CN117450419B - 一种高压气瓶的塑料内胆及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高压气瓶的塑料内胆及其成型方法，塑料内胆具有包含封头段、筒身段、封尾段。其中封头段由塑料壳体、密封件及金属阀座组成，筒身段由塑料壳体构成，封尾段由塑料壳体及金属阀座构成，金属阀座通过嵌件注塑嵌入封尾段塑料壳体中。本发明的封尾段结构简洁，塑料壳体和金属阀座之间通过注塑一体成型，可以减少一道密封结构，同时封尾阀座结构简单，可以降低气瓶重量，提高气瓶储氢密度。
Description
技术领域
本发明涉及储氢气瓶技术领域，特别是涉及一种高压气瓶的塑料内胆及其成型方法。
背景技术
氢燃料电池车近年来发展迅速，其核心部件之一储氢气瓶对车的行驶里程有决定性的影响。为追求更高的容重比和储存密度，塑料内胆复合材料气瓶成为发展的趋势。常用的注塑焊接成型塑料内胆，内胆封头段与封尾段的塑料壳体与金属阀座均采用二次安装连接，塑料壳体与金属阀座之间的间隙需要通过密封件进行密封。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压气瓶的塑料内胆及其成型方法，以解决上述现有技术存在的问题，封尾段结构简洁，塑料壳体和金属阀座之间通过注塑一体成型，可以减少一道密封结构，同时封尾阀座结构简单，可以降低气瓶重量，提高气瓶储氢密度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种高压气瓶的塑料内胆，包括
封头段，所述封头段包括封头段塑料壳体和封头段金属阀座，所述封头段塑料壳体包括一体注塑成型的圆拱形端部和直筒段，封头段金属阀座通过压装压入所述圆拱形端部的开口处，所述封头段金属阀座上开设有一道或多道密封槽，所述密封槽内设置有挡圈和O型密封圈；以及
封尾段，所述封头段的直筒段和封尾段焊接连接，所述封尾段包括封尾段塑料壳体和封尾段金属阀座，所述封尾段金属阀座通过嵌件一体注塑成型在所述封尾段塑料壳体处。
优选地，所述圆拱形端部的开口处内嵌有金属支撑环，所述金属支撑环的底部周向均布开设有多个沟槽。
优选地，所述封头段塑料壳体和封尾段塑料壳体的材料均为热塑性塑料。
优选地，所述热塑性塑料为PA、PE或EVOH中的一种。
优选地，还包括筒身段，所述筒身段的两端分别与所述封头段和封尾段相焊接连接。
优选地，所述筒身段通过注塑或者挤出成型。
本发明还提供一种高压气瓶的塑料内胆的成型方法，应用于上述的高压气瓶的塑料内胆，包括以下步骤：
步骤一、封尾段成型，注塑前，在封尾段金属阀座上通过螺纹安装一个圆柱形定位工装，圆柱形定位工装的中间位置带有整圈凹槽；
步骤二、将封尾段金属阀座连同安装好的圆柱形定位工装放入模具的定位孔中，保证圆柱形定位工装完全没入定位孔内；
步骤三、合模后，侧面油缸进芯，带动定位销子插入圆柱形定位工装中间位置的凹槽内，通过圆柱形定位工装实现封尾段金属阀座的定位；
步骤四、通过流道向模腔内注入注塑原料；
步骤五、注塑完成后，侧面油缸退芯，带动定位销子脱开圆柱形定位工装中间位置的凹槽；
步骤六、开模后由后向前推动动模推板，将成型的塑料内胆推出，完成脱模；
步骤七、封头段塑料壳体通过注塑成型，封头段塑料壳体中圆拱形端部的密封部位在成型阶段设置一个金属支撑环，金属支撑环底部开有数个沟槽；
步骤八、封头段金属阀座通过压装压入注塑的封头段塑料壳体处；封头段金属阀座上面有1道或多道密封槽，密封槽内设置挡圈和O型密封圈；
步骤九、根据需要选择三段式或两段式焊接，三段式焊接包含封尾段、筒身段和封头段；两段式焊接包含封尾段和封头段；
步骤十、采用焊接工艺对焊接面形成焊接密封，焊接完成后，通过机加工方式，去除焊接后的外表面卷边材料，完成塑料内胆成型。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明的高压气瓶的塑料内胆及其成型方法，塑料内胆具有包含封头段、筒身段、封尾段。其中封头段由塑料壳体、密封件及金属阀座组成，筒身段由塑料壳体构成，封尾段由塑料壳体以金属阀座构成，金属阀座通过嵌件注塑嵌入封尾段塑料壳体中。本发明的封尾段结构简洁，塑料壳体和金属阀座之间通过注塑一体成型，可以减少一道密封结构，同时封尾阀座结构简单，可以降低气瓶重量，提高气瓶储氢密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为高压气瓶的塑料内胆的整体结构示意图；
图2为封头段金属阀座与塑料壳体的连接位置示意图；
图3为金属支撑环的结构示意图；
图4为封尾段金属阀座与圆柱形定位工装的连接示意图；
图5为合模后，侧面油缸进芯，带动定位销子插入圆柱形定位工装中间位置的凹槽内的状态图；
其中，1、封尾段金属阀座；2、封尾段；3、筒身段；4、封头段；5、封头段金属阀座；6、金属支撑环；7、第一道密封圈；8、第二道密封圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种高压气瓶的塑料内胆以及成型方法，应用在高压气瓶塑料内胆成型领域。内胆封头段由常规的塑料壳体、密封件及金属阀座组成，封尾段由金属阀座嵌件一体成型，通过内胆封头段、筒身段、封尾段焊接后形成一个完整的内胆。本发明可以降低封尾段金属阀座的重量，提升储氢密度，同时减少一道密封，减少氢气泄漏通道。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图5所示，本发明提供一种高压气瓶的塑料内胆，该塑料内胆含有1道或者两道环向焊接接头。含有1道焊缝的塑料内胆由封尾段2和封头段4焊接成型，含有2道焊缝的塑料内胆由封尾段2、筒身段3、封头段4焊接成型。
其中封尾段2由塑料壳体和直接注塑一体成型的封尾段金属阀座1；筒身段3通过注塑或者挤出成型；封头段4由口部带有嵌入式金属嵌环的塑料壳体、带有一道或多道密封槽的压入式金属阀座、密封槽内带有相应的密封圈（如图2中设置的是两道密封圈，分别为第一道密封圈7和第二道密封圈8）和挡圈组成。
在其中一个实施例中，封头段塑料壳体和封尾段塑料壳体的材料均为热塑性塑料。
在其中一个实施例中，热塑性塑料为PA、PE或EVOH中的一种。
一种高压气瓶的塑料内胆的成型工艺，包括以下步骤：
S1、封尾段2成型，注塑前，在封尾段金属阀座1上通过螺纹安装一个圆柱形定位工装，圆柱形定位工装中间位置带有整圈凹槽。
S2、将封尾段金属阀座1连同安装好的圆柱形定位工装放入模具的定位孔中，保证圆柱形定位工装完全没入定位孔内。
S3、合模后，侧面油缸进芯，带动定位销子插入圆柱形定位工装中间位置的凹槽内，通过圆柱形定位工装实现封尾段金属阀座1的定位。
S4、通过流道向模腔内注入注塑原料。
S5、注塑完成后，侧面油缸退芯，带动定位销子脱开圆柱形定位工装中间位置的凹槽。
S6、开模后由后向前推动动模推板，将成型的封尾段塑料壳体推出，完成脱模。
S7、封头段4内胆通过注塑成型，封头段4由圆拱形端部和直筒段构成；封头段4密封部位在成型阶段设置一个金属支撑环6，金属支撑环6底部开有数个沟槽；
S8、封头段金属阀座5通过压装压入注塑封头段；封头段金属阀座5上面有1道或多道密封槽，密封槽内设置挡圈和O型密封圈。
S9、中间的筒身段3通过注塑或者挤出成型。
S10、根据需要选择三段式或两段式焊接，三段式焊接包含：封尾段2、筒身段3、封头段4；两段式焊接包含：封尾段2、封头段4。
S11、采用焊接工艺对焊接面形成焊接密封、焊接完成后，通过机加工方式，去除焊接后的外表面卷边材料，完成内胆成型。
本发明的高压气瓶的塑料内胆的优点如下：
提高气瓶的储氢密度，降低气瓶的氢渗透量，可以降低封尾段金属阀座尺寸和重量，整个气瓶仅在封头段金属阀座压装部位有一道密封，减少氢气泄漏。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种高压气瓶的塑料内胆的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、封尾段成型，注塑前，在封尾段金属阀座上通过螺纹安装一个圆柱形定位工装，圆柱形定位工装的中间位置带有整圈凹槽；
步骤二、将封尾段金属阀座连同安装好的圆柱形定位工装放入模具的定位孔中，保证圆柱形定位工装完全没入定位孔内；
步骤三、合模后，侧面油缸进芯，带动定位销子插入圆柱形定位工装中间位置的凹槽内，通过圆柱形定位工装实现封尾段金属阀座的定位；
步骤四、通过流道向模腔内注入注塑原料；
步骤五、注塑完成后，侧面油缸退芯，带动定位销子脱开圆柱形定位工装中间位置的凹槽；
步骤六、开模后由后向前推动动模推板，将成型的封尾段塑料壳体推出，完成脱模；
步骤七、封头段塑料壳体通过注塑成型，封头段塑料壳体中圆拱形端部的密封部位在成型阶段设置一个金属支撑环，金属支撑环底部开有数个沟槽；
步骤八、封头段金属阀座通过压装压入注塑的封头段塑料壳体处；封头段金属阀座上面有1道或多道密封槽，密封槽内设置挡圈和O型密封圈；
步骤九、根据需要选择三段式或两段式焊接，三段式焊接包含封尾段、筒身段和封头段；两段式焊接包含封尾段和封头段；
步骤十、采用焊接工艺对焊接面形成焊接密封，焊接完成后，通过机加工方式，去除焊接后的外表面卷边材料，完成塑料内胆成型。
2.根据权利要求1所述的高压气瓶的塑料内胆的成型方法，其特征在于：所述封头段包括封头段塑料壳体和封头段金属阀座，所述封头段塑料壳体包括一体注塑成型的圆拱形端部和直筒段，封头段金属阀座通过压装压入所述圆拱形端部的开口处，所述封头段金属阀座上开设有一道或多道密封槽，所述密封槽内设置有挡圈和O型密封圈；所述圆拱形端部的开口处内嵌有金属支撑环，所述金属支撑环的底部周向均布开设有多个沟槽；所述封头段的直筒段和封尾段焊接连接，所述封尾段包括封尾段塑料壳体和封尾段金属阀座，所述封尾段金属阀座通过嵌件一体注塑成型在所述封尾段塑料壳体处。
3.根据权利要求2所述的高压气瓶的塑料内胆的成型方法，其特征在于：所述封头段塑料壳体和封尾段塑料壳体的材料均为热塑性塑料。
4.根据权利要求3所述的高压气瓶的塑料内胆的成型方法，其特征在于：所述热塑性塑料为PA、PE或EVOH中的一种。
5.根据权利要求2所述的高压气瓶的塑料内胆的成型方法，其特征在于：所述筒身段的两端分别与所述封头段和封尾段相焊接连接。
6.根据权利要求5所述的高压气瓶的塑料内胆的成型方法，其特征在于：所述筒身段通过注塑或挤出成型。
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