一种碳纤维增强复合材料车载罐制造技术

本发明专利技术提供一种碳纤维增强复合材料车载罐，其中所述的车载罐由3~6个罐腔组合而成，罐腔由内衬层制成，内衬层以橡胶材质充气内胆做为模具，采用四维包络缠绕成型工艺制作而成；罐腔之间由螺栓及粘接连接而成，罐腔外部包覆有结构层，结构层为玻璃纤维增强热固性复合材料层，采用四维包络缠绕成型技术制作而成，罐腔连接处设有加强筋；加强筋为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，进行环向缠绕补强；罐腔之间有通孔，罐腔底部设有支架；优点为：一种碳纤维增强复合材料车载罐可以解决金属车载罐存在的耐腐蚀性差并大幅度降低罐体的壁厚和设计重量，减少车辆燃料消耗，具有重量轻、强度高、耐腐蚀、防静电、节能环保、综合效益好等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车载罐领域，尤其是涉及一种碳纤维增强复合材料车载罐。
技术介绍
由于目前使用的成品油、酸碱溶液等腐蚀性液体运输都是金属罐体，一方面金属罐体本身耐腐蚀性较差，使用寿命短；另一方面金属罐体自重较大，车辆油耗高，长途运输经济性不佳。而随着道路运输业竞争加剧，对提升单位车辆运载量、降低运费的要求越来越高，罐式运输汽车向轻量化方向发展是一个必然趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种碳纤维增强复合材料车载罐。本专利技术新的技术方案是：一种碳纤维增强复合材料车载罐，包括罐腔、支架和结构层，所述的车载罐由3~6个罐腔组合而成，罐腔分中间罐腔及端罐腔两种，端罐腔上顶部装有法兰；罐腔由内衬层制成，内衬层以橡胶材质充气内胆做为模具，采用四维包络缠绕成型工艺制作而成；罐腔横截面为圆形或椭圆形筒状结构，罐腔之间由螺栓及粘接连接而成，罐腔外部包覆有结构层，结构层为玻璃纤维增强热固性复合材料层，采用四维包络缠绕成型技术制作而成，罐腔连接处设有加强筋；加强筋为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，进行环向缠绕补强；罐腔之间有通孔，相临罐腔的通孔相适应，罐腔之间贯通；罐腔底部设有支架。所述的罐腔的内衬层为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，其增强材料为玻璃纤维或碳纤维材料。所述的罐体内衬层及结构层壁厚不超过10mm。所述的配方料主要由以下（重量百分比）的各组分混合后制备而成：环氧树脂20-30份、玻璃纤维55-65份、碳纤维5-10份、助剂2-5份、固化剂5-10份。所述的制造工艺为：a、将定制的壁厚1mm的HDPE材质模具胆做为内衬，充气后做为缠绕模具进行固定，采用4维缠绕机进行包覆缠绕成型，缠绕层材质为环氧树脂+E玻纤，结构层厚度为3mm；固化温度不超过185℃，固化时间不超过2h；b、按独立腔体的结构类型进行组装并定位，内部联通部位装配连接组件，环氧粘接剂粘接+非金属螺栓定位紧固，并进行内防处理，防止组装部位渗漏；c、采用4维缠绕机进行碳纤维结构层的包覆缠绕成型，在独立腔体交界部位加强筋结构的补强缠绕，以提高车载罐的整体刚度和强度，并进行固化成型；固化温度不超过185℃，固化时间不超过4h；d、将制备好的毛坯罐局部打磨开孔，组装法兰部件；e、安装支架进行固定。所述的步骤a为将特定规格型号的橡胶内胆充气后，按照铺层设计要求进行内衬腔体制作，将玻璃纤维和碳纤维材料浸润树脂后，采用四维包络缠绕成型技术缠绕成型。本专利技术的有益效果是：一种碳纤维增强复合材料车载罐可以解决金属车载罐存在的耐腐蚀性差并大幅度降低罐体的壁厚和设计重量，减少车辆燃料消耗，具有重量轻、强度高、耐腐蚀、防静电、节能环保、综合效益好等特点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中：1为罐腔、2为支架、3为结构层。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。一种碳纤维增强复合材料车载罐，包括罐腔1、支架2和结构层3，所述的车载罐由3~6个罐腔1组合而成，罐腔1分中间罐腔及端罐腔两种，端罐腔上顶部装有法兰；罐腔1由内衬层制成，内衬层以橡胶材质充气内胆做为模具，采用四维包络缠绕成型工艺制作而成；罐腔1横截面为圆形或椭圆形筒状结构，罐腔1之间由螺栓及粘接连接而成，罐腔1外部包覆有结构层3，结构层3为玻璃纤维增强热固性复合材料层，采用四维包络缠绕成型技术制作而成，罐腔1连接处设有加强筋；加强筋为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，进行环向缠绕补强；罐腔1之间有通孔，相临罐腔1的通孔相适应，罐腔1之间贯通；罐腔1底部设有支架2。所述的罐腔1的内衬层为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，其增强材料为玻璃纤维或碳纤维材料。所述的罐体内衬层及结构层3壁厚不超过10mm。所述的配方料主要由以下（重量百分比）的各组分混合后制备而成：环氧树脂20-30份、玻璃纤维55-65份、碳纤维5-10份、助剂2-5份、固化剂5-10份。所述的制造工艺为：a、将定制的壁厚1mm的HDPE材质模具胆做为内衬，充气后做为缠绕模具进行固定，采用4维缠绕机进行包覆缠绕成型，缠绕层材质为环氧树脂+E玻纤，结构层3厚度为3mm；固化温度不超过185℃，固化时间不超过2h；b、按独立腔体的结构类型进行组装并定位，内部联通部位装配连接组件，环氧粘接剂粘接+非金属螺栓定位紧固，并进行内防处理，防止组装部位渗漏；c、采用4维缠绕机进行碳纤维结构层3的包覆缠绕成型，在独立腔体交界部位加强筋结构的补强缠绕，以提高车载罐的整体刚度和强度，并进行固化成型；固化温度不超过185℃，固化时间不超过4h；d、将制备好的毛坯罐局部打磨开孔，组装法兰部件；e、安装支架2进行固定。所述的步骤a为将特定规格型号的橡胶内胆充气后，按照铺层设计要求进行内衬腔体制作，将玻璃纤维和碳纤维材料浸润树脂后，采用四维包络缠绕成型技术缠绕成型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维增强复合材料车载罐，包括罐腔（1）、支架（2）和结构层（3），其特征在于：所述的车载罐由3~6个罐腔（1）组合而成，罐腔（1）分中间罐腔及端罐腔两种，端罐腔上顶部装有法兰；罐腔（1）由内衬层制成，内衬层以橡胶材质充气内胆做为模具，采用四维包络缠绕成型工艺制作而成；罐腔（1）横截面为圆形或椭圆形筒状结构，罐腔（1）之间由螺栓及粘接连接而成，罐腔（1）外部包覆有结构层（3），结构层（3）为玻璃纤维增强热固性复合材料层，采用四维包络缠绕成型技术制作而成，罐腔（1）连接处设有加强筋；加强筋为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，进行环向缠绕补强；罐腔（1）之间有通孔，相临罐腔（1）的通孔相适应，罐腔（1）之间贯通；罐腔（1）底部设有支架（2）。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强复合材料车载罐，包括罐腔（1）、支架（2）和结构层（3），其特征在于：所述的车载罐由3~6个罐腔（1）组合而成，罐腔（1）分中间罐腔及端罐腔两种，端罐腔上顶部装有法兰；罐腔（1）由内衬层制成，内衬层以橡胶材质充气内胆做为模具，采用四维包络缠绕成型工艺制作而成；罐腔（1）横截面为圆形或椭圆形筒状结构，罐腔（1）之间由螺栓及粘接连接而成，罐腔（1）外部包覆有结构层（3），结构层（3）为玻璃纤维增强热固性复合材料层，采用四维包络缠绕成型技术制作而成，罐腔（1）连接处设有加强筋；加强筋为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，进行环向缠绕补强；罐腔（1）之间有通孔，相临罐腔（1）的通孔相适应，罐腔（1）之间贯通；罐腔（1）底部设有支架（2）。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料车载罐，其特征在于：所述的罐腔（1）的内衬层为玻璃纤维增强热固性复合材料材质，其增强材料为玻璃纤维或碳纤维材料。3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料车载罐，其特征在于：所述的罐体内衬层及结构层（3）壁厚不超过10mm。4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强复合材料车载罐，其特征在于：所述的配方料主要由以下（重量百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶佳栋，
申请(专利权)人：胜利油田新大管业科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37