[發(fā)明專利]一種法蘭連接件、復(fù)合高壓容器及成型方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011617883.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112856205A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱君;許劍;麻永帥;沈亞?wèn)|;黃永勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北三江航天紅陽(yáng)機(jī)電有限公司
• 主分類號(hào): F17C1/06
• 分類號(hào): F17C1/06;F17C13/00;F17C13/06;B29D22/00
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 詹守琴

本發(fā)明公開了一種法蘭連接件、復(fù)合高壓容器及成型方法，法蘭連接件用于復(fù)合高壓容器的極孔部位的密封，包括一體結(jié)構(gòu)的法蘭主體和法蘭翻邊，法蘭主體的內(nèi)型面為曲面，法蘭主體的內(nèi)型面上設(shè)置有凸起的嵌入凸臺(tái)，嵌入凸臺(tái)呈環(huán)形，以使嵌入凸臺(tái)與法蘭主體的內(nèi)型面構(gòu)成限位臺(tái)階。本發(fā)明提供的法蘭連接件，有效地將高壓容器靠近極孔區(qū)域的纖維堆積和纖維架空進(jìn)行了覆蓋，法蘭翻邊增加了法蘭連接件與高壓容器自身結(jié)構(gòu)的粘接面積，進(jìn)而提高了連接強(qiáng)度；通過(guò)凸臺(tái)和法蘭翻邊，增加了氣體泄露時(shí)的行程、減小了極孔部位泄露風(fēng)險(xiǎn)，能有效提高容器承受內(nèi)壓時(shí)的密封性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓力容器領(lǐng)域領(lǐng)域，具體涉及一種法蘭連接件、復(fù)合高壓容器及成型方法。

背景技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)、強(qiáng)度高、剛度高、可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，尤其是在航天航空以及壓力容器領(lǐng)域，越來(lái)越多的制品采用碳纖維復(fù)合材料替代金屬材料，達(dá)到進(jìn)一步減輕重量，提高承載的能力。全復(fù)合材料高壓容器也是高壓容器發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，全復(fù)合材料高壓容器成型中的一個(gè)難點(diǎn)就是兩端連接部位的密封問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)有的全復(fù)合材料高壓容器在高壓下存在一定的泄露風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種法蘭連接件、復(fù)合高壓容器及成型方法，有效增加氣體泄露時(shí)的行程、減小了極孔部位泄露風(fēng)險(xiǎn)，起到密封極孔部位的作用且保證了復(fù)合高壓容器在極孔部位連接強(qiáng)度。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種法蘭連接件，所述法蘭連接件包括一體結(jié)構(gòu)的法蘭主體和法蘭翻邊，所述法蘭主體的內(nèi)型面上設(shè)置有凸起的嵌入凸臺(tái)，所述嵌入凸臺(tái)呈環(huán)形、且環(huán)繞設(shè)置于所述法蘭主體的中心孔的孔邊緣，以使所述嵌入凸臺(tái)與所述法蘭主體的內(nèi)型面構(gòu)成限位臺(tái)階。

進(jìn)一步地，所述法蘭主體的外端面上設(shè)置有環(huán)形的密封槽。

進(jìn)一步地，所述法蘭主體的外端面上設(shè)置有2個(gè)以上連接盲孔，2個(gè)以上所述連接盲孔沿周向間隔分布；或者所述中心孔為螺紋孔。

進(jìn)一步地，所述法蘭翻邊與所述法蘭主體連接處的厚度h1≥K×S×P2/(P1×C)，其中，P1為所述法蘭連接件的材料剪切強(qiáng)度；C為所述法蘭主體的外圓周長(zhǎng)；K為設(shè)定安全系數(shù)；S為所述法蘭主體的截面積；P2為產(chǎn)品爆破壓力。

基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還對(duì)應(yīng)提供了一種復(fù)合高壓容器，包括內(nèi)膽、外結(jié)構(gòu)復(fù)合層以及上述的法蘭連接件；所述內(nèi)膽的內(nèi)型面和外型面均為曲面，且所述內(nèi)膽的端部設(shè)置有極孔；所述法蘭連接件設(shè)置于所述極孔上，所述法蘭連接件的內(nèi)型面與所述內(nèi)膽的外型面相貼合；所述嵌入凸臺(tái)伸入所述極孔中并且通過(guò)所述限位臺(tái)階限位，所述法蘭翻邊的外型面與所述內(nèi)膽的外型面相切；所述外結(jié)構(gòu)復(fù)合層包覆于所述法蘭翻邊以及未被所述法蘭翻邊覆蓋的所述內(nèi)膽上。

進(jìn)一步地，所述凸臺(tái)的高度h2與所述內(nèi)膽在極孔部位處的厚度相同。

進(jìn)一步地，所述法蘭翻邊的邊緣與所述內(nèi)膽的外型面的切點(diǎn)部位的厚度不超過(guò)0.4mm。

進(jìn)一步地，所述法蘭連接件的整體高度H≥h1+h2+h3，其中h1為所述法蘭翻邊與所述法蘭主體連接處的厚度，h2為所述嵌入凸臺(tái)的高度，h3為所述外結(jié)構(gòu)復(fù)合層的厚度。

基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還對(duì)應(yīng)提供了一種上述復(fù)合高壓容器的成型方法，包括如下步驟：

1)法蘭連接件成型和內(nèi)膽成型；

2)內(nèi)膽與法蘭連接件粘接成型；將所述法蘭連接件安裝于所述內(nèi)膽上，確保所述嵌入凸臺(tái)伸入所述極孔中并且通過(guò)所述限位臺(tái)階限位，利用粘接工裝和粘接膠液將所述法蘭連接件與所述內(nèi)膽粘接固定；

3)外結(jié)構(gòu)復(fù)合層纏繞成型；采用纖維纏繞的方式成型外結(jié)構(gòu)復(fù)合層，以使所述外結(jié)構(gòu)復(fù)合層包覆于所述法蘭翻邊以及未被所述法蘭翻邊覆蓋的所述內(nèi)膽上；