CN113551148A - 一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法 - Google Patents

一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及储氢罐技术领域，具体涉及一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法。所述复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐包括金属内胆、连接在所述金属内胆的内表面上的聚乙烯膜层、缠绕在所述金属内胆外表面上的碳纤维层。本发明克服了现有技术中复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的缺点，提高了复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的综合性能，降低了制造成本。

Description

一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法
技术领域
本发明涉及储氢罐技术领域，具体涉及一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法。
背景技术
高压储氢瓶具有储氢容器结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、灌装速度快等优点，已经成为氢能储运的主要方式。但是现有的高压储氢瓶具有以下缺点：
一是现有纯金属材料压力容器由于金属材料密度较大，容器质量大，单位质量储氢密度较低。
二是当压力容器失效的情况下会以碎片的形式爆炸，容易造成人身伤害，安全性较差。
三是由于金属强度有限，为提高容器工作压力，只能增加容器厚度。但这会增加容器的制造难度，且容易造成加工缺陷。
为了克服上述缺陷，现有技术也开发出了一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其是采用金属(常用的为铝合金)或塑料作为内胆，并在金属内胆或塑料内胆外面缠绕一层浸渍有环氧树脂的碳纤维，从而既减轻了罐体重量，由增加了罐体的耐压强度和安全性。但是现有的复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐还存在以下不足：金属内胆虽然密封性较好、但由于金属直接与高压氢接触，在高压下金属内胆会出现氢脆现象，且金属氢脆现象随储氢压力升高而加重，从而降低了罐体的使用寿命，也限制了罐体的使用压力(目前大都用在35Mpa压力以下)；而塑料内胆虽然可以避免氢脆，且使用压力可以高至70Mpa，但其缺点是存在一定的氢气泄漏率，且由于整个压力几乎都承受在碳纤维层上，为保证罐体强度要求必须加大内胆外面的碳纤维层厚度，由此也会提高整个罐体的制造成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，旨在克服现有技术中复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的缺点，提高复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的综合性能，降低制造成本。具体的技术方案如下：
一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，包括金属内胆、连接在所述金属内胆的内表面上的聚乙烯膜层、缠绕在所述金属内胆外表面上的碳纤维层。
优选的，所述金属内胆的两端分别设置有内胆收口部，所述内胆收口部设置有螺纹孔和密封定位止口，所述聚乙烯膜层从所述金属内胆的内表面延伸至所述内胆收口部的除螺纹孔和密封定位止口之外的内孔表面。
本发明中，所述碳纤维层是采用环向缠绕和螺旋缠绕交替缠绕而形成的碳纤维层。
优选的，所述聚乙烯膜层的厚度为0.2-0.5mm。
本发明中，所述金属内胆为钢内胆或铝内胆。
本发明中，所述金属内胆的内表面设置有一层黑化膜。
一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的制作方法，包括如下步骤：
(1)金属内胆成型：采用金属管，通过旋压加工形成两端内胆收口部；
(2)内胆收口部的加工：在金属内胆的两端内胆收口部加工出密封定位止口和螺纹孔；
(3)防静电处理：在金属内胆的外表面设置一层防静电涂层；
(4)碳纤维缠绕：采用环向缠绕和螺旋缠绕交替缠绕方式，在金属内胆的外表面形成碳纤维层；
(5)内胆预紧处理：通过向金属内胆内部施加一定的内压，使得金属内胆外涨并产生一定的塑性变形，从而在零压力下使得金属内胆承受压应力、碳纤维层承受拉应力；
(6)内胆内表面黑化处理：采用化学染色法或电解法，对金属内胆内孔表面进行黑化处理，形成一层黑化膜；
(7)聚乙烯膜贴膜：将聚乙烯膜层贴敷在金属内胆的内表面。
所述步骤(7)的聚乙烯膜贴膜的方法如下：
S1、预制聚乙烯袋膜：通过吹塑方法形成透明聚乙烯袋膜，所述聚乙烯袋膜的两端分别设置有袋膜收口部，所述袋膜收口部上设置有通孔，所述聚乙烯袋膜吹胀后的外表面形状与所述金属内胆的内表面形状相适配；
S2、聚乙烯袋膜外表面滚花：采用滚花装置，以热滚压的方式在聚乙烯袋膜外表面滚压出网格花纹，所述网格花纹的花纹槽相互连通；
优选的，所述网格花纹的花纹槽深度控制在0.05～0.10且不超过聚乙烯袋膜厚度的1/4；
S3、聚乙烯袋膜上排气导管的设置：在聚乙烯袋膜上开设一导管连接孔，将排气导管的一端从聚乙烯袋膜的内部热熔连接在所述导管连接孔上；
优选的，所述排气导管采用柔性耐高温排气导管；
S4、贴膜工装的准备：设计制作一光辐射加热定位工装，所述光辐射加热定位工装包括光辐射加热管和分别外套在所述光辐射加热管两端的软弹性定位封堵圈；所述软弹性定位封堵圈上沿轴向开分别设有贯穿的排气导管引出孔、第一充放气螺孔和拉紧螺孔；所述软弹性定位封堵圈的内部设置有一圈环形气腔，所述软弹性定位封堵圈的外端面上开设有连接所述环形气腔的第二充放气螺孔；
S5、工装与内胆预装：在软弹性定位封堵圈的环形气腔的第二充放气螺孔上连接充放气用的导管，对环形气腔进行抽气，使得软弹性定位封堵圈的外圆收缩至小于金属内胆收口部的内孔尺寸，然后将光辐射加热定位工装放进金属内胆中进行预装定位，对环形气腔进行充气使得软弹性定位封堵圈定位在内胆收口部内孔中，调整好两端软弹性定位封堵圈的轴向位置后，用堵圈锁紧圈将两端的软弹性定位封堵圈锁紧固定，最后对环形气腔进行抽气，从金属内胆中取出光辐射加热定位工装，检查调整两端的辐射光强控制套的轴向位置；
S6、袋膜与工装预装：聚乙烯袋膜与光辐射加热定位工装预装配，聚乙烯袋膜上的排气导管从软弹性定位封堵圈的排气导管引出孔中引出，聚乙烯袋膜的两端内孔外套在软弹性定位封堵圈外圆上，采用袋膜锁紧圈将袋膜两端外圆锁紧固定；
S7、充气检查：通过第一充放气螺孔向聚乙烯袋膜内部充气，检查气袋密封情况及气袋两端相对周向位置是否准确，必要时松开一端的袋膜锁紧圈进行周向位置的调整；充气检查完成后对聚乙烯袋膜内部进行抽气使得聚乙烯袋膜内部成负压状态，同时对软弹性定位封堵圈的环形气腔进行抽气使得环形气腔内部成负压状态，在负压的作用下聚乙烯袋膜收缩贴靠在光辐射加热管上、软弹性定位封堵圈外圆收缩成小于金属内胆两端的孔径；
S8、聚乙烯袋膜安装：将预装有聚乙烯袋膜的光辐射加热定位工装放入金属内胆中，通过第二充放气螺孔对软弹性定位封堵圈的环形气腔进行充气使得软弹性定位封堵圈外圆膨胀并与金属内胆两端的孔径密封定位；然后通过第一充放气螺孔向聚乙烯袋膜内部充入压缩空气，与此同时通过排气导管将位于金属内胆与聚乙烯袋膜之间空隙中的空气抽掉，使得聚乙烯袋膜在压缩空气的作用下紧贴在金属内胆的内表面；
S9、聚乙烯膜层的热压：开启光辐射加热管对金属内胆的内表面进行加热，热辐射的光线穿过透明的聚乙烯袋膜后照射在金属内胆的黑体表面，黑体表面吸热后温度迅速升高，聚乙烯袋膜在聚乙烯袋膜内部压缩空气和高温黑体加热的联合专用下，被热压融合在金属内胆的内表面；热压完成关闭光辐射加热管，拆去袋膜锁紧圈和堵圈锁紧圈，对软弹性定位封堵圈的环形气腔进行抽气，使得堵圈锁紧圈外圆缩小而脱开聚乙烯袋膜两端的内孔，将光辐射加热定位工装卸下；
S10、聚乙烯膜层的补充热压：使用热切除工具，将连接在聚乙烯袋膜上的排气导管切除，并将聚乙烯袋膜上的导管连接孔热压封堵住；使用收口部热压工具，对聚乙烯袋膜两端未完成热压的袋膜收口部与金属内胆进行热压连接，热压完成后修去聚乙烯袋膜两端收口部的多余部分。
为了提高光辐射加热管加热的均匀性，提高聚乙烯袋膜在金属内胆内表面的复合质量，进一步改进的方案是：在所述光辐射加热管上位于与所述加热金属内胆变径孔部位相对应的光辐射加热管外圆位置外套有辐射光强控制套，所述辐射光强控制套上密布有透光孔，所述透光孔的分布密度根据所对应的金属内胆的变径孔的大小按照从小到大的方向依次增大。也就是说，对应于金属内胆的变径孔小的位置的辐射光强控制套部位的透光孔分布密度小、光辐射能量小，对应于金属内胆的变径孔大的位置的辐射光强控制套部位的透光孔分布密度大、光辐射能量大，从而形成了对于变径孔部位内胆的均匀加热。
本发明中，所述收口部热压工具包括一液体膨胀圈、设置在所述液体膨胀圈上的手柄、设置在所述液体膨胀圈外圆上的防粘层、设置在所述液体膨胀圈内部的加热圈；其中，所述液体膨胀圈包括弹性胀圈和设置在所述弹性胀圈内部的液体腔，通过向所述液体腔内充放液体实现所述液体膨胀圈外圆的扩张和收缩，通过所述加热圈实现对所述液体腔内液体的加热。
优选的，所述加热圈上设置有延伸至所述液体腔内的加热电极。
本发明中，所述滚花装置包括袋膜定位器和滚花工具，所述袋膜定位器包括中间芯轴和设置在所述中间芯轴上的充气膨胀胎膜，所述滚花工具包括滚花加热轮和设置在所述滚花加热轮上的滚花棱，所述滚花棱的表面设置有防粘层，所述滚花加热轮的内部设置有加热器。
滚花装置使用时，将聚乙烯袋膜安装在充气膨胀胎膜上，充气膨胀胎膜的中间芯轴安装在数控旋转设备上，滚花加热轮安装在数控旋转设备的走刀机构上，所述滚花加热轮通过走刀机构实现纵向滚花和横向滚花，从而在聚乙烯袋膜外表面形成纵横交错相互连通的网格花纹的花纹槽。
本发明中，所述堵圈锁紧圈上通过拉紧螺孔连接有拉紧操作杆以用于调整软弹性定位封堵的轴向位置。
本发明中，所述排气导管包括排气软导管和连接在所述排气软导管的排气端的排气硬导管，所述排气硬导管插入于所述排气导管引出孔中且与所述排气导管引出孔之间的连接为过盈密封连接。
为了增加排气硬导管与堵圈锁紧圈之间的密封可靠性，在所述排气硬导管上靠所述堵圈锁紧圈内端面的一端设置有法兰、另一端设置有与所述排气硬导管外圆螺纹配合的收紧螺母，所述堵圈锁紧圈内端面与所述法兰之间设置有密封垫片。所述排气硬导管插入到所述排气导管引出孔中后，通过收紧螺母收紧所述堵圈锁紧圈内端面与所述法兰之间的密封垫片，从而提高密封可靠性。
为了在聚乙烯袋膜安装时增强袋膜与内胆之间的空气排气效果，所述排气导管的数量可设置为多个。
本发明中，所述光辐射加热管优选采用碳纤维红外加热管。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，在金属内胆的内壁复合连接有一层聚乙烯膜层，由此克服了常规复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的金属内胆容易产生氢脆现象的弊端，也克服了塑料内胆存在一定的氢气泄漏率和强度低、碳纤维用量大的弊端，降低了制造成本。
第二，本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，聚乙烯膜层与金属内胆复合时采用了专门的光辐射加热定位工装，其与金属内胆内表面的黑化膜相互协同，并利用压缩空气作为热压动力，热辐射光线穿过透明的聚乙烯膜层被黑化膜所吸收，使得黑化膜层快速升温，从而能够以较快速度实现聚乙烯膜层与金属内胆的热压复合。
第三，本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，聚乙烯袋膜的内部设置有连通聚乙烯袋膜外表面的排气导管，聚乙烯袋膜的外表面设置有网格花纹，所述网格花纹的花纹槽相互连通，从而在进行聚乙烯袋膜与金属内胆内表面的复合时能够通过排气导管快速全面地驱赶位于聚乙烯袋膜与金属内胆之间的多余空气，从而提高聚乙烯膜层的热压复合质量。
第四，本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，光辐射加热定位工装的软弹性定位封堵圈上设置有环形气腔，通过对环形气腔进行抽气或充气，能够实现软弹性定位封堵圈外圆的膨胀和收缩，从而方便了光辐射加热定位工装与金属内胆之间的安装定位。
第五，本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，在与金属内胆的变径部位相对应的位置设置有外套在光辐射加热管上的辐射光强控制套，通过在辐射光强控制套上设置变密度分布的透光孔能够有效控制照射在变径部位的金属内胆上，从而实现对整个金属内胆黑体内表面的均匀加热，由此提高了聚乙烯袋膜与金属内胆内表面的热压质量。
第六，本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法，收口部热压工具设计合理，操作方便，热压质量高。
附图说明
图1是本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的结构示意图；
图2是采用光辐射加热定位工装将聚乙烯袋膜复合在金属内胆内表面的结构示意图；
图3是图2的局部放大视图；
图4是收口部热压工具的结构示意图。
图中：1、金属内胆，2、聚乙烯膜层，3、碳纤维层，4、内胆收口部，5、螺纹孔，6、密封定位止口，7、聚乙烯袋膜，8、排气导管，9、光辐射加热定位工装，10、光辐射加热管，11、软弹性定位封堵圈，12、排气导管引出孔，13、第一充放气螺孔，14、拉紧螺孔，15、环形气腔，16、第二充放气螺孔，17、袋膜锁紧圈，18、堵圈锁紧圈，19、辐射光强控制套，20、透光孔，21、收口部热压工具，22、液体膨胀圈，23、手柄，24、加热圈，25、弹性胀圈，26、液体腔，27、排气软导管，28、排气硬导管，29、拉紧操作杆，30、加热电极，31、液体导管，32、加热缆线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1至4所示为本发明的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐及其制作方法的实施例，包括金属内胆1、连接在所述金属内胆1的内表面上的聚乙烯膜层2、缠绕在所述金属内胆1外表面上的碳纤维层3。
优选的，所述金属内胆1的两端分别设置有内胆收口部4，所述内胆收口部4设置有螺纹孔5和密封定位止口6，所述聚乙烯膜层2从所述金属内胆1的内表面延伸至所述内胆收口部4的除螺纹孔5和密封定位止口6之外的内孔表面。
本实施例中，所述碳纤维层3是采用环向缠绕和螺旋缠绕交替缠绕而形成的碳纤维层。
优选的，所述聚乙烯膜层2的厚度为0.2-0.5mm。
本实施例中，所述金属内胆1为钢内胆或铝内胆。
本实施例中，所述金属内胆1的内表面设置有一层黑化膜。
实施例2：
一种采用实施例2的复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的制作方法，包括如下步骤：
(1)金属内胆成型：采用金属管，通过旋压加工形成两端内胆收口部4；
(2)内胆收口部的加工：在金属内胆1的两端内胆收口部4加工出密封定位止口6和螺纹孔5；
(3)防静电处理：在金属内胆1的外表面设置一层防静电涂层；
(4)碳纤维缠绕：采用环向缠绕和螺旋缠绕交替缠绕方式，在金属内胆1的外表面形成碳纤维层；
(5)内胆预紧处理：通过向金属内胆1内部施加一定的内压，使得金属内胆1外涨并产生一定的塑性变形，从而在零压力下使得金属内胆1承受压应力、碳纤维层3承受拉应力；
(6)内胆内表面黑化处理：采用化学染色法或电解法，对金属内胆1内孔表面进行黑化处理，形成一层黑化膜；
(7)聚乙烯膜贴膜：将聚乙烯膜层2贴敷在金属内胆1的内表面。
所述步骤(7)的聚乙烯膜贴膜的方法如下：
S1、预制聚乙烯袋膜：通过吹塑方法形成透明聚乙烯袋膜7，所述聚乙烯袋膜7的两端分别设置有袋膜收口部，所述袋膜收口部上设置有通孔，所述聚乙烯袋膜7吹胀后的外表面形状与所述金属内胆1的内表面形状相适配；
S2、聚乙烯袋膜外表面滚花：采用滚花装置，以热滚压的方式在聚乙烯袋膜7外表面滚压出网格花纹，所述网格花纹的花纹槽相互连通；
优选的，所述网格花纹的花纹槽深度控制在0.05～0.10且不超过聚乙烯袋膜厚度的1/4；
S3、聚乙烯袋膜上排气导管的设置：在聚乙烯袋膜7上开设一导管连接孔，将排气导管8的一端从聚乙烯袋膜7的内部热熔连接在所述导管连接孔上；
优选的，所述排气导管8采用柔性耐高温排气导管；
S4、贴膜工装的准备：设计制作一光辐射加热定位工装9，所述光辐射加热定位工装9包括光辐射加热管10和分别外套在所述光辐射加热管10两端的软弹性定位封堵圈11；所述软弹性定位封堵圈11上沿轴向开分别设有贯穿的排气导管引出孔12、第一充放气螺孔13和拉紧螺孔14；所述软弹性定位封堵圈11的内部设置有一圈环形气腔15，所述软弹性定位封堵圈11的外端面上开设有连接所述环形气腔15的第二充放气螺孔16；
S5、工装与内胆预装：在软弹性定位封堵圈11的环形气腔15的第二充放气螺孔16上连接充放气用的导管，对环形气腔15进行抽气，使得软弹性定位封堵圈11的外圆收缩至小于金属内胆1收口部的内孔尺寸，然后将光辐射加热定位工装9放进金属内胆1中进行预装定位，对环形气腔15进行充气使得软弹性定位封堵圈11定位在内胆收口部4内孔中，调整好两端软弹性定位封堵圈11的轴向位置后，用堵圈锁紧圈18将两端的软弹性定位封堵圈11锁紧固定，最后对环形气腔15进行抽气，从金属内胆1中取出光辐射加热定位工装9，检查调整两端的辐射光强控制套19的轴向位置；
S6、袋膜与工装预装：聚乙烯袋膜7与光辐射加热定位工装9预装配，聚乙烯袋膜7上的排气导管8从软弹性定位封堵圈11的排气导管引出孔12中引出，聚乙烯袋膜7的两端内孔外套在软弹性定位封堵圈11外圆上，采用袋膜锁紧圈17将袋膜两端外圆锁紧固定；
S7、充气检查：通过第一充放气螺孔13向聚乙烯袋膜7内部充气，检查气袋密封情况及气袋两端相对周向位置是否准确，必要时松开一端的袋膜锁紧圈17进行周向位置的调整；充气检查完成后对聚乙烯袋膜7内部进行抽气使得聚乙烯袋膜7内部成负压状态，同时对软弹性定位封堵圈11的环形气腔15进行抽气使得环形气腔15内部成负压状态，在负压的作用下聚乙烯袋膜7收缩贴靠在光辐射加热管10上、软弹性定位封堵圈11外圆收缩成小于金属内胆1两端的孔径；
S8、聚乙烯袋膜安装：将预装有聚乙烯袋膜7的光辐射加热定位工装9放入金属内胆1中，通过第二充放气螺孔16对软弹性定位封堵圈11的环形气腔15进行充气使得软弹性定位封堵圈11外圆膨胀并与金属内胆1两端的孔径密封定位；然后通过第一充放气螺孔13向聚乙烯袋膜7内部充入压缩空气，与此同时通过排气导管8将位于金属内胆1与聚乙烯袋膜7之间空隙中的空气抽掉，使得聚乙烯袋膜7在压缩空气的作用下紧贴在金属内胆1的内表面；
S9、聚乙烯膜层的热压：开启光辐射加热管10对金属内胆1的内表面进行加热，热辐射的光线穿过透明的聚乙烯袋膜7后照射在金属内胆1的黑体表面，黑体表面吸热后温度迅速升高，聚乙烯袋膜7在聚乙烯袋膜7内部压缩空气和高温黑体加热的联合专用下，被热压融合在金属内胆1的内表面；热压完成关闭光辐射加热管10，拆去袋膜锁紧圈17和堵圈锁紧圈18，对软弹性定位封堵圈11的环形气腔15进行抽气，使得堵圈锁紧圈18外圆缩小而脱开聚乙烯袋膜7两端的内孔，将光辐射加热定位工装9卸下；
S10、聚乙烯膜层的补充热压：使用热切除工具，将连接在聚乙烯袋膜7上的排气导管8切除，并将聚乙烯袋膜7上的导管连接孔热压封堵住；使用收口部热压工具21，对聚乙烯袋膜7两端未完成热压的袋膜收口部与金属内胆1进行热压连接，热压完成后修去聚乙烯袋膜7两端收口部的多余部分。
为了提高光辐射加热管10加热的均匀性，提高聚乙烯袋膜7在金属内胆1内表面的复合质量，进一步改进的方案是：在所述光辐射加热管10上位于与所述加热金属内胆1变径孔部位相对应的光辐射加热管10外圆位置外套有辐射光强控制套19，所述辐射光强控制套19上密布有透光孔20，所述透光孔20的分布密度根据所对应的金属内胆1的变径孔的大小按照从小到大的方向依次增大。也就是说，对应于金属内胆1的变径孔小的位置的辐射光强控制套19部位的透光孔20分布密度小、光辐射能量小，对应于金属内胆1的变径孔大的位置的辐射光强控制套19部位的透光孔20分布密度大、光辐射能量大，从而形成了对于变径孔部位内胆的均匀加热。
本实施例中，所述收口部热压工具21包括一液体膨胀圈22、设置在所述液体膨胀圈22上的手柄23、设置在所述液体膨胀圈22外圆上的防粘层、设置在所述液体膨胀圈22内部的加热圈24；其中，所述液体膨胀圈22包括弹性胀圈25和设置在所述弹性胀圈25内部的液体腔26，通过向所述液体腔26内充放液体实现所述液体膨胀圈22外圆的扩张和收缩，通过所述加热圈24实现对所述液体腔26内液体的加热。
优选的，所述加热圈24上设置有延伸至所述液体腔26内的加热电极。
本实施例中，所述滚花装置包括袋膜定位器和滚花工具，所述袋膜定位器包括中间芯轴和设置在所述中间芯轴上的充气膨胀胎膜，所述滚花工具包括滚花加热轮和设置在所述滚花加热轮上的滚花棱，所述滚花棱的表面设置有防粘层，所述滚花加热轮的内部设置有加热器。
滚花装置使用时，将聚乙烯袋膜7安装在充气膨胀胎膜上，充气膨胀胎膜的中间芯轴安装在数控旋转设备上，滚花加热轮安装在数控旋转设备的走刀机构上，所述滚花加热轮通过走刀机构实现纵向滚花和横向滚花，从而在聚乙烯袋膜外表面形成纵横交错相互连通的网格花纹的花纹槽。
本实施例中，所述堵圈锁紧圈18上通过拉紧螺孔14连接有拉紧操作杆29以用于调整软弹性定位封堵11的轴向位置。
本实施例中，所述排气导管8包括排气软导管27和连接在所述排气软导管27的排气端的排气硬导管28，所述排气硬导管28插入于所述排气导管引出孔12中且与所述排气导管引出孔12之间的连接为过盈密封连接。
为了增加排气硬导管28与堵圈锁紧圈18之间的密封可靠性，在所述排气硬导管28上靠所述堵圈锁紧圈18内端面的一端设置有法兰、另一端设置有与所述排气硬导管28外圆螺纹配合的收紧螺母，所述堵圈锁紧圈内端面与所述法兰之间设置有密封垫片。所述排气硬导管28插入到所述排气导管引出孔12中后，通过收紧螺母收紧所述堵圈锁紧圈18内端面与所述法兰之间的密封垫片，从而提高密封可靠性。
为了在聚乙烯袋膜7安装时增强袋膜与内胆之间的空气排气效果，所述排气导管8的数量可设置为多个。
本实施例中，所述光辐射加热管10优选采用碳纤维红外加热管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其特征在于，包括金属内胆、连接在所述金属内胆的内表面上的聚乙烯膜层、缠绕在所述金属内胆外表面上的碳纤维层。
2.根据权利要求1所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其特征在于，所述金属内胆的两端分别设置有内胆收口部，所述内胆收口部设置有螺纹孔和密封定位止口，所述聚乙烯膜层从所述金属内胆的内表面延伸至所述内胆收口部的除螺纹孔和密封定位止口之外的内孔表面。
3.根据权利要求1所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其特征在于，所述碳纤维层是采用环向缠绕和螺旋缠绕交替缠绕而形成的碳纤维层。
4.根据权利要求1所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其特征在于，所述聚乙烯膜层的厚度为0.2-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其特征在于，所述金属内胆为钢内胆或铝内胆。
6.根据权利要求1所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其特征在于，所述金属内胆的内表面设置有一层黑化膜。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)金属内胆成型：采用金属管，通过旋压加工形成两端内胆收口部；
(2)内胆收口部的加工：在金属内胆的两端内胆收口部加工出密封定位止口和螺纹孔；
(3)防静电处理：在金属内胆的外表面设置一层防静电涂层；
(4)碳纤维缠绕：采用环向缠绕和螺旋缠绕交替缠绕方式，在金属内胆的外表面形成碳纤维层；
(5)内胆预紧处理：通过向金属内胆内部施加一定的内压，使得金属内胆外涨并产生一定的塑性变形，从而在零压力下使得金属内胆承受压应力、碳纤维层承受拉应力；
(6)内胆内表面黑化处理：采用化学染色法或电解法，对金属内胆内孔表面进行黑化处理，形成一层黑化膜；
(7)聚乙烯膜贴膜：将聚乙烯膜层贴敷在金属内胆的内表面。
8.根据权利要求7所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的制作方法，其特征在于，所述步骤(7)的聚乙烯膜贴膜的方法如下：
S1、预制聚乙烯袋膜：通过吹塑方法形成透明聚乙烯袋膜，所述聚乙烯袋膜的两端分别设置有袋膜收口部，所述袋膜收口部上设置有通孔，所述聚乙烯袋膜吹胀后的外表面形状与所述金属内胆的内表面形状相适配；
S2、聚乙烯袋膜外表面滚花：采用滚花装置，以热滚压的方式在聚乙烯袋膜外表面滚压出网格花纹，所述网格花纹的花纹槽相互连通；
S3、聚乙烯袋膜上排气导管的设置：在聚乙烯袋膜上开设一导管连接孔，将排气导管的一端从聚乙烯袋膜的内部热熔连接在所述导管连接孔上；
S4、贴膜工装的准备：设计制作一光辐射加热定位工装，所述光辐射加热定位工装包括光辐射加热管和分别外套在所述光辐射加热管两端的软弹性定位封堵圈；所述软弹性定位封堵圈上沿轴向开分别设有贯穿的排气导管引出孔、第一充放气螺孔和拉紧螺孔；所述软弹性定位封堵圈的内部设置有一圈环形气腔，所述软弹性定位封堵圈的外端面上开设有连接所述环形气腔的第二充放气螺孔；
S5、工装与内胆预装：在软弹性定位封堵圈的环形气腔的第二充放气螺孔上连接充放气用的导管，对环形气腔进行抽气，使得软弹性定位封堵圈的外圆收缩至小于金属内胆收口部的内孔尺寸，然后将光辐射加热定位工装放进金属内胆中进行预装定位，对环形气腔进行充气使得软弹性定位封堵圈定位在内胆收口部内孔中，调整好两端软弹性定位封堵圈的轴向位置后，用堵圈锁紧圈将两端的软弹性定位封堵圈锁紧固定，最后对环形气腔进行抽气，从金属内胆中取出光辐射加热定位工装，检查调整两端的辐射光强控制套的轴向位置；
S6、袋膜与工装预装：聚乙烯袋膜与光辐射加热定位工装预装配，聚乙烯袋膜上的排气导管从软弹性定位封堵圈的排气导管引出孔中引出，聚乙烯袋膜的两端内孔外套在软弹性定位封堵圈外圆上，采用袋膜锁紧圈将袋膜两端外圆锁紧固定；
S7、充气检查：通过第一充放气螺孔向聚乙烯袋膜内部充气，检查气袋密封情况及气袋两端相对周向位置是否准确，必要时松开一端的袋膜锁紧圈进行周向位置的调整；充气检查完成后对聚乙烯袋膜内部进行抽气使得聚乙烯袋膜内部成负压状态，同时对软弹性定位封堵圈的环形气腔进行抽气使得环形气腔内部成负压状态，在负压的作用下聚乙烯袋膜收缩贴靠在光辐射加热管上、软弹性定位封堵圈外圆收缩成小于金属内胆两端的孔径；
S8、聚乙烯袋膜安装：将预装有聚乙烯袋膜的光辐射加热定位工装放入金属内胆中，通过第二充放气螺孔对软弹性定位封堵圈的环形气腔进行充气使得软弹性定位封堵圈外圆膨胀并与金属内胆两端的孔径密封定位；然后通过第一充放气螺孔向聚乙烯袋膜内部充入压缩空气，与此同时通过排气导管将位于金属内胆与聚乙烯袋膜之间空隙中的空气抽掉，使得聚乙烯袋膜在压缩空气的作用下紧贴在金属内胆的内表面；
S9、聚乙烯膜层的热压：开启光辐射加热管对金属内胆的内表面进行加热，热辐射的光线穿过透明的聚乙烯袋膜后照射在金属内胆的黑体表面，黑体表面吸热后温度迅速升高，聚乙烯袋膜在聚乙烯袋膜内部压缩空气和高温黑体加热的联合专用下，被热压融合在金属内胆的内表面；热压完成关闭光辐射加热管，拆去袋膜锁紧圈和堵圈锁紧圈，对软弹性定位封堵圈的环形气腔进行抽气，使得堵圈锁紧圈外圆缩小而脱开聚乙烯袋膜两端的内孔，将光辐射加热定位工装卸下；
S10、聚乙烯膜层的补充热压：使用热切除工具，将连接在聚乙烯袋膜上的排气导管切除，并将聚乙烯袋膜上的导管连接孔热压封堵住；使用收口部热压工具，对聚乙烯袋膜两端未完成热压的袋膜收口部与金属内胆进行热压连接，热压完成后修去聚乙烯袋膜两端收口部的多余部分。
9.根据权利要求8所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的制作方法，其特征在于，在所述光辐射加热管上位于与所述加热金属内胆变径孔部位相对应的光辐射加热管外圆位置外套有辐射光强控制套，所述辐射光强控制套上密布有透光孔，所述透光孔的分布密度根据所对应的金属内胆的变径孔的大小按照从小到大的方向依次增大。
10.根据权利要求8所述的一种复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐的制作方法，其特征在于，所述收口部热压工具包括一液体膨胀圈、设置在所述液体膨胀圈上的手柄、设置在所述液体膨胀圈外圆上的防粘层、设置在所述液体膨胀圈内部的加热圈；其中，所述液体膨胀圈包括弹性胀圈和设置在所述弹性胀圈内部的液体腔，通过向所述液体腔内充放液体实现所述液体膨胀圈外圆的扩张和收缩，通过所述加热圈实现对所述液体腔内液体的加热。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114368171A (zh) * 2022-03-22 2022-04-19 杭州博适特新材料科技有限公司 一种无内胆高压储气罐的制备方法
CN114737299A (zh) * 2022-03-15 2022-07-12 云路复合材料(上海)有限公司 碳纤复材储氢罐预成型体编织成型方法
CN115157640A (zh) * 2022-06-29 2022-10-11 中材科技（苏州）有限公司 用于钢质内胆缠绕固化的连接装置及其制法与用法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104712899A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 南京航空航天大学 一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐
US20180195669A1 (en) * 2017-01-06 2018-07-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha High-pressure container and method of producing high-pressure container
CN108758324A (zh) * 2018-06-14 2018-11-06 中材科技(成都)有限公司 燃料电池无人机用高压储气瓶及其制备方法
US20190248229A1 (en) * 2016-10-25 2019-08-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressure Vessel Having an Outlet for Fuel Collected Between a Liner and a Fiber-Reinforced Layer
CN213333645U (zh) * 2020-10-08 2021-06-01 石家庄建业气体有限公司 一种防腐蚀耐高压无缝气瓶

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104712899A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 南京航空航天大学 一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐
US20190248229A1 (en) * 2016-10-25 2019-08-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressure Vessel Having an Outlet for Fuel Collected Between a Liner and a Fiber-Reinforced Layer
US20180195669A1 (en) * 2017-01-06 2018-07-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha High-pressure container and method of producing high-pressure container
CN108758324A (zh) * 2018-06-14 2018-11-06 中材科技(成都)有限公司 燃料电池无人机用高压储气瓶及其制备方法
CN213333645U (zh) * 2020-10-08 2021-06-01 石家庄建业气体有限公司 一种防腐蚀耐高压无缝气瓶

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙跃、胡津: "《金属腐蚀与控制》", 30 April 2003, 哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114737299A (zh) * 2022-03-15 2022-07-12 云路复合材料(上海)有限公司 碳纤复材储氢罐预成型体编织成型方法
CN114368171A (zh) * 2022-03-22 2022-04-19 杭州博适特新材料科技有限公司 一种无内胆高压储气罐的制备方法
CN115157640A (zh) * 2022-06-29 2022-10-11 中材科技（苏州）有限公司 用于钢质内胆缠绕固化的连接装置及其制法与用法
CN115157640B (zh) * 2022-06-29 2024-02-13 中材科技（苏州）有限公司 用于钢质内胆缠绕固化的连接装置及其制法与用法

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