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CN112590239B - 带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法 - Google Patents

带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，该方法包括如下步骤：1)按照设计要求的缠绕层次，在内胆上完成纵向缠绕和部分环向缠绕形成缠绕层，然后进行预固化；2)按设计要求制作气瓶的前裙座和后裙座；3)将气瓶的前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层套装连接；4)在前裙座和后裙座的外表面与气瓶的外表面进行剩余部分的环向缠绕；5)将完成缠绕的气瓶进行固化，固化完成后得到一体式全缠绕气瓶；6)按设计要求完成气瓶阀门组件安装。本发明一种带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法在保证气瓶承压能力的前提下，采用裙座一体式结构将气瓶和安装结构集成为一体，大大降低了产品的整体重量。

Description

带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法
技术领域
本发明涉及气瓶制造的技术领域，具体涉及一种带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法。
背景技术
高压气瓶主要结构形式主要包括无缝钢瓶、钛合金气瓶、全缠绕气瓶。全缠绕气瓶由于具有质量轻、耐腐蚀、密封性能好、可靠性高的优势，目前的应用越来越广泛，在汽车、航空航天、船舶等领域均有广泛的应用。
在产品安装时，全缠绕气瓶采用与传统气瓶相同的鞍座式安装方式，将气瓶固定在鞍座上并用拉带紧固。这种安装方式需要较大的安装空间用于产品安装，难以满足一些行业的特殊要求。同时由于全缠绕气瓶依靠外部缠绕层来保证承压能力，鞍座式安装方式存在划伤缠绕层的风险，当缠绕层破坏后，气瓶需进行报废处理，带来较大的经济损失。因此，设计出一种工艺简单、成本低、可靠性高的带裙座一体时全缠绕气瓶的制造方法十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，该方法在保证产品承压能力的前提下，解决气瓶安装问题，实现了产品安装的可靠性和便捷性。
为实现上述目的，本发明所设计的一种带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，包括如下步骤：
1)按照设计要求的缠绕层次，在内胆上完成纵向缠绕和部分环向缠绕形成缠绕层，然后进行预固化；
2)按设计要求制作气瓶的前裙座和后裙座；
3)将气瓶的前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层套装连接；
4)在前裙座和后裙座的外表面与气瓶的外表面进行剩余部分的环向缠绕；
5)将完成缠绕的气瓶进行固化，固化完成后得到一体式全缠绕气瓶；
6)按设计要求完成气瓶阀门组件安装。
进一步地，所述步骤1)中，预固化的温度为95℃～110℃，时间为2.5h～3.5h。
进一步地，所述步骤2)中，前裙座和后裙座与气瓶的缠绕层采用相同的纤维复合层制作而成；所述纤维复合层采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中一种或多种。这样，可以降低气瓶整体重量。
进一步地，所述步骤2)中，前裙座和后裙座的一端均设置有环形翻边结构。
进一步地，所述环形翻边结构上设置有若干个安装孔。
进一步地，所述安装孔的内侧预埋设置有金属加强角盒，这样可以提高安装孔的强度
进一步地，所述步骤2)中，前裙座和后裙座的外壁上均设置有用于管路安装和使用的安装凸台和操作口。安装凸台和操作口根据实际需求安装，实现管路的安装和使用操作。
进一步地，所述步骤2)中，前裙座和后裙座的套装端部均沿周向设置有若干个槽孔，保证了前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层顺利套装。
进一步地，所述步骤2)中，前裙座和后裙座上安装有阀门固定板，可以将系统阀门集成到气瓶上，实现系统一体化。
再进一步地，所述步骤3)中，在预固化后的气瓶肩部粘接橡胶垫，采用定位模具将前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层采用进行套装。这样，可以保证裙座与气瓶的同轴度，提高装配效率。在前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层间垫有橡胶垫，用于提高裙座的轴向拉伸强度。
更进一步地，所述步骤5)中，固化过程分为三个阶段，第一阶段在95℃～110℃下固化2.5h，第二阶段在130℃～145℃下固化2.5h，第三阶段在155℃～165℃下固化5h。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，在保证气瓶承压能力的前提下，采用裙座一体式结构将气瓶和安装结构集成为一体，大大降低了产品的整体重量。
其二，本发明的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，在预固化后的气瓶肩部粘接橡胶垫，采用定位模具将前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层采用进行套装，这样，可以保证裙座与气瓶的同轴度，提高装配效率，在前裙座、后裙座与气瓶的缠绕层间垫有橡胶垫，用于提高裙座的轴向拉伸强度。
其三，本发明方法制造的带裙座一体式全缠绕气瓶进行水压试验、无损检测等，水压试验压力为52.5MPa未出现泄漏；水压试验合格后对裙座与气瓶连接部位进行X射线检测，裙内部及其粘接面无脱粘、分层等缺陷显示。
附图说明
图1为一种带裙座一体式全缠绕气瓶的结构示意图；
图2为图1中前裙座的主视结构视图；
图3为图1中前裙座的侧视结构示意图；
图4为图3中沿A-A方向的示意图；
图中：内胆1、缠绕层2、前裙座3、后裙座4、橡胶垫5、环形翻边结构6、安装孔7、金属加强角盒8、安装凸台9、操作口10、槽孔11。
具体实施方式
下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
实施例1
制备一种直径为265mm，容积为65L的带裙座一体式全缠绕气瓶，依次包括以下步骤：
1)按照设计要求的缠绕层次，在内胆1上完成纵向缠绕和部分环向缠绕形成缠绕层2，然后进行预固化，本实施例优选碳纤维；将缠绕后的气瓶送入固化炉，按95℃/2.5h固化参数进行预固化；
2)按设计要求制作气瓶的前裙座3和后裙座4，采用纤维采用缠绕和贴片方式制作，本实施例优选碳纤维。在前裙座3和后裙座4的环形翻边结构6一端预埋金属加强角盒8，裙座生产完成后，采取机械加工方式加工安装孔7、操作口10，前裙座3和后裙座4的套装端部均沿周向设置有若干个槽孔11。
3)在预固化后的气瓶肩部粘接橡胶垫5，采用定位模具将前裙座3、后裙座4与气瓶的缠绕层2采用进行套装；
4)裙座套装后，在前裙座3和后裙座4的外表面与气瓶的外表面进行剩余部分的环向缠绕；
5)将最终缠绕成型后的气瓶送入固化炉，按照95℃/2.5h+130℃/2.5h+155℃/5h固化参数进行产品固化；
6)按设计要求完成气瓶阀门组件安装。
实施例2
制备一种直径为265mm，容积为65L的带裙座一体式全缠绕气瓶，依次包括以下步骤：
1)按照设计要求的缠绕层次，在内胆1上完成纵向缠绕和部分环向缠绕形成缠绕层2，然后进行预固化，本实施例优选碳纤维；将缠绕后的气瓶送入固化炉，按110℃/3.5h固化参数进行预固化；
2)按设计要求制作气瓶的前裙座3和后裙座4，采用纤维采用缠绕和贴片方式制作，本实施例优选碳纤维。在前裙座3和后裙座4的环形翻边结构6一端预埋金属加强角盒8，裙座生产完成后，采取机械加工方式加工安装孔7、操作口10，前裙座3和后裙座4的套装端部均沿周向设置有若干个槽孔11。
3)在预固化后的气瓶肩部粘接橡胶垫5，采用定位模具将前裙座3、后裙座4与气瓶的缠绕层2采用进行套装；
4)裙座套装后，在前裙座3和后裙座4的外表面与气瓶的外表面进行剩余部分的环向缠绕；
5)将最终缠绕成型后的气瓶送入固化炉，按照110℃/2.5h+145℃/2.5h+165℃/5h固化参数进行产品固化；
6)按设计要求完成气瓶阀门组件安装。
实施例3
制备一种直径为265mm，容积为65L的带裙座一体式全缠绕气瓶，依次包括以下步骤：
1)按照设计要求的缠绕层次，在内胆1上完成纵向缠绕和部分环向缠绕形成缠绕层2，然后进行预固化，本实施例优选碳纤维；将缠绕后的气瓶送入固化炉，按100℃/3h固化参数进行预固化；
2)按设计要求制作气瓶的前裙座3和后裙座4，采用纤维采用缠绕和贴片方式制作，本实施例优选碳纤维。在前裙座3和后裙座4的环形翻边结构6一端预埋金属加强角盒8，裙座生产完成后，采取机械加工方式加工安装孔7、操作口10，前裙座3和后裙座4的套装端部均沿周向设置有若干个槽孔11。
3)在预固化后的气瓶肩部粘接橡胶垫5，采用定位模具将前裙座3、后裙座4与气瓶的缠绕层2采用进行套装；
4)裙座套装后，在前裙座3和后裙座4的外表面与气瓶的外表面进行剩余部分的环向缠绕；
5)将最终缠绕成型后的气瓶送入固化炉，按照100℃/2.5h+140℃/2.5h+160℃/5h固化参数进行产品固化；
6)按设计要求完成气瓶阀门组件安装。
效果例
将上述实施例1制造的带裙座一体式气瓶进行水压试验、无损检测等，水压试验压力为52.5MPa未出现泄漏；水压试验合格后对裙座与气瓶连接部位进行X射线检测，裙内部及其粘接面无脱粘、分层等缺陷显示。
由上述实施例可知，本发明设计的制造方法可操作性强，大大提高了生产效率，同时经过该制造方法得到的产品合格率高，满足相关标准。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。

Claims (6)

1.一种带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)按照设计要求的缠绕层次，在内胆(1)上完成纵向缠绕和部分环向缠绕形成缠绕层(2)，然后进行预固化；
2)按设计要求制作气瓶的前裙座(3)和后裙座(4)；
3)将气瓶的前裙座(3)、后裙座(4)与气瓶的缠绕层(2)套装连接；
4)在前裙座(3)和后裙座(4)的外表面与气瓶的外表面进行剩余部分的环向缠绕；
5)将完成缠绕的气瓶进行固化，固化完成后得到一体式全缠绕气瓶；
6)按设计要求完成气瓶阀门组件安装；
其中，所述步骤2)中，前裙座(3)和后裙座(4)与气瓶的缠绕层(2)采用相同的纤维复合层制作而成；所述纤维复合层采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中一种或多种；前裙座(3)和后裙座(4)的一端均设置有环形翻边结构(6)；前裙座(3)和后裙座(4)的套装端部均沿周向设置有若干个槽孔(11)；
所述步骤3)中，在预固化后的气瓶肩部粘接橡胶垫(5)，采用定位模具将前裙座(3)、后裙座(4)与气瓶的缠绕层(2)采用进行套装。
2.根据权利要求1所述的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中，预固化的温度为95℃～110℃，时间为2.5h～3.5h。
3.根据权利要求1所述的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，其特征在于：所述环形翻边结构(6)上设置有若干个安装孔(7)。
4.根据权利要求3所述的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，其特征在于：所述安装孔(7)的内侧预埋设置有金属加强角盒(8)。
5.根据权利要求1所述的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中，前裙座(3)和后裙座(4)的外壁上均设置有用于管路安装和使用的安装凸台(9)和操作口(10)。
6.根据权利要求1所述的带裙座一体式全缠绕气瓶的制造方法，其特征在于：所述步骤5)中，固化过程分为三个阶段，第一阶段在95℃～110℃下固化2.5h，第二阶段在130℃～145℃下固化2.5h，第三阶段在155℃～165℃下固化5h。
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