[發明專利]一種基于自增強理論的站用儲氫氣瓶及儲氣瓶組

在審

• 申請號: 202210232407.1
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114517888A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 潘州鑫;潘銘鵬;李曰兵;朱吉琦;金偉婭;高增梁
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/02;F17C13/04;F17C13/08
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 鞏延亮

本發明公開一種基于自增強理論的站用儲氫氣瓶，包括瓶口閥和瓶體，瓶口閥包括扳手、閥體、旋塞、第一螺蓋、第二螺蓋，扳手與旋塞上端連接，旋塞下部置于閥體內部并通過壓套進行連接，壓套外側設置有第一螺蓋，閥體的下端部通過第二螺蓋與瓶體相連接，瓶體經過自增強工藝處理。本發明還公開上述儲氫氣瓶組合而成的儲氣瓶組。通過本發明方案，提高了瓶口閥和瓶體之間的結合強度和密封性，另外對瓶體作自增強工藝處理，通過施加1.5?1.6倍設計壓力再卸壓，降低氣瓶整體應力水平，提高儲氫氣瓶的使用壽命。此外通過不同氣瓶之間閥體兩端的側接口相互連接組成儲氣瓶組，并通過合金支架固定，實現儲氣瓶組組合運行，易埋藏于地下使用。

技術領域

本發明屬于儲氫氣瓶技術領域，具體涉及一種基于自增強理論的站用儲氫氣瓶及儲氣瓶組。

背景技術

氫能作為一種高能量密度且無污染的二次清潔能源，未來其應用會在經濟技術發展中占重要位置。且近年來，伴隨著新能源汽車的發展，作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎設施，加氫站的數量也在不斷增長。氫能全產業鏈包含制氫、氫儲運和氫能利用三個關鍵環節。在氫能源發展方面，我國面臨的最主要的挑戰在于氫能的儲運。國內目前主要有高壓液態儲氫、低溫液態儲氫、有機液態儲氫、固體材料儲氫4種儲氫技術，其中高壓氣態儲氫技術最為成熟，但是儲氫的安全性方面存在瓶頸。為了穩定現有氫氣儲存量，提高儲氫氣瓶的安全性，超高壓容器設備在化工與石油行業中得到了廣泛的應用。對于厚壁氣瓶，由于壁厚、形狀復雜導致應力分布極不均勻，內壁應力遠遠高于外壁，易進入屈服階段；此外由于毛坯材料尺寸大，在鑄造鍛壓及熱處理中常產生難以檢測的缺陷而造成疲勞斷裂破壞的隱患。現有站用儲氫一般在60MPa以下，鋼瓶厚度大，制造難度大。100MPa是發展趨勢，需要更大厚度，旋壓成型更難。因此如何有效減少作業成本、降低工藝難度、增大設備的疲勞壽命已然成為工程中待解決的問題。

發明內容

針對上述問題情況，本發明提供一種基于自增強理論的站用儲氫氣瓶及儲氣瓶組，解決現有技術中由于鋼瓶厚度大而導致的成本高、制備工藝難度大以及疲勞壽命降低等技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于自增強理論的站用儲氫氣瓶，包括瓶口閥組件和瓶體，所述瓶口閥組件包括扳手、閥體、旋塞、第一螺蓋、第二螺蓋，所述扳手與旋塞的上端連接，旋塞的下部置于閥體內部并通過壓套進行固定連接，壓套外側設置有第一螺蓋，第一螺蓋與閥體的上端部相連接，用于控制旋塞和壓套配合的松緊程度，閥體的下端部通過第二螺蓋與瓶體相連接。

作為進一步的技術方案，所述旋塞包括一體成型的上塞部和下塞部，上塞部的直徑小于下塞部，上塞部的上端設置有卡接部，用于與扳手形成卡接，下塞部設置有貫穿的通孔，通孔位置到旋塞底端為空心圓筒結構。

作為進一步的技術方案，所述壓套呈空心圓柱狀結構，套設在上塞部的外側，壓套內徑與上塞部的外徑相匹配，壓套上端設置有環形凸緣，所述環形凸緣卡接在閥體的上邊緣處。

作為進一步的技術方案，所述閥體為十字形聯通結構，閥體的左右兩側設有聯通的側接口，所述側接口用于與其他氣瓶或設備連接，閥體的內部設置有用于容納旋塞的容腔，所述容腔的尺寸與旋塞相匹配。

作為進一步的技術方案，所述閥體的上端部和下端部設置有外螺紋，所述第二螺蓋套設在閥體下端部的外側，第二螺蓋設置有內螺紋。

作為進一步的技術方案，所述瓶體的瓶口處內外兩側分別設置有瓶口內螺紋和瓶口外螺紋，所述瓶口內螺紋與閥體下端部的外螺紋相對應，所述瓶口外螺紋與第二螺蓋的內螺紋相對應。

作為進一步的技術方案，在瓶口內螺紋的下部設置有密封槽，所述密封槽用橡膠圈填充，所述閥體的下端部末端與橡膠圈緊密密封。

作為進一步的技術方案，所述瓶體經過自增強工藝處理，具體過程包括如下步驟：