一种高压储氢罐内胆成型设备的制作方法

本实用新型涉及一种高压储氢罐内胆成型设备。

背景技术：

现在的高压储氢罐内胆一般是铝制内胆，采用无缝铝管高温缩封头，然后热处理，再钻孔的工艺加工而成。铝本身容易产生氢脆，耐压低，比树脂内胆重量大，生产工艺复杂。

目前，日本有注塑工艺生产高压储氢罐内胆，该内胆采用树脂材料，由于树脂材料具备阻隔性好，重量轻，使用寿命长等优点，非常适于制备高压储氢罐内胆，但采用目前的技术采用的是分体注塑成型，然后胶接成一体的内胆，内胆上有对接缝隙，易产生开裂，影响产品质量和使用寿命，耐压力低。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提供一种高压储氢罐内胆成型设备，制备的储氢罐内胆壁厚均匀。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种高压储氢罐内胆成型设备，包括机架、旋转架、成型模具和驱动装置，所述旋转架的一端与所述机架连接，另一端与所述成型模具连接；

所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构能够带动所述旋转架转动，所述旋转架能够带动所述成型模具绕X轴转动，所述第二驱动机构能够带动所述成型模具绕Y轴转动；

所述成型模具包括模具本体和架体，所述模具本体安装在所述架体上，所述模具本体上设有多组电加热管，所述模具本体两端均开口的筒体、设于所述筒体两端的第一封端和第二封端，所述第一封端和所述第二封端分别可开合的与所述筒体的两端连接。

成型设备的有益效果是：通过控制X轴和Y轴的转速比和转速，可以加工出一体结构的无缝式高压储氢罐内胆，加工出的内胆没有拼接缝，耐压力高，使用寿命长，不易产生开裂。

进一步，所述机架包括底座和立柱，所述旋转架包括均为中空结构的动力臂、旋转臂和支撑臂，所述旋转臂的两端分别连接所述动力臂和所述支撑臂，所述旋转臂与所述动力臂和所述支撑臂均垂直；所述动力臂通过第一外齿式回转轴承固定在所述机架上，所述第一外齿式回转轴承包括第一外齿圈和第一内齿圈，所述第一内齿圈与所述机架固定连接；

所述第一驱动机构包括第一电机和设于所述第一电机输出轴上的第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一外齿圈相啮合，所述第一外齿圈与所述动力臂固定连接；

所述架体通过第二外齿式回转轴承固定连接于所述支撑臂的外端，所述第二外齿式回转轴承包括第二外齿圈和第二内齿圈，所述第二内齿圈与所述支撑臂固定连接，所述架体与所述第二外齿圈固定连接；

所述支撑臂的外端还设有所述第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机和设于所述第二电机输出轴上的第二齿轮，所述第二齿轮与第二外齿圈啮合。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过第一电机和第二电机分别控制绕X轴和绕Y轴的不同转速，使物料均匀的涂覆在模具本体内，形成高压储氢罐内胆的外壳；结构简单，使用方便。

进一步，所述架体包括连接底架和模具本体安装架，所述模具本体安装架的底部固定连接所述连接底架上，所述连接底架通过所述第二外齿式回转轴承连接于所述支撑臂的外端。

进一步，所述旋转架内还设有通气管和信号线，所述旋转架的两端分别设有第一集电滑环和第二集电滑环，所述第一集电滑环包括第一外套筒和第一内套筒，所述第一外套筒与所述立柱固定连接，所述第一内套筒可转动的设于所述第一外套筒内，所述第二集电滑环包括第二外套筒和第二内套筒，所述第二外套筒与所述支撑臂的外端固定连接，所述第二内套筒可转动的设于所述第二外套筒内，且所述第一内套筒和第二内套筒上分别设有供所述通气管穿过的第一中心孔和第二中心孔，所述第一内套筒和第二内套筒上还分别设有供所述信号线穿过的第一通孔和第二通孔。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通气管和信号线均设于旋转架内部，在旋转架旋转时，通气管和信号线不会发生缠绕，不影响旋转架的旋转。

进一步，所述连接底架上为中空的L型结构，所述通气管和所述信号线均从所述连接底架的中部穿过，且所述连接底架上设有供所述通气管和信号线穿出的缺口。

进一步，所述第一封端和第二封端分别通过第一开合气缸和第二开合气缸与所述模具本体安装架连接，所述第一封端和第二封端均呈弧形结构，所述第一封端和第二封端的中部分别连接有第一镶件和第二镶件，所述第一镶件通过第一镶件连接螺钉与所述第一封端连接，所述第二镶件通过第二镶件连接螺钉与所述第二封端连接，所述第一镶件连接螺钉和第二镶件连接螺钉沿其轴向分别设有第一进气管和第二进气管，所述第一进气管连接外接气源。

进一步，还包括二次投料罐，所述二次投料罐的一端连接外接气源，另一端通过软管与所述第二进气管连通。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：在不需要打开模具本体的情况下，可以直接将内衬物料加入至模具本体内，可以加工出内衬和外层一体结构的高压储氢罐内胆。

进一步，每组所述电加热管分别设有测温装置，所述测温装置与PLC电连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：可以时时反馈模具本体各处的温度，保证温度的均匀性，且能够及时控制温度的高低。

本实用新型的工作过程如下：

步骤1、模具本体内投入成型物料，所述成型物料可以为尼龙或EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)；

步骤2、同时启动第一驱动机构和第二驱动机构带动所述模具本体转动，所述模具本体绕X轴和与绕Y轴的转速比为1.1-5之间，在转动的过程中，将模具本体绕X轴的转速控制在4-10转/分，绕Y轴的转速控制在4-20转/分，并保证多组电加热管同时通电，直至加热至230-300℃之间，保持恒温并继续旋转5-20min后，二次投料罐向模具本体内投入内衬物料，所述内衬物料可以为PE，继续旋转保持恒温5-10min；控制模具本体绕X轴和Y轴每隔1-5分钟反转一次，可以使得物料更加均匀的分布在模具本体的内壁上，以得到壁厚均匀的高压储氢罐内胆；

步骤3、多组电加热管停止通电，同时从第一进气管内通入气体，防止储氢罐内胆变形，直至温度降至70-115℃之间；

步骤4、打开第一封端和第二封端，将成型的储氢罐内胆取出；

步骤5，将成型的储氢罐内胆放入80-100℃之间的热水中，浸泡5-10小时，增加尼龙弹性，降低成型内胆的刚性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为本实用新型中成型模具的结构示意图(省略连接底架)；

图4为本实用新型中第一封端的结构示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、机架，1-1、底座、1-2、立柱，2、第一电机，3、第一齿轮，4、第一外齿式回转轴承，4-1、第一外齿圈，4-2、第一内齿圈，5、旋转架，5-1、动力臂，5-2、旋转臂，5-3、支撑臂，5-4、连接盘，6、第二电机，7、第二齿轮，8、第二外齿式回转轴承，8-1、第二外齿圈，8-2、第二内齿圈，9、连接底架，10、第一集电滑环，10-1、第一外套筒，10-2、第一内套筒，11、第二集电滑环，12、模具本体安装架，13、模具本体，13-1、筒体，13-2、第一封端，13-3、第二封端，13-4、第一镶件，13-5、第一镶件连接螺钉，13-6、第二镶件，13-7、第二镶件连接螺钉，13-8、软管，13-10、第二开合气缸，13-11、第一开合气缸，13-12、第一连接板，13-13、第二连接板13-14、第一进气管，13-15、第二进气管，13-16、电加热管，14、PLC，15、二次投料罐，16、信号线，17、通气管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1-图4所示，一种高压储氢罐内胆成型设备，包括机架1、旋转架5、成型模具和驱动装置，所述旋转架5的一端与所述机架1连接，另一端与所述成型模具连接；

所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构能够带动所述旋转架5转动，所述旋转架5能够带动所述成型模具绕X轴转动，所述第二驱动机构能够带动所述成型模具绕Y轴转动；

所述成型模具包括模具本体13和架体，所述模具本体13安装在所述架体上，所述模具本体13上设有多组电加热管13-16，所述模具本体13两端均开口的筒体13-1、设于所述筒体13-1两端的第一封端13-2和第二封端13-3，所述第一封端13-2和所述第二封端13-3分别可开合的与所述筒体13-1的两端连接。

所述机架1包括底座1-1和立柱1-2，所述旋转架5包括均为中空结构的动力臂5-1、旋转臂5-2和支撑臂5-3，所述旋转臂5-2的两端分别连接所述动力臂5-1和所述支撑臂5-3，所述旋转臂5-2与所述动力臂5-1和所述支撑臂5-3均垂直；所述动力臂5-1通过第一外齿式回转轴承4固定在所述立柱1-2上，所述第一外齿式回转轴承4包括第一外齿圈4-1和第一内齿圈4-2，所述第一内齿圈4-2与所述立柱1-2固定连接；

所述第一驱动机构包括第一电机2和设于所述第一电机2输出轴上的第一齿轮3，所述第一齿轮3与所述第一外齿圈4-1相啮合，所述第一外齿圈4-1与所述动力臂5-1固定连接，所述动力臂5-1的外端设有与所述第一外齿圈4-1相连接连接盘5-4；

所述架体通过第二外齿式回转轴承8固定连接于所述支撑臂5-3的外端，所述第二外齿式回转轴承8包括第二外齿圈8-1和第二内齿圈8-2，所述第二内齿圈8-2与所述支撑臂5-3固定连接，所述架体与所述第二外齿圈8-1固定连接；

所述支撑臂5-3的外端还设有所述第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二电机6、设于所述第二电机6输出轴上的减速器及与所述减速器连接的第二齿轮7，所述第二齿轮7与第二外齿圈8-1啮合。

所述架体包括连接底架9和模具本体安装架12，所述模具本体安装架12的底部固定连接所述连接底架9上，所述连接底架9通过所述第二外齿式回转轴承8连接于所述支撑臂5-3的外端。

所述旋转架5内还设有通气管17和信号线16，所述旋转架5的两端分别设有第一集电滑环10和第二集电滑环11，所述第一集电滑环10包括第一外套筒10-1和第一内套筒10-2，所述第一外套筒10-1与所述立柱1-2固定连接，所述第一内套筒10-2可转动的设于所述第一外套筒10-1内，所述第二集电滑环11包括第二外套筒和第二内套筒，所述第二外套筒与所述支撑臂的外端固定连接，所述第二内套筒可转动的设于所述第二外套筒内，且所述第一内套筒10-1和第二内套筒上分别设有供所述通气管17穿过的第一中心孔和第二中心孔，所述第一内套筒10-1和第二内套筒上还分别设有供所述信号线16穿过的第一通孔和第二通孔。

所述连接底架9上为中空的L型结构，所述通气管17和所述信号线16均从所述连接底架9的中部穿过，且所述连接底架9上设有供所述通气管17和信号线16穿出的缺口。

所述第一封端13-2和第二封端13-3分别通过第一开合气缸13-11和第二开合气缸13-10与所述模具本体安装架12连接；所述第一封端13-2与筒体13-1连接的一端与第一连接板13-12固定连接，所述第一开合气缸13-11的缸体固定连接在所述模具本体安装架12上，所述第一开合气缸13-11的活塞杆与第一连接板13-12连接；所述第二封端13-3与筒体连接的一端与第二连接板13-13固定连接，所述第二开合气缸13-10的缸体固定连接在所述模具本体安装架12上，所述第一开合气缸13-10的活塞杆与第二连接板13-13连接。

所述第一封端13-2和第二封端13-3均呈弧形结构，所述第一封端13-2和第二封端13-3的中部分别连接有第一镶件13-4和第二镶件13-6，所述第一镶件13-4通过第一镶件连接螺钉13-5与所述第一封端13-2连接，所述第二镶件13-6通过第二镶件连接螺钉13-7与所述第二封端13-3连接，所述第一镶件连接螺钉13-5和第二镶件连接螺钉13-7沿其轴向分别设有第一进气管13-14和第二进气管13-15，所述第一进气管13-14连接外接气源。

还包括安装在所述模具本体安装架上的二次投料罐15，所述二次投料罐15的一端连接外接气源，另一端通过软管13-8与所述第二进气管13-15连通。

每组所述电加热管13-16分别设有测温装置，所述测温装置与PLC14电连接。

本实用新型的工作过程如下：

步骤1、模具本体内投入成型物料，所述成型物料采用尼龙；

步骤2、同时启动第一驱动机构和第二驱动机构带动所述模具本体转动，所述模具本体绕X轴和与绕Y轴的转速比为1.1-5之间，在转动的过程中，将模具本体绕X轴的转速控制在4-10转/分，绕Y轴的转速控制在4-20转/分，并保证多组电加热管同时通电，直至加热至230-300℃之间，保持恒温并继续旋转5-20min后，二次投料罐向模具本体内投入内衬物料，所述内衬物料为PE，继续旋转保持恒温5-10min，且控制模具本体每隔1-5分钟反转一次；

步骤3、多组电加热管停止通电，同时从第一进气管内通入气体，防止储氢罐内胆变形，直至温度降至40-110℃之间；

步骤4、打开第一封端和第二封端，将成型的储氢罐内胆取出；

步骤5、将成型的储氢罐内胆放入80-100℃之间的热水中，浸泡5-10小时。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。