[發(fā)明專利]燃料電池無人機用高壓儲氣瓶及其制備方法

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• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108758324A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 米寬;匡歡;馮存江;黃敏;楊秀迪
• 申請（專利權）人: 中材科技（成都）有限公司
• 主分類號: F17C1/06
• 分類號: F17C1/06;F17C1/14;F17C13/00;B29D22/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉小彬;錢成岑

1.燃料電池無人機用高壓儲氣瓶，其特征在于，包括采用鋁板沖拔成型、前后端分別成型有前封頭(2)和后封頭(5)、用于儲存氫氣的鋁制內膽(1)，設于所述前封頭(2)處的瓶口(6)，以及采用碳纖維-環(huán)氧體系復合材料通過環(huán)向、縱向和螺旋方式交叉重疊纏繞于所述鋁制內膽(1)外壁上的強度層(3)。

2.根據權利要求1所述的燃料電池無人機用高壓儲氣瓶，其特征在于，所述鋁制內膽(1)的壁厚為1.5mm，所述鋁制內膽(1)的容積為0.4L-20L，所述鋁制內膽(1)的工作壓力不小于35MPa，所述前封頭(2)的壁厚為1.8mm，所述后封頭(5)的壁厚為1.8mm。

3.根據權利要求1或2所述的燃料電池無人機用高壓儲氣瓶，其特征在于，所述強度層(3)的外表面上涂覆有一層光固化樹脂層(4)。

4.權利要求1-3任意一項所述的燃料電池無人機用高壓儲氣瓶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、制作鋁制內膽：

采用鋁板沖拔成杯形體經強旋減薄并以旋壓收口的方式加工成形兩端分別帶前封頭和后封頭的鋁制內膽；

步驟2、纏繞強度層：

在步驟1中制作好的鋁制內膽外壁通過環(huán)向纏繞、縱向纏繞和螺旋纏繞交叉重疊的方式纏繞碳纖維-環(huán)氧體系復合材料以形成強度層，得到高壓儲氣瓶半成品；

步驟3、涂覆光固化樹脂層：

在高壓儲氣瓶半成品的強度層外表面均勻涂覆光固化樹脂，并將涂覆有光固化樹脂的高壓儲氣瓶半成品放入光固化裝置內經紫外線進行照射至固化完成。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在步驟1中，鋁制內膽加工成型后，需進行熱處理，并且熱處理步驟為：將鋁制內膽放入加熱爐中，加熱到550℃保溫時間到80分鐘進行固溶，在175℃下保溫300分鐘進行時效處理。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在步驟1中，鋁制內膽上需用數控車床加工出滿足尺寸和精度要求的螺紋。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在步驟1中，鋁制內膽的前封頭部分和后封頭部分進行成型后車削，通過改造旋壓收口機，將原預留裝旋輪位置，改為車刀，減少二次定位造成的偏差，車削軌跡和收口軌跡一致，保證前封頭和后封頭形狀，確保內膽前封頭和后封頭的壁厚的一致性和穩(wěn)定性。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，在步驟1中，鋁制內膽還需進行內表面拋光處理，選用機械拋光的方式，將小顆粒磨料和研磨液混合后灌入鋁制內膽的內腔，通過一定的轉速在氣瓶內壁旋轉，進行鋁制內膽內表面全面拋光。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，在步驟2中，采用碳纖維-環(huán)氧體系復合材料纏繞的具體方式為：首先將鋁制內膽懸臂式安裝于纏繞機的工裝上，將碳纖維-環(huán)氧體系復合材料浸漬樹脂基體后，預設一定的張力再通過環(huán)向、縱向和螺旋纏繞交叉重疊的方式纏繞在鋁制內膽的外壁上。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，在步驟2中，鋁制內膽纏繞碳纖維-環(huán)氧體系復合材料后需進行固化，具體固化方式為：將纏繞有碳纖維-環(huán)氧體系復合材料的鋁制內膽放入連續(xù)固化爐中并保持鋁制內膽水平自轉，首先升溫至80℃到110℃，之后再升溫至130℃到140℃，固化4.5h至6.5h，將爐溫降至60℃以下后出爐。