[發(fā)明專利]一種無內(nèi)膽高壓儲氣罐的制備方法

在審

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• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114368171A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸煒
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州博適特新材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38;B29C33/58;B29C33/52;F17C1/16
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 趙洋洋

本發(fā)明涉及一種無內(nèi)膽高壓儲氣罐的制備方法，包括如下步驟：制作可以去除的內(nèi)膽；在內(nèi)膽外表面涂覆容易脫模的離型液，再纏繞熱塑性碳纖維單向帶至達(dá)到設(shè)計要求的強(qiáng)度和厚度，碳纖維單向帶的纏繞需在加熱的條件下進(jìn)行；去除內(nèi)膽，得到所述的無內(nèi)膽高壓儲氣罐，通過本發(fā)明的方法制備的高壓儲氣罐減重20%以上，腔體積增加10%的儲存量，成本更低，生產(chǎn)效率更高，同時采用連續(xù)碳纖維熱塑性單向帶，環(huán)保可回收，采用即時纏繞即時加熱固化工藝，大幅提高了生產(chǎn)效率，可以用于儲存70兆帕以上的氫氣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓儲氣罐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無內(nèi)膽高壓儲氣罐的制備方法。

背景技術(shù)

高壓儲氣罐，一種儲存氣體燃料的金屬罐。儲氣壓力為15～35兆帕甚至更高，罐內(nèi)容積固定，按其儲存壓力來調(diào)節(jié)儲存量的大小，有圓柱形和球形兩種，儲存容量大時一般采用球形罐。

現(xiàn)有技術(shù)中公開的高壓儲氣罐為IIV型鋁合金內(nèi)膽和IV型HDPE內(nèi)膽，高壓氣態(tài)儲氫罐儲氫密度的大小嚴(yán)重受限于壓力的大小，要增加氫氣的密度就必須增加儲氫壓力，這對容器的大小、重量以及安全性、儲存成本具有較高的要求。現(xiàn)有技術(shù)中的高壓儲氣罐均具有內(nèi)膽，增加儲氣罐的重量，且減少儲存量，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低等缺點。

鑒于以上原因，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，本發(fā)明提供了一種無內(nèi)膽高壓儲氣罐的制備方法，通過本發(fā)明的方法制備的儲氣罐減重20%以上，腔體體積增加10%儲存量，成本低，生產(chǎn)效率高，所述的儲氣罐用于儲存70兆帕以上的氫氣。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無內(nèi)膽高壓儲氣罐的制備方法，包括如下步驟：

（1）制作可以去除的內(nèi)膽；

（2）在內(nèi)膽外表面涂覆容易脫模的離型液，再纏繞熱塑性碳纖維單向帶至達(dá)到設(shè)計要求的強(qiáng)度和厚度，碳纖維單向帶的纏繞需在加熱的條件下進(jìn)行，一邊纏繞一邊加熱；

（3）去除內(nèi)膽，得到所述的無內(nèi)膽高壓儲氣罐。

進(jìn)一步的，步驟（1）中所述的可以去除的內(nèi)膽為高分子材料制成的內(nèi)膽、3D打印制成的內(nèi)膽或可骨架變形的內(nèi)膽。

進(jìn)一步的，所述的高分子材料為發(fā)泡聚苯乙烯。

本發(fā)明內(nèi)膽還可以采用3D打印技術(shù)制成，采用3D打印的砂芯內(nèi)膽模型填充內(nèi)膽體積，作為纏繞碳纖維單向帶的骨架支撐，待全部纏繞成型后，對砂芯模型溶解去除沙子。

進(jìn)一步的，所述的可骨架變形的內(nèi)膽為八爪支撐結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述的八爪支撐結(jié)構(gòu)為金屬或工程塑料制成。

本發(fā)明的八爪支撐結(jié)構(gòu)作為纏繞碳纖維單向帶的骨架支撐，待全部纏繞后，將可骨架變形的內(nèi)膽取出，八爪支撐結(jié)構(gòu)可以縮小體積從儲氣罐的開口取出。

進(jìn)一步的，步驟（2）中所述的離型液為丙烯酸合成樹脂聚合物。

本發(fā)明離型液涂覆在內(nèi)膽的外表面上，以便于后續(xù)的碳纖維進(jìn)行脫模。

進(jìn)一步的，步驟（2）中加熱的溫度為300-500℃。

進(jìn)一步的，步驟（2）熱塑性碳纖維單向帶采用正負(fù)45度纏繞方式纏繞。

本發(fā)明的內(nèi)膽外表面的熱塑性碳纖維單向帶的纏繞通過機(jī)器人編程的機(jī)械手采用正負(fù)45度纏繞，在纏繞的同時通過即時加熱裝置對碳纖維單向帶進(jìn)行連續(xù)加熱固化。

進(jìn)一步的，步驟（3）中高分子材料制成的內(nèi)膽采用燃燒溶解法去除，3D打印制成的內(nèi)膽采用溶解法去除，可骨架變形的內(nèi)膽采用結(jié)構(gòu)變形取出。

進(jìn)一步的，所述的燃燒溶解法采用先在100-150℃，加熱25-35min處理，然后再加入丙酮進(jìn)行溶解，所述的溶解法為采用丙酮溶解。