CN116811314A - 一种高压复合容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高压复合容器的制造方法，包括：将定位支撑杆装配在两个间隔设置且结构相同的金属内衬的通孔上；在具有定位支撑杆的金属内衬上进行吹塑或滚塑，形成内胆本体；将金属端头和密封件穿过定位支撑杆后装配到内胆本体的两端，定位支撑杆的两端突出于金属端头，形成内胆总成；将定位支撑杆的两端夹持在缠绕机或固化炉上，在内胆总成外侧缠绕复合材料并固化，形成具有定位支撑杆的高压复合容器；将定位支撑杆从金属内衬上去除，形成最终的高压复合容器。本申请在内胆本体成型过程中定位支撑杆限制了塑料壳体和金属内衬的后变形，从而降低了后期的装配难度，并使各部件之间保持了较好的同轴度，提高了产品的整体性能。
Description
技术领域
本申请涉及高压容器制造技术领域，更具体地，涉及一种高压复合容器的制造方法。
背景技术
塑料内胆的高压复合容器，由于其质量轻，成本低等优点，逐渐成为市场主流，特别适合应用于较高压力的储氢瓶。车载的塑料内胆储氢瓶相对较长，在较长的塑料内胆成型过程中，内胆本体容易冷却变形，变形后的内胆本体在装配其两端的金属端头时很难保证装配精度，并且在后续生产过程中复合材料和内胆表面之间存在匹配不良等问题，导致耐高压的复合材料性能不佳。
发明内容
本申请提供一种高压复合容器的制造方法，在成型内胆本体之前在金属内衬的通孔上装配定位支撑杆，在产品成型后去除该定位支撑杆，在内胆本体成型过程中定位支撑杆限制了塑料壳体和金属内衬的后变形，从而降低了后期的装配难度，并使各部件之间保持了较好的同轴度，确保了各个环节的装配精度，提高了产品的整体性能。
本申请提供了一种高压复合容器的制造方法，包括：
将定位支撑杆装配在两个间隔设置且结构相同的金属内衬的通孔上；
在具有定位支撑杆的金属内衬上进行吹塑或滚塑，形成内胆本体；
将金属端头和密封件穿过定位支撑杆后装配到内胆本体的两端，定位支撑杆的两端突出于金属端头，形成内胆总成；
将定位支撑杆的两端夹持在缠绕机或固化炉上，在内胆总成外侧缠绕复合材料并固化，形成具有定位支撑杆的高压复合容器；
将定位支撑杆从金属内衬上去除，形成最终的高压复合容器。
优选地，定位支撑杆与金属内衬过渡配合。
优选地，两个金属内衬之间的定位支撑杆上沿长度方向设有多个通气孔。
优选地，高压复合容器的长度大于1.5m。
优选地，吹塑或滚塑的材料为尼龙或聚乙烯材料。
优选地，复合材料为玻璃纤维和树脂的结合物或碳纤维和树脂的结合物。
优选地，高压复合容器的承载压力大于70Mpa。
优选地，高压复合容器为储氢瓶。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请提供的具有定位支撑杆的内胆本体的结构示意图；
图2为图1中左端的放大图；
图3为本申请提供的具有定位支撑杆的内胆总成的结构示意图；
图4为图3中左端的放大图；
图5为本申请提供的具有定位支撑杆的高压复合容器的结构示意图；
图6为图5中左端的放大图；
图7为本申请提供的最终的高压复合容器的结构示意图；
图8为图7中左端的放大图。
图中标示如下：
100-定位支撑杆110-通气孔200-金属内衬300-内胆本体
400-金属端头500-密封件600-复合材料700-高压复合容器800-高压复合容器
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本申请提供一种高压复合容器的制造方法，在成型内胆本体之前在金属内衬的通孔上装配定位支撑杆，在产品成型后去除该定位支撑杆，在内胆本体成型过程中定位支撑杆限制了塑料壳体和金属内衬的后变形，从而降低了后期的装配难度，并使各部件之间保持了较好的同轴度，确保了各个环节的装配精度，提高了产品的整体性能。
如图1所示，本申请提供的高压复合容器的制造方法包括：
S110：将定位支撑杆100装配在两个间隔设置且结构相同的金属内衬200的通孔上。
两个金属内衬200在内胆本体300成型后分别形成内胆本体300的两端开口。请参考图1和2，图2示出了位于左侧的金属内衬200与定位支撑杆100之间的装配情况。其中，定位支撑杆100与金属内衬200过渡配合，方便产品成型后取出定位支撑杆100。
作为一个实施例，在定位支撑杆100与金属内衬200之间设有垫圈，以降低定位支撑杆100与金属内衬200分离时对二者的损伤。
S120：在具有定位支撑杆的金属内衬上进行吹塑或滚塑，形成内胆本体。在吹塑或滚塑过程中，在定位支撑杆100和金属内衬200上成型内胆本体300，内胆本体300构成高压复合容器的塑料壳体，如图1和2所示。由此，在定位支撑杆100的辅助下，在内胆本体300成型的同时，金属内衬200被成型在内胆本体300内，二者无需再次装配。
作为一个实施例，吹塑或滚塑的材料为尼龙或聚乙烯材料。
成型后，在塑料壳体冷却时，定位支撑杆100限制了塑料壳体的后变形，特别是限制了两侧端部(尤其是其与金属内衬200结合的部位)的后变形，确保了金属内衬200与内胆本体300之间的同轴度，相对于现有技术，本申请中金属内衬200与内胆本体300之间的同轴度提高了300％左右。
S130：将金属端头400和密封件500穿过定位支撑杆100后装配到内胆本体300的两端，定位支撑杆100的两端突出于金属端头400，形成内胆总成，如图3和4所示。
由于内胆本体300的两侧端部(尤其是其与金属内衬200结合的部位)的后变形较小，因此将金属端头400和密封件500装配到内胆本体300上的难度较小，形成的密封结构精度更高，密封件500的周向压缩量更均匀，提高了内胆总成的密封性能，相对于现有技术，本申请的内胆总成的密封性能提高了350％左右。
S140：将定位支撑杆100的两端夹持在缠绕机或固化炉上，在内胆总成外侧缠绕复合材料600并固化，形成具有定位支撑杆100的高压复合容器700，如图5和6所示。
在内胆总成上缠绕复合材料前，直接将定位支撑杆100的两端的夹持部位定位在缠绕机或固化炉上即可进行缠绕。现有技术中，缠绕机或固化炉配备有夹持杆，需要将没有定位支撑杆的内胆总成穿装在该夹持杆上后定位在缠绕机或固化炉上，由此，内胆总成与夹持杆之间存在装配误差，降低了同轴度的精度。但是，本申请无需将内胆总成与夹持杆进行装配，因此，同轴度精度较高。
由于塑料内胆高压复合容器的缠绕固化的特殊性，制造过程中，需要通过通气孔将高压气体从设备传递到容器的内侧。优选地，两个金属内衬200之间的定位支撑杆100上沿长度方向设有多个通气孔110，如图1-6所示。在此基础上，在定位支撑杆100的每个周向位置上的通气孔110是对称设置的。如图6所示，设备的高压气体经定位支撑杆100的外侧端部进入内胆本体300，并经定位支撑杆100的通气孔110后进入定位支撑杆100与内胆本体300之间的空间。
这样，由于内胆总成具有良好的外形轮廓，并且缠绕以定位支撑杆为夹持基准，复合材料能和内胆总成形成良好的匹配，结合面几乎没有气孔等问题，既提高了复合材料的耐高压性能，又能使复合材料形成良好的外形轮廓，便于容器和其安装空间的匹配。
作为一个实施例，复合材料600为玻璃纤维和树脂的结合物或碳纤维和树脂的结合物。
S150：将定位支撑杆100从金属内衬200上去除，形成最终的高压复合容器800，如图7和8所示。
复合材料600缠绕到内胆总成并固化后，高压复合容器就完全定型了，此时去除定位支撑杆100，即可形成外形精度高并且性能好的高压复合容器800，即使内胆总成内部存在内应力，也能被强度较高的复合材料600牢牢定位住。
作为一个实施例，高压复合容器800的长度大于1.5m。
作为一个实施例，高压复合容器800的承载压力大于70Mpa。
作为一个实施例，高压复合容器800为储氢瓶。
本申请还适用于内胆较长的四型高压复合容器。
本申请使用定位支撑杆匹配技术进行内胆本体、内胆总成的成型和复合材料的缠绕，并在高压复合容器成型后取出定位支撑杆，较大提高了从内胆本体到内胆总成，再到高压复合容器成品的制造精度，特别提高了容器两端头部位和较长筒身的同轴度，提高了复合材料和内胆总成的匹配结合性，从而提高了容器的尺寸精度，以及耐压力等综合性能。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种高压复合容器的制造方法，其特征在于，包括：
将定位支撑杆装配在两个间隔设置且结构相同的金属内衬的通孔上；
在具有所述定位支撑杆的金属内衬上进行吹塑或滚塑，形成内胆本体；
将金属端头和密封件穿过所述定位支撑杆后装配到所述内胆本体的两端，所述定位支撑杆的两端突出于所述金属端头，形成内胆总成；
将所述定位支撑杆的两端夹持在缠绕机或固化炉上，在所述内胆总成外侧缠绕复合材料并固化，形成具有所述定位支撑杆的高压复合容器；
将所述定位支撑杆从所述金属内衬上去除，形成最终的高压复合容器。
2.根据权利要求1所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，所述定位支撑杆与所述金属内衬过渡配合。
3.根据权利要求1或2所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，两个所述金属内衬之间的定位支撑杆上沿长度方向设有多个通气孔。
4.根据权利要求1所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，所述高压复合容器的长度大于1.5m。
5.根据权利要求1所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，所述吹塑或滚塑的材料为尼龙或聚乙烯材料。
6.根据权利要求1或5所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，所述复合材料为玻璃纤维和树脂的结合物或碳纤维和树脂的结合物。
7.根据权利要求1所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，所述高压复合容器的承载压力大于70Mpa。
8.根据权利要求1或7所述的高压复合容器的制造方法，其特征在于，所述高压复合容器为储氢瓶。
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