[发明专利]一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置及方法

摘要

一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置及方法，属于机电控制技术领域。本发明的芯模内部同轴设置有导气管，导气管的管壁上设置小孔；芯模的端口处设置旋转接头，导气管的首端通过旋转接头的进气口与空气压缩机连通，芯模的模腔通过旋转接头的出气口与冷却包连通；内置电磁感应线圈的中频加热板置于芯模上方，电磁感应线圈通过中频加热电源与中频控制器连接。纤维缠绕结束，在控制器上设定固化温度并启动；中频加热板内的电磁感应线圈工作；电磁感应线圈使芯模发热，实现加热固化；空气压缩机的压缩空气由小孔吹向模腔内对芯模进行冷却；模腔内的空气由出气口返回到冷却包内。本发明用于纤维缠绕复合材料管体原位固化中。 1

主权项

1.一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置，其特征在于：包括芯模（1）、导气管（2）、支撑板（3）、冷却包（4）、旋转接头（5）、空气压缩机（6）、温度传感器（7）、中频加热控制器（8）、中频加热电源（9）和中频加热板（10）；

所述芯模（1）内部同轴设置有导气管（2），且导气管（2）通过支撑板（3）固定在芯模（1）的模腔里；

所述导气管（2）的末端为封闭状态，导气管（2）的管壁上设置小孔；

所述芯模（1）的端口处设置旋转接头（5），旋转接头（5）包括进气口（5‑2）和出气口（5‑1）；空气压缩机（6）安装在进气口（5‑2）上，导气管（2）的首端通过进气口（5‑2）与空气压缩机（6）连通，冷却包（4）安装在出气口（5‑1）上，芯模（1）的模腔通过出气口（5‑1）与冷却包（4）连通；

所述中频加热板（10）水平置于芯模（1）的上方，中频加热板（10）内置电磁感应线圈，电磁感应线圈两端通过中频加热电源（9）与中频加热控制器（8）连接，温度传感器（7）的测试头设置在芯模（1）处，温度传感器（7）的输出端连接中频加热控制器（8）的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置，其特征在于：所述中频加热控制器（8）采用广州同康科技发展有限公司生产的TC1000号的控制器。

3.根据权利要求1或2所述的一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置，其特征在于：所述导气管（2）由首至尾划分为四个部分，分别定义为第一管段（A）、第二管段（B）、第三管段（C）和第四管段（D），所述第一管段（A）、第二管段（B）、第三管段（C）和第四管段（D）上的小孔由疏至密分布。

4.根据权利要求3所述的一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置，其特征在于：所述第一管段（A）上轴向相邻的两个小孔的间距为20cm；所述第二管段（B）上轴向相邻的两个小孔的间距为15cm；所述第三管段（C）上轴向相邻的两个小孔的间距为10cm；所述第四管段（D）上轴向相邻的两个小孔的间距为5cm。

5.一种纤维缠绕复合材料管体原位固化方法，该方法是基于权利要求1所述一种纤维缠绕复合材料管体原位固化装置实现的，其特征在于：具体步骤：

（1）当芯模上纤维缠绕过程结束后，在中频加热控制器上设定固化温度并启动工作；

（2）中频加热板内的电磁感应线圈开始工作；

（3）电磁感应线圈穿过复合材料缠绕层在芯模体内产生的感应电流使芯模发热，实现对复合材料层的加热固化过程；

（4）固化过程结束后，空气压缩机通过旋转接头的进气口向导气管内注入压缩空气，压缩空气由导气管上面的小孔吹向芯模的模腔内，对芯模进行冷却；

（5）冷却过程中，模腔内的空气由旋转接头出气口返回到冷却包内。