[发明专利]复合材料耐高压储运气瓶

说明书

本发明公开了一种复合材料耐高压储运气瓶，包括塑料内胆、纤维增强层、流体进出口、安装部，塑料内胆上覆盖纤维增强层，安装部包括连接部，内层、夹层、外层和衬肩通过注塑一体成型，内层的上部设有凹槽，密封圈容纳在该凹槽内，内层与流体进出口熔融连接，连接部和夹层为金属材质，通过焊接固定连接，连接部与外层接触的管壁上设有沟槽，连接部通过沟槽与外层的凸棱卡接，连接部通过其上的内螺纹与附属件添加密封填料活动连接，衬肩与塑料内胆熔融连接。本发明制作工艺简单、整体强度高，瓶口金属件与塑料内胆接合牢固、密封性好，使用寿命长，成本低。

技术领域

本发明涉及一种高压储运气瓶，属于压力容器技术领域，特别涉及一种纤维缠绕塑料内胆的复合材料耐高压储运气瓶。

背景技术

随着新能源技术的不断进步，与此相适应的能源储运技术近年来也得到长足发展，国内外对于盛装能源介质特别是气体介质的压力气瓶的需求也大幅增加，但目前国内市场应用于高压气体储运的气瓶绝大多数为全金属或者具有金属内胆的纤维缠绕增强气瓶。但是，钢瓶存在成型工艺复杂、质量大、运输不便、易腐蚀、不具有可视性、使用过程中频有爆炸事故发生等缺陷。纤维缠绕塑料内胆复合材料气瓶具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不爆炸、可透视、使用寿命长，维护成本低等优异性能。在国家对气瓶安全性能要求日趋严格、容积不变气瓶重量要求越来越轻的情况下，纤维缠绕非金属内胆复合材料气瓶由于综合了高性能纤维及特种塑料的特点，在保证气瓶安全性能的前提下，其重量相比较金属气瓶减少60％以上，因此具有更高的容重比，而且气瓶具有很好的耐腐蚀性能并且在发生火灾时不爆炸，能给人们留下较长的逃生时间和避免次生灾害发生，因此成为替代传统金属钢瓶并具有广阔应用前景的新趋势。

由于强度与刚度的需要，气瓶瓶口需采用金属材料，结构上需要将金属部件与非金属内胆进行接合，因此需要采用合理的结构、形状以及工艺，解决金属瓶口与塑料内胆之间的接合与密封问题，以保持瓶内的压力，避免产生瓶内气体的泄露。

在瓶内高压的情况下，解决瓶口金属件与塑料内胆的接合及密封问题，目前主要采用两种方式：其一是采用复合封头和筒状塑料瓶体分别制作，然后再热熔焊接。如，2016年2月10日授权公告的，公告号为CN205026370U的中国实用新型专利，公开了一种储运用高压气瓶的复合塑料内胆，采用将金属瓶头置入滚塑或注塑模腔内，并在模腔内充入熔融HDPE原料，冷却后与金属瓶头一体成型为复合封头，热熔焊接复合封头与筒状塑料瓶体，并将金属瓶塞预置在筒体内的方法解决密封问题。但是，由于复合封头机械强度不高扭力不够,整体强度下降，密封效果也会受到影响，并减少了使用寿命。其二是，采用塑料内胆一次成型工艺，安装部通过衬肩固定在塑料内胆和纤维增强层之间，实现口金属件与塑料内胆的接合及密封。如，2017年3月8日授权公告的，公告号为CN206001260U的中国实用新型专利，公开了一种塑料内胆纤维缠绕储运瓶，包括用于将附属件安装至塑料内胆的安装部，安装部包括圆筒状的连接部和横截面为环形的衬肩，衬肩固定在塑料内胆和纤维增强层之间，塑料内胆设置有管状的流体进出口，连接部与流体进出口连接，流体进出口顶部设置密封圈，密封圈容纳在连接部中，密封圈位于附属件与连接部之间，附属件与安装部通过螺纹旋紧自由连接。虽然该技术方案内胆制作工艺简单、整体强度高，但是，由于复合气瓶内胆材料为塑料，很难与金属材料粘接，所以安装部无法实现与内胆直接接合及固定，只是依靠瓶身所缠绕的纤维来加固，此种接合加固方式不牢固，使用耐久性差；同时，金属安装部加工工艺复杂，成本也较高。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料耐高压储运气瓶，不但制作工艺简单、整体强度高，而且瓶口金属件与塑料内胆接合牢固、密封性好，使用寿命长，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：