CN220363036U - 一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机，包括龙门和上下两端均设有法兰面的高压缸体，所述龙门为环状结构，且龙门中心的腔体为矩形状结构，所述高压缸体置于龙门的矩形腔内，在龙门外壁面的圆周方向上设有凹槽，所述凹槽内以及高压缸体的外壁上均缠绕包裹有化学纤维；所述化学纤维的拉应力为2500‑4500Mpa。本实用新型采用化学纤维替代缠绕钢丝，传统钢丝缠绕压机在缠绕钢丝时需要对钢丝施加很大的预紧力，加工难度大，且钢丝的密度大。化学纤维缠绕不需要施加大的预紧力，只需用专用缠绕机根据实际所学缠绕一定厚度的化学纤维，用树脂将各束碳纤维丝连接在一起，加热固化后成为一个整体，因此制造难度也大大减小。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机。
背景技术：
冷等静压机使用油、水或者是气体为工作介质，将各向相同的超高压力作用于物体的所有表面，可使成型工件密度高而均匀、烧结收缩均匀且便于机加工等特点。在磁性材料、陶瓷、硬质合金、高温耐火材料、稀土永磁、碳素材料、稀有金属粉末等行业得到广泛应用。
冷等静压机工作过程中需要不断增压、卸压，对于大缸径的等静压机，在加压到超高压（大于80Mpa）时，缸体和龙门架承受极大的应力，如果单纯的增加缸体的厚度或者采用高强度钢材制造困难，成本极高，行业里普遍的做法是缠绕高强度钢丝产生很大的预紧力，承受内压前缸体先承受压应力，工作时内压产生的拉应力与之叠加抵消，采用预应力钢丝缠绕技术具有大承载能力、工作可靠，无爆炸风险等优势。但是钢丝缠绕所需的高性能缠绕机严重依赖进口，高端缠绕机的设计与制造技术还需要更多的研究。此外，钢丝缠绕的缸体和龙门总重居高不下，设备尺寸庞大、结构笨重，各种动作都需要较大液压系统进行推动，制造成本很高，在缸径和压强需进一步提高的情况下，高强度钢丝的强度也有限，大概在1500Mpa，因此需要强度更高的材料。
发明内容：
本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机。
本实用新型所采用的技术方案有：
一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机，包括龙门和上下两端均设有法兰面的高压缸体，所述龙门为环状结构，且龙门中心的腔体为矩形状结构，所述高压缸体置于龙门的矩形腔内，在龙门外壁面的圆周方向上设有凹槽，所述凹槽内以及高压缸体的外壁上均缠绕包裹有化学纤维；所述化学纤维的拉应力为2500-4500Mpa。
进一步地，所述龙门和高压缸体外壁缠绕化学纤维后，在化学纤维上涂有树脂。
进一步地，所述化学纤维为绳状结构，绳状结构的化学纤维并列缠绕在龙门或高压缸体的外壁上。
进一步地，所述化学纤维为带状结构，带状结构的化学纤维层叠缠绕在龙门或高压缸体上，且缠绕在龙门上化学纤维的宽度与所述凹槽的宽度相适配，缠绕在高压缸体化学纤维的宽度与两个所述法兰面之间距离相适配。
进一步地，所述化学纤维采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型采用化学纤维替代缠绕钢丝，传统钢丝缠绕压机在缠绕钢丝时需要对钢丝施加很大的预紧力，加工难度大，且钢丝的密度大。化学纤维缠绕不需要施加大的预紧力，只需用专用缠绕机根据实际所学缠绕一定厚度的化学纤维，用树脂将各束碳纤维丝连接在一起，加热固化后成为一个整体，因此制造难度也大大减小。
化学纤维采用高性能纤维如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维。各材质有点如下：
碳纤维碳纤维材料的强度高，抗拉强度在3500MPa以上，纤维具有很高的模量，并且碳纤维聚合物的线性结构使分子间排列得十分紧密，在单位体积内可容纳很多聚合物分子，这种高的密实性使纤维具有很高的强度。碳纤维强度是钢的7到10倍，密度是钢的1/4，具有很大的比强度。
玻璃纤维具有非常好的极限抗拉强度，延伸率小(3%)，弹性系数高，刚性好。
芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长、化学结构稳定等优良性能。
聚乙烯纤维又称超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前比强度和比模量 最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维，其高比强度，高比模量，比强度是同等截面钢丝的十多倍，比模量仅次于碳纤维。
附图说明：
图 1 为本实用新型结构图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1，本实用新型一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机，包括龙门1和上下两端均设有法兰面的高压缸体2，龙门1为环状结构，且龙门中心的腔体为矩形状结构，高压缸体2置于龙门1的矩形腔内，在龙门1外壁面的圆周方向上设有凹槽11，凹槽11内以及高压缸体2的外壁上均缠绕包裹有化学纤维3，化学纤维采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维，化学纤维的拉应力为2500-4500Mpa。
本实用新型采用化学纤维材料替代缠绕钢丝，用专用缠绕机缠绕一定厚度的高性能纤维，用树脂将各束碳纤维丝连接在一起，加热固化后成为一个整体。采用化学纤维，强度高，拉应力最高可达4500MPa，密度小重量轻，可以大大减小龙门架、高压缸的重量，减小结构尺寸。
化学纤维可以做成绳状或带状，在采用绳状结构化学纤维时，化学纤维并列缠绕在龙门1或高压缸体2的外壁上。在采用带状结构化学纤维时，化学纤维层叠缠绕在龙门1或高压缸体2上，且缠绕在龙门1上化学纤维的宽度与凹槽11的宽度相适配，缠绕在高压缸体2化学纤维的宽度与两个所述法兰面之间距离相适配。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种高性能纤维缠绕增强冷等静压机，包括龙门（1）和上下两端均设有法兰面的高压缸体（2），所述龙门（1）为环状结构，且龙门中心的腔体为矩形状结构，所述高压缸体（2）置于龙门（1）的矩形腔内，其特征在于：在龙门（1）外壁面的圆周方向上设有凹槽（11），所述凹槽（11）内以及高压缸体（2）的外壁上均缠绕包裹有化学纤维（3）；所述化学纤维的拉应力为2500-4500Mpa。
2.如权利要求1所述的高性能纤维缠绕增强冷等静压机，其特征在于：所述龙门（1）和高压缸体（2）外壁缠绕化学纤维后，在化学纤维上涂有树脂。
3.如权利要求1所述的高性能纤维缠绕增强冷等静压机，其特征在于：所述化学纤维为绳状结构，绳状结构的化学纤维并列缠绕在龙门（1）或高压缸体（2）的外壁上。
4.如权利要求1所述的高性能纤维缠绕增强冷等静压机，其特征在于：所述化学纤维为带状结构，带状结构的化学纤维层叠缠绕在龙门（1）或高压缸体（2）上，且缠绕在龙门（1）上化学纤维的宽度与所述凹槽（11）的宽度相适配，缠绕在高压缸体（2）化学纤维的宽度与两个所述法兰面之间距离相适配。
5.如权利要求1所述的高性能纤维缠绕增强冷等静压机，其特征在于：所述化学纤维采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或者聚乙烯纤维。
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