CN113137562A - 一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶 - Google Patents

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Abstract

一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，涉及氢能源汽车零件领域，包括铝内胆、碳纤维层和玻璃纤维层，其中，所述玻璃纤维层由相邻接连的单位套构成，所述碳纤维层上有插连杆，所述插连杆为垂直所述碳纤维层外表面向外延伸的直杆，在所述插连杆的外端有杆端圆球，所述单位套上有插杆槽和转稳槽，所述插杆槽为自所述单位套的侧面向内延伸的凹槽，所述转稳槽为垂直所述插杆槽的末端沿着所述单位套的圆周方向延伸的凹槽，提升氢内胆气瓶表层结构灵活性，提升气瓶表面结构强度，延长内胆使用寿命。

Description

一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶
技术领域
本发明涉及氢能源汽车零件领域，具体涉及一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶。
背景技术
氢燃料汽车已经问世，但大多都使用钢瓶贮存氢燃料，车用氢气钢瓶存在质量重、容重比小、易腐蚀、失效模式不安全，工作压力不高等不足，制约了氢气能源在新能源汽车领域的应用。在当今全世界都大力提倡节能减排，创造低碳生活的背景下，氢能源汽车迫切需要一种质量轻、耐高压、疲劳寿命高的储氢气瓶部件来突破其应用瓶颈，为新能源汽车逐步替代传统的石油燃料汽车贡献力量。这其中，车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶不失为一个很好的选择。
发明内容
本发明提供一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，提升氢内胆气瓶表层结构灵活性，提升气瓶表面结构强度，延长内胆使用寿命。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，包括铝内胆、碳纤维层和玻璃纤维层，其中，所述玻璃纤维层由相邻接连的单位套构成，所述碳纤维层上有插连杆，所述插连杆为垂直所述碳纤维层外表面向外延伸的直杆，在所述插连杆的外端有杆端圆球，所述单位套上有插杆槽和转稳槽，所述插杆槽为自所述单位套的侧面向内延伸的凹槽，所述转稳槽为垂直所述插杆槽的末端沿着所述单位套的圆周方向延伸的凹槽。
作为优选，所述转稳槽自所述插杆槽的末端向外延伸时逐渐向所述单位套的外侧表面靠近。
作为优选，在所述单位套上还有防退拐槽，所述防退拐槽连接所述插杆槽和转稳槽，所述防退拐槽为远离所述转稳槽的末端延伸的倾斜槽。
作为优选，所述杆端圆球上还有基础平杆和抓槽侧板，所述基础平杆为自所述杆端圆球的两侧面水平向外延伸的直杆，所述转槽侧板为连接所述基础平杆末端的水平面板，所述插杆槽和所述转稳槽上有夹板槽，所述夹板槽为自所述插杆槽和所述转稳槽的球形轮廓两侧水平向外延伸的直槽。
作为优选，所述抓槽侧板由单侧板构成，相邻的所述单侧板之间通过扭簧连接，在所述夹板槽的上、下壁面上分布着变向凸粒，所述变向凸粒为自所述夹板槽的上、下壁面向外凸出的圆弧凸粒，所述变向凸粒在所述夹板槽的长度延伸方向上上、下交替分布。
作为优选，位于两端最外侧的所述单侧板上有渐变面，所述渐变面为自所述单侧板是端部中间向两侧板面延展的弯曲凸表面。
作为优选，所述单侧板上有抓槽纹路，所述抓槽纹路为自所述单侧板的表面向内凹陷的交叉凹槽。
作为优选，在所述变向凸粒上有抵触纹路，所述抵触纹路为自所述变向凸粒远离所述插杆槽一侧的表面向内凹陷的交叉凹槽。
综上所述，本发明具有如下有益效果：提升氢内胆气瓶表层结构灵活性，提升气瓶表面结构强度，延长内胆使用寿命。
附图说明
图1为氢内胆气瓶结构示意图。
图2为图1正视图。
图3为插连杆插入插杆槽示意图。
图4为防退拐槽结构示意图。
图5为插连杆插入插杆槽正视图。
图6为装槽侧板结构示意图。
图7为单侧板嵌入夹板槽中姿态示意图。
图中：1、碳纤维层，2、单位套，3、杆端圆球，4、插杆槽，5、转稳槽，6、防退拐槽，8、抓槽侧板，9、夹板槽，10、单侧板，11、变向凸粒，12、渐变面，13、抓槽纹路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1，如图1至图7所示，一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，包括铝内胆、碳纤维层1和玻璃纤维层，其中，玻璃纤维层由相邻接连的单位套2构成，碳纤维层1上有插连杆，插连杆为垂直碳纤维层1外表面向外延伸的直杆，在插连杆的外端有杆端圆球3，单位套2上有插杆槽4和转稳槽5，插杆槽4为自单位套2的侧面向内延伸的凹槽，转稳槽5为垂直插杆槽4的末端沿着单位套2的圆周方向延伸的凹槽，插杆槽4和转稳槽5的截面形状与插连杆和杆端圆球3一直。氢内胆气瓶由内向外依次为铝内胆、碳纤维层1和玻璃纤维层，其中，碳纤维层1作为承载纤维，玻璃纤维层作为外表面保护层。可通过将单位套2由气瓶的两侧套入的形式使得插连杆插入插杆槽4中，再将插连杆和杆端圆球3推入转稳槽5中，实现单位套2在碳纤维层1表面的位置稳定，稳定之后，可对相邻的单位套2相接边缘用液态树脂等材料粘连，最后将碳纤维层1的两端浸入树脂液中，使得玻璃纤维层完整套于碳纤维层1上。通过选用该种方式，不仅可以实现玻璃纤维层的拆装性，当一侧单位套2受损时，可单独更换受损单位套2，而不至于需要加工整个气瓶甚至丢弃整个气瓶，还可提升玻璃纤维层的质量，选用已经通过质量检测合格的单位套2的覆盖来提升气瓶整体质量，尤其是对于玻璃纤维层的化学暴露等试验，避免玻璃纤维层试验不合格而导致气瓶质量不过关。特别地，甚至可通过调整插连杆在转稳槽5中的位置，改变不同单位套2相接边缘的接触位置，使得衔接处具备更加丰富的各向异性。
转稳槽5自插杆槽4的末端向外延伸时逐渐向单位套2的外侧表面靠近。转稳槽5在延伸方向上离单位套2的圆心逐渐变大，这使得杆端圆球3在深入转稳槽5时将玻璃纤维层逐渐压紧贴于碳纤维层1，可根据深入转稳槽5的位置调整玻璃纤维层与碳纤维层1的压紧程度。
在单位套2上还有防退拐槽6，防退拐槽6连接插杆槽4和转稳槽5，防退拐槽6为远离转稳槽5的末端延伸的倾斜槽。防退拐槽6主要用于防止插连杆和杆端圆球3从转稳槽5直接退回插杆槽4中。
转稳槽5由上弯槽和持平槽构成，上弯槽与持平槽间隔交替连接，上弯槽自下而上弯曲延伸，持平槽为水平延伸。这里的上弯和持平主要指得是容纳杆端圆球3的槽腔的延伸路径。可对插连杆和杆端圆球3进入转稳槽5后模拟档位，并稳定不同压紧的档位。
杆端圆球3上还有基础平杆和抓槽侧板8，基础平杆为自杆端圆球3的两侧面水平向外延伸的直杆，转槽侧板为连接基础平杆末端的水平面板，插杆槽4和转稳槽5上有夹板槽9，夹板槽9为自插杆槽4和转稳槽5的球形轮廓两侧水平向外延伸的直槽。基础平杆的连线方向为插杆槽4的延伸方向，在逐渐深入插杆槽4并转入转稳槽5的过程中，两侧的抓槽侧板8插入夹板槽9内，夹板槽9的延伸路径与转稳槽5一致，可为杆端圆球3在转稳槽5中提供移动阻力，主要是防止杆端圆球3从转稳槽5中滑脱。
抓槽侧板8由单侧板10构成，相邻的单侧板10之间通过扭簧连接，单侧板10的排列方向与夹板槽9的长度延伸方向相同，在夹板槽9的上、下壁面上分布着变向凸粒11，变向凸粒11为自夹板槽9的上、下壁面向外凸出的圆弧凸粒，变向凸粒11在夹板槽9的长度延伸方向上上、下交替分布。转槽侧板由扭簧连接的单侧板10构成，其中，基础平杆的直径小于单侧板10的厚度，这样，单侧板10受变向凸粒11的作用在夹板槽9中呈弯折姿态，有助于提升单侧板10对夹板槽9壁面的抓力。
位于两端最外侧的单侧板10上有渐变面12，渐变面12为自单侧板10是端部中间向两侧板面延展的弯曲凸表面。渐变面12在抵触到变向凸粒11时可提升单侧板10发生弯转的顺畅性。
单侧板10上有抓槽纹路13，抓槽纹路13为自单侧板10的表面向内凹陷的交叉凹槽。
在变向凸粒11上有抵触纹路14，抵触纹路14为自变向凸粒11远离插杆槽4一侧的表面向内凹陷的交叉凹槽。抓槽纹路13配合抵触纹路14，可在单侧板10退回夹板槽9时起到阻碍作用。

Claims (8)

1.一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，包括铝内胆、碳纤维层(1)和玻璃纤维层，其特征在于，所述玻璃纤维层由相邻接连的单位套(2)构成，所述碳纤维层(1)上有插连杆，所述插连杆为垂直所述碳纤维层(1)外表面向外延伸的直杆，在所述插连杆的外端有杆端圆球(3)，所述单位套(2)上有插杆槽(4)和转稳槽(5)，所述插杆槽(4)为自所述单位套(2)的侧面向内延伸的凹槽，所述转稳槽(5)为垂直所述插杆槽(4)的末端沿着所述单位套(2)的圆周方向延伸的凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，所述转稳槽(5)自所述插杆槽(4)的末端向外延伸时逐渐向所述单位套(2)的外侧表面靠近。
3.根据权利要求2所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，在所述单位套(2)上还有防退拐槽(6)，所述防退拐槽(6)连接所述插杆槽(4)和转稳槽(5)，所述防退拐槽(6)为远离所述转稳槽(5)的末端延伸的倾斜槽。
4.根据权利要求3所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，所述杆端圆球(3)上还有基础平杆和抓槽侧板(8)，所述基础平杆为自所述杆端圆球(3)的两侧面水平向外延伸的直杆，所述转槽侧板为连接所述基础平杆末端的水平面板，所述插杆槽(4)和所述转稳槽(5)上有夹板槽(9)，所述夹板槽(9)为自所述插杆槽(4)和所述转稳槽(5)的球形轮廓两侧水平向外延伸的直槽。
5.根据权利要求4所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，所述抓槽侧板(8)由单侧板(10)构成，相邻的所述单侧板(10)之间通过扭簧连接，在所述夹板槽(9)的上、下壁面上分布着变向凸粒(11)，所述变向凸粒(11)为自所述夹板槽(9)的上、下壁面向外凸出的圆弧凸粒，所述变向凸粒(11)在所述夹板槽(9)的长度延伸方向上上、下交替分布。
6.根据权利要求5所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，位于两端最外侧的所述单侧板(10)上有渐变面(12)，所述渐变面(12)为自所述单侧板(10)是端部中间向两侧板面延展的弯曲凸表面。
7.根据权利要求6所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，所述单侧板(10)上有抓槽纹路(13)，所述抓槽纹路(13)为自所述单侧板(10)的表面向内凹陷的交叉凹槽。
8.根据权利要求7所述的一种车用氢气铝合金内胆双层纤维缠绕气瓶，其特征在于，在所述变向凸粒(11)上有抵触纹路，所述抵触纹路为自所述变向凸粒(11)远离所述插杆槽(4)一侧的表面向内凹陷的交叉凹槽。
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