一种车载压力容器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种车载压力容器装置，涉及压力容器领域，包括储存舱和包裹于储存舱外的增强壳，储存舱内部设有沿储存舱轴向分布的腔体，储存舱轴线首尾对接连通形成环形结构，腔体形成闭合的环形腔体；储存舱内壁和外壁均为连续的平滑面，增强壳贴合储存舱外壁；针对目前压力容器多采用储存瓶结构而导致轴向强度不足的问题，使储存舱的轴线首尾对接形成闭合的环形结构，将储存舱轴向上的应力抵消，储存舱外壁和缠绕增强结构能够约束储存舱径向、圆周方向形变，达到对储存舱的良好防护从而保证储存舱的储存能力和安全性。储存舱的储存能力和安全性。储存舱的储存能力和安全性。

A vehicle mounted pressure vessel device

【技术实现步骤摘要】
一种车载压力容器装置


[0001]本专利技术涉及压力容器领域，具体涉及一种车载压力容器装置。

技术介绍

[0002]压力容器能够盛装气体或液体并能够承载一定压力，目前车载的压力容器多采用储气瓶结合阀门、测控系统的结构，为了提高车载压力容器的容量，可以增加压力容器内部压力以使气体液化，降低气体体积。
[0003]尤其对于车载高压储氢系统，其采用的车载高压储氢瓶采用内胆、增强结构形成的多层结构，并连接有阀门组件；内胆的具体包括圆筒状的中间部分和两端过渡球头，其中，一端球头安装有球头法兰和传感器接口等；阀门和测控系统连接高压储氢瓶和燃料电池等用氢设备和加氢设备。作为车载高压储氢系统，随着技术发展对储氢能力、结构紧凑度、重量、安全性和成本的需求也不断提升，现有轴线呈直线的高压储氢瓶或轴线呈曲线的异形高压储氢瓶均不能满足需求，将测控组件布置于储氢瓶一端，增大了储氢瓶的轴向长度且容易与外界发生干涉，若安装防护结构则增加了其结构复杂度；并且，高压储氢瓶不仅承受径向压应力、圆周方向拉应力，还要承受轴向的拉应力，而现有结构的增强型缠绕方式对轴向应力的保护能力不强，在增加高压储氢瓶内充入氢气的量时，增强结构对高压储气瓶轴向上的约束力不足，容易导致高压储氢瓶轴向上的开裂，影响了高压储氢系统的容量和压力上限，难以满足对储氢能力、结构紧凑度和安全性的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种车载压力容器装置，使储存舱的轴线首尾对接形成闭合的环形结构，将储存舱轴向上的应力抵消，储存舱外壁和缠绕增强结构能够约束储存舱径向、圆周方向形变，达到对储存舱的良好防护从而保证储存舱的储存能力和安全性。
[0005]本专利技术的第一目的是提供一种车载压力容器装置，采用以下方案：
[0006]包括储存舱和包裹于储存舱外的增强壳，储存舱内部设有沿储存舱轴向分布的腔体，储存舱轴线首尾对接连通形成环形结构，腔体形成闭合的环形腔体；储存舱内壁和外壁均为连续的平滑面，增强壳贴合储存舱外壁。
[0007]进一步地，所述增强壳包括纤维缠绕带，纤维缠绕带绕储存舱轴线环向呈螺旋状分布，以对储存舱径向和环形结构径向施加约束。
[0008]进一步地，所述增强壳还包括保护层，纤维缠绕带布置于储存舱外形成缠绕层，缠绕层和保护层依次包裹于储存舱外。
[0009]进一步地，所述环形结构的内圈形成用于容纳测控组件的安置空间，储存舱连接有对接管。
[0010]进一步地，所述对接管位于安置空间内，对接管一端穿过增强壳连通环形腔体，另一端连接有测控组件。
[0011]进一步地，所述腔体的轴线呈首尾连接的闭合曲线，腔体与储存舱同轴分布。
[0012]进一步地，所述储存舱的轴线为圆形，腔体的轴线呈圆形且与储存舱轴线重合。
[0013]进一步地，所述储存舱沿垂直于其轴线的断面呈圆形、椭圆形或长圆形。
[0014]进一步地，所述增强壳与储存舱同轴布置，覆盖储存舱外壁。
[0015]本专利技术的第二目的是提供一种车载压力容器装置，采用以下方案：
[0016]包括储存舱，储存舱内部设有沿储存舱轴向分布的腔体，储存舱轴线首尾对接连通形成环形结构，腔体形成闭合的环形腔体，环形结构的内圈形成用于容纳测控组件的安置空间，储存舱连接有对接管。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0018](1)针对目前压力容器多采用储存瓶结构而导致轴向强度不足的问题，使储存舱的轴线首尾对接形成闭合的环形结构，将储存舱轴向上的应力抵消，储存舱外壁和缠绕增强结构能够约束储存舱径向、圆周方向形变，达到对储存舱的良好防护从而保证储存舱的储存能力和安全性。
[0019](2)通过将储存舱及内部腔体设置为环形，对其轴向的应力进行抵消，改善应力状态，与现有的圆筒状高压储气瓶相比，环形储存舱首尾相连的环形结构能消除现有筒状高压储气瓶的轴向拉应力，只存在圆周拉应力和径向压应力，结合增强壳对储存舱提供圆周和径向约束，提高其压力耐受能力。
[0020](3)在对储存舱的轴向应力进行抵消后，通过纤维缠绕带对储存舱周向进行缠绕，纤维缠绕带内的纤维走向与缠绕带长度方向一致，从而在沿缠绕带长度方向上具有较高的拉伸强度，通过螺旋状分布缠绕，能够力利用纤维缠绕带沿储存舱的环向施加约束力，使纤维缠绕带的走向与储存舱外壁切向一致，使得增强壳的纤维缠绕带能够起到更好的增强效果。
[0021](4)在相同储存体积的情况下，采用环形结构储存舱相较于目前的筒状高压储气瓶，具有更小的体积，因此，整体的重量和成本降低，节省材料。
[0022](5)环形储存舱围合成的安置空间内可以安放阀门和测控系统，节省了筒状储气瓶的阀门及测控系统占用的体积，使整体储氢系统体积更小，并且利用储存舱结构从外围对阀门、测控系统等进行防护，避免与外部发生碰撞干涉造成损伤，同时便于储氢系统的安装并减少占用空间。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0024]图1为本专利技术实施例1、2中车载压力容器装置的结构示意图。
[0025]图2为本专利技术实施例1、2中断面呈椭圆形的储存舱结构示意图。
[0026]图3为本专利技术实施例1、2中断面呈长圆形的储存舱结构示意图。
[0027]图4是本专利技术实施例1、2中车载压力容器装置的俯视示意图。
[0028]其中，1、测控组件，2、安置空间，3、增强壳，4、腔体，5、储存舱，6、连接管，7、对接管。
具体实施方式
[0029]实施例1
[0030]本专利技术一个典型实施例中，如图1
‑
图4所示，给出一种车载压力容器装置。
[0031]如图1所示的车载压力容器装置，用于存储气体或液体，比如氢气、液化氢气、天然气、液化天然气等，在车载压力容器内部可以同时存在气体和液体。特别应用于高压储氢场景，主要包括储存舱5和增强壳3，使储存舱5的轴线首尾对接形成闭合的环形结构，将储存舱5轴向上的应力抵消，储存舱5外壁和缠绕增强结构形成的增强壳3能够约束储存舱5径向、圆周方向形变，达到对储存舱5的良好防护从而保证储存舱5的储存能力和安全性。
[0032]如图1、图4所示，车载压力容器装置包括储存舱5和包裹于储存舱5外的增强壳3，增强壳3贴合储存舱5外壁，对储存舱5的环向和径向施加约束力。同时，增强壳3与储存舱5同轴布置，覆盖储存舱5外壁。
[0033]储存舱5可以为金属材料或者高分子材料，对应的增强壳3可以采用复合材料和纤维材料。
[0034]储存舱5内部设有沿储存舱5轴向分布的腔体4，储存舱5轴线首尾对接连通形成环形结构，腔体4形成闭合的环形腔体，腔体4能够盛放液体或气体，并能够利用储存舱5和增强壳3承载气体或液体产生的压力；储存舱5内壁和外壁均为连续的平滑面，减少应力集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载压力容器装置，其特征在于，包括储存舱和包裹于储存舱外的增强壳，储存舱内部设有沿储存舱轴向分布的腔体，储存舱轴线首尾对接连通形成环形结构，腔体形成闭合的环形腔体；储存舱内壁和外壁均为连续的平滑面，增强壳贴合储存舱外壁。2.如权利要求1所述的车载压力容器装置，其特征在于，所述增强壳包括纤维缠绕带，纤维缠绕带绕储存舱轴线环向呈螺旋状分布，以对储存舱径向和环形结构径向施加约束。3.如权利要求2所述的车载压力容器装置，其特征在于，所述增强壳还包括保护层，纤维缠绕带布置于储存舱外形成缠绕层，缠绕层和保护层依次包裹于储存舱外。4.如权利要求1所述的车载压力容器装置，其特征在于，所述环形结构的内圈形成用于容纳测控组件的安置空间，储存舱连接有对接管。5.如权利要求4所述的车载压力容器装置，其特征在于，所述对接管位于安置空间内，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲延涛，王刚，
申请(专利权)人：济南新材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：