[實用新型]一種車用壓縮天然氣氣瓶

有效

• 申請號: 201520431166.9
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN204729912U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 齊磊;劉揚濤;宋維鳳
• 申請（專利權）人: 沈陽中復科金壓力容器有限公司
• 主分類號: F17C1/06
• 分類號: F17C1/06;C08L63/00;C08K9/06;C08K7/10
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本實用新型涉及壓縮天然氣氣瓶，特別提供一種具有更高工作壓力和更好抗沖擊性能的車用壓縮天然氣氣瓶。

背景技術

目前，我國車用壓縮天然氣的存貯已使用了鋼制氣瓶、玻璃纖維環向纏繞鋼制氣瓶和碳纖維纏繞鋁合金氣瓶。鋼制氣瓶和玻璃纖維環向纏繞鋼制氣瓶雖然成本較低，但相對比較笨重，且工作壓力一般都低于20MPa，承裝氣體量較少；碳纖維纏繞鋁合金氣瓶雖然具有質輕高強的特點，也存在層間剪切性能較差的問題，尤其是受沖擊后復合材料的強度下降明顯；另外碳纖維成本較高，也影響了碳纖維纏繞鋁合金氣瓶的使用性。

實用新型內容

針對上述問題及不足，本實用新型提供了一種車用壓縮天然氣氣瓶，該氣瓶在有效節省成本的同時，具有更高的工作壓力和更好的抗沖擊性能。

本實用新型具體提供了一種車用壓縮天然氣氣瓶，所述氣瓶由內到外依次為鋁合金內襯1、層間粘結協調層2以及纏繞層，層間粘結協調層2為涂料層，其特征在于：所述纏繞層由內到外依次為玄武巖纖維復合層3、碳纖維復合層4以及玻璃纖維復合材料外防護層5，纏繞層均由纖維材料纏繞氣瓶瓶體制成。

其中鋁合金內襯1即氣瓶內膽，由鋁合金制成，在鋁合金內襯1外部涂覆有雙酚A類環氧樹脂或聚氨酯涂料，構成層間粘結協調層2，涂覆厚度優選為0.1-0.5mm。所述各纏繞層均由環向纏繞層和螺旋纏繞層交替纏繞構成，氣瓶具體制備步驟為：

①、層間粘結協調層涂覆

在鋁合金內襯1的外表面涂覆層間粘結協調層2，該層厚度為0.1-0.5mm，選用雙酚A類環氧樹脂或聚氨酯涂料涂覆；

②、玄武巖纖維復合層纏繞

配制環氧樹脂基體膠液，膠液成分及質量比為環氧樹脂：碳納米管：固化劑：消泡劑：促進劑＝100：0.5-10：60-80：0.1-5：0.1-5；其中環氧樹脂為均勻摻雜碳納米管的熱固性酚醛類環氧樹脂或雙酚A類環氧樹脂，固化劑優選為甲基四氫苯酐，消泡劑優選為有機硅酮復合物，促進劑優選為甲基六氫苯酐。

環向纏繞和螺旋纏繞交替纏繞玄武巖纖維復合層3，其中環向纖維纏繞厚度為1.2-2.4mm，螺旋纖維纏繞厚度為0.8-1.2mm，纏繞角為25-60°，形成玄武巖纖維復合層3；

③、碳纖維復合層纏繞

步驟②完成后，將玄武巖纖維更換為碳纖維，環向纏繞和螺旋纏繞交替纏繞碳纖維復合層4，其中環向纖維纏繞厚度為4.6-6.8mm，螺旋纖維纏繞厚度為2.8-3.9mm，纏繞角度為15-45°，形成碳纖維復合層4；

④、玻璃纖維復合層纏繞

待步驟③完成后，將碳纖維更換為玻璃纖維，依次進行螺旋和環向纏繞，其中螺旋纏繞厚度為0.6-0.9mm，纏繞角度為15°，環向纏繞厚度為0.3-0.5mm，形成玻璃纖維復合材料外防護層5；

⑤、復合層固化

將上述混雜疊加纏繞成型后的氣瓶放入固化爐內固化，固化制度為90℃/2.5h+125℃/4.5h：其中90℃固化的2.5h區間內，氣瓶瓶體保持每15秒鐘360°的轉動，使氣瓶表面樹脂流動均勻。

其中纏繞工藝采用濕法連續纏繞，分別牽引玄武巖纖維、碳纖維及玻璃纖維粗紗通過樹脂膠槽浸潤樹脂膠液以環向或螺旋排紗方式進行連續纏繞成型。纏繞過程中張力波動范圍控制在±2N內。

本實用新型所述車用壓縮天然氣氣瓶，其特征在于：所述氣瓶的公稱容積為70L，公稱工作壓力為30MPa；其中鋁合金內襯1的外徑為Ф326+2mm，最小設計壁厚5.0mm，重量小于17Kg；所述氣瓶瓶體整體纏繞后直徑為Ф348+2mm，氣瓶長度為1080+1mm；氣瓶瓶嘴長度為50mm，瓶嘴螺紋為M50×1.5-6H規格，氣瓶總重小于34Kg。

本實用新型所述車用壓縮天然氣氣瓶的有益效果為：

該氣瓶的防碰撞性能更高，確保氣瓶具有更高的安全性；玄武巖纖維增強材料的綜合性能優越：抗拉強度高、彈性模量高，化學穩定性好，具有優良的耐候性；另外玄武巖纖維的原料來源廣泛、生產成本低，具有明顯的成本優勢。因此，采用玄武巖纖維與碳纖維混雜復合材料在保證氣瓶承壓能力的同時，有效的降低了車用壓縮天然氣氣瓶的成本。

附圖說明

圖1本實用新型車用壓縮天然氣氣瓶結構簡圖。

圖2本實用新型車用壓縮天然氣氣瓶軸向剖面示意圖。

附圖標號說明：1、鋁合金內襯，2、層間粘結協調層，3、玄武巖纖維復合層，4、碳纖維復合層，5、玻璃纖維復合材料外防護層，L1、氣瓶瓶嘴長度，L、氣瓶長度。

具體實施方式