一种气瓶加热装置及其使用方法与流程

本发明涉及气瓶加工，特别是涉及一种气瓶加热装置及使用方法。

背景技术：

1、缠绕成型是将浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品的方式，是一种常见的树脂基复合材料成型方式。干法缠绕因其良好的批次质量稳定性、较快的缠绕速度、较长的常温树脂适用期以及较好的作业环境而成为缠绕成型工艺的未来发展趋势。

2、在干法缠绕中，由于常温下树脂流动性差，树脂对纤维浸润性欠佳，导致复合层层间剪切强度较低，而层间剪切强度的大小直接影响纤维强度发挥率。此为干法缠绕工艺需要攻克的关键技术之一，现有技术如申请号为201820403056.5的实用新型专利和申请号为201310411000.6的发明专利，先通过加热装置加热绝热材料，然后再将加热后的绝热材料缠绕在内胆上，由于加热后的绝热材料在缠绕的过程中温度会逐渐降低，所以这种缠绕方法制得的气瓶树脂对纤维浸润性以及层间结合性能都有待进一步提高。

3、因此，如何设计一种气瓶加热装置及其使用方法，提高树脂对纤维的浸润性，增强复合层间剪切强度是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷和不足，提供一种气瓶加热装置及使用方法，提高树脂对纤维的浸润性，增强复合层间剪切强度。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明提供一种气瓶加热装置，沿设置在龙门架上的内胆轴向设有既能带动内胆转动又能加热内胆腔体的旋转加热装置，所述旋转加热装置包括能自转的缠绕工装主体，所述缠绕工装主体的末端伸入并与所述内胆的瓶口固定连接，所述缠绕工装主体的内部设有进气流道和出气流道，所述进气流道和所述出气流道分别与所述内胆的腔体相连通；

4、所述龙门架上还设有位于所述内胆外部的加热小车，所述加热小车包括能沿所述内胆的轴向移动的支架，所述支架和所述龙门架通过滑槽和滑块相连接，所述滑槽与所述内胆的轴线相平行，所述支架上设有加热头，所述加热头的运动轨迹与纱片在气瓶上的落纱点相一致；

5、优选地，所述进气流道的一端设有能伸入内胆内部腔体的气管，所述气管内部设有与所述进气流道相连通的空腔，所述气管的长度与所述内胆的腔体长度相适配，所述进气流道另一端通过热风管道与热源相连通；所述缠绕工装主体上设有出气口，所述出气流通道一端与所述出气口相连通，所述出气流道另一端与所述内胆的腔体相连通；

6、优选地，所述缠绕工装主体上还设有与所述进气流道相连通的进气口，所述进气口的轴向两侧分别设有轴承，所述轴承内圈与所述缠绕工装主体固定连接，所述轴承外圈与外环固定连接，所述外环通过所述热风管道与所述热源相连通；

7、优选地，所述外环上设有与所述进气口相连通的通孔，所述通孔的侧壁设有内螺纹，所述热风管道上设有与所述内螺纹配合使用的外螺纹；

8、优选地，每个所述轴承远离所述进气口的一侧均设有用于密封所述外环与所述缠绕工装主体之间间隙的骨架油封，所述轴承的轴向两端设有卡簧；

9、优选地，所述缠绕工装主体上分别设有轴肩和挡环，其中一所述骨架油封与所述轴肩紧密贴合，另一所述骨架油封与所述挡环紧密贴合；

10、优选地，所述龙门架包括两个相对设置的立柱和连接两个所述立柱的横梁，其中一个所述立柱上设有尾顶，另一个所述立柱上设有卡盘，所述卡盘卡住所述缠绕工装主体，所述内胆一端与所述缠绕工装主体螺纹连接，所述内胆另一端与所述尾顶转动连接；所述龙门架的一侧设有所述加热小车，与所述加热小车相对的另一侧设有缠绕小车，所述加热小车和所述缠绕小车分别与所述横梁滑动连接，所述缠绕小车的运动轨迹与所述加热小车的运动轨迹相平行；

11、优选地，所述加热小车上设有能够上下移动的支撑架，所述支撑架通过连接杆与支座转动连接，所述支座与所述加热头固定连接；

12、本发明还提供一种气瓶加热装置的使用方法，包括以下内容：

13、s1.预热缠绕工装主体与内胆，将缠绕工装主体与内胆置于100℃的烘箱中加热两小时；

14、s2.组装各部件，热风管道和气管分别与加热后的缠绕工装主体相连接，组装完成后的气管伸入内胆的腔体，并将缠绕工装主体与内胆螺纹连接，龙门架卡盘卡紧缠绕工装主体一端，内胆另一端与尾顶相连接；

15、s3.缠绕气瓶，分别启动驱动缠绕工装主体转动以及驱动加热小车、缠绕小车移动的驱动装置，气瓶转动的同时缠绕小车和加热小车沿气瓶的轴向和径向运动，完成内胆的缠绕；缠绕的同时开启与热风管道连通的热源以及加热头，分别从内部和外部加热内胆。

16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

17、1、本发明通过在缠绕工装主体上设置进气流道和出气流道，使得缠绕工装主体带动内胆转动时，热量能通过进气流道流入内胆的腔体内部加热内胆，提高内胆外表面以及已经粘附在内胆外表面的纱片温度，此外，通过加热小车沿内胆的轴向运动，加热落在内胆外表面的纱片，以此降低待粘贴的纱片与内胆外表面和/或已经粘附在内胆外表面的纱片之间的温差，促进纱片上树脂胶液的流动，提高树脂胶液对纤维的浸润性，提高复合层层间的剪切强度，提高缠绕在内胆外表面的纤维发挥强度；实现减少纤维用量，节约生产成本的效果。

18、2、本发明通过轴承连接热源与缠绕工装主体，使得缠绕工装主体在跟随缠绕机主轴旋转的过程中，外环与热风管道能够固定于某一位置向内胆内部提供持续热风，解决了一般的缠绕工装无法持续加热旋转内胆的问题，配合加热小车在y轴的往复运动和z轴的伸缩运动，实现内外加热的同时内胆连续不断地缠绕纤维纱片的目的，提高该装置的生产效率。

19、3、本发明通过更换气管的长度即可适配不同尺寸的内胆，适应范围较广，且气管的长度与内胆的长度相适配，使热量能均匀地分布于内胆的各部位，提高了内胆各处外表面温度的均匀性，提高缠绕后形成的气瓶质量。

20、4、本发明通过骨架油封、内外锥螺纹以及内胆瓶口密封结构的密封作用，将热量封闭于外环与缠绕工装主体所形成的的密闭空间内，然后通过缠绕工装主体内部的气路循环加热内胆，降低了热量的泄露量，提高了对内胆的加热效率。

技术特征：

1.一种气瓶加热装置，其特征在于：沿设置在龙门架上的内胆轴向设有既能带动内胆转动又能加热内胆腔体的旋转加热装置，所述旋转加热装置包括能自转的缠绕工装主体，所述缠绕工装主体的末端伸入并与所述内胆的瓶口固定连接，所述缠绕工装主体的内部设有进气流道和出气流道，所述进气流道和所述出气流道分别与所述内胆的腔体相连通；

2.根据权利要求1所述的气瓶加热装置，其特征在于：所述进气流道的一端设有能伸入内胆内部腔体的气管，所述气管内部设有与所述进气流道相连通的空腔，所述气管的长度与所述内胆的腔体长度相适配，所述进气流道另一端通过热风管道与热源相连通；所述缠绕工装主体上设有出气口，所述出气流通道一端与所述出气口相连通，所述出气流道另一端与所述内胆的腔体相连通。

3.根据权利要求2所述的气瓶加热装置，其特征在于：所述缠绕工装主体上还设有与所述进气流道相连通的进气口，所述进气口的轴向两侧分别设有轴承，所述轴承内圈与所述缠绕工装主体固定连接，所述轴承外圈与外环固定连接，所述外环通过所述热风管道与所述热源相连通。

4.根据权利要求3所述的气瓶加热装置，其特征在于：所述外环上设有与所述进气口相连通的通孔，所述通孔的侧壁设有内螺纹，所述热风管道上设有与所述内螺纹配合使用的外螺纹。

5.根据权利要求3所述的气瓶加热装置，其特征在于：每个所述轴承远离所述进气口的一侧均设有用于密封所述外环与所述缠绕工装主体之间间隙的骨架油封，所述轴承的轴向两端设有卡簧。

6.根据权利要求5所述的气瓶加热装置，其特征在于：所述缠绕工装主体上分别设有轴肩和挡环，其中一所述骨架油封与所述轴肩紧密贴合，另一所述骨架油封与所述挡环紧密贴合。

7.根据权利要求1所述的气瓶加热装置，其特征在于：所述龙门架包括两个相对设置的立柱和连接两个所述立柱的横梁，其中一个所述立柱上设有尾顶，另一个所述立柱上设有卡盘，所述卡盘卡住所述缠绕工装主体，所述内胆一端与所述缠绕工装主体螺纹连接，所述内胆另一端与所述尾顶转动连接；所述龙门架的一侧设有所述加热小车，与所述加热小车相对的另一侧设有缠绕小车，所述加热小车和所述缠绕小车分别与所述横梁滑动连接，所述缠绕小车的运动轨迹与所述加热小车的运动轨迹相平行。

8.根据权利要求7所述的气瓶加热装置，其特征在于：所述加热小车上设有能够上下移动的支撑架，所述支撑架通过连接杆与支座转动连接，所述支座与所述加热头固定连接。

9.一种气瓶加热装置的使用方法，其特征在于：包括以下内容：

技术总结
本发明公开了一种气瓶加热装置及使用方法，属于气瓶加工技术领域，沿设置在龙门架上的内胆轴向设有既能带动内胆转动又能加热内胆腔体的旋转加热装置，旋转加热装置包括缠绕工装主体，缠绕工装主体的末端伸入内胆并与内胆的瓶口固定连接，缠绕工装主体的内部设有进气流道和出气流道，进气流道和出气流道分别与内胆的腔体相连通；龙门架上设有位于内胆外部的加热小车，加热小车包括支架，支架和龙门架通过滑槽和滑块相连接，滑槽与内胆轴线平行，支架上设有加热头，加热头的运动轨迹与纱片在气瓶上的落纱点相一致，以此降低待粘纱片与内胆外表面和/或已经粘在内胆外表面的纱片之间的温差，提高树脂对纤维的浸润性和复合层层间的剪切强度。

技术研发人员：陈春露,吉增香,朱伟荣,郭威东,夏建强
受保护的技术使用者：中材科技(苏州)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15