CN205853346U - 一种非延展性柔性缠绕模具装置 - Google Patents

Abstract

一种非延展性柔性缠绕模具装置，它涉及一种缠绕模具装置。本实用新型为了解决现有的模具存在无法实现轻质、薄壁、可重复使用、复杂异形的缠绕模具的问题。本实用新型的柔性缠绕气囊(1‑1)为长条筒形气囊，芯轴(1‑2)沿柔性缠绕气囊(1‑1)的长度方向穿设并伸出柔性缠绕气囊(1‑1)的两端，芯轴(1‑2)与柔性缠绕气囊(1‑1)的交汇处分别通过一组端部密封件密封连接，芯轴(1‑2)的两端端部与缠绕机主轴卡盘连接，柔性缠绕气囊(1‑1)与缠绕机主轴卡盘之间的芯轴(1‑2)上分别安装有进气阀(1‑3)、出气阀(1‑4)、恒压阀(1‑5)和气泵(1‑9)。本实用新型用于纤维缠绕过程中。

Description

一种非延展性柔性缠绕模具装置

技术领域

本实用新型涉及一种缠绕模具装置，具体涉及一种非延展性柔性缠绕模具装置。

背景技术

复合材料具有高强、质轻、耐腐蚀、抗疲劳等优点，被广泛应用于各类压力气瓶、水处理罐、化工原料运输储罐等复合材料容器。在制品缠绕成型过程中，模具的形状、结构尺寸以及材质，在很大程度上影响着制品的内部质量和表面状态，模具在复合材料制品制造过程中起着举足轻重的作用。通常，缠绕容器采用的模具为钢内胆、塑料内胆或可溶模具。钢内胆易腐蚀、重量大，适于缠绕小型压力气瓶，且模具加工成本高。塑料内胆质轻、耐腐蚀，适于缠绕各种类型容器，但吹塑设备昂贵，加工成本高，且存在塑料与树脂、纤维不易粘贴导致制品与内胆离核的问题。水溶模具重量大，脱模程序复杂，适于缠绕小型容器。目前国内国际大型集装箱运输储罐多为不锈钢材质，为了减轻运输重量、延长储罐使用寿命、降低运输成本、保证安全，大型轻质薄壁复合材料储罐的研制势在必行。而采用新型模具是研制轻质薄壁储罐的一个关键技术。传统的钢内胆、塑料内胆或可溶模具均不适合，存在无法实现轻质、薄壁、可重复使用、复杂异形的缠绕模具。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的模具存在无法实现轻质、薄壁、可重复使用、复杂异形的缠绕模具的问题。进而提供一种非延展性柔性缠绕模具装置。

本实用新型的技术方案是：一种非延展性柔性缠绕模具装置包括柔性缠绕气囊、芯轴、两组端部密封件、进气阀、出气阀、恒压阀和气泵，柔性缠绕气囊为长条筒形气囊，芯轴沿柔性缠绕气囊的长度方向穿设并伸出柔性缠绕气囊的两端，芯轴与柔性缠绕气囊的交汇处分别通过一组端部密封件密封连接，芯轴的两端端部与缠绕机主轴卡盘连接，柔性缠绕气囊与缠绕机主轴卡盘之间的芯轴上分别安装有进气阀、出气阀、恒压阀和气泵。

柔性缠绕气囊包括筒身、第一筒身密封条、第二筒身密封条和两个封头，筒身为矩形橡胶片，矩形橡胶片的相对两条边对拼，对拼产生的缝隙分别通过第一筒身密封条和第二筒身密封条进行密封粘接。

每个封头均包括环形封堵、多个扇形橡胶片和多个封头密封条，多个扇形橡胶片呈环形阵列排布并围成环形封头片，相邻两个扇形橡胶片之间通过一个封头密封条对拼粘接，环形封堵安装在环形封头片上的非密封侧，环形封头片的外圆周与柔性缠绕气囊的非对拼边密封连接。

每组端部密封件均包括连接法兰、端盖和锁紧螺母，连接法兰安装在位于柔性缠绕气囊内的芯轴上，端盖通过锁紧螺母安装在位于柔性缠绕气囊外的芯轴上。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

1.本实用新型所述柔性缠绕模具装置，通过对柔性缠绕气囊充放气以及恒压保持，实现模具的外表面尺寸，降低了模具成本。

2.本实用新型所述柔性缠绕模具采用充放气形式成型与脱模，实现了重复使用，生产效率提高一倍。

3.本实用新型所述柔性缠绕气囊表面采用非延展性橡胶对拼粘接，质量轻到气囊厚度小于1mm，在缝隙处内外加固密封条方式，保证了模具的结构强度和尺寸精度。

4.本实用新型所述柔性缠绕模具的柔性缠绕气囊两端通过连接法兰、端盖和锁紧螺母密封固定在芯轴上。

5.本实用新型所述柔性缠绕模具可以实现薄壁和异形加工任务，拓展了模具的应用范围。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。图2是柔性缠绕气囊筒身对拼粘接方式的局部结构示意图。图3是扇形橡胶片环形阵列排布的结构示意图；图4是封头对拼粘接方式结构示意图。图5是本实用新型的柔性缠绕模具装置脱模过程分解图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种非延展性柔性缠绕模具装置包括柔性缠绕气囊1-1、芯轴1-2、两组端部密封件、进气阀1-3、出气阀1-4、恒压阀1-5和气泵1-9，柔性缠绕气囊1-1为长条筒形气囊，芯轴1-2沿柔性缠绕气囊1-1的长度方向穿设并伸出柔性缠绕气囊1-1的两端，芯轴1-2与柔性缠绕气囊1-1的交汇处分别通过一组端部密封件密封连接，芯轴1-2的两端端部与缠绕机主轴卡盘连接，柔性缠绕气囊1-1与缠绕机主轴卡盘之间的芯轴1-2上分别安装有进气阀1-3、出气阀1-4、恒压阀1-5和气泵1-9。

本实施方式的柔性缠绕气囊1-1采用柔性橡胶材料，通过进气阀1-3和气泵1-9对其进行充气后形成所需缠绕模具。气泵1-9在缠绕工作前通过进气阀1-3对气囊进行充气至加工尺寸。在缠绕过程中通过安装在芯轴1-2一侧的恒压阀1-5来调节模具内的气压值以保证柔性缠绕气囊1-1的尺寸精度。柔性缠绕气囊1-1在缠绕结束后通过出气阀1-4释放内部气体，实现缠绕气囊1-1的脱模工序。柔性缠绕气囊1-1通过对其充放气控制模具缠绕尺寸的保持和收模脱模，实现模具装置的重复利用。

本实施方式的柔性缠绕气囊1-1在缠绕工作后，通过出气阀1-4进行放气，同时，松开端部密封件，将芯轴1-2从柔性缠绕气囊1-1中抽出，然后把柔性缠绕气囊1-1从加工成品中抽出，完成脱模工序。

本实施方式的柔性缠绕气囊1-1通过充放气可以实现重复使用。

柔性缠绕气囊1-1的封头采用分解拼接加工，封头整体和筒身连接处采用对拼粘接，在筒身对接缝隙内部粘贴厚加固橡胶条，外部粘贴薄加固橡胶条，封头内部粘贴厚加固橡胶条，保证拼接处的结构尺寸精确。

本实施方式的模具装置可以应用于薄壁产品的加工，避免脱模过程中对产品的损坏。模具装置可以根据需求，设计不同结构的柔性缠绕模具，实现复杂和异形缠绕加工。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的柔性缠绕气囊1-1包括筒身2-1、第一筒身密封条2-2、第二筒身密封条2-3和两个封头，筒身2-1为矩形橡胶片，矩形橡胶片的相对两条边对拼，对拼产生的缝隙分别通过第一筒身密封条2-2和第二筒身密封条2-3进行密封粘接。如此设置，密封效果好。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一筒身密封条2-2粘接在筒身2-1的非围合区域内，第二筒身密封条2-3粘接在筒身2-1的围合区域内。如此设置，能够为柔性缠绕气囊1-1内部在充气时提供更加牢固的密封，同时还能够承受柔性缠绕气囊1-1弹性变形量。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一筒身密封条2-2的厚度小于第二筒身密封条2-3的厚度。如此设置，防止柔性缠绕气囊1-1内部的密封条在受力情况下发生泄漏。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的每个封头均包括环形封堵、多个扇形橡胶片3-1和多个封头密封条3-2，多个扇形橡胶片3-1呈环形阵列排布并围成环形封头片，相邻两个扇形橡胶片3-1之间通过一个封头密封条3-2对拼粘接，环形封堵安装在环形封头片上的非密封侧，环形封头片的外圆周与柔性缠绕气囊1-1的非对拼边密封连接。如此设置，结构简单，便于提供高弹性强度的柔性缠绕气囊1-1。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式的扇形橡胶片3-1的数量为16个。如此设置，在保证密封效果最佳的条件下，使用最佳数量的扇形橡胶片3-1，因为如果扇形橡胶片3-1的接头越多，泄漏的风险越大。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

柔性缠绕气囊封头处采用橡胶片3-1对拼粘接，在连接缝隙处内侧加固厚密封条3-2的方式加工，筒身2-1在连接缝隙处外部加固薄密封条2-3，内部加固厚密封条2-2的方式加工成型。

具体实施方式七：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的每组端部密封件均包括连接法兰1-6、端盖1-7和锁紧螺母1-8，连接法兰1-6安装在位于柔性缠绕气囊1-1内的芯轴1-2上，端盖1-7通过锁紧螺母1-8安装在位于柔性缠绕气囊1-1外的芯轴1-2上。如此设置，密封效果好，结构简单，易于实现。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

工作原理

缠绕工作前，将所需尺寸的柔性缠绕气囊套在芯轴上，通过两端的连接法兰、端盖和锁紧螺母密封固定，芯轴两端跟缠绕机主轴卡盘连接，关闭出气阀，调节恒压阀气压值，气泵通过进气阀和芯模对柔性缠绕气囊进行充气到指定尺寸。缠绕工作时，断开进气阀，操作控制机柜，实现缠绕机的加工工序。缠绕工作后，通过出气阀进行放气，将两端连接法兰、端盖、锁紧螺母和连接卡盘松开，取出芯轴，再将柔性缠绕气囊从加工成品中取出，完成最后脱模工序。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型的，本领域技术人员还可以在本实用新型精神内做其他变化，以及应用到本实用新型未提及的领域中，当然，这些依据本实用新型精神所做的变化都应包含在本实用新型所要求保护的范围内。

Claims (6)

1.一种非延展性柔性缠绕模具装置，其特征在于：它包括柔性缠绕气囊(1-1)、芯轴(1-2)、两组端部密封件、进气阀(1-3)、出气阀(1-4)、恒压阀(1-5)和气泵(1-9)，柔性缠绕气囊(1-1)为长条筒形气囊，芯轴(1-2)沿柔性缠绕气囊(1-1)的长度方向穿设并伸出柔性缠绕气囊(1-1)的两端，芯轴(1-2)与柔性缠绕气囊(1-1)的交汇处分别通过一组端部密封件密封连接，芯轴(1-2)的两端端部与缠绕机主轴卡盘连接，柔性缠绕气囊(1-1)与缠绕机主轴卡盘之间的芯轴(1-2)上分别安装有进气阀(1-3)、出气阀(1-4)、恒压阀(1-5)和气泵(1-9)。

2.根据权利要求1所述一种非延展性柔性缠绕模具装置，其特征在于：柔性缠绕气囊(1-1)包括筒身(2-1)、第一筒身密封条(2-2)、第二筒身密封条(2-3)和两个封头，筒身(2-1)为矩形橡胶片，矩形橡胶片的相对两条边对拼，对拼产生的缝隙分别通过第一筒身密封条(2-2)和第二筒身密封条(2-3)进行密封粘接。

3.根据权利要求2所述一种非延展性柔性缠绕模具装置，其特征在于：第一筒身密封条(2-2)粘接在筒身(2-1)的非围合区域内，第二筒身密封条(2-3)粘接在筒身(2-1)的围合区域内。

4.根据权利要求3所述一种非延展性柔性缠绕模具装置，其特征在于：第一筒身密封条(2-2)的厚度小于第二筒身密封条(2-3)的厚度。

5.根据权利要求4所述一种非延展性柔性缠绕模具装置，其特征在于：每个封头均包括环形封堵、多个扇形橡胶片(3-1)和多个封头密封条(3-2)，多个扇形橡胶片(3-1)呈环形阵列排布并围成环形封头片，相邻两个扇形橡胶片(3-1)之间通过一个封头密封条(3-2)对拼粘接，环形封堵安装在环形封头片上的非密封侧，环形封头片的外圆周与柔性缠绕气囊(1-1)的非对拼边密封连接。

6.根据权利要求5所述一种非延展性柔性缠绕模具装置，其特征在于：每组端部密封件均包括连接法兰(1-6)、端盖(1-7)和锁紧螺母(1-8)，连接法兰(1-6)安装在位于柔性缠绕气囊(1-1)内的芯轴(1-2)上，端盖(1-7)通过锁紧螺母(1-8)安装在位于柔性缠绕气囊(1-1)外的芯轴(1-2)上。