CN217346682U - 复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，包括内胆，该内胆包括圆筒状瓶身，在该瓶身外周依次采用纤维缠绕有第一缠绕层和第二缠绕层，在所述瓶身外周与所述第一缠绕层之间设有第三缠绕层，该第三缠绕层沿所述内胆轴向螺旋式缠绕在所述瓶身外周，所述第三缠绕层通过连接胶层与所述内胆外壁连接；本申请在内胆和环向的第一缠绕层之间施加连接胶层和轴向螺旋式缠绕的第三缠绕层，使得内胆和环向的第一缠绕层之间的轴向应力抵消，从而消除了分层开裂。

Description

复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构

技术领域

本实用新型涉及复合高压压力容器技术领域，具体涉及一种复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构。

背景技术

随着国内复合材料成型技术的发展与轻量化的市场发展趋势，高压复合内胆，尤其是塑料内胆全缠绕内胆迅猛发展，已经成为国际上的主流。复合内胆由缠绕层和内胆两部分组成。其中，内胆为塑料材料的内胆具有格外的优势。与其他内胆产品相比，塑料内胆缠绕内胆具有：不会产生应力腐蚀和氢脆现象、优异的抗疲劳性能、优越的耐腐蚀性能(耐酸、碱腐蚀)及优越的抗冲击性能。

但是在实际制备非金属内胆全缠绕内胆过程中，由于纤维缠绕层直接在塑料内胆表面上进行复合层缠绕，塑料内胆外壁受应力影响，以致内胆和缠绕层无法有效贴合存在较大空隙。尤其是在内胆的瓶底与瓶口的两圆弧之间圆筒外壁环向有缠绕层。更是存在下述缺点：

1、由于未施加塑料内胆与纤维缠绕层层间粘接剂，导致纤维缠绕层与塑料内胆间势必出现界面，形成分离状态，导致于塑料内胆与纤维缠绕层层间脱离。

2、由于塑料内胆与纤维缠绕层的热膨胀系数、弹性模量及延伸率不同，塑料内胆与纤维缠绕层经常会因为温度变化及及载荷的变化而产生过大的应力，致使外增强承压的纤维缠绕层与塑料内胆分层，导致塑料内胆表面出现脱模，从而影响复合高压储氢瓶的承压稳定性、安全性。这样的内胆具有非常大的缺陷，得到的产品质量不可控，不良率较高，难以适用于高压的应用环境。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，该结构的缠绕层不易脱落，不会分层开裂。

本实用新型所采用的技术方案是：

复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，包括内胆，该内胆包括圆筒状瓶身，在该瓶身外周依次缠绕有第一缠绕层和第二缠绕层，在所述瓶身外周与所述第一缠绕层之间设有第三缠绕层，该第三缠绕层沿所述内胆轴向螺旋式缠绕在所述瓶身外周，所述第三缠绕层通过连接胶层与所述内胆外壁连接。

进一步，所述第一缠绕层环向缠绕在所述第三缠绕层外周。

进一步，所述第二缠绕层沿所述内胆轴向交叉式缠绕在所述第一缠绕层外周。

进一步，所述连接胶层为环氧树脂。

进一步，所述第一缠绕层、第二缠绕层和第三缠绕层采用环氧树脂或玄武岩纤维。

进一步，所述第一缠绕层、第二缠绕层和第三缠绕层采用碳纤维、玻璃纤维或复合纤维。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例所提供的复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构示意图。

其中，第三缠绕层1、第一缠绕层2、第二缠绕层3、瓶底4、瓶口5、内胆6。

具体实施方式

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

参见图1，本实施例提供一种复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，包括内胆6，该内胆6包括圆筒状瓶身，在该瓶身外周依次采用纤维缠绕有第一缠绕层2和第二缠绕层3，在所述瓶身外周与所述第一缠绕层2之间设有第三缠绕层1，该第三缠绕层1沿所述内胆轴向螺旋式缠绕在所述瓶身外周，所述第三缠绕层1通过连接胶层与所述内胆外壁连接。

本申请在内胆和环向的第一缠绕层2之间施加连接胶层和轴向螺旋式缠绕的第三缠绕层1，使得内胆和环向的第一缠绕层之间2的轴向应力抵消，从而消除了分层开裂。

内胆为塑料内胆，其包括瓶口5、瓶身和瓶底4，瓶口5和瓶底4均为圆弧状结构瓶身位于瓶口与瓶底之间，瓶身为圆筒状结构。

第一缠绕层、第二缠绕层和第三缠绕层中的纤维可以采用环氧树脂或玄武岩纤维，以对内胆产生更好的压缩应力；也可以采用碳纤维、玻璃纤维或复合纤维。

第一缠绕层环向缠绕在所述第三缠绕层外周。第二缠绕层沿所述内胆轴向交叉式缠绕在所述第一缠绕层外周。

第一缠绕层、第二缠绕层和第三缠绕层在缠绕时，可根据内胆复合高压储氢容器具体使用情况，对纤维内胆的具体性能及形状进行设计，包括但不限于：

一、可对缠绕时的缠绕角进行设计，以便纤维缠绕内胆具有不同的轴向/ 环向强度分配；

二、可对内胆管壁厚进行设计，以便纤维缠绕内胆可以承受不同的内外压；

三、可对缠绕、内胆材料进行设计，以达到不同的耐腐蚀目的、耐压目的。

连接胶层主要用于连接内胆与第三缠绕层。连接胶层可以为环氧树脂。

通过在内胆与缠绕层之间施加粘结剂，使复合内胆不论在使用过程中还是在闲置过程中，均不会接触空气，因而也就不会使塑料制内胆产生氧化反应，从而保证了内胆的使用年限。

本申请结构具有如下有益效果：

1、耐腐蚀性好：本发明复合高压储氢容器能够抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、及众多化学流体气体的腐蚀。

2、耐热抗冻性好：本发明复合高压储氢容器使用范围一般在-40℃～90℃之间。

3、轻质高强，储氢比高：本申请复合高压储氢容器的比重为2.3-2.5，与同压力、同容积的钢制材质内胆比较，约等于钢制材质内胆的70％，储氢比大幅增加。

4、层间粘接气密性好：由于本申请复合高压储氢容器是由环氧树脂或玄武岩纤维与塑料制内胆复合而成并在内胆与缠绕层之间施加粘接剂，所以，它们不论在使用过程还是在闲置过程中，均不会接触空气，因而也就不会使塑料制内胆产生氧化反应，从而保证了内胆的使用年限。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，包括内胆，该内胆包括圆筒状瓶身，在该瓶身外周依次缠绕有第一缠绕层和第二缠绕层，其特征在于，在所述瓶身外周与所述第一缠绕层之间设有第三缠绕层，该第三缠绕层沿所述内胆轴向螺旋式缠绕在所述瓶身外周，所述第三缠绕层通过连接胶层与所述内胆外壁连接。

2.根据权利要求1所述的复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，其特征在于，所述第一缠绕层环向缠绕在所述第三缠绕层外周。

3.根据权利要求1所述的复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，其特征在于，所述第二缠绕层沿所述内胆轴向交叉式缠绕在所述第一缠绕层外周。

4.根据权利要求1所述的复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，其特征在于，所述连接胶层为环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，其特征在于，所述第一缠绕层、第二缠绕层和第三缠绕层采用环氧树脂或玄武岩纤维。

6.根据权利要求1所述的复合高压储氢容器塑料内胆缠绕结构，其特征在于，所述第一缠绕层、第二缠绕层和第三缠绕层采用碳纤维、玻璃纤维或复合纤维。

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