[實用新型]一種塑料內襯纖維增強復合材料高壓儲氫氣瓶

有效

• 申請號: 202022505887.3
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN213872192U
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 鄭傳祥;林嬌;呂昊;蘇衛東;申玲;彭茂;鞠修龍;戴煜宸;翁益民;胡正云;王振宇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F17C1/02
• 分類號: F17C1/02;F17C1/10;F17C1/16;F17C13/00;F17C13/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

本實用新型公開了一種塑料內襯纖維增強復合材料高壓儲氫氣瓶。包括塑料內襯、金屬氣瓶開口端和金屬氣瓶尾端；纏繞有預應力的纖維增強層的塑料內襯開口端與金屬氣瓶開口端的下端面用膠粘劑粘合，塑料內襯下端與金屬氣瓶尾端貼合，氣瓶上端的纖維增強層與金屬氣瓶開口端的軸向上端面貼合，氣瓶下端的纖維增強層與金屬氣瓶尾端的軸向下端面貼合，纖維增強層的外側纏繞有玻璃纖維保護層，兩端封頭的外側設有氣瓶封頭防撞層。塑料內襯開口端與金屬氣瓶開口端的軸向下端面間設有O型圈和防松墊片，用螺母與彈簧墊片壓緊。采用O型圈密封、膠合密封和塑料內襯自緊密封三重密封，當氣瓶內壓力越高，塑料內襯與金屬氣瓶開口端間壓得越緊，氣體泄漏越難。

技術領域

本實用新型涉及一種高壓氫氣儲存設備，特別是涉及一種塑料內襯纖維增強復合材料高壓儲氫氣瓶。

背景技術

隨著新能源汽車的不斷發展，氫能作為一種清潔高效的可再生能源得到了越來越廣泛的應用。高壓儲氫仍是當前的一種主要儲氫方式，目前使用較多的氣瓶內襯多為金屬內襯，外層纏繞碳纖維玻璃纖維等。隨著單位質量儲氫密度要求的提高，塑料內襯復合材料儲氫氣瓶得到了發展。

有關Ⅳ型氣瓶結構的專利有很多，如韓國復合材料研究有限公司的美國專利US7648042B2“一種用于復合材料高壓儲氣瓶的金屬氣瓶端口設計”，美國沃新頓工業公司的美國專利US20170276294A1“High gas-tightened metallic nozzle-boss for a highpressure composite vessel”，US20170276294A1“Boss and liner interface for apressure vessel”，豐田公司JP2006060484“高壓氣瓶密封”，豐田自動車株式會社的國際專利 PCT/JP2009/060067“貯氣罐和貯氣罐的制作方法”，中材科技（成都）有限公司的實用新型專利CN201721786654 .7“ 塑料內膽外徑大于200mm高壓儲氣瓶的瓶口瓶尾結構”等。這些專利均對氣瓶的結構及密封方法做出了相關設計，結構形式多種多樣，在儲氣使用過程中均可實現密封。但是這些結構制造復雜，加工精度要求高，成本偏高。

實用新型內容

為了克服背景技術領域中存在的問題，本實用新型的目的在于提供結構、制造簡單，密封可靠的一種塑料內襯纖維增強復合材料高壓儲氫氣瓶。

為了達到上述發明目的，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型包括：塑料內襯、金屬氣瓶開口端和金屬氣瓶尾端；塑料內襯外側纏繞有預應力的纖維增強層，塑料內襯開口端與金屬氣瓶開口端的軸向下端面用膠粘劑粘合，塑料內襯下端與金屬氣瓶尾端的上端面貼合，塑料內襯上端的纖維增強層與金屬氣瓶開口端的軸向上端面貼合，塑料內襯下端的纖維增強層與金屬氣瓶尾端的軸向下端面貼合，纖維增強層的外側纏繞有玻璃纖維保護層，金屬氣瓶兩端封頭的玻璃纖維保護層的外側設有氣瓶封頭防撞層；

塑料內襯開口端與金屬氣瓶開口端的軸向下端面間設有O型圈，O型圈與內側的內擋圈和外側的外檔圈置于金屬氣瓶開口端軸向下端面的O型圈槽內；O型圈依次通過塑料內襯、防松墊片和彈簧墊片用壓緊螺母與金屬氣瓶開口端下端的螺紋擰緊；防松墊片沿外圓周均布有多個金屬片；金屬氣瓶開口端下端有螺紋的外側開有一個槽，槽的寬度大于防松墊片上的金屬片寬度。

所述金屬氣瓶開口端是一個兩端小而中部大的軸對稱圓柱狀結構，金屬氣瓶開口端中心開有通孔；金屬氣瓶開口端的上端口外側有一個防止纖維纏繞時溢出的凸起止口，上端孔內側有螺紋。

所述防松墊片是一個金屬圓環，防松墊片環形內側徑向有一個凸起，防松墊片環形外圓周有多個能折彎的凸起。

所述壓緊螺母大端是圓柱形、小端是六角螺母的柱形金屬，壓緊螺母圓柱形大端的外圓周上開有一個凹槽，凹槽寬度大于防松墊片環形外圓周上的凸起寬度，凹槽深度3-5mm。