能够达到热压罐使用要求。
改装完成后，对复合材料构件固化过程进行在线监测，实验结果如图5所示。图5(a)为埋入复合材料制件的热电偶反馈的制件温度曲线，图5(b)为复合材料制件内部压力曲线，图5(c)为复合材料制件固化过程应变曲线，图5(d)为降温阶段复合材料制件应力曲线，数据能够有效传输到罐外的在线监测系统，实现了对复合材料制件固化过程进行在线监测。
有孔硅橡胶棒中的孔为轴向孔，安装前使用麻花钻自行开孔。硅橡胶棒的尺寸与第一密封接头和B的尺寸相适应，直径18mm，长度30mm。
密封胶为现有密封胶，配方未改变。密封胶填充时，为保证硅橡胶棒孔内以及数据线之间没有间隙，先用密封胶将各个数据线粘成一股，且用密封胶将股橡胶棒上的孔完全填充，然后再将数据线穿过硅橡胶棒。
第一密封接头左端螺纹规格与热压罐真空管道螺纹规格一致，由热压罐真空管道螺纹规格决定，此处为M20；右端螺纹规格与第二密封接头螺纹规格一致，此处为M24。
在压制过程中，橡胶棒发生形变的形变量没有进行衡量。硅橡胶棒的长度略大于第一密封接头右端孔的深度时可以保证密封，此处硅橡胶棒的长度取30mm。橡胶棒、金属压块与第一密封接头以及第二密封接头的配合关系图及文字说明已在原文中说明。
Claims (10)
1.一种真空管道密封接头，其特征在于：所述真空管道密封接头包括第一密封接头(1)、有孔硅橡胶棒(2)、第二密封接头(3)以及金属压块(4)；所述第一密封接头(1)与第二密封接头(3)相连；所述第一密封接头(1)和第二密封接头(3)所形成的连接体内部设置有空腔，所述有孔硅橡胶棒(2)以及金属压块(4)均设置在第一密封接头(1)和第二密封接头(3)所形成的空腔中；所述第一密封接头(1)、有孔硅橡胶棒(2)、第二密封接头(3)以及金属压块(4)均设置有用于数据线贯穿的轴心孔。
2.根据权利要求1所述的真空管道密封接头，其特征在于：所述第一密封接头(1)是中空的管状体；所述第一密封接头(1)上设置有与热压罐连接的第一螺纹以及与第二密封接头(3)连接的第二螺纹；所述第一密封接头(1)通过第二螺纹与第二密封接头(3)连接。
3.根据权利要求2所述的真空管道密封接头，其特征在于：所述第一密封接头(1)内部有第一轴心孔以及与第一轴心孔同轴的第二轴心孔；所述第二轴心孔的内径大于第一轴心孔的内径；第一轴心孔通过连接面与第二轴心孔相连；所述第一密封接头(1)的第二轴心孔与第二密封接头(3)的轴心孔共同形成空腔；所述有孔硅橡胶棒(2)以及金属压块(4)均设置在第一密封接头(1)的第二轴心孔与第二密封接头(3)的轴心孔所形成的空腔中；所述有孔硅橡胶棒(2)从第一密封接头(1)的第二轴心孔中伸向第一密封接头(1)的第一轴心孔并止靠在第一密封接头(1)的第一轴心孔与第一密封接头(1)的第二轴心孔之间的连接面上。
4.根据权利要求3所述的真空管道密封接头，其特征在于：所述连接面是锥面。
5.根据权利要求4所述的真空管道密封接头，其特征在于：所述有孔硅橡胶棒(2)的外径大于第一密封接头(1)的第二轴心孔的内径；所述有孔硅橡胶棒(2)与第一密封接头(1)的第二轴心孔过盈配合。
6.根据权利要求5所述的真空管道密封接头，其特征在于：所述有孔硅橡胶棒(2)轴心孔的内径略大于数据线的等效直径。
7.根据权利要求3或4或5或6所述的真空管道密封接头，其特征在于：所述第二密封接头(3)的轴心孔的内壁上设置有轴台阶，所述金属压块(4)压制在第二密封接头(3)内部轴台阶的端面上；所述第二密封接头(3)与第一密封接头(1)螺纹连接的过程中，所述第二密封接头(3)通过金属压块(4)挤压有孔硅橡胶棒(2)并促使有孔硅橡胶棒(2)从第一密封接头(1)的第二轴心孔中伸向第一密封接头(1)的第一轴心孔并止靠在第一密封接头(1)的第一轴心孔与第一密封接头(1)的第二轴心孔之间的连接面上。
8.一种基于如权利要求7所述的真空管道密封接头对数据线从热压罐引出并密封的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)将数据线穿过有孔硅橡胶棒(2)的轴心孔并密封形成穿有数据线的有孔硅橡胶棒(2)；
2)将穿有数据线的有孔硅橡胶棒(2)两端部的数据线的一端穿过金属压块(4)的轴心孔以及第二密封接头(3)的轴心孔，另一端穿过第一密封接头(1)的轴心孔；
3)将金属压块(4)置于第二密封接头(3)轴心孔内壁的轴台阶处并与第二密封接头(3)轴心孔内壁的轴台阶相贴合；
4)旋紧第二密封接头(3)，促使第二密封接头(3)与第一密封接头(1)接触并逐旋紧，第二密封接头(3)通过金属压块(4)挤压穿有数据线的有孔硅橡胶棒(2)并以过盈配合的方式进入第一密封接头(1)的第二轴心孔中，并止靠在第一密封接头(1)的第二轴心孔与第一密封接头(1)的第一轴心孔的连接面上；
5)将第一密封接头(1)与热压罐螺纹连接；
7)开启测量并通过数据线进行数据传输。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：先用密封胶将各个数据线粘成一股，将一股或多股含有密封胶的数据线穿过有孔硅橡胶棒(2)的轴心孔，用密封胶填充含有密封胶的数据线与有孔硅橡胶棒(2)的轴心孔之间的缝隙，形成穿有数据线的有孔硅橡胶棒(2)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述步骤5)和步骤7)之间还包括：
6)在第一密封接头(1)与热压罐的连接处以及第一密封接头(1)与第二密封接头(3)的连接处涂抹密封胶的步骤；在涂抹密封胶24小时后对热压罐进行气密性检测，待气密性检测合格后进行步骤7)；所述气密性检测的条件是将热压罐的罐内压力加至2MPa，保压30min，无泄漏，气密性能够达到热压罐使用要求。
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| CN (1) | CN108548022A (zh) |
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-
2018
- 2018-04-11 CN CN201810321431.6A patent/CN108548022A/zh active Pending
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