[发明专利]一种增强塑料内胆缠绕储氢瓶和缠绕方法

说明书

本发明涉及一种增强塑料内胆缠绕储氢瓶和缠绕方法，属于储氢瓶技术领域，解决了储氢瓶长度较长的情况下，储氢瓶的侧壁抗径向冲击的能力下降的问题。本发明的增强塑料内胆缠绕储氢瓶，包括塑料内胆、缠绕轴、碳纤缠绕层、轴向增强预制件和预制件端帽；所述轴向增强预制件为管状或拱形瓦状，每个储氢瓶设有4根轴向增强预制件，4根轴向增强预制件由所述预制件端帽对称固定在所述碳纤缠绕层的外侧。本发明的储氢瓶设有轴向增强预制件，其位置位于储氢瓶外接正方形内对称的四个角部的空余空间，在不增大储氢瓶安装空间要求的条件下，增强了加长储氢瓶抗弯折冲击的能力。

技术领域

本发明涉及储氢瓶技术领域，尤其涉及一种增强塑料内胆缠绕储氢瓶和缠绕方法。

背景技术

我国现有储氢瓶，主要为35MPa三型瓶。三型瓶采用铝合金为内胆，具有重量轻、储氢密度高等优点，但由于金属氢脆效应随储氢压力升高更显著，直接沿用现有三型瓶技术路线升级空间受到限制。采用塑料内胆缠绕的70MPa四型瓶，具有耐腐蚀、重量轻、强度高、单位质量储氢密度高、循环寿命长且成本低的特点，是目前储氢瓶的发展方向，具有良好的发展前景。

随着科学技术的不断推进，我国车载高压气态储氢也会逐步向四型储氢瓶过度，高压塑料内胆缠绕的70MPa四型储氢瓶安全性是人们关注的重中之重。对于商用车领域中，储氢需求较大，需要容积更大的储氢瓶。考虑安装空间限制，长度直径比较大的储氢瓶是最佳方案。但是气瓶长度较长的情况下，其侧壁抗径向冲击的能力将下降，加厚缠绕层则将降低气瓶的储气效率。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种增强塑料内胆缠绕储氢瓶和缠绕方法，用以解决储氢瓶长度较长的情况下，侧壁抗径向冲击能力下降，而加厚缠绕层则降低气瓶的储气效率的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种增强塑料内胆缠绕储氢瓶，包括塑料内胆、缠绕轴、碳纤缠绕层、轴向增强预制件和预制件端帽；

所述轴向增强预制件为管状或拱形瓦状，每个储氢瓶设有4根轴向增强预制件，4根轴向增强预制件由所述预制件端帽对称固定在所述碳纤缠绕层的外侧。

进一步地，所述增强塑料内胆缠绕储氢瓶还包括增强预制件垫，所述增强预制件垫位于所述碳纤缠绕层的外侧，包围所述轴向增强预制件。

进一步地，所述塑料内胆包括接口，所述接口的轴线与所述塑料内胆的轴线共轴。

进一步地，所述缠绕轴套接在所述接口外，所述缠绕轴包括柱部和檐部。

进一步地，所述柱部的中间设有通孔，所述通孔为螺纹孔，所述柱部的横截面为正六边形。

进一步地，所述檐部位于所述塑料内胆的穹顶状弧面处，所述檐部与所述塑料内胆之间设有氢隔离垫。

进一步地，所述碳纤缠绕层缠绕在所述塑料内胆和所述缠绕轴外。

进一步地，所述预制件端帽的内表面形状与缠绕了碳纤缠绕层之后的缠绕轴的肩部形状对应，所述预制件端帽的外表面为方形。

进一步地，所述增强塑料内胆缠绕储氢瓶还包括保护纤维缠绕层，所述保护纤维缠绕层缠绕在预制件端帽、碳纤缠绕层和轴向增强预制件外。

进一步地，所述预制件端帽的侧面设有凹槽和螺纹孔。

进一步地，所述增强塑料内胆缠绕储氢瓶还包括连接装置，所述连接装置包括连接板和第一凸块，连接板的一侧设有多个第二凸块，连接装置的第一凸块和第二凸块能够插入多个储氢瓶的预制件端帽的侧面的凹槽内。

一种上述技术方案所述的增强塑料内胆缠绕储氢瓶的缠绕方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在塑料内胆的两端接口外套接缠绕轴；

S2.缠绕碳纤缠绕层：