一种新型高压复合气瓶制造技术

一种新型高压复合气瓶，包括内胆、瓶口、内衬、顶部胶带、密封圈、底部法兰、底部胶带、缠绕层；密封结构设置于内胆的一端，密封结构配合瓶口实现与内胆固定；内衬设置于内胆的一端；内胆与内衬的接缝处通过顶部胶带包裹固定；密封圈与密封结构固定；底部法兰设置于内胆的底端；底部法兰与内胆的接缝处通过底部胶带包裹固定；缠绕层设置于内胆的外壁，缠绕层通过绕卷与内胆实现固定。本发明专利技术设计有密封结构，密封性能高，结构强度高，瓶体结构性能强，且气瓶的重量轻便。

A new type of high pressure composite gas cylinder

【技术实现步骤摘要】
一种新型高压复合气瓶
本专利技术涉及高压复合气瓶领域，特别是一种新型高压复合气瓶。
技术介绍
气瓶是用以贮运永久气体，液化气体和溶解气体的一次性或可重复充气的移动式的压力容器，从结构上分类有无缝气瓶和焊接气瓶，从材质上分类有钢质气瓶，铝合金气瓶，复合气瓶以及其他材质气瓶，从充装介质上分类为永久性气体气瓶，液化气体气瓶和溶解乙炔气瓶；高压容器的内胆采用塑料材质，此类产品具备耐腐蚀、耐疲劳、重量轻等优越性能，且满足轻量化的要求。在现有的高压复合气瓶的结构中存在与如下的技术缺陷：(1)瓶体结构采用塑料材质，与瓶口处的金属材质的密封结构配合连接时，两者贴合的紧密程度较低，气瓶处于长期时候过程时，瓶口处的密封结构因振动、磕碰等因素影响后，密封结构易产生松动现象，影响气瓶的使用寿命。(2)现有技术中内胆的制造技术为，内胆头部进行注塑成型，再与瓶身进行焊接，此种生产工艺的生产效率较低。(3)内胆加工完成后后续需要进行缠绕工艺，瓶口处采用金属材质，金属由于本身的加工特性,无法实现与内胆的紧密贴合过渡,可能造成后续缠绕不紧,有空腔产生,或对碳纤维本身造成割断等伤害。(3)瓶体的缠绕层通常采用碳纤维材料，当对容积较大的气瓶进行缠绕时，由于气瓶长度及重量原因,需要将气瓶两头固定，以防止气瓶在缠绕时晃动，现有技术中未有结构可对瓶底进行夹持固定。(4)现有的气瓶结构的整体瓶体重量较重。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术公开了一种新型高压复合气瓶，其具体技术方案如下：一种新型高压复合气瓶，包括内胆、瓶口、密封结构、内衬、顶部胶带、密封圈、底部法兰、底部胶带、缠绕层；所述瓶口的截面呈“工”字形结构，所述瓶口设置于所述内胆的端部，所述内胆与所述瓶口通过吹塑一体成型，所述瓶口与所述内胆之间周向呈凹槽状结构，形成瓶口卡槽；所述瓶口的顶面周向设有瓶口连接孔；所述密封结构包括第一法兰块、密封垫、第二法兰和锁紧螺钉；所述第一法兰块的数量为两个，呈对称设置，每个所述第一法兰块呈半圆状结构，所述第一法兰块的顶面呈凹槽状结构，形成第一法兰块槽；每个所述第一法兰块的顶面设有第一法兰块孔，每个所述第一法兰块孔内壁周向呈螺纹状，形成法兰块孔内螺纹；两个所述第一法兰块嵌入所述瓶口卡槽内，所述瓶口贴合设置于所述第一法兰块槽内，实现所述瓶口与所述第一法兰块插接；所述密封垫贴合设置于所述瓶口的顶面；所述密封垫周向设有密封垫孔；所述第二法兰设置于所述密封垫的顶面，所述第二法兰包括锁紧盘和嵌入筒，所述嵌入筒设置于所述锁紧盘的底端，并与所述锁紧盘垂直固定连接呈一体式结构；所述第二法兰的中心呈通孔状结构，形成第二法兰通孔，所述第二法兰通孔贯穿所述锁紧盘和嵌入筒，所述第二法兰通孔的内壁周向呈螺纹状结构，形成法兰通孔内螺纹；所述第二法兰通孔的顶端呈凹槽状结构，形成密封圈卡槽；所述锁紧盘的顶面四周设有锁紧盘连接孔，所述锁紧盘连接孔贯穿所述锁紧盘；所述嵌入筒插入所述瓶口的内壁，实现所述第二法兰与所述瓶口固定，通过所述锁紧螺钉依次贯穿所述锁紧盘连接孔、密封垫孔、瓶口连接孔，并伸入所述第一法兰块孔内配合法兰块孔内螺纹，实现第二法兰、瓶口和第一法兰块实现固定；所述内衬设置于所述内胆的一端，所述内衬的侧面呈圆弧状结构，所述内衬的中心呈通孔状结构，形成内衬通孔；所述内衬通孔套于所述第一法兰的外壁，所述内衬的一侧贴合于所述内胆的外壁；所述内胆与所述内衬的接缝处通过顶部胶带包裹固定；所述密封圈嵌入设置于所述密封圈卡槽内，实现与密封结构固定；所述底部法兰设置于所述内胆的底端，所述底部法兰嵌入设置于所述内胆内，实现与所述内胆固定连接；所述底部法兰与所述内胆的接缝处通过底部胶带包裹固定；所述缠绕层设置于所述内胆的外壁，所述缠绕层通过绕卷与所述内胆实现固定。进一步的，每个所述第一法兰块孔呈盲孔结构。进一步的，每个所述第一法兰块的侧壁设有第一法兰块凹槽，所述第一法兰块凹槽周向设置于所述第一法兰块侧壁。进一步的，所述密封垫呈圆环状结构，所述密封垫的内径尺寸与所述瓶口的内径尺寸相适应；所述密封垫的外径尺寸与所述第一法兰块槽的内径尺寸相适应，所述密封垫嵌入设置于所述第一法兰块槽内。进一步的，所述锁紧盘的外径与所述第一法兰块的外径一致。进一步的，所述嵌入筒的直径小于所述锁紧盘的直径，所述嵌入筒的外径与所述瓶口的内壁直径相适应。进一步的，所述密封圈卡槽的外径略大于所述第二法兰通孔的直径，所述密封圈卡槽与所述第二法兰通孔呈同轴心设置。进一步的，所述第二法兰的侧壁设有第二法兰凹槽，所述第二法兰凹槽周向设置于所述第二法兰侧壁。进一步的，所述内衬呈中心厚外圈薄的结构。进一步的，所述底部法兰包括嵌入块和缠绕块，所述嵌入块嵌入设置于所述内胆的底端，并与所述内胆贴合设置；所述缠绕块设置于所述嵌入块的一侧，并与所述嵌入块固定连接呈一体式结构。进一步的，所述嵌入块的底面呈波浪状的圆弧结构，所述嵌入块的底面中心呈凹圆弧状结构。进一步的，所述缠绕块呈一端窄一端宽的圆锥状结构，所述缠绕块的窄侧与所述嵌入块固定连接；所述缠绕块的端面呈凸圆弧状结构。进一步的，所述缠绕块的端面中心呈凹槽状结构，形成缠绕块凹槽。进一步的，所述缠绕层分为碳纤维层以及玻璃纤维层，所述碳纤维层贴合设置于所述内胆的外壁，所述玻璃纤维层包裹设置于所述碳纤维层的外侧。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术对气瓶的密封结构进行了结构改进设计，密封结构通过将第一法兰块与瓶口卡接，并将第二法兰与瓶口结构插接，通过锁紧螺栓将第一法兰块和第一法兰块夹持瓶口结构；第一法兰块采用AL7075系列铝合金,具有高强度,表面进行阳极氧化处理,外观美观且极具耐腐蚀性能，单个零件具有较强的结构性能；各部件间采用插接、卡接及螺栓连接的多种连接方式，使本装置具有较强的结构强度，各部件之间连接紧密形成统一整体，整体结构具有较强的连接强度；同时在接缝处设有密封垫进行密封，密封垫采用VMQ硅橡胶,具有良好的高低温性能效果,能够在-55℃～250℃的温度下保持机械性能，使本装置具有较强密封性。本密封结构的各个部件可实现拆卸更换清洗保养；瓶口处受到震动、磕碰因素影响时，密封结构均能保持良好的结构强度，不易产生松动现象，极大提升了气瓶的使用寿命。(2)本专利技术内胆采用一体吹塑成型技术,相较于其他头部注塑后再与瓶身焊接的技术,制备过程更加具有效率,提高了生产节拍。同时，内胆的材质采用改性PA6,PET等对气体(空气,氧气,二氧化碳,氢气等)具有高阻隔性的材料,也可以使用具有同等阻隔性的多层材料(中间添加阻隔层,例如EVOH)。此种技术使内胆的制备时可根据不同的工作压力方便的调节内胆的壁厚；可保证内胆上下瓶肩部位需圆滑过渡,保证了后续缠绕工艺的实施。由于吹塑工艺过程中，内胆的顶部与底部处于模具闭合夹紧闭合位置,造成头部内外表面无法做到密封所需的尺寸公差(所需公差为±0.5mm)所以本专利技术采用内胆最上表面作为密封面,平面度可以保证为0.2mm,所以能够作为头部密封面。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型高压复合气瓶，其特征在于，包括内胆、瓶口、内衬、顶部胶带、密封圈、底部法兰、底部胶带、缠绕层；/n所述瓶口的截面呈“工”字形结构，所述瓶口设置于所述内胆的端部，所述内胆与所述瓶口通过吹塑一体成型，所述瓶口与所述内胆之间周向呈凹槽状结构，形成瓶口卡槽；所述瓶口的顶面周向设有瓶口连接孔；/n所述内衬设置于所述内胆的一端，所述内衬的侧面呈圆弧状结构，所述内衬的中心呈通孔状结构，形成内衬通孔；所述内衬通孔套于所述第一法兰的外壁，所述内衬的一侧贴合于所述内胆的外壁；所述内胆与所述内衬的接缝处通过顶部胶带包裹固定；所述密封圈与密封结构固定；/n所述底部法兰设置于所述内胆的底端，所述底部法兰嵌入设置于所述内胆内，实现与所述内胆固定连接；所述底部法兰与所述内胆的接缝处通过底部胶带包裹固定；/n所述缠绕层设置于所述内胆的外壁，所述缠绕层通过绕卷与所述内胆实现固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型高压复合气瓶，其特征在于，包括内胆、瓶口、内衬、顶部胶带、密封圈、底部法兰、底部胶带、缠绕层；
所述瓶口的截面呈“工”字形结构，所述瓶口设置于所述内胆的端部，所述内胆与所述瓶口通过吹塑一体成型，所述瓶口与所述内胆之间周向呈凹槽状结构，形成瓶口卡槽；所述瓶口的顶面周向设有瓶口连接孔；
所述内衬设置于所述内胆的一端，所述内衬的侧面呈圆弧状结构，所述内衬的中心呈通孔状结构，形成内衬通孔；所述内衬通孔套于所述第一法兰的外壁，所述内衬的一侧贴合于所述内胆的外壁；所述内胆与所述内衬的接缝处通过顶部胶带包裹固定；所述密封圈与密封结构固定；
所述底部法兰设置于所述内胆的底端，所述底部法兰嵌入设置于所述内胆内，实现与所述内胆固定连接；所述底部法兰与所述内胆的接缝处通过底部胶带包裹固定；
所述缠绕层设置于所述内胆的外壁，所述缠绕层通过绕卷与所述内胆实现固定。


2.根据权利要求1所述的一种新型高压复合气瓶，其特征在于，所述瓶口处还设有密封结构，所述密封结构包括第一法兰块、密封垫、第二法兰和锁紧螺钉；所述第一法兰块的数量为两个，呈对称设置，每个所述第一法兰块呈半圆状结构，所述第一法兰块的顶面呈凹槽状结构，形成第一法兰块槽；每个所述第一法兰块的顶面设有第一法兰块孔，每个所述第一法兰块孔内壁周向呈螺纹状，形成法兰块孔内螺纹；两个所述第一法兰块嵌入所述瓶口卡槽内，所述瓶口贴合设置于所述第一法兰块槽内，实现所述瓶口与所述第一法兰块插接；所述密封垫贴合设置于所述瓶口的顶面；所述密封垫周向设有密封垫孔；所述第二法兰设置于所述密封垫的顶面，所述第二法兰包括锁紧盘和嵌入筒，所述嵌入筒设置于所述锁紧盘的底端，并与所述锁紧盘垂直固定连接呈一体式结构；所述第二法兰的中心呈通孔状结构，形成第二法兰通孔，所述第二法兰通孔贯穿所述锁紧盘和嵌入筒，所述第二法兰通孔的内壁周向呈螺纹状结构，形成法兰通孔内螺纹；所述第二法兰通孔的顶端呈凹槽状结构，形成密封圈卡槽；所述锁紧盘的顶面四周设有锁紧盘连接孔，所述锁紧盘连接孔贯穿所述锁紧盘；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明泽，吴伟，徐春祥，
申请(专利权)人：东南大学，九昌新能源技术镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32