本发明属于陶瓷材料热压注成型领域，更具体地，涉及一种全封闭式热压注成型系统，其能够实时平衡加热介质液面并依需灌入适量加热介质，提高加热效率及工艺参数-产品性能的稳定。同时能够对模具成型区域进行再处理，扩大了热压注系统的成型尺寸范围，减少了成型气泡、释放了成型内应力，特别是对于较大尺寸的复杂形状件，可大大降低充型不完整的概率，提高成型质量及成品率。
背景技术
热压注系统的基本用途是将一定固相含量的配制浆料在压力的作用下，注入进模具空腔中而形成特定形状的坯件。广泛用在航空发动机燃气轮机空心叶片型芯的批量化制造过程中。特别是涡轮空心叶片的内孔复杂精细且边缘薄至0.3mm时，采用热压注系统批量得到表面质量好、尺寸精度高、形状复杂的铸造用陶瓷型芯，是提高空心叶片定向凝固成品率的重要前提。
目前的热压注系统，特别是中小型热压注系统，在成型150mm以上复杂件时，加热介质的量会随生产时间的推移不断减少，加热效率逐渐降低或加热不均匀甚至发生干烧，造成空心叶片型芯成形时一致性、稳定性差，进而导致后期制作空心叶片的成品率难以控制。加热效率随时间的波动，造成了工艺参数及产品性能的不稳定性。因此，使用一段时间后，热压注系统需要添加加热介质，现有的热压注系统在添加加热介质时存在以下缺陷和不足：(1)加热介质的二次注入极为不便且无法预知加热介质的剩余量；(2)添加加热介质需要对机壳及加热装置进行复杂的拆卸安装步骤，对于工作人员的要求较高，且步骤复杂导致生产效率低下；(3)在空心叶片型芯批量化制造过程中面临频繁拆装模具的问题，频繁拆装模具易造成顶紧装置与盛料桶内压力经模具中间传递后发生上下压力不均衡而导致浆料从模具与储料盖的接触面处高压喷溅的问题，特别是对于大型热压注系统，可能致操作人员烧烫伤，存在一定的安全隐患，也造成原料的浪费乃至型芯成型失败；(4)尤其是在进行较大工件特别是大于300mm的复杂件注入成型时，容易造成压力传递不均形成气泡、内应力变形乃至充型不完整的废品，严重制约了大型燃机空心叶片的高质量、高成品率制造。
由于存在上述缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，设计一种热压注系统，使其能够避免成形时一致性和稳定性差、克服难以成型较大尺寸复杂件等问题，满足大型复杂件生产的需要。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种全封闭式热压注系统，其通过设置加热介质液面平衡装置、固模环、温度传感器和箱体，克服因设备因素导致的型芯制造工艺参数不稳定及相应空心叶片产品成品率低、难以制备较大复杂件的问题，提高了加热效率及工艺参数-产品性能的稳定性，减少了拆卸机壳及加热装置的繁琐步骤，扩大了热压注系统的成型尺寸范围，减少了成型气泡、释放了成型内应力，特别是对于较大尺寸的复杂形状件，可大大降低充型不完整的概率，提高成型质量及成品率。尤其适用于航空发动机等燃气轮机空心叶片型芯的批量化生产。
为实现上述目的，本发明提供了一种全封闭式热压注系统，其包括恒温加热器、加热槽、模具、浆料和箱体等，
其中，所述加热槽内部设置有盛浆槽，所述盛浆槽内可盛有浆料；所述加热槽与盛浆槽底部设有通孔，通孔之间由一中空管紧密联接，加热槽的通孔一侧由一可打开式密封装置封口，或紧密连接一浆料自动注入系统；所述加热槽与盛浆槽的夹层空间内部注入加热介质；所述恒温加热器依所述加热槽紧密环绕，所述恒温加热器通过对加热槽中加热介质加热进而对浆料加热；所述加热槽的一侧，还设置有加热介质液面平衡装置用于调整加热槽内加热介质的量，位于所述加热槽顶部的储料盖将盛浆槽密封，输浆管的一端穿过储料盖通向模具，另一端伸入盛浆槽内底部，所述模具周侧设置有一空间体积大于所用模具的密封箱体；所述加热槽及盛浆槽上端设置有一通孔引入气路系统；所述加热槽3与盛浆槽底部设有通孔。
具体地，本发明通过在所述模具周侧设置一空间体积大于模具的密封箱体及带有恒温加热功能的加热器。可以对模具成型区域进行再处理，扩大了热压注系统的成型尺寸范围，减少了成型气泡、释放了成型内应力，特别是对于较大尺寸的复杂形状件，可大大降低充型不完整的概率，提高成型质量及成品率，同时增加生产安全性。
进一步优选地，设置加热介质液面平衡装置，可以实时平衡加热介质液面而依需灌入适量加热介质，特别是对于中小型热压注系统此改良效果更为显著，几乎不会出现干烧现象，提高了加热效率及工艺参数-产品性能的稳定性，减少了拆卸机壳及加热装置的繁琐步骤，减少了连接件因频繁拆卸导致的浆料喷溅等问题，提高了生产的安全性。
进一步优选地，所述储料盖由面板、密封圈和固模环拼接而成；所述固模环设置在面板与模具之间，该固模环内部空腔的一端与模具的进料端紧密套设，其另一端与输浆管紧密连接。较多的比较试验表明，通过增设固模环装置，能够克服频繁拆装模具过程中发生的接口漏液引起的成品率降低问题；提高成品质量，提高生产安全性。
进一步优选地，所述加热槽(3)与盛浆槽底部设有通孔(13)，加热槽(3)与盛浆槽通孔之间由一中空导浆管紧密联接，加热槽的通孔一侧由一可打开式密封装置(如螺式阀门等)封口，并紧密连接一浆料自动注入系统。克服了浆料配方变化导致的盛浆槽清洗困难问题，也克服了不同批次浆料注入时由于剩液难以排出问题。增加自动化程度，减少了注浆拆机频率，提高了生产效率。
优选地，所述固模环与模具和输浆管的连接处均设置有密封槽及密封圈。较多的比较试验表明，通过密封槽和密封圈和设置，能够明显提高加热槽的密封性能，减少浆料的喷溅，避免工作人员烫伤。
优选地，所述箱体的一侧设置有拉门，所述的门包括一透明视窗，门框四周设置有密封槽及密封圈。通过合理设置箱体空间大小，能够满足不同尺寸的生产需要。
优选地，所述温度传感器分别设置在盛浆槽内、箱体内及恒温加热器附近，所述恒温加热器根据温度传感器采集的温度信号进行相应调节。在盛料槽/盛浆桶内、箱体内及恒温加热器附近分别设置的温度传感器，能够解决采用单一温度传感器时无法实时调控浆料温度而引起制品一致性差的问题，实现加热温度的实时控制。
优选地，所述热压注系统还包括一控制系统，该控制系统包括温度控制系统、气路控制系统和电路控制系统。通过控制系统中的温度、气路和电路系统来实现温度、气压和电路控制，能够精确地控制热压注系统在生产时的各种参数，便于实时调节和控制，同时增加生产安全性。
总体而言，通过本发明的以上技术方案与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的全封闭式热压注系统，针对航空发动机等燃气轮机空心叶片型芯的批量化制造过程中，工艺参数及产品性能不稳定、难以制造较大型复杂件的问题，在结构上做出了诸多改进，从而克服因设备因素导致的型芯制造工艺参数不稳定及相应空心叶片产品成品率低的问题，使得由该系统制备得到的零部件具有较好的一致性和较高的稳定性。
(2)本发明较传统的热压注系统增设的加热介质液面平衡装置，可以实时调整加热介质液面并依需灌入适量加热介质，特别是对于中小型热压注系统此改良效果更为显著，几乎不会出现干烧现象，提高了加热效率及工艺参数-产品性能的稳定性，减少了拆卸机壳及加热装置的繁琐步骤。
(3)本发明增设的箱体控温装置，扩大了热压注系统的成型尺寸范围，减少了成型气泡、释放了成型内应力，特别是对于较大尺寸的复杂形状件，可大大降低充型不完整的概率，提高成型质量及成品率。
(4)本发明增设的固模环装置，克服了频繁拆装模具过程中发生的接口漏液引起的成品率降低问题；在盛料槽/盛浆桶内及恒温加热器附近分别设置的温度传感器，解决了采用单一温度传感器时无法实时调控浆料温度而引起制品一致性差的问题。
(5)本发明增设的加热槽-盛浆槽通孔导浆管装置，克服了浆料配方变化导致的盛浆槽清洗困难问题，也克服了不同批次浆料注入时由于剩液难以排出问题。同时通过通孔装置可实现自动注浆，增加自动化程度，减少了注浆/排浆拆机频率，提高了生产效率。
(6)本发明的热压注系统，自动化程度高，工艺参数稳定，操作简便，劳动生产效率高，生产成本低，有利于航空发动机等燃气轮机空心叶片型芯的批量化安全作业，可提高成品率。
附图说明
图1是本发明的全封闭式热压注成型系统的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-恒温加热器、2-加热介质、3-加热槽、4-气路系统、5-储料盖、6-模具、7-固模环、8-温度传感器、9-加热介质液面平衡装置、10-浆料、11-输浆管、12箱体、13通孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步实施说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以指导实施本发明，并不用于限定本发明。下述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突则可相互组合。
附图是本发明的全封闭式热压注成型系统的结构示意图，如图所示，其包括恒温加热器1、加热槽3、模具6、浆料10和箱体12等，
其中，所述加热槽3内部设置有盛浆槽，所述盛浆槽内可盛有浆料10，所述加热槽3与盛浆槽的夹层空间内部注入加热介质2，所述恒温加热器1依所述加热槽3紧密环绕，所述恒温加热器1通过对加热槽3中加热介质2加热进而对浆料10加热；所述加热槽3的一侧，还设置有加热介质液面平衡装置9用于调整加热槽3内加热介质2的量，所述加热槽内及恒温加热器附近均设置一温度传感器8，位于所述加热槽3顶部的储料盖5将盛浆槽密封，该储料盖5的上表面可紧密套接相应模具6，输浆管11的一端穿过储料盖5通向模具6，另一端伸入盛浆槽内底部，所述模具周侧设置有一空间体积大于所用模具的密封箱体。所述加热槽3及盛浆槽上端还设置有一通孔引入气路系统4。所述加热槽3与盛浆槽底部设有通孔13。
在本发明的一个具体实施例中，所述储料盖5包括面板、密封圈和固模环7；所述固模环7设置在面板与模具之间，该固模环7内部空腔的一端与模具6的进料端紧密套设，其另一端与输浆管11紧密连接，固模环7与模具6和输浆管11的连接处均设置有密封装置。
在本发明的一个具体实施例中，所述加热介质液面平衡装置为由液面自动平衡系统组成的自动化装置，所述的自动化装置含有一加热介质储罐。
在本发明的一个具体实施例中，所述箱体12由带有加热、控温功能的恒温加热器及热防护壳体组成，所述加热器可对含模具的空间进行温度调控。
在本发明的一个具体实施例中，所述箱体12内设置有温度传感器8，所述恒温加热器根据温度传感器8采集的温度信号对箱体内温度进行相应调节。
在本发明的一个具体实施例中，所述箱体12的一侧设置有拉门，所述的门包括透明视窗、把手、锁扣等，门框四周设置有密封槽及密封圈。
在本发明的一个具体实施例中，所述加热槽(3)与盛浆槽底部设有通孔(13)，加热槽(3)与盛浆槽通孔之间由一中空导浆管紧密联接，加热槽的通孔一侧由一可打开式密封装置(如螺式阀门等)封口，并紧密连接一浆料自动注入系统。
在本发明的一个具体实施例中，所述热压注系统还包括一控制系统，该控制系统包括温度控制系统、气路控制系统和电路控制系统。
为更好地解释本发明，以下给出两个具体实施例：
实施例1
接通电源，打开加热介质液面平衡装置9，根据需要设置平衡位置并自动添加至相应量的加热介质。启动恒温加热器1，调节至一定温度功率，通过加热槽3对加热介质2进行加热，通过箱体12对模具6进行加热，根据温度传感器8来实时监测盛料槽/盛浆桶内、箱体内温度，待加热到合适的温度，启动气路装置，一定压力的压缩空气经气路系统4进入盛料槽/盛浆桶，在压力的作用下，浆料10从输浆管11经固模环7进入模具6中，经过一段时间的注浆保压后，关闭气路装置，放气并取出模具、冷凝，脱模后完成一个注模循环。所述热压注系统，自动化程度较高，工艺参数稳定，操作简便，劳动生产效率高，生产成本低，有利于航空发动机等燃气轮机空心叶片型芯的批量化安全作业，可提高成品率。
实施例2
接通电源，打开加热介质液面平衡装置9，根据需要设置平衡位置并自动添加至相应量的加热介质。启动恒温加热器1，调节至一定温度功率，通过加热槽3对加热介质2进行加热，根据温度传感器8来实时监测盛料槽/盛浆桶内温度，待加热到合适的温度，启动气路装置，一定压力的压缩空气经气路系统4进入盛料槽/盛浆桶，在压力的作用下，浆料10从输浆管11经固模环7进入模具6中，经过一段时间的注浆保压后，关闭气路装置，放气并取出模具、冷凝，脱模后完成一个注模循环。打开可打开式密封装置，接通通孔13的连接装置，启动注入装置，将配置好的适量浆料自动注入盛浆槽，关闭注入装置，密封通孔，开始进行下一注模循环。
本领域的技术人员容易理解，以上所述实施例仅为本发明的部分实施例而已，并不用以限制本发明。