[發明專利]一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝

有效

• 申請號: 202110974301.4
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113606487B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 謝鵬程;王修磊;丁玉梅;楊衛民
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F17C1/06
• 分類號: F17C1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：包括旋制基板成型、碳纖維復合材料編織/纏繞成型和旋制基板卸載工藝，其工藝路徑為：首先，將選定截面形狀尺寸的絲材按照儲氣瓶內部結構形狀和尺寸卷制成旋制基板；第二，通過纖維編織設備/纖維纏繞設備在旋制基板上從瓶口處開始按照預定交錯角度沿旋制基板軸線方向編織/纏繞碳纖維復合材料；當碳纖維復合材料編織至旋制基板的另一端時，在端部編織纖維上緊密纏繞多圈碳纖維進行限位和固定；然后，通過纖維纏繞設備在已經編織好的纖維上纏繞預定層數的碳纖維復合材料；纏繞完成后，碳纖維編織設備開始沿旋制基板軸線向上一層編織碳纖維層的反方向繼續編織碳纖維復合材料層；上述纖維復合材料編織和纏繞交替進行，直至滿足編織層數要求；第三，將旋制基板和碳纖維復合材料層一同送入樹脂固化裝備中進行固化，待固化后取出制品；第四，通過抽絲機構，將成型旋制基板的金屬絲拉直并緩慢抽出儲氣瓶，與此同時，制品需要跟隨抽絲動作繞基板軸線旋轉，最終獲得滿足要求的儲氣瓶。

2.根據權利要求1所述的一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：所述旋制基板成型過程中的絲材之間的螺旋導程，所有位置導程一致；或封頭處導程小，筒體處導程大；或各處導程變化不定或按照某種規律變化。

3.根據權利要求1所述的一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：所述旋制基板卷制使用的金屬絲或旋制基板打印使用的聚合物絲的截面形狀設計為圓形、矩形、梯形或三角形。

4.根據權利要求1所述的一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：在絲材卷制/打印成型的旋制基板內加入可充氣耐高溫的彈性材料制成的氣囊，在纖維復合材料編織/纏繞過程前向氣囊中充入一定壓力的安全氣體，使氣囊作為旋制基板的輔助支撐；和/或在氣囊中填充開孔泡沫材料或纖維氈材料，填充材料以顆粒的形式填充，在纖維編織/纏繞過程、樹脂固化過程中，填充材料內保持一定壓力的氣體，在纖維復合材料固化完成后，對氣囊抽真空并取出填充物和氣囊。

5.根據權利要求1所述的一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：先利用與纖維復合材料一樣的材料在圓柱形的芯軸上成型出一部分筒體結構，然后將筒體結構套在旋制基板上，再繼續按照纖維編織/纏繞工藝成型外部主體纖維復合材料；或將旋制基板表面涂覆一層可溶解的固體材料，當碳纖維復合材料固化完成后，抽出旋制基板并溶解涂覆在旋制基板上的材料；或在較粗的金屬絲卷制的旋制基板上再使用較細的金屬絲卷制一層基板；或針對長徑比較大的儲氣瓶成型，在旋制基板軸線出增加一根芯軸，以提高成型過程中的剛度。

6.根據權利要求1所述的一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：所述編織工藝中碳纖維復合材料的編織方式采用纖維帶兩兩交錯編織方式，或采用一跨二或一跨多條纖維束的編織方式。

7.根據權利要求1所述的一種Ⅴ型無內膽高壓復合材料儲罐成型工藝，其特征在于：在旋制基板卸載過程中制品與抽絲機構繞軸心發生相對旋轉運動。