大容积车用气瓶颈管支撑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大容积车用气瓶颈管支撑结构，包括第一颈管、第二颈管、固定环和集管头；所述第一颈管的外端与内胆前封头出口固定相连；所述集管头与外壳前封头出口固定相连，所述第二颈管的外端与集管头固定相连；所述固定环设置有第一环形台和第二环形台，所述第二环形台相对于第一环形台向外突出以便于焊接；所述第一环形台、第二环形台的厚度及内径均分别与第一颈管、第二颈管相同，并且分别与第一颈管的内端、第二颈管的内端通过焊接相连；所述第一环形台和第二环形台之间形成宽度与第一颈管、第二颈管之间间隙宽度相同的环缝。该颈管支撑结构通过改善颈管固定环的焊接结构，提高了焊缝强度和焊接效率。

【技术实现步骤摘要】
大容积车用气瓶颈管支撑结构
本技术涉及一种气瓶颈管支撑结构，特别是指一种大容积车用气瓶颈管支撑结构。
技术介绍
车用LNG燃料箱是一种高真空超低温多层缠绕绝热的汽车用气瓶，是在φ500mm、φ550mm、φ600mm直径车用气瓶的基础上，研制开发的直径为φ800mm、φ850mm等规格的可重复充装的大容积焊接绝热气瓶，其贮存介质为LNG，公称容积为1000L，工作压力为1.59MPa。类似的大容积车用气瓶一般由内胆、外壳、夹套(两层容器之间的空间)以及阀门管路系统组成。其中，内胆通过前后两端支撑固定在外壳上，其外壁缠有多层绝热材料；夹套被抽成高真空，并设有真空维持系统；内胆中设有内部管路系统，外部阀门系统集中布置于气瓶的前端便于统一操作。气瓶的内胆与外壳之间在开口一端设置有颈管支撑结构，以将内胆支撑于气瓶的外壳内。现有的颈管支撑结构采用固定连接方式，通过两根颈管分别与内胆和外壳的前封头连接固定，为减少热传导同时考虑支撑强度，两根颈管伸入内胆中并通过固定环连接成整体，加长颈管长度，减小传热。如图1所示，现有的颈管支撑结构，其第一颈管2的内端、第二颈管3的内端与固定环1焊接形成整体，焊缝型式为角焊缝；第二颈管3的外端与集管头4焊接形成整体。由于固定环1较厚(12mm)，焊接空间较小，在焊接时只能采用手工焊接。同时由于第一颈管(厚度4.5mm)、第二颈管(厚度4mm)与固定环厚度差较大，在焊接时难以保证焊缝全焊透。大容积LNG车用气瓶在装满液时重量约950kg，自重较大，在使用过程中受到的冲击载荷也较大，在进行有限元分析时发现，颈管与固定环焊接部位属于位移最大点，当出现焊缝未焊透时，易发生产品支撑结构失效。因此，需要改进大容积车用气瓶的颈管支撑结构，来改变原结构的焊缝结构和焊接方法，提高焊缝强度和焊缝质量稳定性，从而确保产品的可靠性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够提高颈管焊缝强度和焊缝质量的大容积车用气瓶颈管支撑结构。为实现上述目的，本技术所设计的大容积车用气瓶颈管支撑结构，设置在该气瓶的内胆前封头和外壳前封头之间，它包括固定环、第一颈管、第二颈管和集管头；所述第一颈管的外端(靠近气瓶出口的一端)与内胆前封头出口固定相连；所述集管头与外壳前封头出口固定相连，所述第二颈管的外端与集管头固定相连；所述固定环设置有第一环形台和第二环形台，所述第二环形台相对于第一环形台向外突出一段以便于焊接；所述第一环形台和第二环形台之间形成宽度与第一颈管、第二颈管之间间隙宽度相同的环缝；所述第一环形台的厚度、内径均与第一颈管相同，并且与第一颈管的内端(伸入气瓶内的一端)通过焊接相连；所述第二环形台的厚度、内径均与第二颈管相同，并且与第二颈管的内端通过焊接相连。优选地，所述第一颈管的外端内侧与第二颈管之间的缝隙处还设置有用于保证第一颈管和第二颈管之间同轴度的定位片，以及用于固定定位片的卡片。所述定位片优选采用玻璃钢材料。优选地，所述集管头的内侧设置有环形凹槽，所述第二颈管的外端焊接固定在环形凹槽内。优选地，所述第一颈管与第一环形台、第二颈管与第二环形台之间的焊接形式均为等壁厚对焊接，避免出现厚薄壁件焊接的情况。优选地，所述第二环形台相对于第一环形台突出的长度不小于第一颈管厚度。优选地，所述第一颈管与第一环形台的焊接坡口角度、第二颈管与第二环形台的焊接坡口角度分别为70°～80°，以确保焊缝全焊透，满足使用的强度要求。所述第一颈管与第一环形台的焊接坡口角度更优为80°，第二颈管与第二环形台的焊接坡口角度更优为70°。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：该颈管支撑结构，通过改善颈管固定环的焊接结构和焊接方式，不仅提高了焊缝的强度，保证了焊接质量的稳定性和产品的可靠性，而且此结构也保证有足够的焊接空间将原有的手工焊改为自动对接焊，提高了固定环与颈管的焊接效率，有效解决人工焊接效率低的问题，另外，还具有结构紧凑、性能可靠、套装方便的特点。附图说明图1为现有的车用气瓶颈管支撑结构的示意图。图2为本技术所设计的大容积车用气瓶颈管支撑结构的结构示意图。图3为图2中固定环的结构示意图。图4为图2中集管头的结构示意图。图5、6分别为图2中的Ⅰ处、Ⅱ处的放大示意图。图7为图2中气瓶颈管支撑结构安装于气瓶上的示意图。其中：固定环1、第一环形台1.1、第二环形台1.2、环缝1.3、第一颈管2、第二颈管3、集管头4、环形凹槽4.1、内胆前封头5、外壳前封头6、定位片7、卡片8具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示为现有技术中的大容积车用气瓶颈管支撑结构，其结构已在
技术介绍
部分作了详细说明，于此不再赘述。如图2～7所示，本技术所设计的大容积车用气瓶颈管支撑结构，设置在该气瓶的内胆前封头5和外壳前封头6之间，它包括固定环1、第一颈管2、第二颈管3和集管头4。其中：第一颈管2的外端与内胆前封头5出口焊接固定相连，集管头4与外壳前封头6出口焊接固定相连，第二颈管3的外端与集管头4焊接固定相连。固定环1设置有第一环形台1.1和第二环形台1.2，第二环形台1.2相对于第一环形台1.1向外伸出相当于第一颈管2厚度1.5倍的长度以便于焊接。第一环形台1.1和第二环形台1.2之间形成宽度与第一颈管2、第二颈管3之间间隙宽度相同的环缝1.3。第一颈管2与第一环形台1.1、第二颈管3与第二环形台1.2之间的焊接形式均为等壁厚对焊接。第一环形台1.1的厚度、内径均与第一颈管2相同，并且与第一颈管2的内端通过焊接相连。第二环形台1.2的厚度、内径均与第二颈管3相同，并且与第二颈管3的内端通过焊接相连。第一颈管2的外端内侧与第二颈管3之间的缝隙处还设置有用于保证第一颈管2和第二颈管3之间同轴度的定位片7，以及用于固定定位片7的卡片8。定位片7采用玻璃钢材料，其一端倒圆弧以便套装。集管头4采用100mm直径的圆钢，其内侧开环形凹槽4.1。环形凹槽4.1的内径为63.5mm，外径为72.5mm，深度为6mm。第二颈管3的外端采用插入式焊接固定在环形凹槽4.1内。该支撑结构通过在固定环1上加工出两个分别与第一颈管2、第二颈管3等厚的第一环形台1.1、第二环形台1.2，再与颈管进行对接焊，避免出现厚薄壁件焊接的情况。此结构也保证有足够的焊接空间将原有的手工焊改为自动焊，同时对对接焊缝的坡口角度进行试验，确保焊缝全焊透。最终第一颈管2与固定环1焊接坡口角度为80°，第二颈管3与固定环1焊接坡口角度为70°，在对试验样件进行射线检测和样件解剖，确认焊缝全焊透，满足要求。该支撑结构已在φ850mm直径系列大容积LNG车用气瓶应用，不仅能解决难点位置焊缝质量问题，保证了产品的强度要求，而且有效的提高了产品的生产率，降低生产成本。采用该设计结构的1000L气瓶已顺利通过5g加速度的振动试验，使用效果良好，支撑强度满足要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大容积车用气瓶颈管支撑结构，设置在该气瓶的内胆前封头(5)和外壳前封头(6)之间，其特征在于：它包括固定环(1)、第一颈管(2)、第二颈管(3)和集管头(4)；所述第一颈管(2)的外端与内胆前封头(5)的出口固定相连；所述集管头(4)与外壳前封头(6)的出口固定相连，所述第二颈管(3)的外端与集管头(4)固定相连；所述固定环(1)设置有第一环形台(1.1)和第二环形台(1.2)，所述第二环形台(1.2)相对于第一环形台(1.1)向外突出一段以便于焊接；所述第一环形台(1.1)和第二环形台(1.2)之间形成宽度与第一颈管(2)、第二颈管(3)之间间隙宽度相同的环缝(1.3)；所述第一环形台(1.1)的厚度、内径均与第一颈管(2)相同，并且与第一颈管(2)的内端通过焊接相连；所述第二环形台(1.2)的厚度、内径均与第二颈管(3)相同，并且与第二颈管(3)的内端通过焊接相连。

【技术特征摘要】
1.一种大容积车用气瓶颈管支撑结构，设置在该气瓶的内胆前封头(5)和外壳前封头(6)之间，其特征在于：它包括固定环(1)、第一颈管(2)、第二颈管(3)和集管头(4)；所述第一颈管(2)的外端与内胆前封头(5)的出口固定相连；所述集管头(4)与外壳前封头(6)的出口固定相连，所述第二颈管(3)的外端与集管头(4)固定相连；所述固定环(1)设置有第一环形台(1.1)和第二环形台(1.2)，所述第二环形台(1.2)相对于第一环形台(1.1)向外突出一段以便于焊接；所述第一环形台(1.1)和第二环形台(1.2)之间形成宽度与第一颈管(2)、第二颈管(3)之间间隙宽度相同的环缝(1.3)；所述第一环形台(1.1)的厚度、内径均与第一颈管(2)相同，并且与第一颈管(2)的内端通过焊接相连；所述第二环形台(1.2)的厚度、内径均与第二颈管(3)相同，并且与第二颈管(3)的内端通过焊接相连。2.根据权利要求1所述的大容积车用气瓶颈管支撑结构，其特征在于：所述第一颈管(2)的外端内侧与第二颈管(3)之间的缝隙处还设置有用于保证第一颈管(2)和第二颈管(3)之间同轴度的定位片(7)，以及用于固定定位片...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾婷婷，康彬，唐英国，周文君，陈元瑞，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42