[發(fā)明專利]雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811600541.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109630862B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東坡;馬世成;汪宇羿;趙文龍;張?jiān)沦?/a>;孫昂
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本發(fā)明提供一種雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽及其制造方法，雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽為兩端收口成型封頭及瓶口的一體式無縫結(jié)構(gòu)的鋁合金內(nèi)膽，包括直筒段，和分別位于直筒段兩端的A封頭和B封頭，A瓶口和B瓶口分別位于A封頭和B封頭上；雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽的長度小于5m，直筒段的公稱外徑為Φ406?Φ850mm，高壓氣瓶的額定壓力為20?30Mpa。本發(fā)明總體采用旋壓的加工方法，產(chǎn)品整體無焊縫，制備工藝簡單，操作方便，能耗低，污染小，節(jié)約了原材料成本。本發(fā)明的制造方法加工出來的高壓氣瓶內(nèi)膽，具有可靠性高、壁薄、質(zhì)量輕的特點(diǎn)；其內(nèi)材料組織均勻致密，整體強(qiáng)度效果優(yōu)異，具有耐高壓特性，對高壓氣瓶的制造具有重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽及其制造方法。

背景技術(shù)

高壓氣瓶已經(jīng)廣泛用于工礦生產(chǎn)、建筑、交通、海洋、航空、醫(yī)療、軍事等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)。高壓氣瓶的容量、瓶壁厚度及制作工藝和材料都會(huì)影響高壓氣瓶的性能。如天然氣和氫氣是一種世界范圍內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展和廣泛使用的清潔能源。目前采用20-30MP高壓氣瓶儲(chǔ)運(yùn)和使用壓縮天然氣(CNG)、壓縮氫氣和其他壓縮工業(yè)氣體是這些氣體移動(dòng)使用的主要方式。

目前，鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞高壓氣瓶具有眾多優(yōu)點(diǎn)，已逐步取代傳統(tǒng)鋼質(zhì)氣瓶，成為當(dāng)今世界高壓氣瓶的主流產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)大幅減重；采用鋁合金內(nèi)膽復(fù)合纏繞的氣瓶，同等性能下材料厚度僅為鋼瓶的50％-70％，且密度更低，因而其重量僅為傳統(tǒng)鋼瓶的35％-40％。

(2)破損安全性好；鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶采用鋁合金內(nèi)膽及碳纖維復(fù)合材料增強(qiáng)，每平方厘米上的纖維多達(dá)幾千上萬根，當(dāng)氣瓶超載并發(fā)生少量纖維斷裂時(shí)，其載荷會(huì)迅速分配在未破壞的纖維上，這會(huì)在短期乃至相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)使氣瓶不致喪失承載能力，大大提高安全性。

(3)減震性好；復(fù)合材料中纖維與樹脂基體界面具有吸震能力，震動(dòng)阻尼好，抗聲震疲勞性能也很高。

(4)與無縫鋼質(zhì)氣瓶需要的復(fù)雜工序相比，纖維纏繞工藝更加靈活，容易變換，工序更為簡化，也容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼質(zhì)氣瓶的生產(chǎn)過程。

例如，外徑Φ406-Φ850mm、長度不大于5m的鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶主要用作大型天然氣汽車用CNG燃料氣瓶、模塊化CNG氣瓶組儲(chǔ)運(yùn)氣瓶等移動(dòng)使用大容積高壓氣瓶。

但是受材料生產(chǎn)以及技術(shù)能力的限制，我國目前還未能生產(chǎn)直徑大于Φ406mm的鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶，其核心問題就是鋁合金內(nèi)膽無法制造，主要依靠于進(jìn)口。

在上述背景下，為了進(jìn)一步掌握具有自主產(chǎn)權(quán)的大型壓縮天然氣、氫氣和混合燃?xì)獾葍?chǔ)運(yùn)裝置的關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品，迫切的需要開發(fā)具有直徑大、長度長、質(zhì)量輕、高可靠等特性的雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種高壓氣瓶鋁合金內(nèi)膽及其制造方法。以至少解決目前高壓氣瓶容積小，質(zhì)量過重，可靠性差的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽，雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽作為纏繞氣瓶的內(nèi)膽用于儲(chǔ)存壓縮氣體，所述雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽為兩端收口成型封頭及瓶口的一體式無縫結(jié)構(gòu)的鋁合金內(nèi)膽，包括A瓶口、A封頭、直筒段、B封頭和B瓶口，所述A封頭和B封頭分別位于所述直筒段的兩端，所述A瓶口和B瓶口分別位于所述A封頭和B封頭上；所述雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽的長度小于 5m，所述直筒段的公稱外徑為Ф406-Ф850mm，所述高壓氣瓶的額定壓力為 20-30Mpa。

如上所述的雙封頭高壓氣瓶內(nèi)膽，優(yōu)選，所述直筒段的壁厚為1-10mm，所述直筒段的整體直線度不大于0.5mm/m；

優(yōu)選地，所述直筒段的壁厚的公差小于等于±0.15mm；