一种内胆全缠绕高压复合气瓶制造技术

本发明专利技术公开一种内胆全缠绕高压复合气瓶，包括内胆，内胆包括无缝连续连接的瓶底，直筒，封头和瓶口；封头内壁弧线及瓶底内壁弧线均与直筒内壁相接位置相切；封头外壁弧线及瓶底外壁弧线与直筒外壁相接位置相交；直筒外壁缠绕有碳纤环向缠绕复合层，相邻碳纤环向缠绕复合层自内层向外层逐渐缩进，使碳纤环向缠绕复合层两端形成倾斜面；瓶底，碳纤环向缠绕复合层和封头外部缠绕有小缠绕角螺旋缠绕层；小缠绕角螺旋缠绕层外侧还包覆有玻璃纤维复合层。本申请对内胆的封头及直筒连接部位与缠绕铺层的结构配合改进，使气瓶更少的碳纤维，气瓶承压性能达到要求，气瓶更加轻量化，气瓶的缠绕生产效率更高，制造成本更低。制造成本更低。制造成本更低。

【技术实现步骤摘要】
一种内胆全缠绕高压复合气瓶


[0001]本专利技术属高压气瓶
，尤其涉及一种内胆全缠绕高压复合气瓶。

技术介绍

[0002]近年来，各国均在努力探索和发展绿色能源，而氢能的存储和利用是很大的课题，我国也是大力推动氢能行业的发展。氢气是一种分子量极小的气体，人们一直都致力于如何储存它，目前较为成熟的存储方式为高压气态储氢，而用于存储高压氢气的容器则是高压气瓶。高压气瓶安装在各类运输车辆上，它作为装载能源的容器，人们尽可能将其制造得轻量化，即存储更多的氢气，而不给车辆增加更多的重量。高压气瓶的轻量化一直都是行业的研究和发展的目标。
[0003]目前，市场上较为主流的是35MPa、70MPa的Ⅲ型(即铝内胆碳纤维全缠绕气瓶)和Ⅳ型(即塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶)氢气瓶。其中Ⅲ型氢气瓶是以铝合金金属内胆作为氢容器的密封载体，同时，铝合金内胆承担部分气体内压，在铝内胆外表面缠绕包覆有高性能碳纤维复合层，碳纤维复合层为气瓶承压的主要载体，承受内胆传递过来的内压，最外层则是缠绕包覆在碳纤复合层外的玻璃纤维复合层，起到保护碳纤复合层的作用为非承压层。Ⅳ型氢气瓶是以塑料内胆作为压力容器的密封载体，传递内胆到外层的碳纤复合层，而塑料内胆本身不作为承压材料。
[0004]碳纤维的缠绕方式直接影响到气瓶的承压性能，即要达到同样爆破压力，不同的缠绕铺层会使用不同数量的碳纤维，得到不同重量的碳纤复合层，也就是不同重量的气瓶，而碳纤维是缠绕包覆在内胆外表面的，内胆外轮廓也直接影响到碳纤维的铺层。
[0005]因此，亟需设计一种内胆全缠绕高压复合气瓶，使气瓶轻量化，制造成本更低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种内胆全缠绕高压复合气瓶，以解决上述问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种内胆全缠绕高压复合气瓶，包括内胆，所述内胆包括无缝连续连接的瓶底，直筒，封头和瓶口；所述封头内壁弧线及瓶底内壁弧线均与直筒内壁相接位置相切；所述封头外壁弧线及瓶底外壁弧线与直筒外壁相接位置相交；
[0009]所述直筒外壁缠绕有碳纤环向缠绕复合层，相邻所述碳纤环向缠绕复合层自内层向外层逐渐缩进，使所述碳纤环向缠绕复合层两端形成倾斜面；
[0010]所述瓶底，碳纤环向缠绕复合层和封头外部缠绕有小缠绕角螺旋缠绕层；所述小缠绕角螺旋缠绕层外侧还包覆有玻璃纤维复合层。
[0011]所述倾斜面的截面与所述瓶底外壁弧线及所述封头外壁弧线相接形成连续弧线。
[0012]所述小缠绕角螺旋缠绕层外侧还增设缠绕有大缠绕角螺旋缠绕层。
[0013]所述内胆为铝合金内胆或塑料内胆。
[0014]所述封头与直筒内接处比外接处更靠近所述直筒中部。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：本申请对内胆的封头及直筒连接部位与缠绕铺层的结构配合改进，使气瓶更少的碳纤维，气瓶承压性能达到要求，气瓶更加轻量化，气瓶的缠绕生产效率更高，制造成本更低。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0017]图1为本申请结构示意图；
[0018]图2为本申请封头与直筒连接处结构示意图；
[0019]图3为传统气瓶结构示意图；
[0020]图4为缠绕铺层缠绕方式示意图；
[0021]其中，1、瓶底；2、直筒；3、封头；4、瓶口；5、碳纤环向缠绕复合层；6、小缠绕角螺旋缠绕层。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0024]一种内胆全缠绕高压复合气瓶，包括内胆，内胆包括无缝连续连接的瓶底1，直筒2，封头3和瓶口4；封头3内壁弧线及瓶底1内壁弧线均与直筒2内壁相接位置相切；封头3外壁弧线及瓶底1外壁弧线与直筒2外壁相接位置相交；
[0025]直筒2外壁缠绕有碳纤环向缠绕复合层5，相邻碳纤环向缠绕复合层5自内层向外层逐渐缩进，使碳纤环向缠绕复合层5两端形成倾斜面；
[0026]瓶底1，碳纤环向缠绕复合层5和封头3外部缠绕有小缠绕角螺旋缠绕层6；小缠绕角螺旋缠绕层6外侧还包覆有玻璃纤维复合层。
[0027]倾斜面的截面与瓶底1外壁弧线及封头3外壁弧线相接形成连续弧线。
[0028]小缠绕角螺旋缠绕层6外侧还增设缠绕有大缠绕角螺旋缠绕层。
[0029]内胆为铝合金内胆或塑料内胆。
[0030]封头3与直筒2内接处比外接处更靠近直筒2中部。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，如图3所示，为现有气瓶结构设计；封头为连接瓶阀门的瓶口螺纹，底部为一体成型的密封封头，内胆分为头部、直筒段、底部；直筒段而头部和底部为截面为椭圆或圆的回转体；直筒段与封头交接处到瓶口底部的距离为封头高度；封头高度越大，则封头轴向方向越长，封头越接近一个半球，叫球形封头；而封头高度越小，则封头轴向方向越短，封头越接近一个椭半球，叫蝶形。不同的封头曲线(封头高度)，则需要不
同的碳纤维铺层缠绕在内胆外表面，以增强内胆的强度。
[0032]由于是单头，制造过程是中需要双头支撑，所以底部上粘接有带内螺纹孔的尾塞。用于支撑的工装则可以螺纹连接的方式与尾塞相连，从而达到单头内胆实现制造过程中双边支撑的效果。
[0033]在本专利技术的一个实施例中，如图4所示，为碳纤维缠绕内胆外表面的3种方式：
[0034]碳纤环向缠绕复合层5；碳纤维纱片左右紧挨，一片紧接一片缠满内胆直筒段带层缠在圆筒上边，从直筒段的一端缠到另一端为一层，反复缠上数层，增强内胆直筒段周向强度。碳纤环向缠绕复合层5只能增强内胆直筒段周向强度。环向缠绕的缠绕角(缠绕角：碳纤维纤片在内胆表面的铺覆方向与内胆轴向的夹角)接近90度。
[0035]小缠绕角螺旋缠绕层6；碳纤维从头部底部缠至尾塞处(包住瓶口底部和尾塞圆盘面)，一片一片交错重复，最终将整个内胆包覆住。小缠绕角螺旋缠绕层6主要增加内胆直筒段轴向强度和封头强度。缠绕角一般在10
‑
20度之间。
[0036]大缠绕角螺旋缠绕；碳纤维从内胆封头直筒段向下一点区域缠至另一端封头同样位置的区域，反复交错重复，最终将直筒段以及封头上部区域(靠近直筒段的封头区域，即直筒到封头的过渡区域)包覆住。大缠绕角螺纹缠绕主要增强封头上部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内胆全缠绕高压复合气瓶，其特征在于，包括：内胆，所述内胆包括无缝连续连接的瓶底(1)，直筒(2)，封头(3)和瓶口(4)；所述封头(3)内壁弧线及瓶底(1)内壁弧线均与直筒(2)内壁相接位置相切；所述封头(3)外壁弧线及瓶底(1)外壁弧线与直筒(2)外壁相接位置相交；所述直筒(2)外壁缠绕有碳纤环向缠绕复合层(5)，相邻所述碳纤环向缠绕复合层(5)自内层向外层逐渐缩进，使所述碳纤环向缠绕复合层(5)两端形成倾斜面；所述瓶底(1)，碳纤环向缠绕复合层(5)和封头(3)外部缠绕有小缠绕角螺旋缠绕层(6)；所述小缠绕角螺旋缠绕层(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，李明，唐勇，侯真良，胡磊，
申请(专利权)人：中国建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：