复合材料饮水箱和其形成方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月12日提交的申请号为201811047034的印度申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

示例性实施方案涉及水系统领域。更具体地，本公开涉及利用适形形状的储水箱的饮水系统。

诸如客运飞机、客运列车等许多应用通常包含饮水系统，以在运营期间提供水供乘客使用。例如，在飞机上，一些饮水系统包含利用空气加压的大型储水箱。空气通常是从辅助动力装置排出的空气，或者由用于饮水系统的独立空气压缩机提供。飞机运营商通常希望水箱的储水容量最大化，同时储水箱所占用的内部飞机空间还最小化。出于这个原因，储水箱通常被制成不规则形状或适形形状，意在适应飞机内部分配给储水箱的不规则形状空间。

技术实现要素：

在一个实施方案中，一种水箱包含模压成型的箱壳。所述箱壳包含背板和从所述背板延伸的侧板。所述侧板限定所述水箱的外周界。模压成型的前板固定到所述侧板以封闭所述水箱的内部。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，一个或多个挡板定位于所述水箱的所述内部中。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述一个或多个挡板通过焊接而固定到所述侧板或所述背板中的一者。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述一个或多个挡板定位于形成于所述侧板中的一个或多个狭槽中。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，经由焊接将所述前板固定到所述侧板。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，一个或多个配件部件或附件(fitting)被固定到所述侧板、所述前板或所述背板中的一者或多者。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述箱壳由悬浮在热塑性树脂中的多根纤维形成。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述多根纤维是碳纤维或玻璃纤维。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述热塑性树脂是聚醚醚酮(peek)、聚芳基醚酮(paek)或聚苯硫醚(pps)中的一种。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，衬里位于所述水箱的所述内部中。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述衬里是呈粉末涂料、薄膜或片材形式的高密度聚乙烯(hdpe)、聚醚醚酮(peek)或聚丙烯(pp)。

在另一实施方案中，一种形成饮水箱的方法包含：经由模压成型工艺而形成箱壳，所述箱壳包含背板和从所述背板延伸的侧板，所述侧板限定所述水箱的外周界。通过模压成型而单独地形成前板，并且将所述前板固定到所述侧板，从而封闭所述水箱的内部。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，形成一个或多个挡板片材，并且在将所述前板固定到所述侧板之前，在所述内部中安装所述一个或多个挡板片材。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，经由焊接将所述一个或多个挡板片材固定到所述侧板或所述背板中的一者。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，将所述一个或多个挡板片材安装到所述侧板或所述背板中的一者中所形成的一个或多个狭槽中。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，经由焊接将所述前板固定到所述侧板。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，一个或多个配件部件或附件被固定到所述侧板、所述前板或所述背板中的一者或多者。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，在将所述前板固定到所述侧板之前，在所述水箱的所述内部中安装衬里。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述箱壳由悬浮在热塑性树脂中的多根纤维形成。

另外地或可选地，在此实施方案或其它实施方案中，所述衬里是呈粉末涂料、薄膜或片材形式的高密度聚乙烯(hdpe)、聚醚醚酮(peek)或聚丙烯(pp)。

附图说明

以下描述不应以任何方式视为具有限制性。参考附图，相同元件的编号是一样的：

图1是水箱的实施方案的透视图；

图2是水箱的实施方案的侧视图；

图3是用于形成水箱的材料的示意图；

图4是水箱中的挡板布置的示意图；

图5是水箱中的另一种挡板布置的示意图；和

图6是制造水箱的方法的示意图。

具体实施方式

本文参考附图以举例方式而非限制方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。

参考图1，示出了供在例如飞机等中使用的饮水箱10的示意图。在一些实施方案中，水箱10的大小定为(例如)容纳20加仑的水和额外的自由空气空间。水箱10包含前壁12、后壁14(图2中示出)和在前壁12与后壁14之间延伸的侧壁16。侧壁16限定水箱10的外周界。水箱10具有箱入口18和箱出口20，在一些实施方案中，箱入口18和箱出口20是附接到例如侧壁16的配件部件。箱入口18和箱出口20分别被构造成准许水进入水箱10以及使水从水箱10流出。此外，水箱10可包含一个或多个附件22，所述一个或多个附件22例如在侧壁16处结合或以其它方式附接到水箱10。

如图1和图2中示出，在一些实施方案中，前壁12和后壁14是平坦且平面的，而侧壁16具有围绕水箱10的周界的曲线轮廓。

现在参考图3，水箱10由悬浮在热塑性树脂26中的多根纤维24的复合或模制构造形成，所述热塑性树脂26经由例如模压成型工艺而形成。在一些实施方案中，如图3中示出，多根纤维24是随机取向的，这使得复合零件在所有方向上的机械性质或在各向同性上能够类似于金属材料。在一些实施方案中，多根纤维24是短的或短切的碳纤维或玻璃纤维。热塑性树脂26是热塑性材料，例如聚醚醚酮(peek)、聚芳基醚酮(paek)或聚苯硫醚(pps)，而在其它实施方案中可以使用其它热塑性树脂材料。水箱10的模压成型的复合结构承受水箱10内部的选定静水压力，并且由于具有低导热率的热塑性树脂而另外提供绝缘性。

现在参考图4，水箱10的内部30中定位有一个或多个挡板28。挡板28在例如前壁12与后壁14之间和/或在侧壁16的部分之间延伸。在一些实施方案中，诸如在图4中示出，通过将挡板28焊接到后壁14和/或侧壁16而将挡板28固定在内部30中。在其它实施方案中，现在参考图5，在侧壁16和/或后壁14中形成诸如狭槽或托架的安装特征32。挡板28的安装方式是将挡板28插入到安装特征32中，以将挡板28定位并保持在水箱10的内部30中的适当位置。在一些实施方案中，挡板28由热塑性材料或者用短的或短切的碳纤维或玻璃纤维增强的热塑性材料的挤出片材形成。一旦安装了多个挡板28，便安装前壁12以封闭水箱10。箱入口18、箱出口20和一个或多个附件22可以使用基于热塑性的复合材料形成，并且可以例如与水箱10共固化或焊接到水箱10。

再次参考图4，在一些实施方案中，水箱10的内部30包含衬里34，以防止水和压缩空气通过水箱10而泄漏。在一些实施方案中，衬里是呈粉末涂料、薄膜或片材形式的高密度聚乙烯(hdpe)、聚醚醚酮(peek)或聚丙烯(pp)，其可以被喷涂或结合到水箱10的包含前壁12的内壁36。衬里34可以通过局部火焰喷涂操作或通过放入适当温度的炉中而固化。可选地，可以通过热成型气囊工艺来施加薄膜或片状衬里材料34。

现在参考图6，示出了制造燃料箱10的方法的示意图。参考框100，对水箱10的主要部分(包含后壁14和侧壁16)进行模压成型。在框100处，还单独地对前壁12进行模压成型。在框102处，形成挡板28，并通过焊接或联接将挡板28安装并固定在水箱10的内部30中。在框104处，将衬里34材料施加并固定到水箱10的内部30。此外，在框105处，将衬里34材料施加在前壁12的内侧上。在框106处，通过例如焊接将前壁12固定到水箱10，从而封闭水箱10，并且在框108处，例如通过共固化或焊接来安装配件或附件22。

与在先技术的金属水箱相比，本文公开的水箱10的构造会产生轻量型水箱10，这至少部分地归因于复合材料的密度是典型金属材料的密度的1/3。模压成型的水箱10具有改进的韧性，并且满足火焰、烟雾和毒性要求。所述材料是可焊接的，并且构造水箱10所需的处理时间相对较短，在一些情形中，模压成型工艺会花费10到30分钟。由于模压成型的材料的绝缘性质，因此箱容积因所需的绝缘厚度减小而增大或可选地占据较小的空间。

术语“约”意图包含与基于提交本申请时可用的设备对特定量的测量相关联的一定程度的误差。

本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而非意图作为对本公开的限制。如本文所用，除非在上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”也意图包含复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括和/或包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

虽然已参考一个或多个示例性实施方案描述了本公开，但本领域技术人员应理解，在不背离本公开的范围的情况下，可进行各种改变并可用等效物替代本公开的元件。另外，在不背离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教示。因此，希望本公开不限于公开作为预期用于实施本公开的最佳模式的特定实施方案，而是希望本公开将包含属于权利要求的范围内的所有实施方案。