CN112178296A - 液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车用液化天然气气瓶技术领域，具体涉及一种液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构及其装配方法，该结构包括夹层增压管、外胆前封头、外前补强板、内部套管、第一外部套管、第二外部套管；所述夹层增压管的前部直管段位置固定套设有内部套管，所述内部套管外部由前至后依次固定套设有第一外部套管、第二外部套管，所述第二外部套管穿过所述外胆前封头并焊接固定，所述夹层增压管的前端口位于所述外胆前封头外侧，所述外胆前封头的中部外表面焊接有外前补强板；所述外胆前封头和外前补强板的壁厚均为4mm。降低了夹层增压管路结构整体受力，解决了自增压气瓶夹层增压管本体或焊接接头热影响区裂纹失效的问题。

Description

液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构及其装配方法

技术领域

本发明涉及车用液化天然气气瓶技术领域，具体涉及一种液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构及其装配方法。

背景技术

车用液化天然气气瓶作为一种低温绝热压力容器，设计有双层真空结构。在真空划分的四个区中，车用液化天然气气瓶充装液氮后，夹层真空度≤2.0×10-2Pa，夹层空间属于高真空状态。按照车用液化天然气气瓶结构可分为自增压气瓶和非自增压气瓶，目前市场绝大多数为自增压气瓶，自增压气瓶最关键的部位为连接内外胆作为增压出液用的夹层增压管结构。气瓶夹层空间较小，车辆行驶过程中受疲劳载荷作用，夹层增压管结构设计既要匹配气瓶整体结构刚性，又要满足使用性能要求，同时也不能过于庞大，因此夹层增压管结构设计至关重要，目前常出现自增压气瓶夹层增压管本体或焊接接头热影响区产生裂纹失效，导致气瓶真空丧失，寿命终止无法使用。夹层增压管结构失效率的降低，对自增压结构液化天然气气瓶使用寿命延长、降低生产企业三包更换费用提供重要的指导意义。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构及其装配方法，其能够彻底解决夹层增压管路断裂失效问题。

本发明采用的技术方案在于：

提供一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，包括夹层增压管、外胆前封头、外前补强板、内部套管、第一外部套管、第二外部套管；所述夹层增压管的前部直管段位置固定套设有内部套管，所述内部套管外部由前至后依次固定套设有第一外部套管、第二外部套管，所述第二外部套管穿过所述外胆前封头并焊接固定，所述夹层增压管的前端口位于所述外胆前封头外侧，所述外胆前封头的中部外表面焊接有外前补强板；所述外胆前封头和外前补强板的壁厚均为4mm。

进一步地，所述夹层增压管的前部直管段后方为U型弯空间结构，其外直径为10mm，管壁厚2mm。

进一步地，所述内部套管的内孔前端倒角，内孔后端不倒角，所述内部套管与所述夹层增压管之间焊接固定，且焊接位置位于内孔后端面。

进一步地，所述夹层增压管的前端封堵焊接有一封板。

进一步地，所述第一外部套管、第二外部套管与内部套管之间焊接连接。

本发明的另一方面，提供一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构的装配方法：

步骤一：在夹层增压管的前部直管段位置装配内部套管，向夹层增压管内部通入保护气，在内部套管的后端面位置对夹层增压管和内部套管之间进行焊接连接；

步骤二：使用封板堵焊夹层增压管的前端口；

步骤三：在内部套管上装配第二外部套管，内部套管与第二外部套管之间进行焊接，待焊缝冷却至150℃以下，装配第一外部套管并焊接。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

本发明提供的自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，解决了自增压车用液化天然气气瓶占比最高的失真空问题。具体地，气瓶整体刚度协调，局部应力集中小，夹层增压管为Φ10mm×2mm，柔韧性好，夹层增压管为U弯型空间结构，抵抗疲劳载荷能力强，夹层增压管通过内部套管、外部套管A、外部套管B将力逐步向外传递。降低了夹层增压管路结构整体受力，解决了自增压气瓶夹层增压管本体或焊接接头热影响区裂纹失效的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构剖面示意图；

图2是本发明的自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构外前封头局部剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1、图2所示，在本实施例中，自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，包括夹层增压管1、外胆前封头6、外前补强板7、内部套管2、第一外部套管5、第二外部套管4。夹层增压管1为弯管，管路规格为Φ10mm×2mm，柔韧性好，夹层增压管1的前部直管段后方为U型弯空间结构，带U弯可缓冲部分疲劳载荷，使应力集中分散。夹层增压管1的前部直管段位置固定套设有内部套管2，内部套管2外部由前至后依次固定套设有第一外部套管5、第二外部套管4，第二外部套管4穿过外胆前封头6并焊接固定，夹层增压管1的前端口位于外胆前封头6外侧，外胆前封头6的中部外表面焊接有外前补强板7。内部套管2内孔一端倒圆角，另一端不倒圆角，不倒圆角一端朝向内胆封头侧，为焊接接头位置，避免焊缝根部出现未熔合，内部套管2与夹层增压管1焊接接头正面受力，提高了承载能力，避免焊接外侧使焊缝背面受力，存在预制裂纹源。

在一更具体的实施例中，夹层增压管1的前端封堵焊接有一封板3，用于气瓶内胆压力试验。使用壁厚4mm外胆前封头6，在外胆前封头6外侧焊接壁厚4mm外前补强板7，气瓶整体刚度协调，局部应力集中小，能够彻底解决夹层增压管路断裂失效问题。第一外部套管5、第二外部套管4与内部套管2之间焊接连接。在内部套管2上焊接第二外部套管4使夹层增压管1上的受力通过内部套管2传递至第二外部套管4。在内部套管2、第二外部套管4上装配第一外部套管5，使夹层增压管1上的受力通过内部套管2传递至第二外部套管4再传递至第一外部套管5。夹层增压管路套管结构受力逐步传递分解，应力集中降至最低，整体结构受力降低。

另一方面，提供一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构的装配方法：

步骤一：在夹层增压管1的前部直管段位置装配内部套管2，向夹层增压管内部通入保护气，在内部套管2的后端面位置对夹层增压管1和内部套管2之间进行焊接连接；内部套管2与夹层增压管1焊接前通入背面保护气体可避免焊接时夹层增压管1过热氧化、焊缝击穿，成型差，导致焊接接头承载能力减弱的问题；

步骤二：使用封板堵焊夹层增压管的前端口，用于气瓶内胆压力试验；

步骤三：在内部套管2上装配第二外部套管4，内部套管2与第二外部套管4之间进行焊接，待焊缝冷却至150℃以下，装配第一外部套管5并焊接。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，包括夹层增压管、外胆前封头，其特征在于，还包括外前补强板、内部套管、第一外部套管、第二外部套管；所述夹层增压管的前部直管段位置固定套设有内部套管，所述内部套管外部由前至后依次固定套设有第一外部套管、第二外部套管，所述第二外部套管穿过所述外胆前封头并焊接固定，所述夹层增压管的前端口位于所述外胆前封头外侧，所述外胆前封头的中部外表面焊接有外前补强板；所述外胆前封头和外前补强板的壁厚均为4mm。

2.如权利要求1所述的一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，其特征在于，所述夹层增压管的前部直管段后方为U型弯空间结构，其外直径为10mm，管壁厚2mm。

3.如权利要求1所述的一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，其特征在于，所述内部套管的内孔前端倒角，内孔后端不倒角，所述内部套管与所述夹层增压管之间焊接固定，且焊接位置位于内孔后端面。

4.如权利要求1所述的一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，其特征在于，所述夹层增压管的前端封堵焊接有一封板。

5.如权利要求1所述的一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构，其特征在于，所述第一外部套管、第二外部套管与内部套管之间焊接连接。

6.一种自增压车用液化天然气气瓶夹层增压管路套管结构的装配方法：

步骤一：在夹层增压管的前部直管段位置装配内部套管，向夹层增压管内部通入保护气，在内部套管的后端面位置对夹层增压管和内部套管之间进行焊接连接；

步骤二：使用封板堵焊夹层增压管的前端口；

步骤三：在内部套管上装配第二外部套管，内部套管与第二外部套管之间进行焊接，待焊缝冷却至150℃以下，装配第一外部套管并焊接。

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