碳纤维复合材料热压罐结构
发布时间：2023-05-24 17:01浏览次数：
碳纤维复合材料热压罐结构
热压罐主要由罐门和罐体、加热系统、风机系统、冷却系统、压力系统、真 空系统、控制系统、安全系统以及其他机械辅助设施等部分构成。在复合材料制品的固化工序中，根据工艺技术要求，完成对制品的真 空、加热、加压，达到使制品固化的目的。
如图为热压罐系统示意图
(1) 罐门和罐体 热压罐罐门用于零件进出热压罐体。罐门通常釆用液压杆 由电脑进行控制开关门操作，且在发生紧急情况，保证人员和设备安全下，可手 动开门。罐门装备耐高温密封圈、保温层护板和风道。
热压罐罐体内放置模具与零件，罐体应满足足够的耐温性和保温性以及足够 的耐压和密封。热压罐罐体通常为圆柱形，平卧在地基上。罐体内部带有轨道， 将零件放置在小车上，小车在轨道上行驶，方便零件出入，轨道需安全可靠，能 承受最大装载重量。罐体需满足保温要求和耐气压要求，此外罐体内需布置热电 偶接口和真空接口。
(2) 加热系统加热系统主要用于罐内空气或其他加热介质的加热，通过空 气或其他加热介质对模具和零件进行加热。热压罐通常采用电加热的加热方式， 加热元件管道材质通常为耐高温、耐腐蚀材料，且要求有短路、漏电保护，加热 系统加热空气，风机系统循环加热模具和零件。
(3) 风机系统风机系统的作用是使热压罐内的空气或其他加热介质循环流 动，便于温度的均匀分布，以及对模具与零件的均匀加热。热压罐通常釆用内置 式全密封通用电机，放置于热压罐体的尾部，用于热压罐内空气或其他加热介质 的循环。风机必须能够有效冷却，且转速可通过计算机控制变频可调，根据固化 过程智能变速，还应该配有电机超温自动保护并报警。
(4) 冷却系统 冷却系统通常分为两路：一路用于罐内空气的冷却；另一路 用于风机等电机的冷却。冷却系统通常配备水冷却塔与水泵，进水口有过滤装置。 冷却系统包括主冷和预冷，并可根据热压罐温度状态由计算机控制冷却过程。换 热器低点有排水装置，能将换热器内的余水排净。
(5) 压力系统 压力系统用于罐内压力的调节。压力系统主要分为空气压 缩机、贮气罐、压力控制、补偿系统以及压力排放管路消声装置等部分。压力 消声应满足相关工业噪声规范和速率规范。压力由计算机根据工艺需要自动控 制和补偿。
(6) 真空系统 真空系统主要是对零件进行抽真空。复合材料固化时零件通 常由真空袋和密封胶带密封在零件上，在零件固化前需要对真空袋和模具内的零 件进行抽真空，防止在零件固化过程中，进入空气。在热压罐内壁布置自动抽真 空及真空测量管路，抽测分离，自动切断。每条抽真空管路需配上一条通大气管 路和树脂收集器，树脂收集器用来收集冷凝液化的树脂，所有的真空管路都为不 锈钢材质，通大气功能可自动控制。每条真空管路都配备有真空软管、快速接头、 堵头、模具真空嘴。真空度由计算机根据工艺程序自动控制，在工作时，当其中一根真空管出现漏气时，由计算机控制自动关闭这根真空管，避免影响其他管路 的制件质量，其信息用数字和光柱显示。真空泵放置在罐体旁边与真空管路相连。
热压罐罐体内放置模具与零件，罐体应满足足够的耐温性和保温性以及足够 的耐压和密封。热压罐罐体通常为圆柱形，平卧在地基上。罐体内部带有轨道， 将零件放置在小车上，小车在轨道上行驶，方便零件出入，轨道需安全可靠，能 承受最大装载重量。罐体需满足保温要求和耐气压要求，此外罐体内需布置热电 偶接口和真空接口。
(2) 加热系统加热系统主要用于罐内空气或其他加热介质的加热，通过空 气或其他加热介质对模具和零件进行加热。热压罐通常采用电加热的加热方式， 加热元件管道材质通常为耐高温、耐腐蚀材料，且要求有短路、漏电保护，加热 系统加热空气，风机系统循环加热模具和零件。
(3) 风机系统风机系统的作用是使热压罐内的空气或其他加热介质循环流 动，便于温度的均匀分布，以及对模具与零件的均匀加热。热压罐通常釆用内置 式全密封通用电机，放置于热压罐体的尾部，用于热压罐内空气或其他加热介质 的循环。风机必须能够有效冷却，且转速可通过计算机控制变频可调，根据固化 过程智能变速，还应该配有电机超温自动保护并报警。
(4) 冷却系统 冷却系统通常分为两路：一路用于罐内空气的冷却；另一路 用于风机等电机的冷却。冷却系统通常配备水冷却塔与水泵，进水口有过滤装置。 冷却系统包括主冷和预冷，并可根据热压罐温度状态由计算机控制冷却过程。换 热器低点有排水装置，能将换热器内的余水排净。
(5) 压力系统 压力系统用于罐内压力的调节。压力系统主要分为空气压 缩机、贮气罐、压力控制、补偿系统以及压力排放管路消声装置等部分。压力 消声应满足相关工业噪声规范和速率规范。压力由计算机根据工艺需要自动控 制和补偿。
(6) 真空系统 真空系统主要是对零件进行抽真空。复合材料固化时零件通 常由真空袋和密封胶带密封在零件上，在零件固化前需要对真空袋和模具内的零 件进行抽真空，防止在零件固化过程中，进入空气。在热压罐内壁布置自动抽真 空及真空测量管路，抽测分离，自动切断。每条抽真空管路需配上一条通大气管 路和树脂收集器，树脂收集器用来收集冷凝液化的树脂，所有的真空管路都为不 锈钢材质，通大气功能可自动控制。每条真空管路都配备有真空软管、快速接头、 堵头、模具真空嘴。真空度由计算机根据工艺程序自动控制，在工作时，当其中一根真空管出现漏气时，由计算机控制自动关闭这根真空管，避免影响其他管路 的制件质量，其信息用数字和光柱显示。真空泵放置在罐体旁边与真空管路相连。
（7）控制系统热压罐控制系统分为两部分：一部分是由计算机控制系统控 制装置及数据采集，实现热压罐控制过程及互锁保护，具有数据釆集、数字显示、 存储、打印等功能；另一部分是显示屏控制，应有热压罐的压力、真空、温度等 的图像显示和数据显示。主要的控制方式包括自动与手动控制（其中，自动控制 采用计算机控制，手动控制釆用触摸屏控制，手动控制包括在计算机系统中，应 配有计算机控制与手动控制的切换装置）和全自动控制。控制系统要求能够对热 压罐的每一个元器件（包括所有的阀、电机、各类传感器以及热电偶）实现有效 的监控。可单独对各种参数（温度、压力、真空、时间）进行快速设定和控制。 对各种参数进行实时监控并实时记录和显示。在运行过程中，用户可以对参数进 行修改，可选定任意热电偶作为控温的热电偶；可针对每一个单独零件的实时工 艺参数进行打印，根据预设质量标准形成质量检测报告，并进行存储和打印。
（8）软件 热压罐软件主要具有以下特性。
① 釆用客户端/服务器模式，支持多客户端远程监控。
② 能够实现预完整性检测，包括工件匹配检测（工件信息输入满足要求，字 段重复和空白检测）、工件附件检测（同工件连接的热电偶数目、真空管数目、真 空值是否同数据库预设的相匹配）、真空检测、探测头读值检测及连接检测；检测 结果能够记录、存储及形成报告打印。
③ 实现全部控制功能。
④ 实现设备温度、压力和真空的控制。
⑤ 能够为操作人员、管理人员创建账户。
⑥ 为每个账户设定单独的允许/限制权限。
⑦ 能够跟踪每个账户的登录历史记录。
⑧ 可生成存取数据的档案，实现数据和图形的显示及打印。数据记录的内容 包括：操作者姓名、日期、罐内装载产品的图号、系列号等信息，以及与固化周 期有关的所有信息（如温度、时间、真空、压力、升降温速率、罐温）等。
⑨ 当运行到所设定的保护极限参数时，整个系统针对该项报警应具有自动切 断保护功能。
⑩ 计算机软件应有热压罐运行总工况图；温度、压力、真空、水冷、加热运 行工况图；温度、压力、真空运行图表。
⑪计算机系统配备网络通信接口，用于厂房主控制室的计算机远程读取热压
罐运行工况参数。（8）软件 热压罐软件主要具有以下特性。
① 釆用客户端/服务器模式，支持多客户端远程监控。
② 能够实现预完整性检测，包括工件匹配检测（工件信息输入满足要求，字 段重复和空白检测）、工件附件检测（同工件连接的热电偶数目、真空管数目、真 空值是否同数据库预设的相匹配）、真空检测、探测头读值检测及连接检测；检测 结果能够记录、存储及形成报告打印。
③ 实现全部控制功能。
④ 实现设备温度、压力和真空的控制。
⑤ 能够为操作人员、管理人员创建账户。
⑥ 为每个账户设定单独的允许/限制权限。
⑦ 能够跟踪每个账户的登录历史记录。
⑧ 可生成存取数据的档案，实现数据和图形的显示及打印。数据记录的内容 包括：操作者姓名、日期、罐内装载产品的图号、系列号等信息，以及与固化周 期有关的所有信息（如温度、时间、真空、压力、升降温速率、罐温）等。
⑨ 当运行到所设定的保护极限参数时，整个系统针对该项报警应具有自动切 断保护功能。
⑩ 计算机软件应有热压罐运行总工况图；温度、压力、真空、水冷、加热运 行工况图；温度、压力、真空运行图表。
⑪计算机系统配备网络通信接口，用于厂房主控制室的计算机远程读取热压
(9) 安全系统热压罐的安全系统应该包括以下几个方面。
① 应具有超温、超压、真空泄漏、风机故障、冷却水缺乏的自动报警、显 示、控制功能。
② 能够对温度、真空、压力、风机等的报警参数及保护极限参数进行设置， 当运行的程序数据指标超出设置的温度或压力时即报警，达到所设定的保护极限 参数时，整个系统针对该项报警应具有自动切断保护功能。
③ 罐内未恢复到常压时，罐门不能打开。
④ 热压罐顶部安装安全阀，并在罐体明显位置配备符合测量范围的压力表。
(10) 辅助设施 热压罐辅助设施主要包括罐内装料的小车、相应的阀架、真 空用金属软管、贮气罐、空压机等。
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