本发明涉及储氢瓶,更具体的说,特别涉及一种防脱离的储氢瓶及其制造方法。
背景技术:
1、ⅳ型储氢气瓶采用塑料内胆储氢,具有重量轻、成本低且储氢质量密度大等特点,被广泛应用于对储氢要求较高的环境中。ⅳ型储氢气瓶由内至外包括内胆、中间层和表面保护层。(1)内胆:ⅳ型储氢气瓶内胆的瓶壁总厚度约为20-30mm,最内层与氢气直接接触的是阻气层,厚度约为2-3mm,材料是尼龙6
2、(pa6)、尼龙12(pa612)、尼龙11(pa11)或高密度聚乙烯(hdpe)等,起阻隔氢气的作用;(2)中间层:ⅳ型储氢气瓶的中间层是比较厚的耐压层,采用碳纤维增强复合材料(carbon fibre-reinforced polymer,cfrp),由碳纤维和环氧树脂构成,在保证耐压等级的前提下,尽量减小该层厚度以提高储氢效率;(3)表面保护层:ⅳ型储氢气瓶的最外层是表面保护层,厚度约为2-3mm,采用gfrp玻纤增强复合材料,由玻璃纤维和环氧树脂构成。
3、ⅳ型储氢气瓶内胆采用滚塑工艺生产,使用聚乙烯或者是pe材料,在升温固化的过程中,内胆会进行退火,退火完成后再成型的时候,内胆会有一定的收缩变形。在收缩变形的情况下,原来在嵌件结合比较好的地方,存在位移,此位移会使嵌件产生缝隙或者是有拖拽或者产生脱离的现象。
4、因此,现有技术存在的问题,有待于进一步改进和发展。
技术实现思路
1、(一)发明目的:为解决上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种防脱离的储氢瓶及其制造方法。
2、(二)技术方案:为了解决上述技术问题,本技术方案提供了一种防脱离的储氢瓶,包括两端的阀座以及阀座之间的储氢瓶主体,其中,所述储氢瓶主体由内而外依次包括内胆、碳纤维层、外表层,所述内胆的外表面设置收缩限位单元,所述收缩限位单元为所述内胆靠近所述碳纤维层的外表面上设置的多个凸起。
3、一种防脱离的储氢瓶,其中,所述内胆包括主体单元与接口接口单元,所述接口单元包括连接阀座的座口以及座口边缘的弧状面,所述收缩限位单元的凸起均匀分布在所述主体单元和所述接口单元的弧状面的外壁上。
4、一种防脱离的储氢瓶,其中,所述主体单元的形状为圆柱形筒状,所述主体单元的长度与直径的比值范围为4:1-5:1之间。
5、一种防脱离的储氢瓶,其中,所述内胆的壁厚范围为5-20毫米,所述凸起的直径最大处小于2倍所述内胆的壁厚,高度小于1.5倍所述内胆的壁厚。
6、一种防脱离的储氢瓶,其中,所述凸起的形状为三角形、矩形、圆柱形、半球形或者中间细两边粗的异形凸起形状。
7、一种防脱离的储氢瓶,其中,所述凸起远离所述内胆一侧的顶端作r角处理。
8、一种防脱离的储氢瓶,其中,所述碳纤维层与所述内胆接触的一面通过预浸环氧树脂缠绕到所述内胆外表面上的凸起之间,且覆盖所述凸起。
9、本发明还提供了一种防脱离的储氢瓶制造方法,与所述一种防脱离的储氢瓶具有相同或者相应的技术特征,包括以下步骤:
10、步骤一:采用滚塑工艺,获取外表面具有收缩限位单元的储氢瓶的内胆以及内胆上的阀座;
11、步骤二:将聚乙烯材料一端预浸环氧树脂,将预浸环氧树脂的一端的聚乙烯材料缠绕到具有收缩限位单元的储氢瓶的内胆表面,形成碳纤维层;
12、步骤三:在碳纤维层的外表面涂布环氧树脂或/和缠绕玻璃纤维得到储氢瓶的外表层。
13、一种防脱离的储氢瓶的制造方法,其中,在采用滚塑工艺对所述内胆本体、所述收缩限位单元以及阀座进行一体成型制造时,加热温度为230°至350°。
14、一种防脱离的储氢瓶的制造方法,其中,使用摇摆旋转机进行生产制造,所述摇摆旋转机的速比范围小于1:2。
15、(三)有益效果:本发明提供一种防脱离的储氢瓶及其制造方法,通过设置在内胆外表面的收缩限位单元,解决内胆与碳纤维层在热胀冷缩的过程中由于不同材料冷缩率不同产生的脱离现象。又通过选择合适的速比范围顺利得到内壁光滑且带有收缩限位单元的内胆,为生产一种防脱离的储氢瓶提供了一种简便有效的生产制造方法。
1.一种防脱离的储氢瓶,包括两端的阀座以及阀座之间的储氢瓶主体,其特征在于,所述储氢瓶主体由内而外依次包括内胆、碳纤维层、外表层,所述内胆的外表面设置收缩限位单元,所述收缩限位单元为所述内胆靠近所述碳纤维层的外表面上设置的多个凸起。
2.根据权利要求1所述一种防脱离的储氢瓶,其特征在于,所述内胆包括主体单元与接口单元,所述接口单元包括连接阀座的座口以及座口边缘的弧状面,所述收缩限位单元的凸起均匀分布在所述主体单元和所述接口单元的弧状面的外壁上。
3.根据权利要求2所述一种防脱离的储氢瓶,其特征在于,所述主体单元的形状为圆柱形筒状,所述主体单元的长度与直径的比值范围为4:1-5:1之间。
4.根据权利要求1所述一种防脱离的储氢瓶,其特征在于,所述内胆的壁厚范围为5-20毫米,所述凸起的直径最大处小于2倍所述内胆的壁厚,高度小于1.5倍所述内胆的壁厚。
5.根据权利要求1所述一种防脱离的储氢瓶,其特征在于,所述凸起的形状为三角形、矩形、圆柱形、半球形或者中间细两边粗的异形凸起形状。
6.根据权利要求5所述一种防脱离的储氢瓶,其特征在于,所述凸起远离所述内胆一侧的顶端作r角处理。
7.根据权利要求1所述一种防脱离的储氢瓶,其特征在于,所述碳纤维层与所述内胆接触的一面通过预浸环氧树脂缠绕到所述内胆外表面上的凸起之间,且覆盖所述凸起。
8.一种防脱离的储氢瓶制造方法,与所述一种防脱离的储氢瓶具有相同或者相应的技术特征,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述一种防脱离的储氢瓶的制造方法,其特征在于,在采用滚塑工艺对所述内胆本体、所述收缩限位单元以及阀座进行一体成型制造时,加热温度为230°至350°。
10.根据权利要求8所述一种防脱离的储氢瓶的制造方法,其特征在于,使用摇摆旋转机进行生产制造,所述摇摆旋转机的速比范围小于1:2。
