[发明专利]用于热压罐的均温系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种均温系统和方法，尤其涉及一种用于热压罐的均温系统和方法。

背景技术

热压罐成型是生产航空、航天用高纤维增强热固性塑料高强度构件的重要方法，它的工艺主要是将复合材料及相关辅助材料放入模具内，置于热压罐中，在真空(或非真空)状态下，依次经过升温、加压、保温、降温和减压过程，制成满足需要的制品。热压罐成型工艺具有模具简单及制件密实、尺寸公差小、空隙率低的优点。

热压罐成型的主要设备是热压罐、加热和加压系统及抽真空系统。热压罐的罐体内腔要足够大，能根据需要对罐体内的温度进行控制，并能承受足够压力，并附有自动记录温度和压力的系统。此外，抽真空系统在制件固化前后，还需给腔内提供适当的真空度。因此，热压罐的密闭性直接关系到整个系统的稳定性(包括压力和温度)，而密闭性决定于罐体各结合部件连接处的气密性。为了使热压罐成型工作过程中罐体内部的温度均匀，热压罐上还包括均温系统。

对于中小型热压罐，特别是集成度较高的小型热压罐，其通常的结构如图1所示，此类热压罐工作压力通常在0.1MPa～10.0MPa、工作温度在50℃～500℃、罐体1的内部空间在2L～100000L。这种中小型热压罐的均温系统一般包括如图1所示的风机2和电机3，设置罐体内的风机2由设置在罐体外的电机3驱动。

经过对目前常见的几种中小型热压罐的均温系统的试验和分析，我们发现它们大多是直接在热压罐外安装普通电机(如图1所示的电机3)，通过传动轴直接传递扭矩给热压罐内的风机2，电机3带动风机2转动以使罐内空气流动掺混，从而使热压罐内温度均匀，参见图2。如前所述，热压罐的密闭性直接关系到整个系统的稳定性，因此在此类现有技术中，往往需要使用密封材料4来保证传动轴5与安装在热压罐的罐壁7上的支撑套6之间的滑动密封性。我们的试验表明若温度不超过170℃、罐内压力不超过0.8MPa或连续工作不超过10小时，该滑动密封一般是安全的；但若不满足上述条件(即温度超过170℃、罐内压力超过0.8MPa或连续工作超过10小时)，密封材料4将易于发生性能变化而造成热压罐漏气。密封材料4可采用的最好的材料目前一般认为是氟橡胶。根据文献报道，氟橡胶的最高耐温为250℃，最高耐压为2.0MPa，其动态寿命为当温度达220℃时，寿命为200小时(即如果每天运行8小时的话，运行寿命不足1个月)。然而热压罐的罐体内的最高温度可达300至400℃，有的甚至更高，因此使用氟橡胶制成的密封圈不能很好地解决热压罐的密封问题。

由于目前找不到可以在上述的工作条件下长时间保持性能稳定的合适的密封材料，为防止发生热压罐漏气，目前只能通过定期更换密封材料进行维护，不但增加了成本，且影响了热压罐的利用率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于热压罐的均温系统和方法，无需使用密封材料而能实现热压罐的可靠密闭。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于热压罐的均温系统，均温系统包括风机和电机，风机被设置在所述热压罐的罐体之内，电机被设置在所述罐体之外，电机上设置有第一磁体，风机上设置有与第一磁体相配合的第二磁体，第一磁体和第二磁体被设置为使电机通过第一磁体和第二磁体之间的磁力驱动所述风机。

在本发明的一个较佳的实施方式中，风机为轴流式风机或离心式风机。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，第一磁体和第二磁体为电磁体或永磁体。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，第一磁体被设置为由电机通过电机转轴带动转动，第二磁体被设置为通过风机转轴带动风机转动。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，还包括透磁间隔件，第一磁体和第二磁体被透磁间隔件隔开，透磁间隔件与罐体的罐壁以密封的关系共同限定罐体的内部空间。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，透磁间隔件为一端封闭的筒状件，筒状件被密封地设置为凸出于热压罐的罐壁的轮廓之外，第二磁体位于筒状件内。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，透磁间隔件为一端封闭的筒状件，所述筒状件被密封地设置为凹入所述热压罐的所述罐壁的轮廓之内，所述第一磁体位于所述筒状件内。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，第一磁体和第二磁体在所述筒状件的封闭的端部的两侧相配合。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，第一磁体和所述第二磁体在所述筒状件的圆周部的两侧相配合。

在本发明的另一个较佳的实施方式中，第一磁体和第二磁体被罐体的罐壁隔开。