專利名稱：全復(fù)合材料液化石油氣瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓氣瓶，特別涉及一種全復(fù)合材料液化石油氣瓶。
背景技術(shù)：
在日常生活以及工業(yè)中，液化石油氣瓶等高壓氣瓶應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的高壓氣瓶為全鋼制氣瓶，其重量大、易生銹、使用壽命短、檢驗成本高，使用中頻有爆炸事故產(chǎn)生。全金屬的瓶體一旦在高壓氣體的壓力下爆裂，其金屬碎片會飛濺傷人。為減輕重量，增加安全性由全鋼制氣瓶發(fā)展到增強纖維全纏繞鋁膽復(fù)合氣瓶。公告號為“2711506Y”的專利文獻公開了一種耐磨損的高壓復(fù)合氣瓶，在筒形鋁合金材料瓶體內(nèi)膽外表面纏繞浸膠的增強纖維，在增強纖維纏繞層外設(shè)涂膠層。塑料內(nèi)膽全纏繞氣瓶以重量輕、強度高、耐腐蝕、不爆炸、可透視、使用壽命長、維護成本低等優(yōu)異性能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬氣瓶，具有廣闊的應(yīng)用前景。授權(quán)公告號為“CN201688123U”的實用新型專利文獻公開了一種用于盛裝氣體或液體的壓力瓶，包括高分子材料內(nèi)膽、繞置在高分子材料內(nèi)膽外的復(fù)合材料層以及金屬法蘭接頭。現(xiàn)有復(fù)合材料液化石油氣瓶一般由內(nèi)自外依次包括高分子材料內(nèi)膽、纖維增強復(fù)合材料承載層和防撞擊外殼，其中高分子材料內(nèi)膽包括筒身、筒身軸向的兩端分別為上端封頭和下端封頭，在上端封頭出氣口處設(shè)有一向上伸出的瓶口，瓶口包括接在高分子材料內(nèi)膽封頭出氣口的金屬接嘴法蘭，采用高分子材料內(nèi)膽代替金屬材料內(nèi)膽，減少了內(nèi)膽和瓶體的重量，但是傳統(tǒng)復(fù)合材料液化石油氣瓶存在有以下缺陷:1)塑料內(nèi)膽在纏繞加工中易變形，導(dǎo)致難以加工、并且產(chǎn)品的容積離散度大，封頭復(fù)合材料受力不合理；2)塑料內(nèi)膽與復(fù)合材料直接處于分離狀態(tài)，長期充壓之后，塑料內(nèi)膽易產(chǎn)生凹陷、裂紋等安全隱患，并且在負(fù)壓狀態(tài)易產(chǎn)生破壞；3)氣瓶瓶口采用徑向密封技術(shù)，密封程度差，閥門需要定制；4)采用傳統(tǒng)E玻纖增加不飽和樹脂形成的復(fù)合材料，耐疲勞、耐腐蝕性差,并加工中產(chǎn)生有毒揮發(fā)成分。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種內(nèi)膽受力合理、密封效果好、耐疲勞性好的環(huán)保型高分子材料內(nèi)膽全纏繞型液化石油氣瓶。一種全復(fù)合材料液化石油氣瓶，由內(nèi)自外依次包括高分子材料內(nèi)膽、纖維增強復(fù)合材料承載層和防撞擊外殼，所述的高分子材料內(nèi)膽包括筒身、分別位于筒身軸向兩端的上端封頭和下端封頭，在上端封頭出氣口處設(shè)有一向上伸出的瓶口，所述瓶口包括接在高分子材料內(nèi)膽封頭出氣口的金屬接嘴法蘭，所述的筒身各處厚度相同，上端封頭和下端封頭的厚度由筒身向各自頂端延伸的方向逐步增加。高壓氣瓶的筒體周向應(yīng)力較徑向應(yīng)力大,封頭的強度大于筒身可以充分利用筒身材料的強度。本實用新型的全復(fù)合材料液化石油氣瓶的內(nèi)膽，筒身各處厚度相同而兩端封頭的厚度由筒身向各自頂端延伸的方向逐步增加，即上端封頭及下端封頭的頂端為最大壁厚，合理控制了封頭和筒身的應(yīng)力分布，避免高分子材料內(nèi)膽在纖維增強復(fù)合材料纏繞層纏繞工藝中的變形。傳統(tǒng)的復(fù)合材料液化石油氣瓶的高分子材料內(nèi)膽與復(fù)合材料直接處于分離狀態(tài)，長期充壓之后，高分子材料內(nèi)膽易產(chǎn)生凹陷、裂紋等安全隱患，并且在負(fù)壓狀態(tài)易產(chǎn)生破壞；本實用新型的全復(fù)合材料液化石油氣瓶的高分子材料內(nèi)膽與纖維增強復(fù)合材料承載層之間設(shè)有過渡粘結(jié)層。由于過渡粘結(jié)層的設(shè)置，高分子材料內(nèi)膽與纖維增強復(fù)合材料承載層緊密連接，高分子材料內(nèi)膽所受到的應(yīng)力幾乎完全傳遞到具有增強作用的纖維復(fù)合材料承載層上，長期充壓，高分子材料內(nèi)膽也不會變形、破裂，增加了本實用新型液化石油氣瓶的抗疲勞性。傳統(tǒng)的內(nèi)膽全纏繞氣瓶的纏繞層為E玻璃纖維復(fù)合材料，E玻璃纖(即無堿玻璃纖維)中含硼，對環(huán)境造成不良影響，而且E玻璃纖維增強復(fù)合材料的抗疲勞性和耐腐蝕性較差。本實用新型的全復(fù)合材料液化石油氣瓶的承載層采用環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂材料，比強度高、耐腐蝕性好而且環(huán)保。本實用新型全復(fù)合材料液化石油氣瓶的高分子材料內(nèi)膽為惰性塑料內(nèi)膽，質(zhì)輕，耐腐蝕。本實用新型的全復(fù)合材料液化石油氣瓶的高分子材料內(nèi)膽上端封頭出氣口與所述的金屬接嘴法蘭直接鑲嵌在一起。金屬接嘴法蘭具有通孔，其通孔中心軸線與高分子材料內(nèi)膽中心軸線重合，通過金屬法蘭施加固定的密封力實現(xiàn)密封。該軸向密封方式安裝方便且保證了高分子材料內(nèi)膽的氣密性，同時保證了高分子材料內(nèi)膽與金屬接嘴法蘭連接的牢固性。所述的內(nèi)膽上端封頭的型面與下端封頭的型面為橢球型面或球型面。同樣體積下，球型封頭的表面積最小，在同樣直徑與壁厚和在同樣壓力作用下，球型封頭的應(yīng)力最小；橢球形封頭由半個橢球殼組成，橢球殼部分曲率是連續(xù)變化的，所以應(yīng)力分布比較均勻，受力情況好。通過采用封頭逐步增厚的高分子材料內(nèi)膽，增強了本實用新型液化石油氣瓶的強度，并且使內(nèi)膽合理受力，有效防止了在纏繞工藝中高分子材料內(nèi)膽的變形，降低了產(chǎn)品的容積離散度。

附圖1為本實用新型的全復(fù)合材料液化石油氣瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如附圖1所示，本實用新型的全復(fù)合材料液化石油氣瓶由內(nèi)自外依次包括惰性塑料內(nèi)膽1、聚氨酯基過渡粘結(jié)層2、環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂承載層3和防撞擊外殼4，惰性塑料內(nèi)膽I包括筒身，筒身軸向兩端分別設(shè)有上端封頭和下端封頭，上端封頭型面與下端封頭型面均為橢球型面；在上端封頭出氣口處設(shè)有一向上伸出的瓶口 5，瓶口 5包括接在惰性塑料內(nèi)膽上端封頭出氣口的金屬接嘴法蘭，惰性塑料內(nèi)膽I的筒身各處等厚度，上端封頭和下端封頭的厚度由筒身向各自頂端延伸的方向逐步增厚。具體地，惰性塑料內(nèi)膽I 一體滾制成型，在滾制過程中，直接將金屬接嘴法蘭鑲嵌于惰性塑料內(nèi)膽I的上端封頭出氣口。金屬接嘴法蘭具有通孔，在制備過程中保證其通孔中心軸線與塑料內(nèi)膽I的中心軸線重合。通過法蘭施加固定的密封力實現(xiàn)密封。在惰性塑料內(nèi)膽I及瓶口 5外表面均勻涂覆一層聚氨酯基粘結(jié)劑，形成聚氨酯基過渡粘結(jié)層2，在聚氨酯基過渡粘結(jié)層2外表面濕法纏繞環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂，經(jīng)中溫固化成型，形成環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂承載層3，聚氨酯基過渡粘結(jié)層2與環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂承載層3包覆瓶口 5，進一步增強了密封效果并可避免金屬接嘴法蘭在充氣時脫出。最后在環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂承載層3外安裝防撞擊外殼4。聚氨酯基粘結(jié)劑耐沖擊強度高、耐動態(tài)應(yīng)力腐蝕能力強、不會產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，且對玻璃纖維增強復(fù)合材料和惰性塑料的粘結(jié)性能均很好。聚氨酯基粘結(jié)層作為過渡粘結(jié)層，可以使惰性塑料內(nèi)膽I與環(huán)保型玻璃纖維增強高性能樹脂承載層3緊密連接，確保惰性塑料內(nèi)膽I所受到的應(yīng)力傳遞到具有增強作用的玻璃纖維增強高性能樹脂承載層3上，長期充壓，惰性塑料內(nèi)膽I不會變形、破裂，增加了本實用新型液化石油氣瓶的抗疲勞性。
權(quán)利要求1.一種全復(fù)合材料液化石油氣瓶，由內(nèi)自外依次包括高分子材料內(nèi)膽、纖維增強復(fù)合材料承載層和防撞擊外殼，所述的高分子材料內(nèi)膽包括筒身、分別位于筒身軸向兩端的上端封頭和下端封頭，在上端封頭出氣口處設(shè)有一向上伸出的瓶口，所述瓶口包括接在高分子材料內(nèi)膽封頭出氣口的金屬接嘴法蘭，其特征在于，所述的筒身各處厚度相同，上端封頭和下端封頭的厚度由筒身向各自頂端延伸的方向逐步增加。
2.如權(quán)利要求1所述的全復(fù)合材料液化石油氣瓶，其特征在于，所述的高分子材料內(nèi)膽與纖維增強復(fù)合材料承載層之間設(shè)有過渡粘結(jié)層。
3.如權(quán)利要求1所述的全復(fù)合材料液化石油氣瓶，其特征在于，所述的高分子材料內(nèi)膽上端封頭出氣口與所述的金屬接嘴法蘭直接鑲嵌在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的全復(fù)合材料液化石油氣瓶，其特征在于，所述的金屬接嘴法蘭具有通孔，其通孔中心軸線與高分子材料內(nèi)膽中心軸線重合。
5.如權(quán)利要求1所述的全復(fù)合材料液化石油氣瓶，其特征在于，所述的上端封頭的型面為橢球型面或球型面。
6.如權(quán)利要求1所述的全復(fù)合材料液化石油氣瓶，其特征在于，所述的下端封頭的型面為橢球型面或球型面。
專利摘要本實用新型公開了一種全復(fù)合材料液化石油氣瓶，由內(nèi)自外依次包括高分子材料內(nèi)膽、纖維增強復(fù)合材料承載層和防撞擊外殼，所述的高分子材料內(nèi)膽包括包括筒身、分別位于筒身軸向兩端的上端封頭和下端封頭，在上端封頭出氣口處設(shè)有一向上伸出的瓶口，所述瓶口包括接在高分子材料內(nèi)膽封頭出氣口的金屬接嘴法蘭，所述的筒身各處厚度相同，上端封頭和下端封頭的厚度由筒身向各自頂端延伸的方向逐步增加，通過采用封頭逐步增厚的高分子材料內(nèi)膽，增強了液化石油氣瓶的強度，并且使內(nèi)膽合理受力，有效防止了在纏繞工藝中高分子材料內(nèi)膽的變形。
文檔編號F17C13/00GK203010193SQ20122072193
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者朱進朝 申請人:浙江凱博壓力容器有限公司