CN115899563A - 一种复合气瓶的夹层排气方法与结构 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种复合气瓶的夹层排气方法与结构，其特征在于，所述夹层排气结构包括透气层、内胆、承压层、阀座，所述承压层包覆内胆与阀座的接口，所述透气层位于内胆与承压层之间，所述透气层与设有至少一个孔结构的阀座相连，以使得透气层的气体通过阀座的孔结构排气。采用本申请可以将夹层中集聚的气体排放到阀座附近。阀座设有孔结构，该结构可以将透气层中的气体排放到大气中，可以有效解决气体在夹层中集聚的问题，也解决了透气层与大气直接连接造成的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及复合气瓶连接相关的技术领域，尤其涉及一种复合气瓶的夹层排气方法与结构。
背景技术
目前，在纤维缠绕储氢气瓶充气与保压过程中，氢气会通过气瓶内胆渗漏到夹层(例如：高密度聚乙烯内胆与碳纤维缠绕层)之间，具有很高的压力。在放气的过程中，夹层之间的气体会与内胆中的低压气体产生压力差，会在夹层之间形成鼓包，对气瓶的安全使用产生威胁，同时在下一次充装过程中，会将夹层之间的氢气排出，也会造成氢气浓度传感器的误判。针对以上技术问题，本领域技术人员往往将夹层的透气层直接连接到大气对气体进行排气，这可能会在放气过程中，与大气之间造成一个压力差，会将大气中的空气吸入到夹层中。固定透气层的方法不完善，未固化的环氧树脂可能会将固定透气层之间的胶带气孔堵住，造成透气层的排气不畅，无法产生排气的效果。
针对以上的技术问题，申请人设计了一种复合气瓶的夹层排气方法与结构，将夹层中的透气层与阀座相连接，可以将夹层中集聚的氢气排放到阀座附近。阀座上部分采用化学、激光等方式进行蚀刻，形成一层纵向多孔结构，该结构可以将透气层中的氢气排放到大气中，可以有效解决氢气在夹层中集聚的问题，也解决了透气层与大气直接连接造成的隐患。
发明内容
为解决现有状况的不足，本发明针对以上背景技术的缺陷。
本申请提出了一种复合气瓶的夹层排气结构，其特征在于，所述夹层排气结构包括透气层、内胆、承压层、阀座，所述承压层包覆内胆与阀座的接口，所述透气层位于内胆与承压层之间，所述透气层与设有至少一个孔结构的阀座相连，以使得透气层的气体通过阀座的孔结构排气。
进一步的，所述夹层排气结构还包括胶粘剂，用于将透气层固定在塑料内胆，所述胶粘剂形状包括块状、圆柱状，若为块状，则所述胶粘剂长度和宽度范围包括0-2mm，若为圆柱状，则所述圆柱状的直径范围包括0-2mm，所述胶粘剂材料包括聚氨酯胶粘剂。
进一步的，所述夹层排气结构还包括保护层，所述保护层的宽度大于透气层宽度10-30mm，厚度范围包括0.02-0.03mm，所述保护层薄膜材料包括高性能薄膜，所述高性能薄膜材质包括聚醚醚酮、聚苯硫醚。
进一步的，所述夹层排气结构还包括胶黏剂，用于将保护层宽出透气层部分粘贴在塑料内胆，所述胶黏剂材料包括聚氨酯胶粘剂。
进一步的，所述阀座组成材料包括铝合金、不锈钢，所述承压层材料包括碳纤维，所述内胆组成材料包括塑料，所述透气层为多孔材料，所述多孔材料包括改性聚丙烯、高密度聚乙烯。
进一步的，所述透气层宽度范围包括19-21mm，厚度范围包括0.02-0.03mm。
进一步的，所述阀座与透气层连接处有蚀刻透气层，所述蚀刻透气层表面粗糙度不能超出Ra1.6，所述蚀刻透气层范围包括19-21mm。
进一步的，所述阀座形成蚀刻透气层的工艺包括化学蚀刻、激光雕刻、喷砂。
本申请第二方面提出了一种复合气瓶的夹层排气结构制造方法，包括：
第一步：将透气层平铺在经过蚀刻的阀座与经过滚塑的内胆上，使得胶粘剂粘贴在经过滚塑的内胆与经过蚀刻的阀座的蚀刻透气层上面；
第二步：将保护层两侧均匀涂抹胶黏剂，将其平铺在透气层上，使胶黏剂与内胆充分接触，保护层与蚀刻透气层对齐；
第三步，运行缠绕工序加工形成复合气瓶。
进一步的，所述阀座经过加工后进行蚀刻产生表面粗糙度不能超出Ra1.6的蚀刻透气层。
本申请的有益效果为：将夹层中的透气层与阀座相连接，可以将夹层中集聚的氢气排放到阀座附近。阀座上部分采用化学、激光等方式进行蚀刻，形成一层纵向多孔结构，该结构可以将透气层中的氢气排放到大气中，可以有效解决氢气在夹层中集聚的问题，也解决了透气层与大气直接连接造成的隐患。
附图说明
图1为本申请的现有技术的夹层排气结构的主视图。
图2为图1中A-A向的剖视图。
图3为本申请优选实施例的局部放大图。
图4为本申请实施例胶粘剂、保护层与透气层的连接主视图。
图5为本申请实施例胶粘剂的连接俯视图。
图6为本申请实施例蚀刻透气层的俯视图。
图7为本申请实施例各层结构的示意图。
图8为本申请实施例一条或两条透气层的示意图。
1为阀座，2为瓶体，3为封头，4为内胆，5为承压层，6为气包，100为胶粘剂，100A为块状胶粘剂，100B为圆柱状胶粘剂，200为透气层，300为保护层，400为蚀刻透气层，1001为胶黏剂。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。本发明是已有专利技术的改进，所以对于本申请未描述的部分以现有技术来实现。
图1为本申请的现有技术的夹层排气结构的主视图。图2为图1中A-A向的剖视图。现有技术中往往气包是通过与承压层与内胆结合的缝隙将气包排出到大气层中，而正是由于上述技术方案，可能会在放气过程中，与大气之间造成一个压力差，会将大气中的空气吸入到夹层中。固定透气层的方法不完善，未固化的环氧树脂可能会将固定透气层之间的胶带气孔堵住，造成透气层的排气不畅，无法产生排气的效果。
本申请的主要技术思路是将将夹层中的透气层与阀座相连接，可以将夹层中集聚的氢气排放到阀座附近。阀座上部分采用化学、激光等方式进行蚀刻，形成一层纵向多孔结构，该结构可以将透气层中的氢气排放到大气中，可以有效解决氢气在夹层中集聚的问题，解决透气层与大气直接连接造成的隐患。
本申请提出了一种复合气瓶的夹层排气结构，其特征在于，所述夹层排气结构包括透气层、内胆、承压层、阀座，所述承压层包覆内胆与阀座的接口，所述透气层位于内胆与承压层之间，所述透气层与设有至少一个孔结构的阀座相连，以使得透气层的气体通过阀座的孔结构排气。图3为本申请优选实施例的局部放大图。具体包括1阀座、200透气层，400蚀刻透气层，作为本申请的优选实施方式。本申请可以不包括蚀刻透气层，只需要保证满足本申请的技术实现思路即可。
图4为本申请实施例胶粘剂、保护层与透气层的连接主视图。图5为本申请实施例胶粘剂的连接俯视图。所述夹层排气结构还包括胶粘剂，用于将透气层固定在塑料内胆，所述胶粘剂形状包括块状、圆柱状，若为块状，则所述胶粘剂长度和宽度范围包括0-2mm，若为圆柱状，则所述圆柱状的直径范围包括0-2mm，所述胶粘剂材料包括聚氨酯胶粘剂。为了将夹层中渗漏出来的气体所造成的气包6排出，需要一种多孔材料平铺在塑料内胆4与碳纤维缠绕承压层5之间，将其作为透气层200。透气层200的材料可以是由改性聚丙烯，高密度聚乙烯等材料所织成的条状织物，织物需要耐受-40℃-105℃的温度，保持其良好的透气性能，宽度控制在20±1mm。其厚度控制在0.02-0.03mm，此举可以最大程度的减少透气层200对碳纤维缠绕承压层5的性能影响。透气层200底部需要使用块状的胶粘剂100，例如材料为聚氨酯胶粘剂，将透气层固定在塑料内胆上，使其不会产生滑动，胶粘剂100的操作时间不易过长，应保持在15分钟内，避免影响后续工艺。同时，块状粘合剂100在透气层200底部均匀涂抹分布，每块粘合剂100长宽控制在2×2mm内，如图中100A，或者直径为φ2mm，如图中100B，减少对透气层200的排气效果产生影响。胶粘剂100的工作温度需要在-40℃-105℃下，保持良好的粘贴性能，防止透气层失效。
进一步的，所述夹层排气结构还包括保护层，所述保护层的宽度大于透气层宽度10-30mm，厚度范围包括0.02-0.03mm，所述保护层薄膜材料包括高性能薄膜，所述高性能薄膜材质包括聚醚醚酮、聚苯硫醚。
进一步的，所述夹层排气结构还包括胶黏剂，用于将保护层宽出透气层部分粘贴在塑料内胆，所述胶黏剂材料包括聚氨酯胶粘剂。
本实施例中为了避免未固化的环氧树脂或水污染透气层200，需要一层保护层300来保护透气层200。保护层300的宽度需要比透气层200宽出20±10mm，厚度为0.02-0.03mm，用于将胶粘剂1001均匀的涂在宽出透气层200的部分，将保护层300宽出的部分粘贴在塑料内胆4上面。1001为胶黏剂1001选用与粘贴透气层200时底部胶黏剂100相同的材料，确保可以正常工作在-40℃-105℃的温度下。保护层300薄膜材料选用高性能薄膜，材质可以为PEEK(聚醚醚酮)，PPS(聚苯硫醚)等。薄膜需要在-40℃-105℃保持性能，不能发生热失效，导致透气层200受损。
进一步的，所述阀座组成材料包括铝合金、不锈钢，所述承压层材料包括碳纤维，所述内胆组成材料包括塑料，所述透气层为多孔材料，所述多孔材料包括改性聚丙烯、高密度聚乙烯。
进一步的，所述透气层宽度范围包括19-21mm，厚度范围包括0.02-0.03mm。
图6为本申请实施例蚀刻透气层的俯视图。阀座1通过滚塑，注塑，吹塑等方法与塑料内胆4固定在一起，其与塑料内胆4的连接面为两种不同的材料。阀座1的材料通常为铝合金、不锈钢所组成。阀座1与塑料内胆4的接口由碳纤维缠绕承压层5包覆。为了让阀座1保持良好的透气性能，需要使用化学蚀刻，激光雕刻，喷砂等工艺使阀座1部分表明变粗糙，形成不平整的表面，但是表面粗糙度不能超出Ra1.6，形成蚀刻透气层400。当碳纤维缠绕承压层5覆盖在其上面时，阀座1表面与碳纤维缠绕承压层5之间可以使氢气通过，达到排出夹层之间氢气的目的。蚀刻区域的宽度控制在20±1mm，与透气层200同宽。
进一步的，所述阀座与透气层连接处有蚀刻透气层，所述蚀刻透气层表面粗糙度不能超出Ra1.6，所述蚀刻透气层范围包括19-21mm。
进一步的，所述阀座形成蚀刻透气层的工艺包括化学蚀刻、激光雕刻、喷砂。
图7为本申请实施例各层结构的示意图，也即施工后的各层结构示意图，本发明具体的实施方法为，首先将透气层平铺在塑料内胆4与阀座1上，使底面的胶黏剂100粘贴在塑料内胆4与阀座1经过蚀刻的表面400上面。然后将保护层300两侧均匀涂抹胶黏剂1001，将其平铺在透气层200上，胶黏剂1001要与塑料内胆4充分接触。需要注意的是，在保护层两侧的胶黏剂不能沾到透气层200上，否则会对透气层200造成污染，使透气性能下降。
图8为本申请实施例一条或两条透气层的示意图。一般的，对于内胆未与碳纤维缠绕承压层粘接的储氢气瓶，氢气总会找到一条阻力最小的路径排出大气，透气层可以很好的充当这条路径。对于透气层200的安装，一直气瓶只需一或者两条透气层200，就可以很好的将积聚在夹层的氢气排出。对于双瓶口的储氢气瓶，只需将透气层200粘贴到一端的蚀刻区域，另外一端的阀座1可以不必进行蚀刻，因为透气层200已经表现出了良好的透气性能。
本申请的有益效果为：将夹层中的透气层与阀座相连接，可以将夹层中集聚的氢气排放到阀座附近。阀座上部分采用化学、激光等方式进行蚀刻，形成一层纵向多孔结构，该结构可以将透气层中的氢气排放到大气中，可以有效解决氢气在夹层中集聚的问题，也解决了透气层与大气直接连接造成的隐患。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种复合气瓶的夹层排气结构，其特征在于，所述夹层排气结构包括透气层、内胆、承压层、阀座，所述承压层包覆内胆与阀座的接口，所述透气层位于内胆与承压层之间，所述透气层与设有至少一个孔结构的阀座相连，以使得透气层的气体通过阀座的孔结构排气。
2.如权利要求1所述的夹层排气结构，其特征在于，所述结构还包括胶粘剂，用于将透气层固定在塑料内胆，所述胶粘剂形状包括块状、圆柱状，若为块状，则所述胶粘剂长度和宽度范围包括0-2mm，若为圆柱状，则所述圆柱状的直径范围包括0-2mm，所述胶粘剂材料包括聚氨酯胶粘剂。
3.如权利要求1或2所述的夹层排气结构，其特征在于，所述结构还包括保护层，所述保护层的宽度大于透气层宽度10-30mm，厚度范围包括0.02-0.03mm，所述保护层薄膜材料包括高性能薄膜，所述高性能薄膜材质包括聚醚醚酮、聚苯硫醚。
4.如权利要求3所述的夹层排气结构，其特征在于，所述结构还包括胶黏剂，用于将保护层宽出透气层部分粘贴在塑料内胆，所述胶黏剂材料包括聚氨酯胶粘剂。
5.如权利要求1所述的夹层排气结构，其特征在于，所述阀座组成材料包括铝合金、不锈钢，所述承压层材料包括碳纤维，所述内胆组成材料包括塑料，所述透气层为多孔材料，所述多孔材料包括改性聚丙烯、高密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的夹层排气结构，其特征在于，所述透气层宽度范围包括19-21mm，厚度范围包括0.02-0.03mm。
7.根据权利要求1所述的夹层排气结构，其特征在于，所述阀座与透气层连接处有蚀刻透气层，所述蚀刻透气层表面粗糙度不能超出Ra1.6，所述蚀刻透气层范围包括19-21mm。
8.根据权利要求1所述的夹层排气结构，其特征在于，所述阀座形成蚀刻透气层的工艺包括化学蚀刻、激光雕刻、喷砂。
9.一种复合气瓶的夹层排气结构制造方法，包括：
第一步：将透气层平铺在经过蚀刻的阀座与经过滚塑的内胆上，使得胶粘剂粘贴在经过滚塑的内胆与经过蚀刻的阀座的蚀刻透气层上面；
第二步：将保护层两侧均匀涂抹胶黏剂，将其平铺在透气层上，使胶黏剂与内胆充分接触，保护层与蚀刻透气层对齐；
第三步，运行缠绕工序加工形成复合气瓶。
10.根据权利要求9所述的夹层排气结构，其特征在于，所述阀座经过加工后进行蚀刻产生表面粗糙度不能超出Ra1.6的蚀刻透气层。
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2022
- 2022-11-29 CN CN202211509489.6A patent/CN115899563A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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