本發(fā)明涉及儲氫裝置，尤其涉及一種儲氫氣瓶結構和制造方法。

背景技術：

1、儲氫氣瓶共分為四種類型：全金屬氣瓶(i型)、金屬內膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(ⅱ型)、金屬內膽纖維全纏繞氣瓶(ⅲ型)和非金屬內膽纖維全纏繞氣瓶(ⅳ型)。i型和ⅱ型氣瓶重量比較大，難以滿足單位質量儲氫密度要求。相對于ⅲ型氣瓶來說，ⅳ型氣瓶一般采用塑料等非金屬內膽外加碳纖維纏繞的制造方法，使得氣瓶具有質量更輕、成本更低、質量儲氫密度更高的優(yōu)點。

2、ⅳ型氣瓶在制造過程中。通常會在纏繞階段對碳纖維施加張力，以保證纖維時刻處于張緊狀態(tài)，確保纖維強度的發(fā)揮。在氣瓶纏繞階段，通常會采用充氣法，即向塑料內膽內充入與纏繞張力匹配的惰性氣體支撐內膽，避免變形。在氣瓶固化階段，為保證釋放纏繞層內應力期間，纖維始終處于張緊狀態(tài)，仍會向氣瓶內部充氣。在制造過程中，對內膽表面會進行表面處理(等離子處理/刷膠)，令內膽與纏繞層緊密粘接，以確保二者變形量一致，避免因變形量不同出現(xiàn)內膽破裂失效。但通過表面處理/刷膠的方法粘接內膽與纏繞層的工藝復雜，穩(wěn)定性不佳，表面處理的均勻性不好保證，可能會出現(xiàn)部分內膽表面與纏繞層脫離的情況。而且塑料內膽的剛度較低，在大張力纏繞時內膽不可避免的會出現(xiàn)變形；在固化階段，纏繞層樹脂遇熱變軟，釋放纏繞層內應力，纏繞完成的ⅳ型氣瓶會出現(xiàn)收縮變形。在使用過程中。氣瓶會不斷的充放氣(升壓降壓)，氣瓶整體會隨之膨脹、回縮。而組成氣瓶的零部件，如內膽、閥座、纏繞層的模量不同，各自受壓后的變形量不同，在充放氣的疲勞工況下極易出現(xiàn)內膽破裂失效。

3、因此，需要一種儲氫氣瓶結構和制造方法來解決上述問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種儲氫氣瓶結構和制造方法，能夠解決儲氫氣瓶在生產過程中的變形問題，降低工藝難度，提高儲氫氣瓶的疲勞壽命。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、儲氫氣瓶結構，包括：

4、氣瓶芯模，所述氣瓶芯模具有中空的儲氣腔，所述氣瓶芯模的端部開設有通孔；

5、內壁支架，所述內壁支架呈筒形網狀結構，所述內壁支架設置在所述儲氣腔中，且所述內壁支架沿所述氣瓶芯模的軸向延伸，所述內壁支架被配置為：套設在氣囊上，在所述氣囊充氣的過程中，所述內壁支架在徑向上受力變形，由收縮狀態(tài)展開與所述氣瓶芯模的儲氣腔的內壁面貼合變?yōu)楣潭ㄖ螤顟B(tài)；

6、纏繞層，所述纏繞層固定纏設在所述氣瓶芯模的外周面上。

7、進一步地，所述內壁支架采用多個編織件編織形成網狀結構，在所述編織件鉸接的節(jié)點處設置有棘輪結構，使得所述內壁支架只能單向由收縮狀態(tài)變?yōu)楣潭ㄖ螤顟B(tài)。

8、進一步地，所述棘輪結構包括棘齒和轉軸，其中一個所述編織件上開設有環(huán)形棘槽，所述棘齒固定設置在另一個所述編織件上，所述轉軸設置在兩個所述編織件的鉸接處，且位于所述環(huán)形棘槽中，所述棘齒與所述環(huán)形棘槽配合能夠實現(xiàn)單向轉動。

9、進一步地，所述內壁支架上涂設有粘膠層，所述內壁支架通過所述粘膠層與所述儲氣腔的內壁粘接。

10、進一步地，所述內壁支架的網孔呈六邊形或者菱形。

11、進一步地，所述氣瓶芯模上設置有支撐環(huán)。

12、進一步地，沿所述氣瓶芯模的軸向間隔設置有多個所述支撐環(huán)。

13、進一步地，所述支撐環(huán)與所述氣瓶芯模一體注塑成型。

14、進一步地，所述氣瓶芯模上固定設置有連接接頭，所述連接接頭位于所述通孔處，且所述連接接頭相對所述通孔伸出。

15、制造方法，用于對如上所述的儲氫氣瓶結構進行制造，包括如下步驟：

16、s1、將內壁支架浸潤粘膠液；

17、s2、將所述內壁支架套設在氣囊上；

18、s3、將所述內壁支架和所述氣囊通過通孔穿入氣瓶芯模的儲氣腔中；

19、s4、向所述氣囊中充氣，使得所述內壁支架隨著所述氣囊的膨脹有收縮狀態(tài)展開，直至所述內壁支架與所述氣瓶芯模的儲氣腔的內壁面貼合，停止對所述氣囊充氣；

20、s5、對所述氣囊放氣，并將所述氣囊從所述儲氣腔中取出；

21、s6、沿所述氣瓶芯模的周向在所述氣瓶芯模的外周面上纏設纏繞層；

22、s7、對所述纏繞層進行固化，形成儲氣瓶。

23、本發(fā)明的有益效果：

24、本發(fā)明所提供的一種儲氫氣瓶結構，氣瓶芯模具有中空的儲氣腔，在儲氣腔中設置有呈筒形網狀結構的內壁支架，內壁支架在氣囊充氣膨脹的作用下能夠由收縮狀態(tài)展開與氣瓶芯模的儲氣腔的內壁面貼合變?yōu)楣潭ㄖ螤顟B(tài)，從而對氣瓶芯模進行支撐，然后再繞設纏繞層。通過設置內壁支架能夠對氣瓶芯模進行有效支撐，從而防止儲氫氣瓶在生產過程中的變形問題，氣囊在使用后，泄氣可以取出，通過使用氣囊便于內壁支架的安放和固定，無需在儲氣瓶生產各環(huán)節(jié)對氣瓶芯模進行充氣，無需考慮充氣壓力與纏繞層的纏繞張力等因素是否匹配，降低了工藝難度，而且通過設置內壁支架和纏繞層，提升了儲氫氣瓶結構的強度，提升了儲氫氣瓶結構的疲勞壽命。

技術特征：

1.儲氫氣瓶結構，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述內壁支架(2)采用多個編織件(23)編織形成網狀結構，在所述編織件(23)鉸接的節(jié)點處設置有棘輪結構(4)，使得所述內壁支架(2)只能單向由收縮狀態(tài)變?yōu)楣潭ㄖ螤顟B(tài)。

3.根據(jù)權利要求2所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述棘輪結構(4)包括棘齒(41)和轉軸(43)，其中一個所述編織件(23)上開設有環(huán)形棘槽(42)，所述棘齒(41)固定設置在另一個所述編織件(23)上，所述轉軸(43)設置在兩個所述編織件(23)的鉸接處，且位于所述環(huán)形棘槽(42)中，所述棘齒(41)與所述環(huán)形棘槽(42)配合能夠實現(xiàn)單向轉動。

4.根據(jù)權利要求1所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述內壁支架(2)上涂設有粘膠層，所述內壁支架(2)通過所述粘膠層與所述儲氣腔的內壁粘接。

5.根據(jù)權利要求1所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述內壁支架(2)的網孔(22)呈六邊形或者菱形。

6.根據(jù)權利要求1所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述氣瓶芯模(1)上設置有支撐環(huán)(12)。

7.根據(jù)權利要求6所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，沿所述氣瓶芯模(1)的軸向間隔設置有多個所述支撐環(huán)(12)。

8.根據(jù)權利要求6-7任一項所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述支撐環(huán)(12)與所述氣瓶芯模(1)一體注塑成型。

9.根據(jù)權利要求1所述的儲氫氣瓶結構，其特征在于，所述氣瓶芯模(1)上固定設置有連接接頭(11)，所述連接接頭(11)位于所述通孔處，且所述連接接頭(11)相對所述通孔伸出。

10.制造方法，其特征在于，用于對如權利要求1-9任一項所述的儲氫氣瓶結構進行制造，包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及儲氫裝置技術領域，尤其涉及一種儲氫氣瓶結構和制造方法，儲氫氣瓶結構包括氣瓶芯模，所述氣瓶芯模具有中空的儲氣腔，所述氣瓶芯模的端部開設有通孔；內壁支架，所述內壁支架呈筒形網狀結構，所述內壁支架設置在所述儲氣腔中，且所述內壁支架沿氣瓶芯模的軸向延伸，所述內壁支架被配置為：套設在氣囊上，在氣囊充氣的過程中，所述內壁支架在徑向上受力變形，由收縮狀態(tài)展開與所述氣瓶芯模的儲氣腔的內壁面貼合變?yōu)楣潭ㄖ螤顟B(tài)；纏繞層，所述纏繞層固定纏設在所述氣瓶芯模的外周面上。本發(fā)明能夠解決儲氫氣瓶在生產過程中的變形問題，降低工藝難度，提高儲氫氣瓶的疲勞壽命。

技術研發(fā)人員：金釗,郭淑芬
受保護的技術使用者：未勢能源科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2