專利名稱：纖維纏繞氣瓶的固化方法
技術領域：
本發明涉及纖維纏繞氣瓶制造領域，具體地指一種纖維纏繞氣瓶的固化方法。
背景技術：
隨著天然氣、氫氣、氦氣等一類壓縮氣體的廣泛使用，氣瓶成了這類壓縮氣體的首 選容器，為了提高氣瓶的容重比和承壓能力，本領域內已廣泛使用纖維纏繞氣瓶，其方案是 在金屬無縫內膽外壁按一定的規律纏繞高強度纖維增強樹脂基體并將其固化形成復合材料層。復合材料層的固化是氣瓶制造過程中的關鍵工序之一，不同的固化方法會對產品 的性能及外觀質量產生較大的影響。目前通常采用旋轉固化方式，采用這種方式產品外觀 質量好但是固化效率極低，這是因為氣瓶的固化時間通常在5小時以上，而一般的旋轉式 固化爐每次只能固化1 2只氣瓶。這樣，在氣瓶大批量生產時需要配置大量的固化爐，設 備投資多、能源消耗大。另一種固化方式是采用懸掛式固化爐或者懸掛式步進固化爐，它們 可以一次固化幾十只到上百只氣瓶，但是因固化時氣瓶垂直于地面，在重力作用下氣瓶上 部膠液和纖維向下流動，使固化后的氣瓶下部呈現出流膠和纖維滑移現象，影響產品的性 能和外觀質量。因此，亟需一種改進的纖維纏繞氣瓶的固化方法以克服前述缺陷。
發明內容
本發明的目的就是要提供一種固化效率高、固化后產品外觀質量好的纖維纏繞氣 瓶的固化方法。為實現上述目的，本發明所設計的纖維纏繞氣瓶的固化方法包括如下步驟1)將高強度纖維材料浸漬樹脂基體后纏繞氣瓶，在氣瓶表面形成纖維樹脂復合材 料層；2)將纏繞好的氣瓶水平置于第一固化爐中，保持氣瓶始終繞其中心軸線旋轉，直 至纖維樹脂復合材料層中的樹脂基體凝膠，完成初步固化；3)將完成初步固化后的氣瓶立即轉入第二固化爐中，按常規固化制度完成氣瓶的 最后固化。與現有技術相比，本發明的優點在于所設計的纖維纏繞氣瓶的固化方法包括兩 次固化，初步固化時，氣瓶水平放置且繞其中心軸線旋轉，這樣，氣瓶表面樹脂基體分布均 勻，表面平整，外觀質量好；并且由于初步固化并不是完全固化，所以固化時間短，產品出爐 后可以立刻放入下一只氣瓶進行固化，提高了第一固化爐的使用效率。在最后固化過程中， 因氣瓶外壁的樹脂基體已經凝膠，樹脂不再流動，較好地保持了固化后的外觀質量和產品 性能。本發明的纖維纏繞氣瓶的固化方法不僅保證了產品的性能和外觀質量好，還提高了 固化效率，簡單且易于實施。較佳地，所說的步驟2)中，第一固化爐中的固化溫度T與樹脂基體的凝膠溫度Ttl 滿足如下數學關系T = Ttl士 10°C。優選地，T = Ttl士5°C，更優選地，T = T。。
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優選地，所說的步驟2)中，氣瓶繞其中心軸線旋轉的時間t = 0.5 1. Oh。這段 時間可以保證氣瓶外壁的樹脂基體完全凝膠。較佳地，所說的步驟2)中，氣瓶繞其中心軸線旋轉的轉速ω = 3 lOr/min。可選地，所說的步驟3)中，第二固化爐采用連續式步進固化爐、懸掛式整體固化 爐或水平放置整體式固化爐中的一種。
圖1為本發明纖維纏繞氣瓶的固化方法的第一實施例的流程示意圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。如圖1所示，本實施例的纖維纏繞氣瓶的固化方法包括以下步驟步驟SlOl 將高強度纖維材料浸漬樹脂基體后纏繞氣瓶，在氣瓶表面形成纖維樹 脂復合材料層。纏繞后的氣瓶可以是環纏繞氣瓶，也可以是全纏繞氣瓶。步驟S102 將纏繞好的氣瓶水平置于第一固化爐中，保持氣瓶始終繞其中心軸線 旋轉，直至纖維樹脂復合材料層中的樹脂基體凝膠，完成初步固化。具體地，可以將氣瓶水 平放置到旋轉式固化爐氣瓶支架上并與傳動機構連接固定，通過傳動機構帶動氣瓶沿其中 心軸線旋轉。優選地，氣瓶繞其中心軸線旋轉的轉速ω = 3 lOr/min，旋轉的時間t = 0. 5 1. Oh0進一步地，所說的步驟2)中，第一固化爐中的固化溫度T與樹脂基體的凝膠溫度 Ttl滿足如下數學關系T = Ttl士 10°C。優選為T = Ttl士5°C;最優選為T = T0,即固化溫度等 于樹脂的凝膠溫度，通常為70 100°C。步驟S103 將完成初步固化后的氣瓶立即轉入第二固化爐中，按常規固化制度完 成氣瓶的最后固化。具體地，所述第二固化爐可以為連續式步進固化爐，將氣瓶出爐后立即 通過瓶嘴螺紋吊裝到連續式步進固化爐傳動鏈條上，這樣，隨著鏈條的步進傳動送入固化 爐中完成按常規固化制度完成氣瓶的最后固化，此固化過程中氣瓶保持靜止，不再旋轉，固 化完成后氣瓶出爐。可選地，所述第二固化爐可以為懸掛式整體固化爐，將氣瓶出爐后，通過瓶嘴吊裝 螺紋將其吊裝到懸掛式整體固化爐中，懸掛式整體固化爐能夠一次固化30只以上氣瓶，待 氣瓶裝滿固化爐后，爐內的氣瓶同時按常規固化制度完成氣瓶的最后固化，此固化過程中 氣瓶保持靜止，不再旋轉，固化完成后氣瓶出爐。可選地，所述第二固化爐還可以為水平放置整體式固化爐，在氣瓶出爐后將其吊 裝到水平放置整體式固化爐氣瓶支架上，氣瓶水平放置時防止復合材料層與其它任何物 體接觸，該固化爐可以將氣瓶用氣瓶支架進行多層放置，通常放置3 5層，每層可以放置 12 20只氣瓶，該固化爐能夠一次固化30只以上氣瓶。待氣瓶裝滿固化爐后，入爐并按按 常規固化制度完成氣瓶的最后固化，此固化過程中氣瓶保持靜止，不再旋轉，固化完成后氣 瓶出爐。本發明的纖維纏繞氣瓶的固化方法結合了旋轉式固化方式和靜止式固化方式的 優點，不僅保證了產品的性能和外觀質量好，還提高了固化效率，簡單且易于實施。
權利要求
一種纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)將高強度纖維材料浸漬樹脂基體后纏繞氣瓶，在氣瓶表面形成纖維樹脂復合材料層；2)將纏繞好的氣瓶水平置于第一固化爐中，保持氣瓶始終繞其中心軸線旋轉，直至纖維樹脂復合材料層中的樹脂基體凝膠，完成初步固化；3)將完成初步固化后的氣瓶立即轉入第二固化爐中，按常規固化制度完成氣瓶的最后固化。
2.根據權利要求1所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說的步驟2)中， 第一固化爐中的固化溫度T與樹脂基體的凝膠溫度Ttl滿足如下數學關系T = Ttl士 10°C。
3.根據權利要求1所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說的步驟2)中， 第一固化爐中的固化溫度T與樹脂基體的凝膠溫度Ttl滿足如下數學關系T = Ttl士5°C。
4.根據權利要求1所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說的步驟2)中， 第一固化爐中的固化溫度T與樹脂基體的凝膠溫度Ttl滿足如下數學關系T = I；。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說 的步驟2)中，氣瓶繞其中心軸線旋轉的轉速ω = 3 lOr/min。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說 的步驟2)中，氣瓶繞其中心軸線旋轉的時間t = 0. 5 1. Oh。
7.根據權利要求5所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說的步驟2)中， 氣瓶繞其中心軸線旋轉的時間t = 0. 5 1. Oh。
8.根據權利要求1至4中任一項所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說 的步驟3)中，第二固化爐采用連續式步進固化爐、懸掛式整體固化爐或水平放置整體式固 化爐中的一種。
9.根據權利要求5所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說的步驟3)中， 第二固化爐采用連續式步進固化爐、懸掛式整體固化爐或水平放置整體式固化爐中的一 種。
10.根據權利要求7所述的纖維纏繞氣瓶的固化方法，其特征在于所說的步驟3)中， 第二固化爐采用連續式步進固化爐、懸掛式整體固化爐或水平放置整體式固化爐中的一 種。
全文摘要
本發明公開了一種纖維纏繞氣瓶的固化方法，其包括如下步驟1)將高強度纖維材料浸漬樹脂基體后纏繞氣瓶，在氣瓶表面形成纖維樹脂復合材料層；2)將纏繞好的氣瓶水平置于第一固化爐中，保持氣瓶始終繞其中心軸線旋轉，直至纖維樹脂復合材料層中的樹脂基體凝膠，完成初步固化；和3)將完成初步固化后的氣瓶立即轉入第二固化爐中，按常規固化制度完成氣瓶的最后固化。該固化方法固化效率高、固化后產品外觀質量好，簡單且易于實施。
文檔編號B29C63/06GK101900246SQ20101023905
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者余紅真, 張志斌, 楊現偉, 譚云水, 黃澤勇 申請人:國營江北機械廠