CN1238655C - 正交缠绕的复合高压气瓶 - Google Patents
正交缠绕的复合高压气瓶 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1238655C CN1238655C CN 01113813 CN01113813A CN1238655C CN 1238655 C CN1238655 C CN 1238655C CN 01113813 CN01113813 CN 01113813 CN 01113813 A CN01113813 A CN 01113813A CN 1238655 C CN1238655 C CN 1238655C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bottle liner
- high pressure
- reinforcing fiber
- fiber
- gas cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 10
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 15
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
一种正交缠绕的复合高压气瓶，瓶体内衬外表面缠绕增强纤维，增强纤维沿瓶体内衬外表轴向缠绕，构成轴向铺层，增强纤维还沿筒形瓶体内衬外表面的圆周方向缠绕，构成周向铺层，两铺层增强纤维缠绕的方向为正交；瓶体内衬两端的半球形封头设有上、下扣盖，上、下扣盖的内侧凹表面与瓶体内衬半球形封头的凸形外表面密贴连接；上、下扣盖上切有槽形缺口，并形成相应数目的倒钩，增强纤维通过倒钩得以往复缠绕并构成轴向铺层。它具有重量轻，耐高压的特点。
Description
技术领域
本发明涉及高压气瓶，具体地说是一种正交缠绕的复合高压气瓶。
背景技术
在现有技术中，高压气瓶盛有气体或气液混合物质，并具有很大的内压力。气瓶所受内压力可分解为两部分：一是沿圆周方向分布垂直于瓶体内壁，二是沿轴向分布施压于瓶体两端部的内表面。一般气瓶采用钢质材料，虽坚固但重量大，有的采用铝合金材料，强度又欠佳。所以人们在寻求轻质材料而且耐受高压的复合气瓶。通常的复合气瓶采用的是增强纤维沿瓶体外壁绕过两端头并与轴线呈一定角度的斜向交叠缠绕，加上沿瓶体外壁的圆周缠绕方法。由于这种纤维缠绕增强的结构存在着斜向拉伸与纤维的反复叠搭现象，不仅浪费了纤维、增加了自身重量，而且未能充分发挥纤维拉伸强度高的潜力，因此瓶体耐压性能不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻型、耐高压的正交缠绕的复合高压气瓶。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：具有筒形瓶体内衬，瓶体内衬外表面缠绕增强纤维，其特征在于：所述增强纤维沿筒形瓶体内衬外表轴向缠绕，构成轴向铺层，所述增强纤维还沿瓶体内衬外表面的圆周方向缠绕，构成周向铺层，所述两铺层增强纤维缠绕的方向为正交；所述瓶体内衬两端的半球形封头设有两个高强度钢材材料的上、下扣盖，上、下扣盖的内侧凹表面与瓶体内衬半球形封头的凸形外表面密贴连接；上、下扣盖上切有槽形缺口，并形成相应数目的倒钩，粘附有树脂的增强纤维通过倒钩得以往复缠绕并构成轴向铺层；
所述增强纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维；所述瓶体内衬(1)为铝合金或钛合金材料。
本发明具有如下优点：
1.自身重量轻。本发明采用轻合金材料(通常为铝合金)制成的瓶体内衬，在复合高压气瓶中起到了防止气体泄漏及缠绕时的支撑作用。由于采用增强纤维的正交缠绕，瓶体内衬所受到的应力几乎完全传递到具有增强作用的纤维及高强度材料制成的扣盖上，因此，对高压容器来说，瓶体内衬的壁厚可以减薄，能大幅度减轻自身重量。
2.耐高压能力强。本发明在结构上从瓶体内衬外表面的周向和轴向正交缠绕增强纤维，缠绕方式更为优化，筒形瓶体内衬承受气体的内压力后，沿轴向的应力与沿圆周方向的应力分别由轴向铺层的纤维与圆周方向的铺层纤维承担，充分发挥了纤维的增强作用，所以具有耐高压的特点。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明下扣盖的结构剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明结构和工作原理作进一步详细说明。
如图1、2所示，具有筒形瓶体内衬，瓶体内衬外表面缠绕增强纤维，所述增强纤维沿瓶体内衬1外表轴向缠绕，构成轴向铺层4，所述增强纤维还沿筒形瓶体内衬1外表面的圆周方向缠绕，构成周向铺层3，所述两铺层增强纤维缠绕的方向为正交；所述瓶体内衬1两端的半球形封头设有两个高强度钢材材料的上、下扣盖2、5，上、下扣盖2、5的内侧凹表面与瓶体内衬1半球形封头的凸形外表面密贴连接；上、下扣盖2、5上切有槽形缺口，并形成相应数目的倒钩，粘附有树脂的增强纤维通过倒钩得以往复缠绕并构成轴向铺层；本实施例所述瓶体内衬1采用铝合金材料，所述增强纤维为碳纤维。
本发明工作原理是：筒形瓶体内衬1承受气体或液体的内压力后，沿轴向的应力与沿圆周方向的应力分别由轴向铺层4的增强纤维与圆周方向的铺层3的增强纤维承担；沿瓶体内衬1圆周方向缠绕的增强纤维构成的铺层3用于承担由于筒体内压导致的周向应力，由于沿筒体不同位置的周向应力分布不同，缠绕铺层3的厚度可以相应增厚或减薄，从而达到有效利用纤维并减轻瓶体自身重量，瓶体内衬1两端的半球形封头分别由两个高强度钢材材料的上、下扣盖2、5补强，上、下扣盖2、5的凹表面与瓶体内衬1半球形封头的凸形外表面密贴以传递应力。
本发明所述筒形瓶体内衬1亦可为钛合金等轻合金材料；所述纤维亦可采用玻璃纤维、芳纶纤维；所述瓶体内衬1底端也可为平底封头，下扣盖5亦设平底与之配合。
Claims (3)
1.一种正交缠绕的复合高压气瓶，具有筒形瓶体内衬，瓶体内衬外表面缠绕增强纤维，其特征在于：所述增强纤维沿筒形瓶体内衬(1)外表轴向缠绕，构成轴向铺层(4)，所述增强纤维还沿瓶体内衬(1)外表面的圆周方向缠绕，构成周向铺层(3)，所述两铺层增强纤维缠绕的方向为正交；所述瓶体内衬(1)两端的半球形封头设有两个高强度钢材材料的上、下扣盖(2、5)，上、下扣盖(2、5)的内侧凹表面与瓶体内衬(1)半球形封头的凸形外表面密贴连接；上、下扣盖(2、5)上切有槽形缺口，并形成相应数目的倒钩，粘附有树脂的增强纤维通过倒钩得以往复缠绕并构成轴向铺层。
2.按照权利要求1所述正交缠绕的复合高压气瓶，其特征在于：所述增强纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维。
3.按照权利要求1所述正交缠绕的复合高压气瓶，其特征在于：所述瓶体内衬(1)为铝合金或钛合金材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01113813 CN1238655C (zh) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 正交缠绕的复合高压气瓶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01113813 CN1238655C (zh) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 正交缠绕的复合高压气瓶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1378052A CN1378052A (zh) | 2002-11-06 |
| CN1238655C true CN1238655C (zh) | 2006-01-25 |
Family
ID=4660518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 01113813 Expired - Fee Related CN1238655C (zh) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 正交缠绕的复合高压气瓶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1238655C (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1325838C (zh) * | 2005-07-04 | 2007-07-11 | 哈尔滨工业大学 | 碳纤维复合材料高压气瓶 |
| CN101905532A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-12-08 | 中材科技（苏州）有限公司 | 一种使用大丝束碳纤维制造压力容器的方法 |
| JP7101662B2 (ja) * | 2016-05-19 | 2022-07-15 | ジル ロシェ | 加圧流体を収容するための複合材料から作られたコンテナ |
| JP7230758B2 (ja) * | 2019-09-27 | 2023-03-01 | トヨタ自動車株式会社 | 構造物の拘束構造 |
| CN113007591A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 未势能源科技有限公司 | 缠绕容器结构、缠绕方法、车辆 |
| CN113915516B (zh) * | 2021-08-25 | 2022-10-25 | 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 | 一种碳纤维全缠绕气瓶及其碳纤维缠绕方法 |
-
2001
- 2001-04-04 CN CN 01113813 patent/CN1238655C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1378052A (zh) | 2002-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1087063C (zh) | 压力容器 | |
| US11299312B2 (en) | Method for producing a leak-tight vessel, and a leak-tight vessel | |
| US8727174B2 (en) | Tank and manufacturing method thereof | |
| US9939108B2 (en) | Wire wrapped pressure vessels | |
| US20220275909A1 (en) | Pressure Vessel | |
| WO2011154994A1 (ja) | 高圧タンクおよび高圧タンクの製造方法 | |
| US5415079A (en) | Composite cylinder for use in aircraft hydraulic actuator | |
| DE102016201477A1 (de) | Druckbehälter sowie Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters | |
| CN1243193C (zh) | 6.8升铝内衬碳纤维全缠绕复合气瓶 | |
| CN110220106B (zh) | 一种使用辅助工装制作无缝连接复合材料压力容器的方法 | |
| WO2017073108A1 (ja) | 複合容器 | |
| CN1238655C (zh) | 正交缠绕的复合高压气瓶 | |
| EP2962833A1 (en) | Method for producing a leak-tight vessel and a leak-tight vessel | |
| CN112097095A (zh) | 一种车载质轻全缠绕纤维增强铝内衬高压储氢气瓶 | |
| RU2205330C1 (ru) | Композитный баллон высокого давления и способ его изготовления | |
| CN106930998A (zh) | 一种碳纤维复合材料增强的轻量化液压缸 | |
| CN108870062A (zh) | 一种变刚度变强度复合材料高压气瓶缠绕方法 | |
| CN2469299Y (zh) | 一种正交缠绕的复合高压气瓶 | |
| CN113586939A (zh) | 高压储氢瓶 | |
| CN212456246U (zh) | 一种塑料内胆全缠绕复合气瓶 | |
| DE60207082T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines druckgas enthaltenden behälters und sich daraus ergebender behälter | |
| AT509590B1 (de) | Behälter für unter druck stehende fluide betriebsmittel und verfahren zu dessen herstellung | |
| CN108426165A (zh) | 非金属内胆缠绕气瓶 | |
| JPH10274391A (ja) | 耐外圧性に優れたｆｒｐ圧力容器 | |
| DE102017201672A1 (de) | Druckbehälter sowie Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060125 Termination date: 20100404 |