CN116619769A - 一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装及粘接固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，包括支撑杆和设置在支撑杆上的施压结构和支撑结构；所述施压结构和支撑结构在支撑杆上的位置可调；所述支撑结构包括支撑座和支撑爪；所述支撑座尺寸小于储氢瓶内胆瓶口内径尺寸；所述支撑爪有两个以上，且周向均布在支撑座面向施压结构的顶面上；所述支撑爪一端连接在支撑座上，另一端可从水平位置向支撑座上方的支撑杆活动。通过施压结构和支撑结构共同作用于粘接部位，储氢瓶塑料内胆的粘接部位外壁受到施压结构的作用力，同时内壁受到支撑结构的反作用力，实现了储氢瓶内外加压，保证粘接质量与精度。
Description
技术领域
本发明涉及IV型储氢瓶加工技术领域，具体涉及一种储氢瓶内胆与瓶阀座粘接固定工装及粘接固定方法。
背景技术
IV型储氢瓶由于其塑料内胆外加复合材料缠绕层的特征，相比于其他三类储氢瓶有着更优异的抗氢脆腐蚀能力，以及更轻的重量优势，目前，35MPa压力储氢瓶已经广泛应用，70MPa及以上压力的储氢瓶正在研发推广。作为储氢瓶，其良好的密封效果和高承压能力是储氢瓶能够安全可靠的使用的重要影响因素。IV型储氢瓶主要包括塑料内胆、瓶阀座和塑料内胆外的复合材料缠绕层，塑料内胆和瓶阀座连接处的质量是影响储氢瓶密封和承压的主要原因之一。由于塑料内胆两端开口部空间狭窄，目前对塑料内胆与瓶阀座的粘接，通常只能由外部向瓶阀座或塑料内胆施压，从而使得瓶阀座与塑料内胆粘接。由于瓶阀座通常为金属，塑料内胆相对金属瓶阀座更具有柔韧性，这种外部施压方式（见附图1），可能会造成塑料内胆开口部和肩部下沉变形，因此难以保证粘接精度和粘接质量，产品质量得不到保证。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装及粘接固定方法。
第一方面，本申请提供一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，采用的具体方案如下：
一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接工装，包括一根支撑杆，和设置在支撑杆上的施压结构和支撑结构；所述施压结构和支撑结构在支撑杆上的位置可调；所述支撑杆局部或全部设置螺纹。所述支撑结构包括支撑座和若干个支撑爪；所述支撑座尺寸小于储氢瓶内胆瓶口内径尺寸；所述支撑爪有两个以上，呈周向均匀分布设置在支撑座面向施压结构的顶面上，所述支撑爪一端连接在支撑座上顶面上，另一端可从水平位置向支撑座上方的支撑杆活动。所述施压结构包括压板和限制压板位置的限位螺母，所述压板为金属法兰盘或耐温70℃以上的橡胶板，所述压板中心位置开孔与支撑杆间隙配合；所述限位螺母与支撑杆螺纹连接，设置在压板上方。
在上述技术方案中，通过在一个支撑杆上设置一个施压结构和一个支撑结构，将施压结构抵接瓶阀座口上，提供向下作用力，利用支撑结构上活动的支撑爪，可将支撑结构伸入到塑料内胆中，再将支撑爪抵接在储氢瓶塑料内胆肩部，与施压结构配合，对粘接部位形成一个夹持力，从而解决了现有技术中单从外部施加作用力，对储氢瓶内胆的开口及肩部造成的变形问题，以及由此带来的粘接精度问题和粘接质量问题。
在另一个可实施的方案中，所述支撑结构还包括设置在支撑座下方的球形螺母或半球形螺母，所述球形螺母或半球形螺母，与支撑杆螺纹连接；所述支撑座与支撑杆为间隙配合，在所述支撑座的下底面设置有与球形螺母或半球形螺母的球面配合的凹部。
通过采用上述技术方案，将支撑座与支撑杆采用间隙配合，再结合设置球形螺母或半球形螺母对支撑座限位，可方便调整支撑座与支撑杆的相对位置，方便调整支撑爪的状态。
在另一个可实施的方案中，所述粘接固定工装还包括支撑爪限位环，所述支撑爪限位环位于支撑结构上方，距离支撑座上顶面的高度小于支撑爪长度。
通过采用上述技术方案，可以防止支撑爪从水平位置向上转动角度超过90度，影响后续使用过程中的打开。
在另一个可实施的方案中，所述粘接结构还包括设置在支撑结构下方的同轴定位结构，所述同轴定位结构包括一定位板和固定限制定位板的螺母，所述定位板可扣合在储氢瓶塑料内胆另一端的瓶口或阀座瓶口上。
通过采用上述技术方案，增加同轴定位结构，配合上端的施压结构，可以确保支撑轴与储氢瓶塑料内胆同轴，间接确保上方支撑结构与施压结构均衡施加压力于储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接部位，确保该处粘接质量。
第二方面，本申请还提供一种储氢瓶塑料内与瓶阀座的粘接固定方法，包括以下步骤：
步骤一、调整粘接固定工装上的施压结构和支撑结构的相对位置，以确保支撑结构能够伸入内胆并且支撑爪能够在自身重力向下打开；
步骤二、在储氢瓶内胆和瓶阀座的粘接部位涂覆粘接剂，将瓶阀座预粘接在内胆瓶口相应位置；
步骤三、将上述准备好的粘接固定工装的支撑爪向上合拢后，将支撑杆下端、支撑结构依次穿过储氢瓶内胆瓶口；
步骤四、摇晃粘接固定工装，使支撑爪靠自身重力向水平方向张开；
步骤五、向上提起支撑杆，调整粘接固定工装，使所有支撑爪抵接储氢瓶内胆肩部，同时调整施压结构的位置，使施压结构的压板抵接瓶阀座瓶口，同时拧紧限位螺母，通过施压结构和支撑结构共同作用在粘接部位，形成夹持力；
步骤六、整体固化，将上述储氢瓶内胆与粘接固定工装整体进行加热固化或常温固化；
步骤七、固化完成后，拆除或松开施压结构，将粘接固定工装协同储氢瓶内胆翻转180°，使粘接固定工装的支撑爪受重力闭合收拢，然后从储氢瓶中向下抽出。
进一步的，若粘接固定工装采用同轴定位结构，则步骤五还包括在支撑杆另一端安装同轴定位结构，具体位于另一端瓶口，使定位板扣合在储氢瓶塑料内胆瓶口或阀座瓶口上。
本发明具有以下有益效果：通过施压结构和支撑结构共同作用于粘接部位，储氢瓶塑料内胆的粘接部位外壁受到施压结构的作用力，同时内壁受到支撑结构的反作用力，实现了粘接部位内外加压，保证粘接质量与精度。
附图说明
附图1为现有技术中内胆与瓶阀座粘接时的作用力示意图；
附图2为本发明实施例1的粘接固定工装结构示意图；
附图3为支撑座结构示意图；
附图4为支撑爪活动示意图；
附图5为支撑座滑动示意图；
附图6为本发明实施例1的粘接固定工装实施示意图一；
附图7为本发明实施例1的粘接固定工装实施示意图二；
附图8为本发明实施例2的粘接固定工装结构示意图；
附图9为本发明实施例2的粘接固定工装实施示意图。
附图标记说明：1、内胆；2、瓶阀座；3、支撑杆；4、施压结构；41、压板；42、限位螺母；5、支撑结构；51、支撑座；511、挡板；512、销孔；513、平行销；52、支撑爪；53、球形螺母；6、支撑爪限位环；7、同轴定位结构。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”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和简化描述，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。
实施例1
结合附图2-5，一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，包括支撑杆3，以及设置在支撑杆3上的施压结构4和支撑结构5，所述施压结构4作用于瓶阀座2，提供瓶阀座2与储氢瓶内胆1的粘结力，所述支撑结构5用于伸入储氢瓶内胆1内，作用于储氢瓶内胆1的肩部，与施压结构4配合对粘接部位形成夹持力，使得粘接部位的双面都受到作用力。所述支撑杆3长度可根据需要设置到相应长度，其外表局面或者全部设置有螺纹，所述施压结构4和支撑结构5与支撑杆3为螺纹连接；所述支撑结构5包括支撑座51和若干个支撑爪52，所述支撑座51尺寸小于储氢瓶瓶口内径，所述支撑座51面向施压结构4的顶面上设置有若干挡板511，挡板上设置有销孔512；所述若干个支撑爪52呈周向设置在支撑座51的顶面上；所述支撑爪52包括连接端和活动端，所述连接端通过平行销513与挡板511连接，所述活动端可向支撑座51上方支撑杆3活动靠近；所述支撑结构5上方还设置有支撑爪限位环6，当支撑爪52向支撑座51上方的支撑杆3靠近时，所述支撑爪限位环6可防止支撑爪52转动角度超过90°造成支撑爪52后续向下打开困难的情况。所述施压结构4包括压板41和限制压板41的限位螺母42；所述压板41具体可以是金属法兰盘或耐温70℃以上的橡胶板等，用于扣压在储氢瓶瓶口；所述限位螺母42设置于压板41上方，根据需要将压板41限制在某一位置。
所述支撑结构5还包括设置在支撑座51下方的球形螺母53，所述球形螺母53与支撑杆3螺纹连接；所述支撑座51与支撑杆3为间隙配合，在所述支撑座51的下底面设置有与球形螺母53的球面配合的球形凹部。通过球形螺母53限制支撑座51在支撑杆3上的位置。
采用本实施例中的粘接固定工装的粘接方法，包括以下步骤：
步骤一、将粘接固定工装上的施压结构4和支撑结构5调整相对位置，以确保支撑结构5可以伸入内胆1并且支撑爪52可以受自身重力向水平方向打开；
步骤二、在内胆1及瓶阀座2的粘接部位涂覆粘接剂，将瓶阀座2预粘接在内胆1瓶口相应位置；
步骤三、将上述粘接固定工装的支撑爪52向上合拢后，将支撑杆1的下端、支撑结构5依次穿过瓶口；
步骤四、摇晃粘接固定工装，使支撑爪52向水平方向完全张开；
向上提起粘接固定工装，调整粘接固定工装位置，使支撑爪52均匀抵接内胆1肩部，同时调整施压结构4的位置，使施压结构4的压板41紧紧压住瓶阀座2，通过施压结构4和支撑结构5共同作用，在粘接部位形成夹持力，如附图6和附图7所示；
整体固化，将上述整体结构放入普通烘箱进行加热固化，或常温固化；
固化完成后，松开或拆除施压结构4，将粘接工装协同内胆1翻转180度，使得粘接固定工装上的支撑爪52在自身重力下向下合拢，然后从内胆1中向下抽出。
在上述粘接方法中，为了提高生产效率，可同时将内胆两端的瓶阀座粘接固定好后，再一同整体固化，如附图7所示。
实施例2
在实施例1基础上，如附图8所示，所述粘接固定工装还包括设置在支撑结构5下方的同轴定位结构7，所述同轴限位结构7包括定位压板，所述定位压板可扣合在内胆瓶口或瓶阀座口上。所述粘接工装的施压结构4与支撑结构5共同作用在内胆1其中一端瓶口粘接部位，所述同轴定位结构7作用在内胆1的另一端瓶口上，由此可保证支撑轴3与内胆1同轴，进一步确保了施压结构4和支撑结构5在粘接部位施加均衡的夹持力，确保粘接部位精度和质量。
采用本实施例中粘接固定工装的粘接方法，包括以下步骤：
步骤一、将粘接工装上施压结构4和支撑结构5调整好相对位置，以确保支撑结构5能够伸入内胆1并且支撑爪52能打开；
步骤二、在储氢瓶内胆1和瓶阀座2的粘接部位涂覆粘接剂，将瓶阀座2预粘接在内胆1瓶口相应位置；
步骤三、将上述准备好的粘接固定工装的支撑爪52向上合拢，将支撑杆3的下端、支撑结构5依次穿过内胆1的第一瓶口，且支撑杆3的下端穿出内胆1的第二瓶口；
步骤四、摇晃粘接固定工装，使支撑爪52向水平方向完全张开；
步骤五、向上提起粘接固定工装，调整粘接固定工装位置，使所有支撑爪52均匀抵接内胆1肩部，同时在支撑杆3的下端安装同轴定位结构，使同轴定位结构的定位板紧扣在内胆瓶口或瓶阀座瓶口，然后再调整施压结构4的位置，使施压结构4的压板41紧紧压住瓶阀座2，通过施压结构4和支撑结构5共同作用，在粘接部位形成夹持力，如附图8所示；
步骤六、整体固化，将上述整体结构放入烘箱加热固化，或者常温固化；
步骤七、固化完成后，松开施压结构4和同轴定位结构7，将粘接工装协同内胆1翻转180度，使得粘接固定工装上的支撑爪52在自身重力下向下合拢，然后从内胆中向下抽出粘接固定工装。
Claims (8)
1.一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，其特征在于：包括支撑杆和设置在支撑杆上的施压结构和支撑结构；所述施压结构和支撑结构在支撑杆上的位置可调；所述支撑结构包括支撑座和支撑爪；所述支撑座尺寸小于储氢瓶内胆瓶口内径尺寸；所述支撑爪有两个以上，且周向均布在支撑座面向施压结构的顶面上；所述支撑爪一端连接在支撑座顶面上，另一端可从水平位置向支撑座上方的支撑杆活动。
2.根据权利要求1所述的一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，其特征在于：所述施压结构包括压板和限位螺母；所述限位螺母与支撑杆螺纹连接，设置在压板上方。
3.根据权利要求2所述的一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，其特征在于：所述压板为金属法兰盘或耐温70℃以上橡胶板。
4.根据权利要求1所述的一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，其特征在于：所述支撑结构还包括设置在支撑座下方的球形螺母或者半球形螺母；所述支撑座下底面设置有与所述球形螺母或半球型螺母的球面配合的凹部，所述支撑座与支撑杆间隙配合，所述球形螺母与支撑杆螺栓配合。
5.根据权利要求1所述的一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，其特征在于：所述粘接固定工装还包括设置在支撑座上方的支撑爪限位环。
6.根据权利要求1所述的一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装，其特征在于：所述粘接固定工装还包括同轴定位结构；所述同轴定位结构设置在支撑结构下方。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种储氢瓶内胆与瓶阀座的粘接固定工装的粘接固定方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤一、调整粘接固定工装上的施压结构和支撑结构的相对位置，以确保支撑结构能够伸入内胆并且支撑爪可以向水平方向打开；
步骤二、在储氢瓶内胆及瓶阀座的粘接部位涂覆粘接剂，将瓶阀座预粘接在内胆瓶口相应位置；
步骤三、将上述粘接固定工装支撑爪向上合拢后，将支撑杆下端伸入储氢瓶内胆瓶口，直至支撑结构也完全穿过瓶口；
步骤四、摇晃粘接固定工装，使支撑爪向水平方向完全打开；
步骤五、向上提起粘接固定工装，调整粘接固定工装的位置，使所有支撑爪均匀抵接内胆肩部，同时调整施压结构的位置，使施压结构的压板紧紧压住瓶阀座，通过施压结构和支撑结构共同作用，在粘接部位形成夹持力；
步骤六、整体固化，将上述整体结构进行加热固化或常温固化；
步骤七、固化完成后，拆除或松开施压结构，将粘接固定工装协同内胆翻转180°，将支撑杆向上推，使支撑爪靠自身重力向下闭合，然后可向下抽出粘接固定工装。
8.根据权利要求7所述的粘接固定方法，其特征在于：所述步骤五中调整施压结构位置前，还包括在支撑杆另一端安装同轴定位结构，具体位置在储氢瓶内胆另一端瓶口处。
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- 2023-07-25 CN CN202310911627.1A patent/CN116619769B/zh active Active
Patent Citations (7)
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