CN103016949A - 全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶，包括内胆和缠绕层，内胆的外表面设置缠绕层；所述的内胆为无缝钢制内胆。钢质内胆用作纤维缠绕芯模、密闭气体介质和提供气体介质输入的接口，并承担少部分载荷；复合材料缠绕层用于承受大部分载荷，保证气瓶的结构强度。本发明高压气瓶用于充填、贮存一次性使用的高压氮气，其使用压力高达60MPa，采用无缝不锈钢作为内胆，具有体积小、质量轻等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料高压气瓶，尤其涉及一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶及其制备方法，属于压力容器领域。
背景技术
随着气瓶生产制造技术的发展，以及用户对气瓶减重的要求，复合材料气瓶取代钢质气瓶已成为发展趋势，其具有体积小、重量轻等特点。但超高压复合材料气瓶的研制在国内刚刚起步。目前现有全缠绕复合材料高压气瓶主要由无缝铝合金内胆和有缝钢制内胆组成，多使用在高压和低压领域，无法在超高压下使用，并且也不具备无缝钢制内胆气瓶的生产制造能力。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶，解决了现有技术中全缠绕复合材料高压气瓶无法在超高压下使用的问题。
本发明的另一目的在于提供一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶的制备方法。
本发明的技术方案如下：
包括内胆和缠绕层，内胆的外表面设置缠绕层；所述的内胆为无缝钢制内胆。
本发明的制备方法包括下述步骤：
选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；
选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;
选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；
选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;
管坯预加热：管坯加热至400℃~500℃，保持管坯相对于喷火器做反复运动，保证均匀加热；
上料：将上述预加热好的管坯固定到旋转主轴上，夹紧，防止转动；
旋压加工；旋轮对上述已夹紧固定好的管坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经15-20道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，使管坯产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小，进行收口和封底，形成无缝内胆，旋轮的进给速度为4-10mm/min；主轴转速为150-200r/min，纵向进给量为零件壁厚的30%；
卸料：主轴停止转动，将上述旋压加工成形后的无缝内胆从主轴卸下；
缠绕：将上述卸下的内胆作为芯模，芯模的外表面缠绕纤维层；
成品。
本发明的优点效果如下：
本发明不锈钢内胆避免了液压强度试验后，残余液体对气瓶内胆产生的影响，并且气瓶强度试验后，不需要特殊处理，内胆表面质量较好，并且相比铝合金内胆，不锈钢内胆具有更好的强度。
气瓶内胆采用无缝内胆设计，旋压加工成型，内胆收口时以旋轮作进给运动，多道次加压于夹紧在主轴上的旋转金属坯料，使其产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小。无缝设计避免了焊缝在高压下产生变形或破坏。
附图说明
图1为现有结构示意图。
图中，1、内胆，2、缠绕层。
具体实施方式
实施例1
本发明的结构如图1所示，包括内胆1和缠绕层2，内胆1的外表面设置缠绕层2；所述的内胆1为无缝钢制内胆。
本发明的制备方法包括下述步骤：
选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；
选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;
选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；
选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;
管坯预加热：管坯加热至450℃，保持管坯相对于喷火器做反复运动，保证均匀加热；
上料：将上述预加热好的管坯固定到旋转主轴上，夹紧，防止转动；
旋压加工；旋轮对上述已夹紧固定好的管坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经18道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，使管坯产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小，进行收口和封底，形成无缝内胆，旋轮的进给速度为7mm/min；主轴转速为180r/min，纵向进给量为零件壁厚的30%；
卸料：主轴停止转动，将上述旋压加工成形后的无缝内胆从主轴卸下；
缠绕：将上述卸下的内胆作为芯模，芯模的外表面缠绕纤维层；
成品。
实施例2
所述的管坯预加热步骤中，管坯加热至400℃；
所述的旋压加工步骤中，经15道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，旋轮的进给速度为10mm/min；主轴转速为200r/min；
其它步骤同实施例1。
实施例3
所述的管坯预加热步骤中，管坯加热至600℃；
所述的旋压加工步骤中，经20道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，旋轮的进给速度为4mm/min；主轴转速为150r/min；
其它步骤同实施例1。
气瓶由无缝钢制内胆和缠绕层组成，钢质内胆通过对薄壁筒形零件局部加热后作无芯模的收口和封底而形成，用作纤维缠绕芯模、密闭气体介质和提供气体介质输入的接口，并承担少部分载荷；复合材料缠绕层用于承受大部分载荷，保证气瓶的结构强度。复合材料气瓶用于充填、贮存一次性使用的高压氮气，可以在60MPa及60MPa以下气路系统中使用，具有体积小、质量轻等特点。
本发明气瓶设计工作压力为60MPa，可以在60MPa及60MPa以下气路系统中稳定工作。
Claims (4)
1.全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶，其特征在于包括内胆和缠绕层，内胆的外表面设置缠绕层；所述的内胆为无缝钢制内胆。
2.制备权利要求1所述的全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶的方法，其特征在于包括下述步骤：
选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；
选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;
管坯预加热：管坯加热至400℃~500℃，保持管坯相对于喷火器做反复运动，保证均匀加热；
上料：将上述预加热好的管坯固定到旋转主轴上，夹紧，防止转动；
旋压加工；旋轮对上述已夹紧固定好的管坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经15-20道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，使管坯产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小，进行收口和封底，形成无缝内胆，旋轮的进给速度为4-10mm/min；主轴转速为150-200r/min，纵向进给量为零件壁厚的30%；
卸料：主轴停止转动，将上述旋压加工成形后的无缝内胆从主轴卸下；
缠绕：将上述卸下的内胆作为芯模，芯模的外表面缠绕纤维层；
成品。
3.根据权利要求2所述的全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶的制备方法，其特征在于所述的管坯预加热步骤中，管坯加热至450℃。
4.根据权利要求2所述的全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶的制备方法，其特征在于所述的旋压加工步骤中，经18道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，旋轮的进给速度为7mm/min；主轴转速为180r/min。
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|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105562931A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-11 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种球形高压气瓶壁金属内衬激光焊接方法 |
| CN105605415A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-05-25 | 石家庄安瑞科气体机械有限公司 | 大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺 |
| CN107339599A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-10 | 天津安易达复合气瓶有限公司 | 一种非金属内胆全缠绕复合气瓶及其制造方法 |
| CN112246947A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法 |
| CN112848242A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-05-28 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 一种带变形适配器层的缠绕芯模及复合壳体成型方法 |
| CN115076591A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-09-20 | 光年探索(江苏)空间技术有限公司 | 一种不锈钢ii型气瓶及其制造方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000249294A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Toray Ind Inc | 圧力容器およびその製造方法 |
| JP3527737B1 (ja) * | 2003-03-25 | 2004-05-17 | サムテック株式会社 | 高剛性繊維を用いた高圧タンク及びその製造方法 |
| CN1908501A (zh) * | 2006-08-15 | 2007-02-07 | 石家庄安瑞科气体机械有限公司 | 钢内胆大容积高压缠绕气瓶及其制作方法 |
| CN201032051Y (zh) * | 2007-04-16 | 2008-03-05 | 曾建军 | 复合材料增强大容量高压储气罐 |
| CA2507872C (en) * | 2002-12-02 | 2008-05-06 | Hidehiro Takemoto | Pressure vessel and method for producing the same |
| CN201069044Y (zh) * | 2007-03-21 | 2008-06-04 | 重庆汽车研究所 | 车用钢内衬纤维材料环向缠绕层增强cng气瓶 |
| CN102000746A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-04-06 | 国营江北机械厂 | 无缝气瓶正向旋轮热旋压收口方法 |
| CN202371443U (zh) * | 2011-12-15 | 2012-08-08 | 中材科技（苏州）有限公司 | 用于运气车的高压气瓶 |
| CN203010194U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-06-19 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶 |
-
2012
- 2012-12-12 CN CN2012105341075A patent/CN103016949A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000249294A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Toray Ind Inc | 圧力容器およびその製造方法 |
| CA2507872C (en) * | 2002-12-02 | 2008-05-06 | Hidehiro Takemoto | Pressure vessel and method for producing the same |
| JP3527737B1 (ja) * | 2003-03-25 | 2004-05-17 | サムテック株式会社 | 高剛性繊維を用いた高圧タンク及びその製造方法 |
| CN1908501A (zh) * | 2006-08-15 | 2007-02-07 | 石家庄安瑞科气体机械有限公司 | 钢内胆大容积高压缠绕气瓶及其制作方法 |
| CN201069044Y (zh) * | 2007-03-21 | 2008-06-04 | 重庆汽车研究所 | 车用钢内衬纤维材料环向缠绕层增强cng气瓶 |
| CN201032051Y (zh) * | 2007-04-16 | 2008-03-05 | 曾建军 | 复合材料增强大容量高压储气罐 |
| CN102000746A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-04-06 | 国营江北机械厂 | 无缝气瓶正向旋轮热旋压收口方法 |
| CN202371443U (zh) * | 2011-12-15 | 2012-08-08 | 中材科技（苏州）有限公司 | 用于运气车的高压气瓶 |
| CN203010194U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-06-19 | 沈阳航天新光集团有限公司 | 全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘四新: "高压贮气瓶数控加工热旋压成形工艺", 《新技术新工艺》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105605415A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-05-25 | 石家庄安瑞科气体机械有限公司 | 大容积全缠绕高压储氢容器的加工工艺 |
| CN105562931A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-11 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种球形高压气瓶壁金属内衬激光焊接方法 |
| CN105562931B (zh) * | 2015-12-25 | 2017-10-24 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种球形高压气瓶壁金属内衬激光焊接方法 |
| CN107339599A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-10 | 天津安易达复合气瓶有限公司 | 一种非金属内胆全缠绕复合气瓶及其制造方法 |
| CN112246947A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 舰船用钛合金高压无缝气瓶的成形与加工方法 |
| CN112848242A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-05-28 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 一种带变形适配器层的缠绕芯模及复合壳体成型方法 |
| CN112848242B (zh) * | 2021-02-18 | 2022-06-17 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 一种带变形适配器层的缠绕芯模及复合壳体成型方法 |
| CN115076591A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-09-20 | 光年探索(江苏)空间技术有限公司 | 一种不锈钢ii型气瓶及其制造方法 |
| CN115076591B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-01-26 | 光年探索(江苏)空间技术有限公司 | 一种不锈钢ii型气瓶及其制造方法 |
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