具有内网格筋的复合材料气瓶及其缠绕成型方法技术

本发明专利技术公开了一种具有内网格筋的复合材料气瓶，属于气瓶结构的技术领域。具有内网格筋的复合材料气瓶，包括气瓶外层和网格内层；气瓶外层、网格内层均是采用复合材料制作的；网格内层为瓶胆状，网格内层为网格筋结构；气瓶外层缠绕连接网格内层的外部。解决了现有技术中，气瓶采用塑料内胆，导致整体结构比较薄，轴向抗压能力弱；气瓶采用金属内胆，导致整体重量沉，无法满足使用需求的技术问题。本发明专利技术在气瓶外层的内部设置网格内层，网格内层为密集型内网格筋结构，提高了整个气瓶的轴向抗压能力，并且采用复合材料制作，实现了气瓶的轻量化。

【技术实现步骤摘要】
具有内网格筋的复合材料气瓶及其缠绕成型方法
本专利技术涉及气瓶结构的
，具体的涉及一种具有内网格筋的复合材料气瓶及其缠绕成型方法。
技术介绍
由于复合材料气瓶的质量轻、耐压高，因此，复合材料气瓶在航空航天及民用领域有着广泛的应用基础。现有技术中，复合材料气瓶的结构为内胆和复合材料外层的结构，以提高气瓶整体的抗压能力。复合材料气瓶的内胆通常采用金属内胆或者塑料内胆两种材质，以确保复合材料气瓶的整体承受内压能够达到100MPa，满足使用的需求。但是，现有技术中的气瓶采用塑料内胆时，由于塑料内胆和复合材料外层均采用薄壁结构，导致气瓶的整体结构比较薄，其轴向抗压的能力比较弱。而气瓶采用金属内胆时，由于金属内胆的重量沉，气瓶的整体总重量就会大幅升高，导致无法满足使用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有内网格筋的复合材料气瓶，以解决现有技术中存在的，气瓶采用塑料内胆，导致整体结构比较薄，轴向抗压能力弱；气瓶采用金属内胆，导致整体重量沉，无法满足使用需求的技术问题。本专利技术提供的一种具有内网格筋的复合材料气瓶，包括气瓶外层和网格内层；气瓶外层、网格内层均是采用复合材料制作的；网格内层为瓶胆状，网格内层为网格筋结构；气瓶外层缠绕连接网格内层的外部。进一步的，网格内层包括第一网格段和第二网格段；第一网格段的内侧端与第二网格段的内侧端粘接固定；第一网格段的结构与第二网格段的结构相同。进一步的，第一网格段的内侧端设有第一连接端，第二网格段的内侧端设有第二连接端；第一连接端与第二连接端连接，实现第一网格段与第二网格段连接。进一步的，第一连接端是在第一网格段的内侧端形成的环形槽；第二连接端是在第二网格段的内侧端形成的环形凸台。进一步的，第一网格段的外侧端设置第一连接孔，第一连接孔连接第一法兰；第二网格段的外侧端设置第二连接孔，第二连接孔连接第二法兰。进一步的，网格内层的网格为菱形网格。本专利技术还提供一种具有内网格筋的复合材料气瓶的缠绕成型方法，包括如下步骤：(a)组装芯模准备两个芯模，即：第一芯模、第二芯模，对第一芯模、第二芯模进行组装；(b)安装橡胶模具分别在第一芯模的外表面、第二芯模的外表面安装橡胶模具；(c)第一次缠绕分别将第一芯模及其橡胶模具、第二芯模及其橡胶模具安装在缠绕机上，将利用湿法缠绕方式，将纤维依次缠绕在两个橡胶模具的凹槽内，直至凹槽内全部填充满；进行湿法缠绕时，采用2股纱线缠绕，缠绕张力为80N，缠绕角度为16.4°，缠绕层数为20层；(d)第二次缠绕分别对两个橡胶模具的表面进行湿法纤维缠绕，缠绕时，采用螺旋缠绕2层，环向缠绕2层，采用2股纱线缠绕，张力为75N，缠绕角度为16.4°；然后，再沿着两个橡胶模具的环向缠绕2层，采用4股纱线缠绕，张力为75N；(e)固化将缠绕后的橡胶模具放入热压罐内进行旋转加热固化，固化温度为80℃，固化时间为8h；(f)脱模成型将固化后的产品从中间部位切断，并将所形成的网格层从橡胶模上脱模，形成第一网格段、第二网格段；(g)网格段加工分别加工第一网格段的内侧端、第二网格段的内侧端，利用机械设备在第一网格段的内侧端加工第一连接端，在第二网格段的内侧端加工第二连接端；(h)网格内层成型在第一连接端、第二连接端分别涂抹胶粘接剂，并将第一网格段的内侧端、第二网格段的内侧端粘接为一体，形成带复杂内网格筋的网格内层；(i)安装法兰第一网格段外侧端的第一连接孔采用胶粘接第一法兰，第二网格段外侧端的第二连接孔采用胶粘接第二法兰；(j)气瓶外层成型将网格内层安装于缠绕机上，在网格内层的外表面，通过湿法纤维交替依次进行螺旋缠绕、环向缠绕，螺旋缠绕和环向缠绕分别缠绕8层，形成气瓶外层，整个产品即可成型。相对于现有技术，本专利技术的具有内网格筋的复合材料气瓶具有以下优势：本专利技术的气瓶外层、气瓶内层均是采用复合材料制作的，实现整个气瓶的重量轻量化；网格内层形成瓶胆状，以便与气瓶外层的结构相适应；网格内层为网格筋结构，以便提高网格内层的支撑力，从而提高气瓶外层的轴向压力。本专利技术的气瓶外层缠绕连接在网格内层的外部，以制造出具有复杂内网格筋的复合材料气瓶，利用网格内层的网格加强筋对气瓶外层进行支撑，提高气瓶的轴向抗压能力，满足使用的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的具有内网格筋的复合材料气瓶的外部示意图；图2为本专利技术实施例提供的具有内网格筋的复合材料气瓶的局部剖开示意图；图3为本专利技术实施例提供的具有内网格筋的复合材料气瓶的拆分状态示意图；图4为本专利技术实施例提供的第一网格段的内部示意图；图5为本专利技术实施例提供的第二网格段的内部示意图；图6为本专利技术实施例提供的具有内网格筋的复合材料气瓶的缠绕成型方法流程图。附图标记说明：100-气瓶外层；200-网格内层；201-第一网格段；202-第二网格段；203-第一连接孔；204-第一法兰；205-第二连接孔；206-第二法兰。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1～5所示，本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，包括气瓶外层(100)和网格内层(200)；/n所述气瓶外层(100)、所述网格内层(200)均是采用复合材料制作的；/n所述网格内层(200)为瓶胆状，所述网格内层(200)为网格筋结构；/n所述气瓶外层(100)缠绕连接所述网格内层(200)的外部。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，包括气瓶外层(100)和网格内层(200)；
所述气瓶外层(100)、所述网格内层(200)均是采用复合材料制作的；
所述网格内层(200)为瓶胆状，所述网格内层(200)为网格筋结构；
所述气瓶外层(100)缠绕连接所述网格内层(200)的外部。


2.根据权利要求1所述的具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，所述网格内层(200)包括第一网格段(201)和第二网格段(202)；
所述第一网格段(201)的内侧端与所述第二网格段(202)的内侧端粘接固定；
所述第一网格段(201)的结构与所述第二网格段(202)的结构相同。


3.根据权利要求2所述的具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，所述第一网格段(201)的内侧端设有第一连接端，所述第二网格段(202)的内侧端设有第二连接端；
所述第一连接端与所述第二连接端连接，实现所述第一网格段(201)与所述第二网格段(202)连接。


4.根据权利要求3所述的具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，所述第一连接端是在所述第一网格段(201)的内侧端形成的环形槽；
所述第二连接端是在所述第二网格段(202)的内侧端形成的环形凸台。


5.根据权利要求4所述的具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，所述第一网格段(201)的外侧端设置第一连接孔(203)，所述第一连接孔(203)连接第一法兰(204)；
所述第二网格段(202)的外侧端设置第二连接孔(205)，所述第二连接孔(205)连接第二法兰(206)。


6.根据权利要求5所述的具有内网格筋的复合材料气瓶，其特征在于，所述网格内层(200)的网格为菱形网格。


7.一种具有内网格筋的复合材料气瓶的缠绕成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)组装芯模
准备两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔磊，朱江，麻永帅，高岩，刘千，季宝锋，刘含洋，丁常方，张鹏，
申请(专利权)人：天津爱思达新材料科技有限公司，四川航天烽火伺服控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12