[發明專利]一種碳纖維纏繞儲氫罐的集中式固化裝置和固化方法

有效

• 申請號: 202110768305.7
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113478707B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 徐興寶;計徐偉;許惠鋼;朱明國;羅展鵬;徐谷;錢麗君
• 申請（專利權）人: 江陰市富仁高科股份有限公司
• 主分類號: B29C35/02
• 分類號: B29C35/02;B29C35/00;B29C35/04;B29C37/00;B29L22/00;B29L31/00
• 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

本發明公開了一種碳纖維纏繞儲氫罐的集中式固化裝置和固化方法。固化裝置包括機架平臺和平臺罩蓋，在機架平臺上立式安裝有若干數量的碳纖維纏繞儲氫罐，碳纖維纏繞儲氫罐的外圍設置有立式護套，立式護套的上端孔口連接有第一波紋管，平臺罩蓋的下端設置有第二波紋管；平臺罩蓋的上部設置有熱風送風腔，機架平臺的下部設置有熱風回收腔，平臺罩蓋上分別設置有第一熱風分配孔和第二熱風分配孔，機架平臺上分別設置有第一熱風回收孔和第二熱風回收孔；熱風回收腔與熱風送風腔之間連接有熱風循環管路，有熱風循環管路上分別設置有風機和空氣加熱器。本發明降低了固化作業的能耗，提高了碳纖維纏繞層的加熱固化的性能、質量和可靠性。

技術領域

本發明涉及碳纖維纏繞儲氫罐制造技術領域，具體涉及一種碳纖維纏繞儲氫罐的集中式固化裝置和固化方法。

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(常用的為鋁合金或碳鋼)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類膠液的碳纖維，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。

高壓儲氫瓶在碳纖維纏繞后需要進行固化。固化可采用常溫固化和加熱固化，可根據不同的樹脂情況來選擇相應的固化方式。加熱固化時要關注的主要技術指標有加熱溫度范圍、溫度變化速率、保溫數值及溫度恒定時間。固化工序直接影響著碳纖維纏繞層的質量和性能。由于以加熱固化方式固化出的產品強度更高且固化時間較短，因此碳纖維纏繞層的制作一般采用加熱固化的方式。

典型的高壓儲氫瓶上碳纖維纏繞層的加熱固化方式是將纏繞有碳纖維的高壓儲氫瓶放置到固化室中，按照設定的加熱溫度進行加熱、升溫和保溫。但是現有的加熱固化方式還存在以下不足：

一是固化室的空間利用率低，熱風用量較大、熱量散失較多、能耗高。

二是熱風在固化室內循環的均勻性較差，由此影響到碳纖維纏繞層的加熱固化的質量和可靠性。

三是在固化過程中內部氣體的析出不夠充分，導致碳纖維纏繞層內部存在一定的空隙率，從而在一定程度上降低了碳纖維纏繞層的性能。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種碳纖維纏繞儲氫罐的集中式固化裝置和固化方法，旨在降低固化作業的能耗，提高碳纖維纏繞層的加熱固化的性能、質量和可靠性。具體的技術方案如下：

一種碳纖維纏繞儲氫罐的集中式固化裝置，包括機架、設置在所述機架上端的機架平臺、設置在所述機架平臺上方用于罩住所述機架平臺的平臺罩蓋，在所述機架平臺上且位于所述平臺罩蓋的下方位置立式安裝有若干數量按照陣列分布的碳纖維纏繞儲氫罐，且在所述機架平臺上位于每一個碳纖維纏繞儲氫罐的外圍設置有立式護套，所述立式護套的上端孔口連接有第一波紋管，所述平臺罩蓋的下端正對于所述碳纖維纏繞儲氫罐的口部位置設置有第二波紋管，所述第一波紋管的上端彈性靠住所述平臺罩蓋的下端，所述第二波紋管的下端罩住所述碳纖維纏繞儲氫罐的上端孔口；所述平臺罩蓋的上部設置有熱風送風腔，所述機架平臺的下部設置有熱風回收腔，所述平臺罩蓋上分別設置有用于將所述熱風送風腔與各所述立式護套內部相連通的第一熱風分配孔、用于將所述熱風送風腔與各所述碳纖維纏繞儲氫罐內部相連通的第二熱風分配孔，所述機架平臺上分別設置有用于將所述熱風回收腔與各所述立式護套內部相連通的第一熱風回收孔、用于將所述熱風回收腔與各所述碳纖維纏繞儲氫罐內部相連通的第二熱風回收孔；所述熱風回收腔與所述熱風送風腔之間連接有熱風循環管路，所述有熱風循環管路上分別設置有風機和空氣加熱器。