储气瓶及储气瓶加工方法技术

本发明专利技术公开了一种储气瓶，包括：壳体；管束单元，其设于壳体的内部，管束单元设有容纳空间，容纳空间的顶部设有通气孔，多个管束单元沿水平方向无缝填充于壳体的内部。本发明专利技术的储气瓶，多个管束单元使壳体内部形成多孔的蜂窝结构，令壳体及多个管束单元之间形成较高的连接强度，进而有助于提高储气瓶的内部承压能力，进一步提高储气瓶的防爆性能。本发明专利技术还公开了一种储气瓶加工方法。本发明专利技术的储气瓶加工方法，利用3D打印形成储气瓶，降低储气瓶的制造难度，对成型后的储气瓶进行真空热处理，消除壳体及多个管束单元的内应力。本发明专利技术可应用于压力容器领域中。于压力容器领域中。于压力容器领域中。

【技术实现步骤摘要】
储气瓶及储气瓶加工方法


[0001]本专利技术涉及压力容器领域，特别涉及储气瓶及储气瓶加工方法。

技术介绍

[0002]储气瓶用于充装气体。在高压下(15.2～70.9兆帕)，氢气可以装盛在储气瓶中运输。现有的高压储氢瓶主要可分为四个类型：全金属气瓶(Ⅰ型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(Ⅱ型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅲ型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型)。其中，金属内胆纤维全缠绕气瓶及非金属内胆纤维全缠绕气瓶的综合性能较好，在内胆外部设置纤维缠绕层提高其防爆性能。然而，现有储气瓶的防爆性能仍有提升空间。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种储气瓶及储气瓶加工方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0005]一种储气瓶，包括：
[0006]壳体；
[0007]管束单元，其设于所述壳体的内部，所述管束单元设有沿竖向延伸的容纳空间，所述容纳空间的顶部设有通气孔，所述管束单元有多个，多个所述管束单元沿水平方向无缝填充于所述壳体的内部。
[0008]本专利技术的有益效果是：多个管束单元沿水平方向无缝填充于壳体的内部，且管束单元设有沿竖向延伸的容纳空间，使得壳体内部形成多个互相分隔的容纳空间，向壳体内部充入气体后，气体从通气孔进入容纳空间中，气体被储存于多个容纳空间中，由于多个管束单元无缝填充于壳体的内部，多个管束单元使壳体内部形成多孔的蜂窝结构，令壳体及多个管束单元之间形成较高的连接强度，进而有助于提高储气瓶的内部承压能力，进一步提高储气瓶的防爆性能。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，每个所述管束单元包括多个多面体，每个所述多面体内部中空，每个所述多面体设有沿竖向贯通的通孔，所述通孔的孔径小于所述多面体的水平截面面积，多个所述多面体沿竖向层叠形成所述管束单元。
[0010]多个多面体沿竖向层叠形成管束单元，每个中空的多面体设有沿竖向贯通的通孔，使管束单元内部形成竖向的容纳空间，通孔的孔径小于多面体的水平截面面积，每个多面体作为一个更小的储存气体的单元，若储气瓶出现破裂，利用多面体的顶壁及底壁减缓气体在管束单元中的流动，减少气体从储气瓶破裂处释放的流量。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，每两个相邻的所述多面体的侧壁无缝贴合。
[0012]气体储存在多个多面体中，由于每两个相邻的多面体之间的侧壁无缝贴合，两个相邻多面体内部的气体对中间侧壁的压力方向相反，避免该侧壁向一侧变形，从而避免多面体的侧壁破损。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述多面体为开尔文胞体。
[0014]多面体为开尔文胞体，开尔文胞体为十四面体结构，开尔文胞体由六个方形面和八个正六边形面组成，且每个方形面的四条边一一对应连接于四个正六边形面，由于开尔文胞体的结构较为稳定，且多个开尔文胞体在空间结构上能够无缝贴合形成开尔文胞体阵列，使多面体的每个侧壁均处于稳定状态。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体的侧壁厚度与所述管束单元的侧壁厚度之比介于1.2到1.8之间。
[0016]管束单元内部气体对侧壁的压力传递到壳体的侧壁，壳体的侧壁厚度与管束单元的侧壁厚度之比大于1.2，确保壳体的结构强度足以保持储气瓶稳定工作；壳体的厚度变大会增加储气瓶的重量，壳体的侧壁厚度与管束单元的侧壁厚度之比小于1.8，在保证壳体强度的情况下使储气瓶轻量化。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述管束单元的顶部设有加强筋，所述加强筋环绕设置于所述通气孔的外围。
[0018]管束单元的顶部通气孔的外围设有加强筋，避免气体流经通气孔时对管束单元顶部的结构造成破坏。
[0019]作为上述技术方案的进一步改进，所述管束单元的底部紧贴于所述壳体的底部内壁，所述管束单元的顶部与所述壳体的顶部内壁之间留有间隙，所述壳体的顶部设有贯通的进气孔。
[0020]管束单元的底部紧贴于壳体的底部内壁，使管束单元内部气体对底壁的压力能够传递到壳体的底部内壁上，避免管束单元的底壁破裂，管束单元的顶部与壳体的顶部内壁之间留有间隙，确保壳体顶部的进气孔通过该间隙连通多个管束单元的容纳空间。
[0021]一种储气瓶加工方法，所述储气瓶加工方法包括以下步骤：
[0022]S1、以上述的储气瓶为模型，在三维建模软件中建立3D打印模型；
[0023]S2、将所述3D打印模型导入3D打印设备中，所述3D打印设备增材成型制造所述储气瓶；
[0024]S3、对所述储气瓶进行真空热处理。
[0025]利用3D打印形成储气瓶，降低储气瓶的制造难度，对成型后的储气瓶进行真空热处理，消除壳体及多个管束单元的内应力。
[0026]作为上述技术方案的进一步改进，在所述步骤S2中，所述3D打印设备采用选择性激光融化技术。
[0027]3D打印采用选择性激光融化技术，按照储气瓶3D打印模型的切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得储气瓶，能直接成型出近乎全致密且力学性能良好的储气瓶结构；随后对3D打印成型的储气瓶进行真空热处理，消除壳体及多个管束单元的内应力。
[0028]作为上述技术方案的进一步改进，在所述步骤S2中，所述3D打印设备的打印素材采用铝合金粉末，所述3D打印设备处于氩气环境下增材成型制造所述储气瓶。
[0029]3D打印的选择性激光融化技术中，在氩气环境下利用铝合金粉末增材成型制造储气瓶，铝合金的密度较小，使得储气瓶的重量较轻，且铝合金的性质较稳定，确保储气瓶能够储存更多种类的气体。
附图说明
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明；
[0031]图1是本专利技术所提供的储气瓶，其一实施例中管束单元的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术所提供的储气瓶，其一实施例中多面体的结构示意图；
[0033]图3是本专利技术所提供的储气瓶加工方法，其一实施例的步骤流程图。
[0034]100、管束单元，101、多面体，1011、通孔，110、通气孔，120、加强筋。
具体实施方式
[0035]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
[0037]在本专利技术的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储气瓶，其特征在于：包括：壳体；管束单元(100)，其设于所述壳体的内部，所述管束单元(100)设有沿竖向延伸的容纳空间，所述容纳空间的顶部设有通气孔(110)，所述管束单元(100)有多个，多个所述管束单元(100)沿水平方向无缝填充于所述壳体的内部。2.根据权利要求1所述的储气瓶，其特征在于：每个所述管束单元(100)包括多个多面体(101)，每个所述多面体(101)内部中空，每个所述多面体(101)设有沿竖向贯通的通孔(1011)，所述通孔(1011)的孔径小于所述多面体(101)的水平截面面积，多个所述多面体(101)沿竖向层叠形成所述管束单元(100)。3.根据权利要求2所述的储气瓶，其特征在于：每两个相邻的所述多面体(101)的侧面无缝贴合。4.根据权利要求3所述的储气瓶，其特征在于：所述多面体(101)为开尔文胞体。5.根据权利要求1所述的储气瓶，其特征在于：所述壳体的侧壁厚度与所述管束单元(100)的侧壁厚度之比介于1.2到1.8之间。6.根据权利要求1所述的储气瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：许谷，杜如虚，
申请(专利权)人：杜如虚，
类型：发明
国别省市：