[發明專利]一種碳纖維纏繞儲氫氣瓶內膽的檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202110569115.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113155955A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 鄭凱;崔高宇;任毅;王海濤;王晉;鄭涵月;程婧婷;朱悅銘
• 申請（專利權）人: 江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院;中國特種設備檢測研究院;南京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01N27/904
• 代理公司: 南京千語知識產權代理事務所(普通合伙) 32394
• 代理人: 尚于杰;祁文彥

本發明公開了一種碳纖維纏繞儲氫氣瓶內膽的檢測裝置及檢測方法，該檢測裝置，包括：檢測組件用于對內膽的內壁進行無損檢測；第一驅動組件用于驅動檢測組件在內膽中螺旋式前進。本發明通過設置該檢測裝置，從儲氫氣瓶的內部對內膽進行無損檢測，解決了現有技術中無法對碳纖維纏繞儲氫氣瓶進行檢測的問題，大大降低了碳纖維纏繞儲氫氣瓶的安全風險。通過設置主桿、第二驅動組件、第二連接環和多個支撐組件，進入或退出內膽時，通過第二驅動組件使多個支撐組件收攏；當進入內膽中進行檢測時，通過第二驅動組件使多個支撐組被撐開，無損檢測探頭與內膽內壁接觸或靠近。通過設置多個無損檢測探頭，大大提高檢測效率。

技術領域

本發明屬于氣瓶檢測設備技術領域，具體涉及一種碳纖維纏繞儲氫氣瓶內膽的檢測裝置及檢測方法。

背景技術

碳纖維纏繞儲氣瓶包括碳纖維纏繞層、防電偶腐蝕層和鋁內膽。氣瓶的最內層為內膽，該部分在承受瓶內氣內壓作用的同時，還受到復合材料纖維張力的作用。鋁內膽只承受很小一部分的瓶內氣體壓力，大部分壓力由外部碳纖維承擔。國內目前儲氫氣瓶的內膽一般選擇無縫鋁，鋁材具有輕量化、與氫氣相容性好、抗氫脆、防泄漏、損傷容限高、溫度適應范圍廣、價格合適等優點。纖維增強復合材料層包裹在鋁內膽外側，該層由碳纖維和樹脂材料組成，是典型的復合材料層合板結構：該結構由多層單向纖維復合材料組成，每層纖維的纏繞角度不同，該層的主要作用是保證氣瓶在較高的內壓作用下具有足夠的強度。氣瓶整體結構中，碳纖維纏繞層承擔了絕大部分的壓力載荷，約75％～95％左右。

由于內膽外側被碳纖維及玻璃纖維纏繞，且厚度超過15mm，碳纖維及玻璃纖維纏不導磁，因此現有的無損檢測技術無法對碳纖維纏繞儲氫氣瓶進行檢測，但是該儲氫氣瓶整體承壓大，一旦發生事故，后果不堪設想。所以繼續設計一種新的無損檢測裝置，來滿足檢測要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳纖維纏繞儲氫氣瓶內膽的檢測裝置及檢測方法，解決現有技術中對無法對碳纖維纏繞儲氫氣瓶進行檢測，潛在風險大的技術問題。

為了實現以上目的，本發明采取的具體技術方案是：

一種碳纖維纏繞儲氫氣瓶內膽的檢測裝置，包括：

檢測組件，所述檢測組件用于對內膽的內壁進行無損檢測；

第一驅動組件，所述第一驅動組件用于驅動檢測組件在內膽中螺旋式前進。

本發明通過設置該檢測裝置，從儲氫氣瓶的內部對內膽進行無損檢測，解決了現有技術中無法對碳纖維纏繞儲氫氣瓶進行檢測的問題，大大降低了碳纖維纏繞儲氫氣瓶的安全風險。

進一步優化，所述第一驅動組件包括第一絲杠、第一電機和支架，第一絲杠上套設有第一連接環，第一絲杠與第一連接環螺紋連接，檢測組件設置于第一絲杠的頂部，第一連接環上設置有用于將第一連接環與儲氫氣瓶固定連接的加持件，第一電機固定設置在支架上，第一電機驅動第一絲杠轉動，從而帶動整個檢測組件在內膽中螺旋式前進對內膽進行無損檢測。

通過設置第一驅動組件，第一電機驅動第一絲杠轉動，帶動整個檢測組件在內膽中螺旋式前進，無損檢測探頭對內膽進行無損檢測，并將檢測數據傳送至置于儲氫氣瓶外的控制終端。所述第一電機為伺服電機。

進一步優化，所述加持件為設置在第一連接環外周面的至少兩個搭扣；第一連接環的前半段嵌設于瓶口內，且第一連接環的外周面與瓶口內壁緊密接觸，然后通過搭扣與儲氫氣瓶瓶口鎖緊，確保在第一絲桿轉動過程中，第一連接環與儲氫氣瓶保持相對固定。

或者，加持件為抱箍，第一連接環包括內環和沿內外壁周向固定設置的多個定位卡板，定位板和內環之間設置有間隙，定位板外套設有抱箍，內環的前半段嵌設在儲氫氣瓶的瓶口內，定位板位于瓶口外，然后鎖緊抱箍使定位卡板緊緊包裹住儲氫氣瓶，確保在第一絲桿轉動過程中，第一連接環與儲氫氣瓶保持相對固定。