[發明專利]一種復合材料氣瓶及其制備方法

在審

• 申請號: 202011079618.3
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112283572A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 胡正云;陳明和;謝蘭生
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F17C1/16
• 分類號: F17C1/16;F17C13/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種復合材料氣瓶，包括內膽，其特征在于：所述復合材料氣瓶整體纏繞纖維增強層，所述纖維增強層與所述內膽的封頭之間設有封頭補強件。

2.根據權利要求1所述的一種復合材料氣瓶，其特征在于：所述封頭補強件是由纖維以螺旋纏繞方式單獨成型的，其形狀與所述封頭相適配并套在所述封頭上。

3.根據權利要求1或2所述的一種復合材料氣瓶，其特征在于：所述纖維增強層的纏繞方式為螺旋纏繞與環向纏繞交替。

4.一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于：采用以下步驟實現：步驟1，制作封頭補強件，

S1.1鑄造砂型模，砂型模的封頭部分與內膽的封頭部分尺寸一致，砂型模的直筒段長度小于內膽的直筒段長度；

S1.2，纏繞纖維，將纖維纏繞到砂型模上；

S1.3，旋轉固化，固化砂型模上的纖維層；

S1.4，裁切沖洗脫模，將固化后的制件沿垂直于砂型模主軸的方向裁切開，沖洗砂型模殘留物，留下復合材料封頭補強件；

步驟2，安裝封頭，將封頭補強件套在氣瓶內膽上；

步驟3，纏繞纖維增強層，先對封頭補強件邊緣部分進行倒角處理，用液態樹脂填充空隙部分，再對已經安裝封頭補強件的內膽外部纏繞纖維增強層；

步驟4，整體固化，將封頭補強件與纖維增強層一同固化。

5.根據權利要求4所述的一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于所述步驟1鑄造砂型模的步驟為：

S1.11，將鑄造型砂與粘結劑混合，并進行充分攪拌，所述鑄造型砂采用化學硬化砂，所述粘合劑采用合成樹脂或水玻璃，

S1.12，塑成砂型模，

S1.13，加工螺紋，待砂型模形狀固定后，采用車床，加工兩端螺紋至與纏繞機的轉接軸配合。

6.根據權利要求4所述的一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于：所述步驟S1.2中的纖維以及步驟3中的纖維增強層采用碳纖維或玻璃纖維，所述步驟S1.2與步驟3使用的纏繞方法為濕法纏繞。

7.根據權利要求4所述的一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于：所述步驟S1.2的螺旋纏繞的角度為30至50度，纏繞張力為單束纖維20N至35N，纏繞厚度為3mm至5mm。

8.根據權利要求4所述的一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于：所述步驟3的纏繞方式為螺旋纏繞和環向纏繞交替，纏繞厚度為27mm至32mm。

9.根據權利要求4所述的一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于所述步驟S1.3的固化溫度為120℃±10℃，固化時間為2至3小時。

10.根據權利要求4所述的一種復合材料氣瓶的制備方法，其特征在于所述步驟4固化制度依次為：(1)將溫度升至80℃±5℃，對樹脂進行排氣泡處理，固化時間為4至6小時；(2)將溫度升至120℃±10℃，進行分層固化。