CN109501320A - 一种适用于固化航天复合材料的固化炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于固化航天复合材料的固化炉，其能够采用C型的循环送风方式来保证固化炉中温度场均匀性，采用真空比例调节组件保证固化炉的真空恒定性和高安全性，采用电动提升装置来确保固化炉的密封性，通过电气柜控制保证设备的便捷性，该固化炉包括固化炉本体，固化炉本体内设置有工作室，该固化炉还包括电动提升装置、温控装置、真空装置和电气柜，电动提升装置设置在固化炉本体的一侧，温控装置设置在固化炉本体内，真空装置和固化炉本体的真空袋连接，电气柜与固化炉内的电气件电性连接。

Description

一种适用于固化航天复合材料的固化炉

技术领域

本发明涉及固化炉领域，具体而言，涉及一种适用于固化航天复合材料的固化炉。

背景技术

固化是指在电子行业及其它各种行业中，为了增强材料结合的应力而采用的零部件加热、树脂固化和烘干的生产工艺。实施固化的容器即为固化炉。在现有技术中，固化炉是航空复合材料制件主要生产设备，主要用于航空复合材料制件的固化，使用时通常制件铺放在模具的一面，然后装入真空袋中，施加压力到制件上使其紧贴在模具上，制件上的压力通过袋内抽真空而进一步被加强，因此，固化炉成型技术可以生产不同外形的复合材料产品。

由于航空航天先进复合材料制件对产品具有高要求，因此需要一种高要求的固化炉来生产航空航天先进复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于固化航天复合材料的固化炉，其能够采用C型的循环送风方式来保证固化炉中温度场均匀性，并且采用真空比例调节组件保证固化炉的真空恒定性和高安全性，采用电动提升装置来确保固化炉的密封性，通过电气柜控制保证设备的便捷性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种适用于固化航天复合材料的固化炉，固化炉包括固化炉本体，固化炉本体内设置有工作室，该固化炉还包括电动提升装置、温控装置、真空装置和电气柜，电动提升装置设置在固化炉本体的一侧，温控装置设置在固化炉本体内，真空装置和固化炉本体的真空袋连接，电气柜与固化炉内的电气件电性连接。

在本发明的较佳实施例中，上述真空装置包括真空管、真空罐、真空比例调节组件和真空泵，真空管的两端分别连接真空袋和真空罐，真空罐、真空比例调节组件和真空泵依次连接。

在本发明的较佳实施例中，上述真空比例调节组件包括抽气智能调节阀、泄气智能调节阀和真空电磁阀和第一避震管、第二避震管和第三避震管，第一避震管为一分二式管路，第一避震管的进气端和真空罐连接，第一避震管的出气端分别连接抽气智能调节阀和泄气智能调节阀，第二避震管为一分N式管路，第二避震管的进气端和抽气智能调节阀的出气端连接，第二避震管的出气端连接多个真空电磁阀，第三避震管的两端分别连接真空电磁阀和真空泵。

在本发明的较佳实施例中，上述真空装置还包括真空手阀，真空手阀和抽气智能调节阀并行连接。

在本发明的较佳实施例中，上述温控装置包括单侧风道、加热部件、循环风机、送风部件和排气部件，单侧风道设置在固化炉本体的其中一侧，单侧风道靠近工作室的一侧顶部设置有出风口，出风口同侧的底部设置有回风口，加热部件设置在单侧风道内，循环风机设置在单侧风道的顶部，排气部件和循环风机设置在固化炉本体的顶部两端，送风组件设置在排气部件和循环风机之间。

在本发明的较佳实施例中，上述循环风机、送风部件和排气部件均设置有多个，循环风机、送风部件和排气部件均并排设置。

在本发明的较佳实施例中，上述电动提升装置包括炉门、立柱、横梁和传动组件，立柱设置在炉门的两侧，横梁设置在炉门顶部，传动组件分别连接立柱、横梁和炉门，提升门装置还包括滑槽，滑槽设置在炉门的正下方，滑槽内壁上设置有密封胶条，炉门的底部至少设置有1个底部朝向滑槽内壁倾斜的斜槽。

在本发明的较佳实施例中，上述电动提升装置还包括阻力防坠器，阻力防坠器设置在横梁下方，阻力防坠器的防坠链条连接炉门。

在本发明的较佳实施例中，上述固化炉本体的一侧设置有检修楼梯，检修楼梯外设置有安全护罩。

在本发明的较佳实施例中，上述固化炉本体的顶部设置有围栏，围栏高度大于循环风机、送风部件和排气部件的高度。

本发明实施例的有益效果是：本发明中的固化炉由箱体、加热器、循环风机、平板小车、电控系统、真空系统等组成，在使用时开启电动提升装置，先将制件放在平板小车上，然后一起推进箱体，箱体可以提供一个独立的温度场，加热器为整个固化炉提供热源，送风方式采用单侧上出风下回风的C型的循环送风方式，可以使设备工作室内的温度场均匀性达到一个很高的标准；真空装置用于固化时将真空袋抽真空，通过真空比例调节组件的比例控制，保证真空罐中的压力保持一个固定值，从而保证固化炉内部的真空恒定性和高安全性；电气柜用于控制整个固化炉的运行情况，整个设备采用电气化操作，方便简单并且保证待固化零件的成品一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的固化炉整体侧视结构示意图；

图2为本发明实施例的固化炉整体正视结构示意图；

图3为本发明实施例的固化炉整体俯视结构示意图；

图4为本发明实施例的温控装置结构示意图；

图5为本发明实施例的真空装置结构示意图；

图6为本发明实施例的电动提升装置正视结构示意图；

图7为本发明实施例的电动提升装置侧视结构示意图。

图标：001-平板小车；500-固化炉本体；510-工作室；520-检修楼梯；530-安全护罩；540-围栏；100-电动提升装置；200-温控装置；300-真空装置；400-电气柜；310-真空管；320-真空罐；330-真空泵；340-抽气智能调节阀；341-真空手阀；350-泄气智能调节阀；360-真空电磁阀；370-第一避震管；380-第二避震管；390-第三避震管；301-真空支架；210-单侧风道；220-加热部件；230-循环风机；240-送风部件；250-排气部件；211-出风口；212-回风口；110-炉门；120-立柱；130-横梁；140-传动部件；150-提升部件；160-阻力防坠器；151-提升轴；152-提升链轮；153-提升链条；154-带座轴承；155-配重；141-减速电机；142-传动链条；143-传动链轮；111-滑槽；112-密封胶条；113-斜槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

固化炉是航空复合材料制件主要生产设备，主要用于航空复合材料制件的固化，使用时通常制件铺放在模具的一面，然后装入真空袋中，施加压力到制件上使其紧贴在模具上，制件上的压力通过袋内抽真空而进一步被加强。因此，固化炉成型技术可以生产不同外形的复合材料产品。由于上述优点，固化炉被广泛应用于航空航天先进复合材料制件的生产。

请参见图1-3，为本实施例的整体结构示意图，本实施例提供一种适用于固化航天复合材料的固化炉，该固化炉包括固化炉本体500，固化炉本体500内设置有工作室510，该固化炉还包括电动提升装置100、温控装置200、真空装置300和电气柜400，电动提升装置100设置在固化炉本体500的一侧，温控装置200设置在固化炉本体500内，真空装置300和固化炉本体500的真空袋连接，电气柜400与固化炉内的电气件电性连接。固化炉本体500的一侧设置有检修楼梯520，检修楼梯520外设置有安全护罩530，保护工作人员的安全。固化炉本体500的顶部设置有围栏540，同样用于保护工作人员安全，围栏540高度大于循环风机、送风部件和排气部件的高度。

本发明中的固化炉由箱体、加热器、循环风机、平板小车001、电控装置、真空装置等组成，在使用时开启电动提升装置100，先将制件放在平板小车001上，然后一起推进箱体，箱体可以提供一个独立的温度场，加热器为整个固化炉提供热源，送风方式采用单侧上出风下回风的C型的循环送风方式，可以使设备工作室510内的温度场均匀性达到一个很高的标准；真空装置300用于固化时将真空袋抽真空；电气柜400用于控制整个固化炉的运行情况，整个设备采用电气化操作，方便简单并且保证待固化零件的成品一致性。

在本实施例中的固化炉的温度控制是通过电控系统来实现，固化炉的控温采用PLC和仪表联合控制的控温形式，仪表采用具有PID自整定的仪表，能有效的保证固化炉内温度的稳定。真空系统由真空泵，真空罐及附属真空管路组成，可以对固化工件真空袋抽真空。

请参见图5，在本实施例中的真空装置300包括真空管310、真空罐320、真空比例调节组件和真空泵330，真空管310的两端分别连接真空袋和真空罐320，真空罐320、真空比例调节组件和真空泵330依次连接。

本实施例中的真空比例调节组件包括抽气智能调节阀340、泄气智能调节阀350和真空电磁阀360和第一避震管370、第二避震管380和第三避震管390，第一避震管370为一分二式管路，第一避震管370的进气端和真空罐320连接，第一避震管370的出气端分别连接抽气智能调节阀340和泄气智能调节阀350，第二避震管380为一分N式管路，第二避震管380的进气端和抽气智能调节阀340的出气端连接，第二避震管380的出气端连接多个真空电磁阀360，第三避震管390的两端分别连接真空电磁阀360和真空泵330。在本实施例中的真空装置300还包括真空手阀341，真空手阀341和抽气智能调节阀340并行连接。

本实施例中的固化炉真空装置300，采用真空泵330将固化炉中的真空袋内的空气经过真空管310抽出，并且真空泵330还连接有真空比例调节组件，通过真空比例调节组件的比例控制，从而保证真空罐320中的压力保持一个固定值，从而保证固化炉内部的真空恒定性和高安全性，从而保证待固化的零件成品一致性。

在本实施例中的真空比例调节组件设置有避震管，避震管用于防止真空泵330的震动传递到真空管310路中，保证整个管理系统在长时间工作时不泄露；本实施例中的真空电磁阀360用于控制开启或者关闭抽真空步骤，真空罐320内的压力大小由真空调节部件进行控制调节的，真空罐320用于存储气体。

在本实施例中的真空罐320里面的压力大小是通过抽气智能调节阀340和泄压智能调节阀350来控制的，在抽真空过程中，抽气智能调节阀340可通过调整阀门开口大小的方式调整抽气量的大小，直到真空度达到设定值后阀门关闭。如果真空罐320里面的真空度超过设定值，则泄压模块智能调节阀会自动打开并调整合适的开口大小，让一部分大气进入到真空罐320中。通过这两个调节阀的比例控制，保证真空罐320中的压力始终保持在一个固定值。本实施例中的真空手阀341是用于在电子阀和模块智能调节阀出现问题时可以人工控制抽气过程。

在本实施例中的真空装置300还包括真空支架301，真空支架301与真空泵330、真空比例调节组件连接，在本实施例中的真空支架301是用来安装所有零部件的一个架子。

请参见图4，温控装置200包括单侧风道210、加热部件220、循环风机230、送风部件240和排气部件250，单侧风道210设置在固化炉本体500的其中一侧，单侧风道210靠近工作室510的一侧顶部设置有出风口211，出风口211同侧的底部设置有回风口212，加热部件220设置在单侧风道210内，循环风机230设置在单侧风道210的顶部，排气部件250和循环风机230设置在固化炉本体500的顶部两端，送风组件设置在排气部件250和循环风机230之间。

本实施例的温控装置200主要用在航空复合材料固化炉上，固化炉温控装置200由单侧风道210、加热部件220、循环风机230、送风部件240、排气部件250等组成，采用此种方式可以有效满足其温度均匀度要求；整个固化炉体设计单侧风道210，空气循环采用上出风下回风的C型送风方式，冷空气在单侧风道210内被加热部件220加热后，通过循环风机230搅拌均匀从顶部出风口211送入工作室510,在工作室510循环后再从底部回风口212回到风道里面再次加热，此种方式风场阻力小，风压大，而且循环风机230采用多套大功率风机均匀布置在出风口211，出风口211安装调风板，可以通过调整调风板让热风能够被送到工作室510的每一个地方，从而保证工作室510内有较高的温度均匀性。

本实施例中的排气部件250用于排除工作室510内产生的废气，同时当工作室510中需要降温时，需要开启排气部件250排出工作室510中的热气；本实施例中的送风部件240用于降温，当设备生产完成需要降温的时候可以开启排气部件250和送风部件240，在排气部件250排除工作室510内热风的同时，送风部件240也向工作室510内送入常温空气，让工作室510内温度迅速降低。

本实施例中的循环风机230、送风部件240和排气部件250均设置有多个，循环风机230、送风部件240和排气部件250均并排设置。在本实施例中的单侧风道210设置有多个出风口211，多个出风口211并行排列在第一侧的顶部，每个出风口211处设置有一个第一调风板(图未示出)；单侧风道210设置有多个回风口212，多个回风口212并行排列在第一侧的底部，每个回风口212处设置有一个第二调风板(图未示出)。由于固化炉为大型固化炉，需要设置需要设置多个循环风机230、送风部件240和排气部件250进行热量调节，多个出风口211同时出风或者回风，保证送风的效率，在出风口211处设置第一调风板，可以通过调整调风板的偏转角度让热风能够被送到工作室510的每一个地方，从而保证工作室510内有较高的温度均匀性。

请参见图6和图7，本实施例中的电动提升装置100包括炉门110、立柱120、横梁130和传动组件，立柱120设置在炉门110的两侧，横梁130设置在炉门110顶部，传动组件分别连接立柱120、横梁130和炉门110，提升门装置还包括滑槽111，滑槽111设置在炉门110的正下方，滑槽111内壁上设置有密封胶条112，炉门110的底部至少设置有1个底部朝向滑槽111内壁倾斜的斜槽113。

本实施例中的电动提升装置100设置有传动组件使用更加方便安全，采用传动方式控制炉门110上下移动，不仅占地面积小，而且开关方便，只需按一下按钮就可以轻松开启或关闭大门；在炉门110的下方还设置有滑槽111，并且同时炉门110的底部朝向滑槽111内壁倾斜的斜槽113，在滑槽111内壁上设置有密封胶条112立柱120内侧安装有大门滑轮的滑槽111,滑槽111可在大门升降过程中对大门进行限位，在滑槽111底部采用向内的斜槽113设计，当大门在关闭时可靠自重慢慢贴紧箱体上的密封胶条112，关闭后密封严实不易漏气。

在本实施例中的传动组件包括传动部件140和提升部件150，传动部件140设置在立柱120上，传动部件140与提升部件150连接，提升部件150设置在横梁130的上方，提升部件150和炉门110连接。本实施例中的传动部件140用于给炉门110提供开启和关闭大门的动力，本实施例中的提升部件150连接提升部件150，在传动部件140的作用下牵引炉门110上下移动。

本实施例中的提升部件150包括提升轴151、提升链轮152、提升链条153和带座轴承154，提升轴151设置在立柱120顶部，提升轴151和立柱120之间也设置有轴承，保证提升轴151和立柱120之间存在支撑和可转动的关系，提升链轮152设置在提升轴151上，带座轴承154的一端套在提升轴151上，带座轴承154的另一端和横梁130固定连接，提升链条153设置在提升链轮152上，提升链条153的两端分别连接炉门110和配重155。在本实施例中的提升轴151设置在立柱120的顶部，立柱120用于支撑提升轴151，传动组件带动提升轴151转动，提升轴151再带动提升链轮152转动，提升链轮152转动带动提升链条153将炉门110向上或者向下移动；带座轴承154用于支撑提升轴151，并且保证提升轴151可以在带座轴承154上转动。

在本实施例中的传动部件140包括减速电机141、传动链条142和传动链轮143，传动链轮143分别设置在提升轴151的两端，传动链条142连接减速电机141和传动链轮143。在本实施例中的传动部件140包括减速电机141，通过开启或者关闭减速电机141控制炉门110的开启或者关闭状态，传动链条142连接传动链轮143和减速电机141，从而减速电机141运作时可以带动传动链轮143运作，本实施例中的传动链轮143设置在提升轴151的其中一端，并且立柱120位于提升链轮152和传动链轮143的中间。

本实施例中的电动提升装置100还包括阻力防坠器160，阻力防坠器160设置在横梁130下方，阻力防坠器160的防坠链条连接炉门110，在本实施例中的横梁130下方还设置有阻力防坠器160，是为了安全起见，在横梁130上安装的阻力防坠器160与大门连接在一起，如果出现链条断裂的情况阻力防坠器160会拉着门缓慢下降，避免危险发生。

综上所述，本发明中的固化炉由箱体、加热器、循环风机、平板小车、电控系统、真空系统等组成，在使用时开启电动提升装置，先将制件放在平板小车上，然后一起推进箱体，箱体可以提供一个独立的温度场，加热器为整个固化炉提供热源，送风方式采用单侧上出风下回风的C型的循环送风方式，可以使设备工作室内的温度场均匀性达到一个很高的标准；真空装置用于固化时将真空袋抽真空；电气柜用于控制整个固化炉的运行情况，整个设备采用电气化操作，方便简单并且保证待固化零件的成品一致性。适用于航空航天先进复合材料制件的生产。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于固化航天复合材料的固化炉，所述固化炉包括固化炉本体，所述固化炉本体内设置有工作室，其特征在于，所述固化炉还包括电动提升装置、温控装置、真空装置和电气柜，所述电动提升装置设置在固化炉本体的一侧，所述温控装置设置在所述固化炉本体内，所述真空装置和所述固化炉本体的真空袋连接，所述电气柜与所述固化炉内的电气件电性连接。

2.根据权利要求1所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述真空装置包括真空管、真空罐、真空比例调节组件和真空泵，所述真空管的两端分别连接所述真空袋和所述真空罐，所述真空罐、所述真空比例调节组件和所述真空泵依次连接。

3.根据权利要求2所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述真空比例调节组件包括抽气智能调节阀、泄气智能调节阀和真空电磁阀和第一避震管、第二避震管和第三避震管，所述第一避震管为一分二式管路，所述第一避震管的进气端和所述真空罐连接，所述第一避震管的出气端分别连接所述抽气智能调节阀和所述泄气智能调节阀，所述第二避震管为一分N式管路，所述第二避震管的进气端和所述抽气智能调节阀的出气端连接，所述第二避震管的出气端连接多个所述真空电磁阀，所述第三避震管的两端分别连接所述真空电磁阀和所述真空泵。

4.根据权利要求3所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述真空装置还包括真空手阀，所述真空手阀和所述抽气智能调节阀并行连接。

5.根据权利要求1所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述温控装置包括单侧风道、加热部件、循环风机、送风部件和排气部件，所述单侧风道设置在所述固化炉本体的其中一侧，所述单侧风道靠近所述工作室的一侧顶部设置有出风口，所述出风口同侧的底部设置有回风口，所述加热部件设置在所述单侧风道内，所述循环风机设置在所述单侧风道的顶部，所述排气部件和所述循环风机设置在所述固化炉本体的顶部两端，所述送风组件设置在所述排气部件和所述循环风机之间。

6.根据权利要求5所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述循环风机、所述送风部件和所述排气部件均设置有多个，所述循环风机、所述送风部件和所述排气部件均并排设置。

7.根据权利要求1所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述电动提升装置包括炉门、立柱、横梁和传动组件，所述立柱设置在所述炉门的两侧，所述横梁设置在所述炉门顶部，所述传动组件分别连接所述立柱、所述横梁和所述炉门，所述提升门装置还包括滑槽，所述滑槽设置在所述炉门的正下方，所述滑槽内壁上设置有密封胶条，所述炉门的底部至少设置有1个底部朝向所述滑槽内壁倾斜的斜槽。

8.根据权利要求7所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述电动提升装置还包括阻力防坠器，所述阻力防坠器设置在所述横梁下方，所述阻力防坠器的防坠链条连接所述炉门。

9.根据权利要求1所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述固化炉本体的一侧设置有检修楼梯，所述检修楼梯外设置有安全护罩。

10.根据权利要求5所述的适用于固化航天复合材料的固化炉，其特征在于，所述固化炉本体的顶部设置有围栏，所述围栏高度大于所述循环风机、所述送风部件和所述排气部件的高度。