[發明專利]一種儲氫罐上碳纖維纏繞層的制作方法

有效

• 申請號: 202110762998.9
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113650326B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 計徐偉;許冬平;朱明國;梁榮桂;羅展鵬;陳凱
• 申請（專利權）人: 江陰市富仁高科股份有限公司
• 主分類號: B29C70/78
• 分類號: B29C70/78;B29B11/04;B29B11/06
• 代理公司: 無錫義海知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 楊曉華

本發明公開了一種儲氫罐上碳纖維纏繞層的制作方法，包括如下步驟：(1)內膽制作；(2)閥體裝配；(3)裝夾；(4)碳纖維纏繞：采用濕法碳纖維纏繞設備，將浸漬有環氧樹脂液的碳纖維纏繞在塑料內膽外表面，形成一層碳纖維纏繞層；(5)固化；(6)保護套設置：在碳纖維纏繞層的外表面安裝可換式防撞保護裝置；可換式防撞保護裝置包括外套在碳纖維纏繞層外表面的中間套筒和連接在中間套筒兩端的帶中心孔端蓋；中間套筒為彈性橡膠中間套筒，帶中心孔端蓋為彈性橡膠帶中心孔端蓋，帶中心孔端蓋的中心孔外套在金屬閥體外圓上。本發明提高了碳纖維纏繞時的張力控制的精度以及儲氫罐制作后的安全可靠性，并實現了碳纖維纏繞層內部張力的優化。

技術領域

本發明涉及儲氫罐制造技術領域，具體涉及一種儲氫罐上碳纖維纏繞層的制作方法。

背景技術

高壓儲氫瓶具有儲氫容器結構簡單、壓縮氫氣制備的能耗較少、灌裝速度快等優點，已經成為氫能儲運的主要方式。目前使用較多的高壓儲氫瓶復合內膽碳纖維全纏繞高壓儲氫罐，其是采用金屬(常用的為鋁合金)或塑料作為內膽，并在金屬內膽或塑料內膽外面纏繞一層浸漬有環氧樹脂的碳纖維，經固化后形成碳纖維纏繞層。這種結構的高壓儲氫瓶具有耐壓強度、安全性較高等優勢。

但是現有的高壓儲氫瓶還存在具有以下不足：

一是高壓儲氫罐外層為碳纖維纏繞層，使用時有可能受到意外撞擊而損壞，從而會造成一定的安全隱患，并降低高壓儲氫罐的使用壽命。

一是高壓儲氫罐出現慢性泄露時不易早期發現早期預警，由此降低了高壓儲氫罐的安全可靠性。

三是碳纖維纏繞時的張力控制精度較差，且也無法根據不同的纏繞部位進行變張力控制以實現碳纖維纏繞層內部張力的優化設計。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種儲氫罐上碳纖維纏繞層的制作方法，旨在提高碳纖維纏繞時的張力控制的精度以及儲氫罐制作后的安全可靠性，并根據不同的纏繞部位進行變張力控制以實現碳纖維纏繞層內部張力的優化設計。具體的技術方案如下：

一種儲氫罐上碳纖維纏繞層的制作方法，包括如下步驟：

(1)內膽制作：采用高密度聚乙烯為原料，制作塑料內膽；

(2)閥體裝配：塑料內膽兩端開孔部安裝連接好金屬閥體，所述金屬閥體的內孔與所述塑料內膽的收口部外圓采用螺紋連接，所述金屬閥體的端面與塑料內膽的收口部臺階端面之間的連接為熱融合連接；

(3)裝夾：塑料內膽兩端使用芯軸進行定位，裝夾在碳纖維纏繞設備的旋轉裝置上；

(4)碳纖維纏繞：采用濕法碳纖維纏繞設備，將浸漬有環氧樹脂液的碳纖維纏繞在塑料內膽和金屬閥體外表面，形成一層碳纖維纏繞層；

(5)固化：將帶有碳纖維纏繞層的塑料內膽置于固化干燥室內，進行固化干燥；

(6)保護套設置：在碳纖維纏繞層的外表面安裝可換式防撞保護裝置；所述可換式防撞保護裝置包括外套在所述碳纖維纏繞層外表面的中間套筒和連接在所述中間套筒兩端的帶中心孔端蓋；所述中間套筒為彈性橡膠中間套筒，所述帶中心孔端蓋為彈性橡膠帶中心孔端蓋，所述帶中心孔端蓋的中心孔外套在所述金屬閥體外圓上。

優選的，所述帶中心孔端蓋與所述中間套筒之間密封連接，所述帶中心孔端蓋的中心孔與所述金屬閥體外圓之間密封連接，所述中間套筒的內壁上、所述帶中心孔端蓋的內壁上分別設置有縱橫交錯相互連通的互通槽；所述帶中心孔端蓋上分別設置有用于對所述互通槽進行抽真空的抽真空接口及連接閥、用于監測所述互通槽內真空度情況的真空度傳感器。