内装储氢材料双层金属储氢瓶及其制作方法与流程

本发明是申请号202010060219.6，申请日2020.01.19，发明名称《内装储氢材料金属储氢瓶及其制作方法》分案申请。

背景技术：

内装储氢材料金属储氢瓶需要解决的问题是：1、储氢材料如何装入金属储氢瓶内。2、氢气如何进入储氢材料内。3、控温器如何能够均匀加热储氢材料，使储氢材料能够同时释放氢气。4、储氢材料释放氢气如何能够顺利从金属储氢瓶口向外供氢。5、控温器如何能够均匀加热金属储氢瓶内储氢材料，减少储氢材料加热温度梯度。

尚未检索到内装储氢材料金属储氢瓶装入开口外金属瓶内，外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料双层金属储氢瓶及制作双层储氢瓶的方法。

尚未检索到内装储氢材料金属储氢瓶外涂树脂层，涂树脂层金属储氢瓶装入开口外金属瓶内，外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶外涂树脂层双层金属储氢瓶及制作双层储氢瓶的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是：1、制作开口的金属储氢瓶，储氢材料由金属储氢瓶开口装入金属储氢瓶腔内，通过金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶，内装储氢材料金属储氢瓶装入外开口金属瓶内，外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料双层金属储氢瓶。2、制作开口的金属储氢瓶，储氢材料由金属储氢瓶开口装入金属储氢瓶腔内，通过金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶，内装储氢材料金属储氢瓶外涂树脂层，外涂树脂层金属储氢瓶装入外开口金属瓶内，外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料内外金属储氢瓶间涂树脂层双层金属储氢瓶，优点是：（1）、内金属储氢瓶与外包裹金属瓶不连通，当内金属储氢瓶长期使用出现微裂纹和破裂时，内金属储氢瓶微裂纹不会传递到外金属瓶，外金属瓶不会破裂，提高金属储氢瓶使用寿命。（2）、金属储氢瓶与外金属瓶间涂树脂层，提高金属储氢瓶的保温性能，防止热量散失，减少能量消耗，提高金属储氢瓶的安全性能。（3）、金属储氢瓶与外金属瓶间涂树脂层，树脂层减少内金属储氢瓶与外金属瓶之间因线膨胀系数不同而引起的膨胀压力破坏，提高金属储氢瓶的使用寿命。3、旋压收口的金属储氢瓶上部形成储氢空腔，储氢空腔与储氢材料相通，储氢空腔与金属储氢瓶口相通，由金属储氢瓶口进入储氢空腔内氢气，通过储氢材料间空隙进入储氢材料内，储氢材料释放氢气，通过储氢材料间空隙进入储氢空腔内，由金属储氢瓶口输出，该结构的优点是：储氢空腔可以快速输入或输出氢气，储氢材料可以存储大量氢气，实现储氢空腔存储氢气与储氢材料存储氢气的组合。4、氢气注入金属储氢瓶内和储氢材料内存储，储氢量大，低压存储，用于移动氢气站时，运输效率高，成本低，提高储气瓶安全性能。4、金属储氢瓶内装储氢材料，金属储氢瓶外包裹外瓶。5、制作多腔金属储氢瓶，其优点是：（1）、加热器加热金属储氢瓶时，金属瓶和多腔金属板壁同时加热储氢材料，减少储氢材料的加热梯度，提高储氢材料释放氢气的效率。（2）、多腔金属板壁和储氢材料将金属储氢瓶分割成多个空间，减少空气对储氢瓶的压力，实现高压储氢，提高储氢瓶的安全性能和使用寿命。6、内装储氢材料金属储氢瓶外装形状记忆合金储氢瓶配件，通过形状记忆合金解决气氢瓶与储氢瓶配件氢气泄露问题。

本发明提出的一种内装储氢材料金属储氢瓶，制作多腔开口金属储氢瓶，开口金属储氢瓶腔内装储氢材料，多孔固定压板放置在开口金属储氢瓶多腔筋上，旋压机将开口金属储氢瓶旋压收口，制成内多腔装储氢材料金属储氢瓶，内多腔装储氢材料金属储氢瓶外包裹外金属瓶，外金属瓶外装电控温器。

本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，制作多腔开口金属储氢瓶，开口金属储氢瓶腔内装储氢材料，开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶，内装储氢材料金属储氢瓶外涂树脂层，外涂树脂层金属储氢瓶外包裹外金属瓶，金属储氢瓶底外装电控温器，金属储氢瓶装储氢瓶配件。

本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，制作多腔开口金属储氢瓶，开口金属储氢瓶腔内装储氢材料，开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶，装储氢材料金属储氢瓶外涂树脂层，外涂树脂层金属储氢瓶外包裹外金属瓶，外金属瓶外缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯，涂胶纤维或石墨烯外包裹保护层，金属储氢瓶底外装电控温器，金属储氢瓶装储氢瓶配件。

本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，制作多腔开口金属储氢瓶，储氢材料装入金属储氢瓶空腔内，开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料多腔金属储氢瓶，，内多腔装储氢材料金属储氢瓶外包裹外金属瓶，金属储氢瓶底外装电控温器，金属储氢瓶装储氢瓶配件。

本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，制作多腔开口金属储氢瓶，储氢材料装入金属储氢瓶空腔内，开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料多腔金属储氢瓶，金属储氢瓶外缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯，涂胶纤维或包裹石墨烯外包裹外金属瓶，金属储氢瓶底外装电控温器，金属储氢瓶装储氢瓶配件。

本发明提出的另一种内装储氢材料金属储氢瓶，制作开口金属储氢瓶，储氢材料装入金属储氢瓶空腔内，开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶，内装储氢材料金属储氢瓶外缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯，缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯内装储氢材料金属储氢瓶装入开口外金属瓶内，开口外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料内外双层金属储氢瓶，金属储氢瓶底外装电控温器，金属储氢瓶装储氢瓶配件。

上述内装储氢材料金属储氢瓶，旋压收口的金属储氢瓶上部形成储氢空腔，储氢空腔与储氢材料相通，储氢空腔与金属储氢瓶口相通，由金属储氢瓶口进入储氢空腔内氢气，通过储氢材料间空隙进入储氢材料内，储氢材料释放氢气，通过储氢材料间空隙进入储氢空腔内，由金属储氢瓶口输出。

上述储氢材料包括：稀土基储氢合金，钛基储氢合金，镁基储氢合金，锆基储氢合金，碳纳米管，石墨烯，石墨纳米纤维，超级活性炭，玻璃微球。

上述金属储氢瓶包括：铝合金储氢瓶，镁合金储气瓶，钛合金储气瓶，铜合金储氢瓶，形状记忆合金储氢瓶。

上述电控温器包括：碳纤维加热器和控温器，石墨烯加热器和控温器，电半导体冷热片堆和控温器。

内装储氢材料双层金属储氢瓶制作方法：1、制作多腔开口金属储氢瓶；2、储氢材料装入金属储氢瓶多个空腔内；3、开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶；4、金属储氢瓶外涂树脂层，涂树脂层金属储氢瓶装入开口外金属瓶内；5、开口外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料内外双层金属储氢瓶；6、内装储氢材料内外双层金属储氢瓶外装电控温器；7、金属储氢瓶装储氢瓶配件。

内装储氢材料双层金属储氢瓶制作方法：1、制作多腔开口金属储氢瓶；2、储氢材料装入金属储氢瓶多个空腔内；3、开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶；4、金属储氢瓶外涂树脂层，涂树脂层金属储氢瓶装入开口外金属瓶内；5、开口外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料内外双层金属储氢瓶；6、外金属瓶外缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯；7、涂胶纤维或石墨烯外包裹保护层；8、金属储氢瓶外装电控温器；9、金属储氢瓶装储氢瓶配件。

内装储氢材料双层金属储氢瓶制作方法：1、制作多腔开口金属储氢瓶；2、储氢材料装入金属储氢瓶多个空腔内；3、开口金属储氢瓶旋压收口，制成内装储氢材料金属储氢瓶；4、内装储氢材料金属储氢瓶外缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯；5、缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯内装储氢材料金属储氢瓶装入开口外金属瓶内；6、开口外金属瓶旋压收口，制成内装储氢材料内外双层金属储氢瓶；7、金属储氢瓶底外装电控温器；8、金属储氢瓶装储氢瓶配件。

具体实施例

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是具有本发明技术特征的一种开口储氢瓶模具组装结构剖面示意图。

图2是图1制作的开口储氢瓶填充储氢材料组装结构示意图。

图3是图2填充储氢材料开口储氢瓶开口端面结构剖面示意图。

图4是图2填充储氢材料开口储氢瓶旋压收口储氢瓶结构剖面示意图。

图5是图4外包裹旋压收口金属瓶和填充树脂层储氢瓶结构剖面示意图。

图6是图5填充储氢材料储氢瓶外包裹金属瓶结构剖面示意图。

图7是图5外包裹旋压收口金属瓶和填充树脂层储氢瓶外缠绕涂胶纤维和安装温控器和氢气瓶配件结构剖面示意图。

具体实施例

实施例1

开口储氢瓶模具组装结构剖面示意图如图1所示，图2是图1制作的开口储氢瓶填充储氢材料组装结构示意图，图3是图2填充储氢材料开口储氢瓶开口端面结构剖面示意图，图4是图2填充储氢材料开口储氢瓶旋压收口储氢瓶结构剖面示意图，图5是图4外包裹旋压收口金属瓶和填充树脂层储氢瓶结构剖面示意图，图6是图5填充储氢材料储氢瓶外包裹金属瓶和安装温控器和氢气瓶配件结构剖面示意图，其中：1是开口储氢瓶外模具，2是开口储氢瓶内腔芯，3是开口储氢瓶腔，4是内腔环形筋，5是开口储氢瓶合金注入口，6是开口储氢瓶，7是开口储氢瓶环形腔，8是开口储氢瓶控温器腔，9是储氢瓶后压板螺纹，10是储氢材料，11是多孔压板，12是储氢瓶开口，13是旋压收口储氢瓶，14是旋压收口储氢空腔，15是氢气，16是储氢瓶进出气口，19是储氢瓶配件体，20是内进出气嘴，21是外进出气嘴，22是截止阀，23是压力调节阀，24是压力释放阀，25是控温器，26是温控器压盖，27是硅树脂，28是外金属瓶。

内装储氢材料金属储氢瓶制作方法如下：1、开口储氢瓶内腔芯2装入开口储氢瓶外模具1内，开口储氢瓶内腔芯2与开口储氢瓶外模具1形成开口金属储氢瓶空腔；金属液由开口储氢瓶合金注入口5注入开口金属储氢瓶空腔内，开口储氢瓶内腔芯2与开口储氢瓶外模具1分离，制成开口金属储氢瓶6；2、储氢材料10由金属储氢瓶开口12装入开口储氢瓶环形腔7内；3、储氢材料多孔固定压板12压在储氢材料10和开口储氢瓶内腔环形筋4上，将储氢材料10固定；4、旋压机将储氢瓶开口12瓶旋压收口，制成内装储氢材料10旋压收口储氢瓶13；5、旋压收口储氢瓶13外涂硅树脂27，硅树脂27外包裹外金属瓶28；6、控温器25装入开口储氢瓶控温器腔8内，控温器压盖26螺纹连接在储氢瓶后压板螺纹9上，控温器压盖26将控温器25固定；7、旋压收口储氢瓶13装储氢瓶配件19，内进出气嘴20由储氢瓶进出气口15插入旋压收口储氢空腔14内，外进出气嘴21和截止阀22和压力调节阀23和压力释放阀24安装在储氢瓶配件体19上。

内装储氢材料金属储氢瓶使用方法如下：1、开启截止阀22；2、氢气15由外进出气嘴21通过内进出气嘴20进入旋压收口储氢空腔14内，旋压收口储氢空腔14内氢气15穿过多孔压板11孔进入储氢材料10内存储；2、控温器25加热旋压收口储氢瓶13和开口储氢瓶内腔环形筋4，旋压收口储氢瓶13和开口储氢瓶内腔环形筋4加热储氢材料10，储氢材料10释放氢气15穿过多孔压板11孔进入旋压收口储氢空腔14内，释放氢气15由内进出气嘴20和外进出气嘴21输出，压力调节阀23用于调节进出氢气15的流量和压力，压力释放阀24用于释放旋压收口储氢瓶13内氢气。

实施例2

开口储氢瓶模具组装结构剖面示意图如图1所示，图2是图1制作的开口储氢瓶填充储氢材料组装结构示意图，图3是图2填充储氢材料开口储氢瓶开口端面结构剖面示意图，图4是图2填充储氢材料开口储氢瓶旋压收口储氢瓶结构剖面示意图，图5是图4外包裹旋压收口金属瓶和填充树脂层储氢瓶结构剖面示意图，图6是图5填充储氢材料储氢瓶外包裹金属瓶结构剖面示意图，图7是图5外包裹旋压收口金属瓶和填充树脂层储氢瓶外缠绕涂胶纤维和安装温控器和氢气瓶配件结构剖面示意图，其中：1是开口储氢瓶外模具，2是开口储氢瓶内腔芯，3是开口储氢瓶腔，4是内腔环形筋，5是开口储氢瓶合金注入口，6是开口储氢瓶，7是开口储氢瓶环形腔，8是开口储氢瓶控温器腔，9是储氢瓶后压板螺纹，10是储氢材料，11是多孔压板，12是储氢瓶开口，13是旋压收口储氢瓶，14是旋压收口储氢空腔，15是氢气，16是储氢瓶进出气口，19是储氢瓶配件体，20是内进出气嘴，21是外进出气嘴，22是截止阀，23是压力调节阀，24是压力释放阀，25是控温器，26是温控器压盖，27是硅树脂，28是外金属瓶，29是涂胶缠绕涂胶碳纤维，30是碳纤维保护。

内装储氢材料金属储氢瓶制作方法如下：1、开口储氢瓶内腔芯2装入开口储氢瓶外模具1内，开口储氢瓶内腔芯2与开口储氢瓶外模具1形成开口金属储氢瓶空腔；金属液由开口储氢瓶合金注入口5注入开口金属储氢瓶空腔内，开口储氢瓶内腔芯2与开口储氢瓶外模具1分离，制成开口金属储氢瓶6；2、储氢材料10由金属储氢瓶开口12装入开口储氢瓶环形腔7内；3、储氢材料多孔固定压板12压在储氢材料10和开口储氢瓶内腔环形筋4上，将储氢材料10固定；4、旋压机将储氢瓶开口12瓶旋压收口，制成内装储氢材料10旋压收口储氢瓶13；5、旋压收口储氢瓶13外涂硅树脂27，硅树脂27外包裹外金属瓶28；6、外金属瓶28外缠绕涂胶碳纤维29，碳纤维29外包裹碳纤维保护层30；7、控温器25装入开口储氢瓶控温器腔8内，控温器压盖26螺纹连接在储氢瓶后压板螺纹9上，控温器压盖26将控温器25固定；8、旋压收口储氢瓶13装储氢瓶配件19，内进出气嘴20由储氢瓶进出气口15插入旋压收口储氢空腔14内，外进出气嘴21和截止阀22和压力调节阀23和压力释放阀24安装在储氢瓶配件体19上。

内装储氢材料金属储氢瓶使用方法如下：1、开启截止阀22；2、氢气15由外进出气嘴21通过内进出气嘴20进入旋压收口储氢空腔14内，旋压收口储氢空腔14内氢气15穿过多孔压板11孔进入储氢材料10内存储；2、控温器25加热旋压收口储氢瓶13和开口储氢瓶内腔环形筋4，旋压收口储氢瓶13和开口储氢瓶内腔环形筋4加热储氢材料10，储氢材料10释放氢气15穿过多孔压板11孔进入旋压收口储氢空腔14内，释放氢气15由内进出气嘴20和外进出气嘴21输出，压力调节阀23用于调节进出氢气15的流量和压力，压力释放阀24用于释放旋压收口储氢瓶13内氢气。

实施例4

开口储氢瓶模具组装结构剖面示意图如图1所示，图2是图1制作的开口储氢瓶填充储氢材料组装结构示意图，图3是图2填充储氢材料开口储氢瓶开口端面结构剖面示意图，图4是图2填充储氢材料开口储氢瓶旋压收口储氢瓶结构剖面示意图，图5是图4外包裹旋压收口金属瓶和缠绕涂胶纤维储氢瓶结构剖面示意图，图6是图5填充储氢材料储氢瓶外包裹金属瓶和安装温控器和氢气瓶配件结构剖面示意图，其中：1是开口储氢瓶外模具，2是开口储氢瓶内腔芯，3是开口储氢瓶腔，4是内腔环形筋，5是开口储氢瓶合金注入口，6是开口储氢瓶，7是开口储氢瓶环形腔，8是开口储氢瓶控温器腔，9是储氢瓶后压板螺纹，10是储氢材料，11是多孔压板，12是储氢瓶开口，13是旋压收口储氢瓶，14是旋压收口储氢空腔，15是氢气，16是储氢瓶进出气口，19是储氢瓶配件体，20是内进出气嘴，21是外进出气嘴，22是截止阀，23是压力调节阀，24是压力释放阀，25是控温器，26是温控器压盖，27是缠绕涂胶纤维，28是外金属瓶。

装储氢材料金属储氢瓶制作方法如下：1、开口储氢瓶内腔芯2装入开口储氢瓶外模具1内，开口储氢瓶内腔芯2与开口储氢瓶外模具1形成开口金属储氢瓶空腔；金属液由开口储氢瓶合金注入口5注入开口金属储氢瓶空腔内，开口储氢瓶内腔芯2与开口储氢瓶外模具1分离，制成开口金属储氢瓶6；2、储氢材料10由金属储氢瓶开口12装入开口储氢瓶环形腔7内；3、储氢材料多孔固定压板12压在储氢材料10和开口储氢瓶内腔环形筋4上，将储氢材料10固定；4、旋压机将储氢瓶开口12瓶旋压收口，制成内装储氢材料10旋压收口储氢瓶13；5、旋压收口储氢瓶13外缠绕涂胶纤维27，缠绕涂胶纤维27外包裹外金属瓶28；6、控温器25装入开口储氢瓶控温器腔8内，控温器压盖26螺纹连接在储氢瓶后压板螺纹9上，控温器压盖26将控温器25固定；7、旋压收口储氢瓶13装储氢瓶配件19，内进出气嘴20由储氢瓶进出气口15插入旋压收口储氢空腔14内，外进出气嘴21和截止阀22和压力调节阀23和压力释放阀24安装在储氢瓶配件体19上。

装储氢材料金属储氢瓶使用方法如下：1、开启截止阀22；2、氢气15由外进出气嘴21通过内进出气嘴20进入旋压收口储氢空腔14内，旋压收口储氢空腔14内氢气15穿过多孔压板11孔进入储氢材料10内存储；2、控温器25加热旋压收口储氢瓶13和开口储氢瓶内腔环形筋4，旋压收口储氢瓶13和开口储氢瓶内腔环形筋4加热储氢材料10，储氢材料10释放氢气15穿过多孔压板11孔进入旋压收口储氢空腔14内，释放氢气15由内进出气嘴20和外进出气嘴21输出，压力调节阀23用于调节进出氢气15的流量和压力，压力释放阀24用于释放旋压收口储氢瓶13内氢气。