在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的装置及方法与流程

本发明涉及液化状态气体技术领域，具体为一种在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的装置及方法。

背景技术：

随着液化状态气体使用的推广，低温液化气储存罐使用量越来越大。由于这种储存罐需要受到压力，因此一般均设计成为旋转体，其中受力比较合理制造相对方便的即如圆柱体和球形。为使储存安全，需要使储罐内的的液化气处于一个很低的温度，如此便要求这类储罐有很好的绝热，以阻止外界的温度向罐内传递。而现有绝热材料最有经济实用价值、导热系数相对很低的材料就是微泡沫类聚合物，如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等。

现今使用的在类似大型物体外包覆发泡绝热层有两大类方法，模塑成形后装配和现场手工喷涂。前一方法由于模具关系只适合于大规模的成批生产，后一种方法成品质量无法保证而且效率低下。另外，由于发泡材料大多属于低强度材料，本身需要加固手段使之和罐体有良好的连接，必然地，上述两种方法均需要另外的结构加固，这又对制造和自重的减轻增加了不利因素。本发明的目的就是为了解决上述问题而提出的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的装置及方法，以解决上述背景技术中现场手工发泡质量无法保证、成型模块不适宜小批量生产、现有方法需要另外增加结构件增强的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的装置，包括运行装置和单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物，所述运行装置包括支架，以及设置在支架上的可旋状的夹持机构，所述夹持机构上夹持有罐体，所述支架一侧水平安装有导轨，所述导轨上滑动安装有工作机构，且工作机构上安装有模具和喷枪，所述模具的一侧设有与罐体表面平行以及曲率半径比罐体的曲率半径大一个定值的旋转曲面，所述模具的旋转曲面与罐体之间形成有发泡腔体和热固化腔体，且发泡腔体和热固化腔体上下排列设置，所述喷枪安装在发泡腔体的顶端。

优选的，所述模具位于发泡腔体和热固化腔体的表面均开设有用于形成正压和负压的通孔，所述热固化腔体位于通孔周围的余表面为远红外发热体。

优选的，所述支架与夹持机构之间通过连接杆连接，且连接杆与夹持机构的衔接处设有电机，所述电机的输出轴与夹持机构连接。

优选的，所述模具的旋转曲面具有与罐体相同的旋转轴，且罐体旋转轴到模具旋转曲面的垂直距离处处相等。

优选的，所述模具的旋转曲面上下边缘沿罐体的经线排列，且模具的旋转曲面沿罐体的纬线有两组可拆卸的二号挡板，所述模具的旋转曲面位于发泡腔体下边缘设有一号挡板。

优选的，所述单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物置于罐体和模具之间。

优选的，一种在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的方法，包括使用运行装置完成的在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的步骤：

s1:将单面带线圈的稀疏织物被置于罐体和模具之间，带线圈或起绒的一面朝向待包覆的罐体，将罐体的一侧旋转到模具旋转曲面处然后固定，模具的成型腔体内的通孔为负压状态，从而该单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物被大气压推动附着于模具表面和罐体表面形成的一个上端开放的发泡腔体上；

s2:所述喷枪向发泡腔体内注满发泡材料，待泡沫材料初步固化，将模具的成型腔体内的通孔改变为正压状态，拆去下一号挡板；

s3:转动待包覆纤维增强发泡绝热层的罐体，转动距离相当于模具的成型腔体弧长，让罐体已注泡沫材料的那一段弧长进入模具的热固化腔体中，比便进行远红外照射加温固化，同时单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物也随旋转被带入，停止转动后使模具成型腔体的模具转为负压，织物被大气压推动附着于模具表面与罐体表面形成了新的空腔，重复注满泡沫材料，待泡沫材料表面干燥，使模具的成型腔体和模具的热固化腔体的通孔转为正压，转动待包覆纤维增强发泡绝热层罐体相当于模具的成型腔体弧长，循环此过程直至接近一个周长，剩余的一段弧长由手工弥补。

优选的，待一个周长的纤维增强发泡绝热层包覆完成，工作机构可沿导轨移动一个模具的宽度，重复s1、s2和s3的过程。

本发明提供了一种在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的装置及方法，具备以下有益效果：

本发明由于灌注是在一个固定的腔体中进行，固化在一个恒定的温度环境中完成，发泡质量得到充分的保证。同时，最终形成的发泡层表面有一层织物固定，而且该织物的线圈在泡沫材料中起到了勾连的作用，所以织物与泡沫形成了一个复合体，织物和线圈起到了对泡沫的增强作用，因此极大地提高了整体强度，且该种旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的方法工作效率高且保证质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的拆卸二号挡板后结构示意图；

图3为本发明的后视结构示意图。

图中：1、支架；2、连接杆；3、夹持机构；4、罐体；5、喷枪；6、发泡腔体；7、一号挡板；8、模具；9、导轨；10、通孔；11、热固化腔体；12、二号挡板；13、远红外发热体；14、电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种在大型旋转体外包覆纤维增强发泡绝热层的装置及方法，其特征在于，包括运行装置和单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物，所述运行装置包括支架1，以及设置在支架1上的可旋状的夹持机构3，所述夹持机构3上夹持有罐体4，所述支架1一侧水平安装有导轨9，所述导轨9上滑动安装有工作机构，且工作机构上安装有模具8和喷枪5，所述模具8的一侧设有与罐体4表面平行以及曲率半径比罐体4的曲率半径大一个定值的旋转曲面，所述模具8的旋转曲面与罐体4之间形成有发泡腔体6和热固化腔体11，且发泡腔体6和热固化腔体11上下排列设置，所述喷枪5安装在发泡腔体6的顶端。

所述模具8位于发泡腔体6和热固化腔体11的表面均开设有用于形成正压和负压的通孔10，所述热固化腔体11位于通孔10周围的余表面为远红外发热体13，利用通孔10产生的正负压吸附单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物；所述支架1与夹持机构3之间通过连接杆2连接，且连接杆2与夹持机构3的衔接处设有电机14，所述电机14的输出轴与夹持机构3连接，利用电机14带动夹持机构3做旋状运动；所述模具8的旋转曲面具有与罐体4相同的旋转轴，且罐体4旋转轴到模具8旋转曲面的垂直距离处处相等，使得模具8的转动的过程中包裹罐体4；所述模具8的旋转曲面上下边缘沿罐体4的经线排列，且模具8的旋转曲面沿罐体4的纬线有两组可拆卸的二号挡板12，所述模具8的旋转曲面位于发泡腔体6下边缘设有一号挡板7，利用一号挡板7和二号挡板12形成密封腔体，所述单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物置于罐体4和模具8之间，置于罐体4和模具8之间便于包裹在罐体4表面。

需要说明的是，该装置在工作时，将待加工的罐体4利用夹持机构3安装在支架1上，在灌注发泡材料前，向发泡腔体6内敷设一特殊的单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物，带线圈或起绒的一面朝向待包覆的罐体4，其一端与被包覆的罐体4在发泡腔体6底部固定连接，然后使发泡腔体6曲面通孔10呈负压，该单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物被大气压推动吸附在发泡腔体6的曲面上稳定平整后，然后利用喷枪5向发泡腔体6内注满发泡材料至上边缘平齐，待泡沫材料初步固化，将模具8的成型腔体内的通孔10改变为正压状态，拆去下一号挡板7；转动待包覆纤维增强发泡绝热层的罐体4，转动距离相当于模具8的成型腔体弧长，让罐体4已注泡沫材料的那一段弧长进入模具8的热固化腔体11中，比便进行远红外照射加温固化，同时单面带线圈的或起毛绒的稀疏织物也随旋转被带入，停止转动后使模具8成型腔体的模具8转为负压，织物被大气压推动附着于模具8表面与罐体4表面形成了新的空腔，重复注满泡沫材料，待泡沫材料表面干燥，使模具8的成型腔体和模具8的热固化腔体11的通孔10转为正压，转动待包覆纤维增强发泡绝热层罐体4相当于模具8的成型腔体弧长，循环此过程直至接近一个周长，剩余的一段弧长由手工弥补，待一个周长的纤维增强发泡绝热层包覆完成，工作机构可沿导轨9移动一个模具8的宽度，重复s1、s2和s3的过程，其中模具8的旋转曲面和被加工罐体4一样也是旋转曲面而且具有与被加工罐体4相似的旋转曲线，但是旋转半径比罐体大一个固定值，该固定值取决于发泡体的设计厚度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。