高重量储氢率的储氢罐制造技术

本申请公开了高重量储氢率的储氢罐，包括用于收容介质的内胆、包裹于内胆的补强壳体以及联通内胆的内部与外界的瓶头，内胆通过吹塑工艺得到且内胆的内周面上设置通过合模挤压形成的加强筋，加强筋在内胆的轴向上延伸且朝向内胆的内部隆起，加强筋与合模线的位置对应；内胆包括中部的等径段和位于两端的收拢段，在内胆的径向截面上，收拢段的起点和终点之间的连线为收拢母线，至少一个收拢段的外周面贴附于收拢母线实现收拢。本申请公开的技术方案通过瓶体结构的优化，在保证生产效率的前提下有效提高了瓶体的耐压性能，同时为优化补强壳体的设置提供结构基础，从而实现重量降低，强度提高，实现高重量储氢率。实现高重量储氢率。实现高重量储氢率。

【技术实现步骤摘要】
高重量储氢率的储氢罐


[0001]本申请涉及高压容器领域，特别是涉及高重量储氢率的储氢罐。

技术介绍

[0002]随着人类社会的快速发展，煤、石油、天然气三大化石能源的消耗速度日益加快，其带来的供应短缺和环境问题也越来越受到各界的关注。氢气因其燃烧产物只生成水，且来源丰富，被誉为是本世纪最具发展潜力的清洁能源载体，而以氢气为能源的燃料电池汽车具有环保、高效、零污染、零排放的特点。
[0003]目前来看,高压容器是氢能最具有实用意义的存储介质。氢能的高压容器按照技术迭代可以分为：纯钢制金属瓶(Ⅰ型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(Ⅱ型)、铝内胆纤维缠绕瓶(Ⅲ型)及塑料内胆纤维缠绕瓶(Ⅳ型)。Ⅰ型、Ⅱ型储氢密度低、安全性能差，难以满足车载储氢密度要求。而凭借提高安全性、减轻重量、提高质量储氢密度等优势，Ⅲ型瓶、Ⅳ型瓶的车载应用已经较为广泛。相较Ⅲ型瓶，Ⅳ型瓶的塑料内胆完全颠覆了原有气瓶技术，凭借优异的抗氢脆腐蚀性、更轻的质量、更低的成本及更高的质量储氢密度与循环寿命，成为引领国际氢能汽车高压储氢容器发展方向的“新宠”。不过，由于标准法规推进难、技术工艺攻克难，长时间以来，我国Ⅳ型瓶发展相对缓慢，目前还处于研发阶段，与该领域的国际水平仍有一定的差距。
[0004]例如公开号为CN103672387A的中国专利文献公开了一种70MPa高压车载铝合金内胆碳纤维全缠绕储氢气瓶；该储氢气瓶包括铝合金内胆、碳纤维缠绕层和玻璃纤维保护层；在铝合金内胆表面按照优化设计的铺层次序用浸渍树脂调节张力后的纤维进行缠绕，然后在该碳纤维缠绕层外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中采用“自紧”技术处理。
[0005]专利技术人发现，Ⅳ型瓶的现有技术在应用于车载氢气存储的高压(一般为35MPa至70MPa)中，瓶体结构存在薄弱点，尤其是在吹塑工艺中，现有克服薄弱点的方式以及工艺对生产效率、良品率以及生产成本都造成了不小的影响。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本申请公开了高重量储氢率的储氢罐，包括用于收容介质的内胆、包裹于所述内胆的补强壳体以及联通所述内胆的内部与外界的瓶头，所述内胆通过吹塑工艺得到且所述内胆的内周面上设置通过合模挤压形成的加强筋，所述加强筋在所述内胆的轴向上延伸且朝向所述内胆的内部隆起，所述加强筋与合模线的位置对应；
[0007]所述内胆包括中部的等径段和位于两端的收拢段，在所述内胆的径向截面上，所述收拢段的起点和终点之间的连线为收拢母线，至少一个所述收拢段的外周面贴附于所述收拢母线实现收拢。
[0008]以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方
案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
[0009]可选的，所述加强筋相较于所述内胆的内表面凸起的距离D1和所述内胆的平均壁厚H1之间的比值范围为0.5至1.3。
[0010]可选的，在所述内胆的横切面上，所述加强筋整体为贴附于所述内胆的内表面的半圆形，所述加强筋和所述内胆的内表面接触长度S1与所述内胆的平均壁厚H1之间的比值范围为1至5。
[0011]可选的，所述加强筋和所述内胆为相同材质且一体成型。
[0012]可选的，所述补强壳体包括绕设于所述内胆上的补强纤维，所述等径段上的补强壳体的厚度大于等于所述收拢段上的补强壳体的厚度。
[0013]可选的，所述瓶头上设有供所述补强纤维绕设的缩径部，所述缩径部的周向尺寸小于所述瓶头其他部位。
[0014]可选的，所述收拢母线与所述内胆的横切面之间夹角为收拢角，所述收拢角的范围为15度至60度。
[0015]可选的，所述内胆用于设置所述瓶头的一端包括
[0016]所述收拢段；
[0017]配合段，自所述收拢段缩径以实现与所述瓶头的密封配合。
[0018]可选的，所述配合段包括自与所述收拢段交界处延伸形成的平台部以及自所述平台部延伸至所述瓶头内部的密封部，所述瓶头与所述密封部密封配合。
[0019]可选的，所述瓶头的轴向端面与所述平台部相抵，所述瓶头的外周面的延伸趋势与对应的收拢段的延伸趋势匹配。
[0020]本申请公开的技术方案通过瓶体结构的优化，在保证生产效率的前提下有效提高了瓶体的耐压性能，同时为优化补强壳体的设置提供结构基础，从而实现重量降低，强度提高，实现高重量储氢率。
[0021]具体的有益技术效果将在具体实施方式中结合具体结构或步骤进一步阐释。
附图说明
[0022]图1为一实施例中储氢罐示意图；
[0023]图2为图1中的储氢罐的内胆和瓶头示意图；
[0024]图3为图1中的储氢罐的轴向切面示意图；
[0025]图4为现有技术中的储氢罐内胆和瓶头配合示意图；
[0026]图5为图4中储氢罐设置补强壳体示意图；
[0027]图6为本申请中的储氢罐内胆和瓶头配合示意图；
[0028]图7为图6中储氢罐设置补强壳体示意图；
[0029]图8为图3中的加强筋放大示意图；
[0030]图9为一实施例中吹塑设备示意图；
[0031]图10为一实施例中合模线处模具配合示意图；
[0032]图11为现有技术中合模线处模具配合示意图。
[0033]图中附图标记说明如下：
[0034]1、内胆；12、加强筋；13、合模线；14、等径段；15、收拢段；16、收拢母线；17、配合段；
171、平台部；172、密封部；
[0035]2、补强壳体；
[0036]3、瓶头；36、缩径部；
[0037]901、吹针；902、管胚；903、吹塑模具；9031、第一半模；9032、第二半模；9033、型腔；9034、贴靠段；9035、远离段；90351、第一空腔；9036、靠近段；90361、第二空腔；9037、平行段；9038、扩径段；9039、远离角；904、挤出机；905、挂料装置。
具体实施方式
[0038]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0039]需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
[0040]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高重量储氢率的储氢罐，包括用于收容介质的内胆、包裹于所述内胆的补强壳体以及联通所述内胆的内部与外界的瓶头，其特征在于，所述内胆通过吹塑工艺得到且所述内胆的内周面上设置通过合模挤压形成的加强筋，所述加强筋在所述内胆的轴向上延伸且朝向所述内胆的内部隆起，所述加强筋与合模线的位置对应；所述内胆包括中部的等径段和位于两端的收拢段，在所述内胆的径向截面上，所述收拢段的起点和终点之间的连线为收拢母线，至少一个所述收拢段的外周面贴附于所述收拢母线实现收拢。2.根据权利要求1所述的高重量储氢率的储氢罐，其特征在于，所述加强筋相较于所述内胆的内表面凸起的距离D1和所述内胆的平均壁厚H1之间的比值范围为0.5至1.3。3.根据权利要求1所述的高重量储氢率的储氢罐，其特征在于，在所述内胆的横切面上，所述加强筋整体为贴附于所述内胆的内表面的半圆形，所述加强筋和所述内胆的内表面接触长度S1与所述内胆的平均壁厚H1之间的比值范围为1至5。4.根据权利要求1所述的高重量储氢率的储氢罐，其特征在于，所述加强筋和所述内胆为相同材质且一体成型。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱豪吉，
申请(专利权)人：浙江凯博压力容器有限公司，
类型：发明
国别省市：