一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置及控制方法与流程

本发明涉及一种用于复合材料管件制造的树脂注入装置及控制方法，具体涉及一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置及控制方法，属于织物增强复合材料构件加工技术领域。

背景技术：

随着复合材料相关技术的发展，具有高比强度、比模量和良好抗腐蚀性的复材构件正在逐步被市场接受。为了能够有效集成到各类整机中，这就需要能够加工出具有异形结构的复材构件。

可变形气囊是用来加工异形复合材料管件的一种工艺手段，通过在气囊表面铺放纤维增强层，将其置入外形模具，在注入树脂之后使其固化可以得到与模具相适应的外形。在这一过程中，存在如下问题：1)气囊内的充气压力和树脂注入压力的配比关系。为了获得良好的注入速度，需要对注入树脂施加一定的压力，若该压力过高，则将压缩气囊，从而降低了构件的纤维体积含量；若压力过低，则影响了树脂的流动性，容易造成构件内的空泡区域；2)树脂的流动性也与温度存在一定关系。温度过低会导致树脂流动性不好，如果温度过高会导致树脂固化成型后强度上降低。在充入完成后固化温度也会对树脂成型后的强度有很大影响，因此在固化过程中对于温度的控制是非常重要的一环。

因此，为解决上述问题，确有必要提供一种创新的用于制备复合材料管件的树脂注入装置及控制方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置，其能更好的控制树脂与芯轴之间的压力配比、降低温度对气囊压力影响、提高可变形气囊能适应的构件形状类型能力、增加成品精度和使工艺设定更加自动化。

本发明的第二目的在于提供一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置的控制方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置，其包包括加热桶、伺服电机、搅拌器、电磁阀、加热丝、桶盖、模具以及加热棒；其中，所述搅拌器枢接在加热桶内并且与伺服电机相连；所述电磁阀连接至加热桶的上部；所述加热丝围绕在加热桶的内壁上并固定；所述桶盖固定在加热桶上；所述加热桶的底部连接有一和模具连接的管路，所述管路上设有流量监测器；所述模具内覆盖有气囊；所述模具上连接有一水流电磁阀；所述加热棒安装于模具的入口的四角。

本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置进一步为：所述加热桶内设有温度探测器i；所述桶盖上固定有压力检测器i和红外线检测器。

本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置进一步为：所述模具上安装有温度探测器ii和压力检测器ii。

本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置还为：包括一信号处理控制系统，该信号处理控制系统包括自动控温控压注入软件，编织集成装置数控代码编译器、控制计算机、温度控制器以及压力控制器；所述自动控温控压注入软件，编织集成装置数控代码编译器、控制计算机依次连接；所述温度控制器、压力控制器、红外线检测器，流量监测器分别与控制计算机连接；所述压力检测器i、ii电性连接至压力控制器；所述压力检测器i控制电磁阀；所述温度探测器i、ii电性连接至温度控制器；所述温度探测器i、ii分别控制加热丝和加热棒。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置的控制方法，其包括如下步骤：

1)，树脂送入加热桶，当树脂达到一定量时会被检测此时停止加入树脂；

2)，由电热丝加热并由搅拌机搅拌均匀；在加热桶底部的温度探测器i会一直检测树脂温度并且将树脂温度传递到控制系统；

3)，当加热到一定温度时温度探测器i会发出信号到控制系统使加热丝停止加热，直到温度减少至预设值；并控制电磁阀引入气压，此时可以开始向模具注入树脂，一旦温度下降加热丝就会再次加热树脂到指定温度，运行期间搅拌器将会一直运行；

4)，当需要注入树脂时，人为控制第一次注入开关，树脂出口电磁阀允许树脂注入；注入时检测流量并与桶内压力与温度对比，当流量与预测不符时将会报警并关闭电磁阀停止注入；后续工作中注入树脂将会在脱模完成后一切准备就绪自动开始树脂注入；

5)，当内芯压力检测器i到达一定值时将会传递信号到控制系统打开电磁阀允许树脂流出；

6)，由压力检测器ii控制停止注入，当压力到一定值时将会停止注入并且传达到控制计算机；控制计算机会打开控制水流的电磁阀把加热的水充入至模具内芯中，此后热水会与模具一同加热树脂；模具中多余的树脂会由模具的树脂出口挤出，当内芯压力到达一定值时由内芯的压力检测器传递信号到控制系统停止充入热水；

7)，模具内芯停止充入热水时会关闭模具的出口阀门并开始固化树脂；在完成固化后将会脱模控制系统会控制树脂注入开关工作重复上述行为；

8)，当加热桶内树脂下降到预设值后；控制系统会完成此次注塑并在树脂固化过程中，在关闭模具上树脂出口后；由控制系统控制打开电磁阀释放桶内压力，并开始向桶内注入树脂，此时温度探测器传递信号到控制系统开始加热；当树脂体积达到预设值后关闭电磁阀停止注入树脂，关闭气体流出的电磁阀并打开控制流入气体的电磁阀给桶内加压，完成后即可继续工作。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置的气囊能够适应多种大曲率变化的形状需求，模具可内部加温、可控压的型芯和能够树脂重复利用及提供压力反馈，使异形截面管的固化过程更加智能化、可控化，更加高效，提高了压力配比的可控制性与稳定性，降低了模具温度对于气压的影响，提高了加热速度并减少能量损失，降低了生产成本，使成品能满足大曲率的异形内壁需求；

2.本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置以水作为传温传压介质，弥补了气体作为介质时易受温度影响及压力注入慢的不足；同时对于内芯温度的控制也使得加强管在制造过程中减少制造时间、获得更加优越的力学性能。

【附图说明】

图1是本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置的加热桶的结构示意图。

图2是本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置的模具的结构示意图。

图3是本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置的控制原理图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图3所示，本发明为一种用于制备复合材料管件的树脂注入装置，其由加热桶2、伺服电机11、搅拌器10、电磁阀5、加热丝4、桶盖7、模具24以及加热棒15等几部分组成。

其中，所述加热桶2内设有用于探测加热桶2内树脂温度的温度探测器i3。

所述搅拌器10枢接在加热桶2内并且与伺服电机11相连，其伺服电机11驱动搅拌器10转动，从而将加热桶2内的树脂搅拌均匀。

所述电磁阀5连接至加热桶2的上部。所述加热丝4围绕在加热桶2的内壁上并固定，其能对树脂进行加热。

所述桶盖7固定在加热桶2上。所述桶盖7上固定有压力检测器i6和红外线检测器8。

所述加热桶2的底部连接有一和模具24连接的管路12，所述管路12上设有流量监测器1。

所述模具24内覆盖有气囊17，气囊17内可通入水。所述模具24上安装有温度探测器ii14和压力检测器ii13。所述模具24上连接有一水流电磁阀25。

所述加热棒15安装于模具24的入口的四角，其能对注入的树脂进行加热。

本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置还包括一信号处理控制系统21，该信号处理控制系统21内集成有自动控温控压注入软件18，编织集成装置数控代码编译器19、控制计算机20、温度控制器22以及压力控制器23。

所述自动控温控压注入软件18，编织集成装置数控代码编译器19、控制计算机20依次连接。所述温度控制器22、压力控制器23、红外线检测器8，流量监测器1分别与控制计算机20连接，并受控制计算机20控制。所述压力检测器i、ii6、13电性连接至压力控制器23；所述压力检测器i6控制电磁阀5。所述温度探测器i、ii3、14电性连接至温度控制器22；所述温度探测器i、ii3、14分别控制加热丝4和加热棒15。

本发明的用于制备复合材料管件的树脂注入装置的控制方法如下：

1)，树脂送入加热桶2，当树脂达到一定量时会被红外线检测器检测，此时停止加入树脂；

2)，树脂由电热丝4加热并由搅拌机10搅拌均匀；在加热桶底部的温度探测器i3会一直检测树脂温度并且将树脂温度传递到控制系统21；

3)，当加热到一定温度时，温度探测器i3会发出信号到控制系统21使加热丝4停止加热，直到温度减少至预设值；并控制电磁阀5引入气压，此时可以开始向模具注入树脂，一旦温度下降加热丝4就会再次加热树脂到指定温度，运行期间搅拌器10将会一直运行；

4)，当需要注入树脂时，人为控制第一次注入开关，电磁阀5允许树脂注入；注入时检测流量并与桶内压力与温度对比，当流量与预测不符时将会报警并关闭电磁阀5停止注入；后续工作中注入树脂将会在脱模完成后一切准备就绪自动开始树脂注入；

5)，当压力检测器i6到达一定值时将会传递信号到控制系统21打开电磁阀5允许树脂流出；

6)，当压力到一定值时将会停止注入并且传达到控制计算机20；控制计算机20会打开控制水流电磁阀25把加热的水充入至模具24内芯中，此后热水会与模具一同加热树脂；模具中多余的树脂会由模具的树脂出口挤出，当内芯压力到达一定值时由内芯的压力检测器ii14传递信号到控制系统21停止充入热水；

7)，模具24内芯停止充入热水时会关闭模具的出口阀门并开始固化树脂；在完成固化后将会脱模控制系统会控制树脂注入开关工作重复上述行为；

8)，当加热桶2内树脂下降到预设值后；控制系统21会完成此次注塑并在树脂固化过程中，在关闭模具上树脂出口后；由控制系统21控制打开电磁阀5释放桶内压力，并开始向桶内注入树脂，此时温度探测器3传递信号到控制系统开始加热；当树脂体积达到预设值后关闭电磁阀5停止注入树脂，关闭气体流出的电磁阀并打开控制流入气体的电磁阀5给桶内加压，完成后即可继续工作。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。