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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410539310.0 (22)申请日 2014.10.13 B65D 81/20(2006.01) (71)申请人 上海交通大学 地址 200240 上海市闵行区东川路 800 号 (72)发明人 张卫平 楼星梁 邹阳 柯希俊 张正 柴双双 吴凡 胡楠 张伟 陈文元 叶以楠 李一帆 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 徐红银 郭国中 (54) 发明名称 简易真空高压环境装置及其标定方法 (57) 摘要 本发明公开一种简易真空高压环境装置及其 标定方法， 其中 ： 上下压合板分别具有用于安装 紧。
2、固部件的通孔， 在上下压合板边缘处均匀布置 上述通孔， 同时每个紧固部件穿过上下压合板的 通孔， 在上压合板上侧与下压合板下侧紧固 ； 上 压合板另外具有小通孔， 小通孔的上侧与真空阀 串联， 下侧与一个凹槽并联， 这个凹槽的内部即压 力区域 ； 密封膜覆盖在上压合板的下侧， 覆盖的 区域是在紧固部件所包络的范围之内、 凹槽之外 ； 在压力区域内放有两块橡胶垫， 两块橡胶垫分别 置于密封膜的上下侧。上下两压合板通过紧固部 件提供高压力， 压力值可以通过压力传感器与扭 力扳手进行标定。 本装置制作与使用成本低， 体积 小， 能满足对精度要求不高的真空高压力环境的 需求。 (51)Int.Cl. 。
3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104443813 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104443813 A 1/1 页 2 1. 一种简易真空高压环境装置， 其特征在于包括 ： 上压合板、 下压合板、 紧固部件、 橡 胶垫、 真空阀以及密封膜 ； 其中 ： 上压合板、 下压合板分别具有用于安装紧固部件的通孔， 为了使压力区域的力分部均匀， 在上压合板、 下压合板边缘处均匀布置上述通孔， 同时每个 紧固部件穿过上压合板、 下压合板的上述通孔， 在上压合板上侧与下压合板下侧紧固 ； 上压。
4、 合板另外具有一个小通孔， 小通孔的上侧与真空阀串联， 小通孔的下侧与一个凹槽并联， 这 个凹槽的内部即压力区域 ； 密封膜覆盖在上压合板的下侧， 覆盖的区域是在紧固部件所包 络的范围之内、 凹槽之外 ； 为了使压力区域的压力分部进一步均匀， 在压力区域内放有两块 橡胶垫， 两块橡胶垫分别置于密封膜的上下侧， 橡胶垫的大小略小于凹槽。 2. 根据权利要求 1 所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 上压合板与下压合板 的形状都为正方形。 3. 根据权利要求 2 所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述上压合板与下压 合板上通孔的位置平均分布在四条边缘附近， 每两个通孔关于边缘中。
5、垂线轴对称。 4. 根据权利要求 1 所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述上压合板的小通 孔位置在用于安装紧固部件的通孔所包络的范围之内。 5. 根据权利要求 1-4 任一项所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述凹槽采 用 “回” 字形凹槽， 上述凹槽是在上压合板下表面形成的。 6. 根据权利要求 5 所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述上压合板的小通 孔直径小于等于 “回” 字形凹槽的槽宽， 小通孔坐落于上述凹槽中。 7. 根据权利要求 5 所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述密封膜的尺寸小 于上压合板上通孔包络的面积、 大于 “回” 字。
6、形凹槽。 8. 根据权利要求 5 所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述两块橡胶垫的尺 寸小于 “回” 字形凹槽内侧的尺寸。 9. 根据权利要求 1-4 任一项所述的简易真空高压环境装置， 其特征在于 ： 所述紧固部 件采用螺栓、 螺母， 所述螺栓的长度大于上压合板、 下压合板厚度的总和。 10. 一种权利要求 1-9 任一项所述装置的标定方法， 其特征在于 ： 在两块橡胶垫之间放 入薄膜压力传感器， 使用扭力扳手设置某一扭力值， 将紧固部件全部拧紧至扭力扳手上设 定的扭力值 ； 通过薄膜压力传感器测得此时施加在传感器上的压力大小 ； 将扭力扳手设置 下一扭力值， 重复上述工作， 。
7、再次获得施加在传感器上的压力值 ； 多次测量， 纪录每一次的 扭力与传感器受到的压力， 得到扭力 - 压力列表。 权 利 要 求 书 CN 104443813 A 2 1/4 页 3 简易真空高压环境装置及其标定方法 技术领域 0001 本发明涉及的是一种提供真空高压力的装置， 具体是一种能控制提供的压力的简 易真空高压力装置及其标定方法。 背景技术 0002 自 1961 年中国第一台万吨水压机建成， 我国的工业水平有着突飞猛进的发展， 不 少工业设备需要有高压的环境才能完成。特殊材料加工过程中常需要高压真空的环境， 例 如碳纤维真空袋成型流程中需要在压强 6atm 以上的真空环境下进行能获。
8、得较好的效果。 0003 一般而言， 独立的高压真空设备价格昂贵， 体积庞大适用于大型企业做批量生产 使用。 而在一些高校实验室中， 通常对于这样的高压真空环境需求量不大， 仅需要数次进行 小型的实验测试即可， 为了少量的实验而投资昂贵的高压真空实验设备往往从经济角度来 看并不可行。 0004 经检索， 中国实用新型专利 CN200720083878.1， 该专利提供了一种简易微型高温 高压反应装置， 它包括有一端开口四周封闭并内部形成空腔的罐体 , 罐体的开口处设置有 罐盖与罐体紧密配合 , 在罐盖的顶部和罐体的底部设有固紧装置 , 在罐体的内部设有内 衬。 该设备能够满足一般小型实验室对于。
9、高压高温环境的需求， 不过对于有些实验环境， 如 碳纤维成型工艺， 不仅需要高压强， 而且需要真空环境将碳纤维中的预浸料更好得透析到 外部， 则不能满足。 发明内容 0005 针对现有技术中的缺陷， 本发明的目的是提供一种能控制提供的压力的简易真空 高压力装置及其标定方法。 该装置制作与使用成本低， 体积小， 能满足对精度要求不高的真 空高压力环境的需求。 0006 本发明是通过以下技术方案实现的 ： 0007 本发明提供一种简易真空高压环境装置， 包括 ： 上压合板、 下压合板、 紧固部件、 橡 胶垫、 真空阀以及密封膜。上压合板、 下压合板分别具有用于安装紧固部件的通孔， 为了使 压力区域。
10、的力分部均匀， 在上压合板、 下压合板边缘处均匀布置上述通孔， 同时每个紧固部 件穿过上压合板、 下压合板的通孔， 在上压合板上侧与下压合板下侧紧固。 上压合板另外具 有一个小通孔， 小通孔的上侧与真空阀串联， 小通孔的下侧与一个凹槽并联， 这个凹槽的内 部即压力区域。密封膜覆盖在上压合板的下侧， 覆盖的区域是在紧固部件所包络的范围之 内、 凹槽之外。为了使压力区域的压力分部进一步均匀， 在压力区域内放有两块橡胶垫。两 块橡胶垫分别置于密封膜的上下侧， 橡胶垫的大小略小于凹槽。 0008 本发明的工作原理为 ： 上下两压合板通过紧固部件提供高压力， 通过真空阀外接 真空泵， 利用上述结构对密封。
11、膜与上压合板之间的区域抽气提供真空环境。两块橡胶垫使 压力区域提供的压力分布均匀。压力值的大小可以通过压力传感器与扭力扳手进行标定。 将所有紧固部件用扭力扳手以某一扭力扭紧， 通过压力传感器读出压力区域的压力， 便能 说 明 书 CN 104443813 A 3 2/4 页 4 得出不同扭力下扭力与压力的关系， 实际使用时只需根据事先标定的数据， 使用扭力扳手 扭到指定大小的扭力， 便可获得所需要的压力。 0009 优选地， 所述凹槽采用 “回” 字形凹槽。上述凹槽是在上压合板下表面形成的， 通 过机械加工制作。 凹槽制作在上压合板， 整体结构设计合理， 因为真空阀一般放置于最上方 方便使用。。
12、使用 “回” 字形的凹槽配合一个小孔， 这种方式加工简单， 成本低， 能简单直接地 达到真空的目的。 0010 优选地， 所述紧固部件可以采用螺栓、 螺母等常用部件， 起紧固连接作用， 数量可 以改变， 进一步的， 基于尺寸和操作便捷性角度考虑， 可以采用 8 个。优选地， 所述螺栓的长 度大于上下压合板厚度的总和。 使用螺母螺栓等紧固部件， 能够方便后期标定， 配合扭力扳 手使用。 0011 优选地， 所述上压合板与下压合板的形状都为正方形。 0012 优选地， 所述上压合板与下压合板上通孔的位置平均分布在四条边缘附近， 每两 个通孔关于边缘中垂线轴对称。采用这样的结构设计以及正方形形状， 。
13、是为了能使压合板 对于任何方向都是相同的， 为了方便使用， 能适合更普遍的环境。另外， 优选 8 个螺母， 以及 钢板具有一定的厚度， 能尽量消除应力分布不均匀的现象。 0013 优选地， 所述上压合板的小通孔位置在八个通孔所包络的范围之内， 对结构进行 必有的约束， 以实现真空的目的。 0014 优选地， 所述上压合板的小通孔直径小于等于 “回” 字形凹槽的槽宽， 小通孔坐落 于上述凹槽中， 对结构进行必有的约束， 以实现真空的目的。 0015 优选地， 所述密封膜的尺寸小于上压合板八个通孔包络的面积， 大于 “回” 字形凹 槽， 对结构进行必有的约束， 以实现真空的目的。 0016 优选地。
14、， 所述两块橡胶垫的尺寸小于 “回” 字形凹槽内侧的尺寸， 对结构进行必有 的约束， 以实现真空的目的。 0017 本发明提供一种上述简易真空高压环境装置的标定方法， 具体为 ： 在两块橡胶垫 之间放入薄膜压力传感器， 使用扭力扳手设置某一扭力值， 将紧固部件全部拧紧至扭力扳 手上设定的扭力值 ； 通过薄膜压力传感器测得此时施加在传感器上的压力大小 ； 将扭力扳 手设置下一扭力值， 重复上述工作， 再次获得施加在传感器上的压力值 ； 多次测量， 纪录每 一次的扭力与传感器受到的压力， 得到扭力 - 压力列表。 0018 与现有技术相比， 本发明具有如下的有益效果 ： 0019 本发明与常规真空。
15、高压装置相比， 使用与制作成本更低， 体积小， 操作简便， 更适 合用于使用次数少， 对压力精度不高的情况。 与现有的简易微型高温高压反应装置相比， 增 加了提供真空环境的功能， 使该设备能满足复杂的实验环境需求。 附图说明 0020 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述， 本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显 ： 0021 图 1 为本发明一较优实施例的整体结构的正视图 ； 0022 图 2 为本发明一较优实施例的整体结构的俯视图 ； 0023 图 3 为本发明一较优实施例的上压合板的正等轴测图 ； 说 明 书 CN 104443813 A 4 3/4 页 5 0024。
16、 图 4 为本发明一较优实施例的下压合板的正等轴测图 ； 0025 图中 ： 真空阀1， 上压合板2， 两块橡胶垫3,5， 密封膜4， 下压合板6， 螺栓与螺母7， 小通孔 8， 凹槽 9， 通孔 10,11。 具体实施方式 0026 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明， 但不以任何形式限制本发明。 应当指出的是， 对本领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本发明 的保护范围。 0027 如图 1,2 所示， 本实施例提供一种简易真空高压环境装置的优选实施方式， 包括 ： 真空。
17、阀 1， 上压合板 2， 两块橡胶垫 3,5， 密封膜 4， 下压合板 6， 螺栓与螺母 7。 0028 如图 3 所示是上压合板 2， 包括压力区域内的小通孔 8，“回” 字形凹槽 9,8 个通孔 10。 0029 如图 4 所示是下压合板 6， 包括 8 个通孔 11。 0030 真空阀 1 的型号不定， 与外界真空泵匹配即可。 0031 本实施例中， 螺栓与螺母7中的螺栓长度大于4cm。 螺栓与螺母都选用直径1cm的 标准配件。 0032 橡胶垫 3,5 的材料不定， 普通的软橡胶垫即可， 本实施例中， 橡胶垫尺寸为长宽均 16cm， 厚 2mm。 0033 本实施例中， 上下压合板 2。
18、,6 使用 304 号钢， 长宽均为 26cm， 厚 2cm。每块压合板 上的8个通孔10,11都分布在四条边缘附近， 每条边缘附近有两个通孔， 并且水平位置关于 上述边缘的中垂线对称， 距离上述边缘 2cm， 距离上述中垂线 5cm。通孔的直径为 1cm。 0034 本实施例中， 上压合板2中的小通孔8直径2mm， 位于任意一条压合板边缘附近， 距 离上述边缘 4.9cm， 圆心在上述边缘中垂线上。 “回” 字形凹槽在上压合板的下表面， 形状为 正方形， 深度为 2mm， 上述正方形的中心与上压合板 2 中心在同一竖直线上， 上述正方形的 边缘与上压合板 2 的边缘平行， 上述正方形的内侧长。
19、度为 16cm。 0035 上下压合板 2,6 边缘对齐， 使用螺栓穿过上下压合板的边缘的通孔， 即螺栓与螺 母 7, 通孔 10,11 组合在一起。 0036 真空阀 1 放于小通孔 8 的上侧， 密封膜 4 放于上压合板 2 的下侧。橡胶垫 3 放于 密封膜 4 与上压合板 2 之间， 橡胶垫 5 放于密封膜 4 与下压合板 6 之间。 0037 上下两压合板 2,6 通过螺栓与螺母 7 紧固提供高压力， 通过真空阀 1 外接真空泵， 利用上述结构对密封膜 4 与上下两压合板 2,6 之间的区域抽气提供真空环境。两块橡胶垫 3,5 使压力区域提供的压力分布均匀。 0038 该设备的标定过程。
20、为 ： 在两块橡胶垫之间放入薄膜压力传感器， 使用扭力扳手设 置某一扭力值， 将螺栓全部拧紧至扭力扳手上设定的扭力值。通过薄膜压力传感器测得此 时施加在传感器上的压力大小。 将扭力扳手设置下一扭力值， 重复上述工作， 再次获得施加 在传感器上的压力值。多次测量， 纪录每一次的扭力与传感器受到的压力， 得到扭力 - 压力 列表。 0039 实际使用时只需根据事先标定的数据， 使用扭力扳手扭到指定大小的扭力， 便可 说 明 书 CN 104443813 A 5 4/4 页 6 获得所需要的压力。本装置使用普通的扭力扳手 ( 如 350Nm)， 在真空环境下， 可产生 9atm 的压力， 整个装置制作成本低， 使用方便， 体积小， 能满足对精度要求不高的真空高压力环 境的需求。 0040 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是， 本发明并不局限于上述 特定实施方式， 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影 响本发明的实质内容。 说 明 书 CN 104443813 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104443813 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104443813 A 8 。