【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压力容器领域，具体的说是一种贮存天然气的压力容器。
技术介绍
1、压力容器可包括金属衬里，缠绕包裹在金属衬里上的纤维复合材料。
2、纤维复合材料一般为纤维增强聚合物；该纤维复合材料可以是玻璃、芳族聚酰胺、碳及其组合。纤维复合材料可适当地涂覆有与环氧树脂相容的涂层。压力容器可用于储存流体，包括但不限于液体。压力容器内可以容置压缩天然气、氢气、液化石油气及其混合物。
3、通过纤维层的缠绕，可以实现气瓶的轻量化。但纤维层的缠绕方式都是通过层层叠加，且通过长丝缠绕方法的一层层附加在内衬的外周侧上；多数专利中，将这种缠绕描述为螺旋缠绕。技术人员尝试压力容器瓶身的不同的区域范围，以及采用不同的缠绕包角，来确定不发生滑移的包角和范围。较小的缠绕角一般尝试角度如10°、15°、25°、35°和45°；较大的缠绕角度如：125°、150°、170°等；例如：压力容器瓶身部分区域采用较小的缠绕角螺旋缠绕，另一部分区域采用较大的缠绕角螺旋缠绕；控制不同压力容器瓶身区域的覆盖厚度。
4、本申请从纤维层的缠绕、叠加方式上进行改进；针对纤维缠绕时打滑这一问题，特别是纤维在以较大角度缠绕时更容易打滑的问题，从纤维层本身、以及纤维缠绕过程中，去进行相应改进，解决纤维缠绕时打滑、以及长期使用容易打滑松动的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提出一种贮存天然气的压力容器，包括瓶口、封头段、直筒段、瓶
3、所述纤维缠绕层包裹在压力容器的外表面；具体包裹封头段、直筒段、瓶底的外表面；
4、所述第一梯度纤维层是由5-10层的单层螺旋纤维层累加而成；且每一单层纤维层环向缠绕的缠绕角为α，α的大小为20~50°；优选的，该角度为45°。
5、第一梯度纤维层的缠绕角，与第一梯度纤维层内的每一单层纤维层环向缠绕的缠绕角α，角度相同。
6、进一步的，所述第一梯度纤维层最外周纤维层的外表面上，设置有多个第一反向纤维限位槽。
7、进一步的，相邻的两个所述第一反向纤维限位槽之间的间距相同。
8、进一步的，所述第一反向纤维限位槽的深度小于第一梯度纤维层的总厚度。
9、进一步的，所述第一反向纤维限位槽的缠绕角为β，β的大小为130~160°，优选的，该角度为135°。
10、进一步的，所述第一反向纤维限位槽的宽度内铺设满第一反向纤维层。
11、进一步的，所述第一反向纤维层的缠绕角，与第一反向纤维限位槽的缠绕角保持一致。
12、进一步的，所述第一梯度纤维层和第一反向纤维层之间夹角为γ1，γ1的大小控制为：50~120°；优选的该角度为90°。
13、进一步的，所述第一反向纤维限位槽深度h1的范围是0.3mm~4mm。
14、在所述压力容器包裹了第一梯度纤维层和第一反向纤维层后的外表面上，进一步设置第二梯度纤维层和多个第二反向纤维限位槽；所述第二反向纤维限位槽内铺设有第二反向纤维层。
15、进一步的，所述第二梯度纤维层也是由多个单层纤维层重复缠绕叠加而成，其层数与第一梯度纤维层的层数相同；所述第二梯度纤维层每一单层的纤维线的缠绕角度与第一反向纤维限位槽、第一反向纤维层的缠绕角的角度相同。
16、进一步的，所述第二梯度纤维层的外表面设置有多个第二反向纤维限位槽，所述第二反向纤维限位槽内铺设有第二反向纤维层；并使得第二反向纤维限位槽内外的纤维层高度一致。
17、所述所述第二梯度纤维层和第二反向纤维层之间夹角为γ2，γ2的大小控制为：50~120°；优选的该角度控制为90°。
18、进一步的，在覆盖了第二梯度纤维层和第二反向纤维层后的压力容器的外表面，进一步缠绕第三梯度纤维层；所述第三梯度纤维层与第一梯度纤维层的缠绕方向一致。
19、是否设置第三梯度纤维层和第三反向纤维限位槽，可根据实际情况决定，可综合考虑瓶身轻量化、缠绕稳定性的需求；通过实验和模拟获得最佳设置情况。
20、进一步的，所述第一反向纤维限位槽的宽度小于第二反向纤维限位槽；所述第二反向纤维限位槽的宽度小于第三反向纤维限位槽。
21、进一步的，所述第一反向纤维限位槽、第二反向纤维限位槽、第三反向纤维限位槽的宽度成比例的逐渐增大。
22、进一步的，所述第一反向纤维限位槽、第二反向纤维限位槽和第三反向纤维限位槽在每一梯度纤维层上设置的数量相同。
23、本专利技术的有益效果如下：
24、本申请是通过用纤维对天然气瓶的压力容器进行叠加缠绕后，形成有第一梯度纤维层，进一步的，在第一梯度纤维层的外表面上设置多个第一反向纤维限位槽，该第一反向纤维限位槽的设置，使得第一反向纤维层中的纤维以另一种缠绕角铺设于第一反向纤维限位槽内；在此基础上，可进一步叠加，设置第二梯度纤维层、第二反向纤维限位槽、第二反向纤维层；由于在每个梯度的纤维层上设置有多个反向纤维限位槽，从纤维层本身、以及纤维缠绕过程中去进行相应改进，使得瓶身的各种纤维不是简单的叠加。
25、与传统的叠加方式相比，更为稳固缠绕，大大降低了纤维缠绕时打滑现象，也降低了长期使用后，纤维层之间容易发生松动的现象。特别是解决了纤维在以较大角度缠绕时更容易打滑的问题。且由内向外的纤维限位槽的宽度可以不断增加，更好的控制其缠绕的稳定性。
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1.一种贮存天然气的压力容器，包括瓶口（1）、封头段（2）、直筒段（3）、瓶底（4）和纤维缠绕层（5）；其特征在于：所述纤维缠绕层（5）包括第一梯度纤维层（61）、第一反向纤维限位槽（62）、第一反向纤维层（63）、第二梯度纤维层（71）、第二反向纤维限位槽（72）、第二反向纤维层（73）；
2.根据权利要求1所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：所述第二梯度纤维层（71）也是由多个单层纤维层重复缠绕叠加而成，其层数与第一梯度纤维层（61）的层数相同；所述第二梯度纤维层（71）的缠绕角度与第一反向纤维限位槽（62）的缠绕角的角度相同；
3.根据权利要求1或2所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：所述第一梯度纤维层（61）的每一单层纤维层环向缠绕的缠绕角α为45°，所述第一反向纤维限位槽（62）缠绕角β为135°度。
4.根据权利要求3所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：所述第一反向纤维限位槽（62）深度H1的范围是0.3mm~4mm。
5.根据权利要求4所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：所述第二梯度纤维
6.根据权利要求5所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：γ2为90°。
7.根据权利要求6所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：在覆盖了第二梯度纤维层（71）和第二反向纤维层（73）的压力容器的外表面上，继续缠绕第三梯度纤维层（81）；所述第三梯度纤维层（81）与第一梯度纤维层（61）的缠绕方向一致。
...【技术特征摘要】
1.一种贮存天然气的压力容器，包括瓶口（1）、封头段（2）、直筒段（3）、瓶底（4）和纤维缠绕层（5）；其特征在于：所述纤维缠绕层（5）包括第一梯度纤维层（61）、第一反向纤维限位槽（62）、第一反向纤维层（63）、第二梯度纤维层（71）、第二反向纤维限位槽（72）、第二反向纤维层（73）；
2.根据权利要求1所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：所述第二梯度纤维层（71）也是由多个单层纤维层重复缠绕叠加而成，其层数与第一梯度纤维层（61）的层数相同；所述第二梯度纤维层（71）的缠绕角度与第一反向纤维限位槽（62）的缠绕角的角度相同；
3.根据权利要求1或2所述的一种贮存天然气的压力容器，其特征在于：所述第一梯度纤维层（61）的每一单层纤维层环向缠绕的缠绕角α为45°，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王留宇，缪逸民，张斌，
申请(专利权)人：安顺集团建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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