一种玻璃纤维增强复合材料埋地双壁储油罐的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于包装容器【技术领域】，为采用真空辅助RTM工艺成型的整体结构的复合材料双壁罐。本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体（1）和外罐体（2）组成，内、外罐体为一次成型整体结构，间隙支撑结构由多孔填充材料（9）和支撑柱（10）组成，外罐体和支撑柱为一体结构；内罐体壁厚介于7mm～0.5%dmm之间（d为罐体直径），外罐体壁厚介于4mm～10mm之间。本实用新型所涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，整体刚强度高，抗压能力强，具有良好的防渗性能，重量轻，质量一致性好，成本低。适用于各种场合应用的储油罐，特别是用于加油站的埋地储油罐。
【专利说明】一种玻璃纤维增强复合材料埋地双壁储油罐
【技术领域】
[0001]本实用新型属于包装容器【技术领域】，涉及具有柱形结构的液体包装容器设计技术，特别涉及埋地储油罐【技术领域】，同时还涉及玻璃纤维增强树脂基复合材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]加拿大ZCL公司及美国XERXES等双壁罐制造厂商双壁玻璃钢埋地罐制造工艺相同，首先应用阴模模具制备半罐体，外壁与加强筋经过喷射工艺一体成型，将3D织物或隔离颗粒与隔离膜披覆到外壁内侧，然后喷射成型双壁罐内壁，最后将两个半罐体对接形成完整的双壁罐罐体。
[0003]CN 201010298344.7，一种玻璃钢双壁储油罐及其制备方法和专用模具，所涉及的双壁罐内外壁为短切喷射的玻璃钢双罐体拼接而成的双壁罐，其间隙为W型或V型涂有粘性树脂的玻璃纤维膨体纱固化而成。短切喷射的玻璃钢罐体，壁厚度大，整体质量重，结构强度较低，成本高。
[0004]US 5224621所述的玻璃钢双壁罐，其内外罐体是玻璃纤维缠绕制成的复合材料，空腔采用一定直径的丝线缠绕于内罐体外表面，分隔开内外罐体生成微小的空间，用于检测液体流动，达到渗漏检测的目的。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种耐腐蚀、防渗漏的双壁玻璃纤维增强复合材料埋地储油罐。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的，耐腐蚀、防渗漏的双壁玻璃纤维增强复合材料埋地储油罐由复合材料内、外罐体组成，内外罐体由整体纤维织物增强复合材料一体化制备而成，内罐体包括结构层和阻隔层；内外罐体之间为有支撑结构的连续空腔，空腔结构内设置具有一定刚性的多孔隙填充材料，在多孔隙填充材料中设置的增强点，起到辅助支撑作用；空腔结构两侧设置有带聚氨酯胶粘剂的隔离膜，胶粘剂与主体树脂粘接强度较高，与内、外罐体和增强点等形成一个有机整体结构,使得内、外罐体和中间的空腔形成一个立体夹芯的复合材料结构；采用真空辅助RTM —体成型双壁罐，双侧隔离膜隔绝内外罐体和空腔，形成检漏间隙。
[0007]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:内、外罐体为一次成型整体结构，内罐体和间隙之间设置内罐体隔离膜6，间隙和外罐体之间设置外罐体隔离膜7 ;间隙支撑结构由多孔填充材料9和支撑柱10组成，外罐体和支撑柱为一体结构；内罐体壁厚介于7mm?0.5%d之间(d为罐体直径)，外罐体壁厚介于4mm?IOmm之间，罐体结构如附图1所示,罐体剖面结构如附图2所示。
[0008]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:外罐体隔离膜7上设有开孔8。
[0009]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5,间隙内设置支撑结构,其特征在于:支撑柱10的分布密度介于5个/m2?15个/m2之间，单个支撑柱面积介于25mm2?2500mm2之间。
[0010]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述隔离膜厚度介于0.06_?0.2_之间，内罐体隔离膜6、外罐体隔离膜7厚度彼此独立。
[0011]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构10，其特征在于:所述隔离膜选自PET膜材料、聚氨酯膜、尼龙薄膜中的一种，内罐体隔离膜6、外罐体隔离膜7材质彼此独立。
[0012]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述多孔填充材料9选自二维编织物或三维立体编织物中的一种。
[0013]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述作为多孔填充材料9的编织物所用编织线直径介于0.25mm?1.5mm之间。
[0014]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述二维编织物的编织线经纬密度分别介于100根/米?800根/米之间。
[0015]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述内罐体I和外罐体2增强材料选自玻璃纤维方格布、±45°玻璃纤维无皱褶织物、+ 45° /0° /90° /-45°玻璃纤维无皱褶织物中的一种或其中几种的混和结构。
[0016]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述阻隔层4表面覆导电层11。
[0017]本实用新型涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体I和外罐体2组成，内罐体I包括结构层3和阻隔层4，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙5，间隙内设置支撑结构，其特征在于:所述导电层11选自导电布、金属网或导电漆中的一种。
[0018]本实用新型所涉及的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，整体刚强度高，抗压能力强，具有良好的防渗性能，重量轻，质量一致性好，成本低。适用于各种场合应用的储油罐，特别是用于加油站的埋地储油罐。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图1本实用新型涉及的双壁埋地储油罐结构示意图
[0020]附图2本实用新型涉及的双壁埋地储油罐罐体剖面结构示意图
[0021]附图3本实用新型涉及的双壁埋地储油罐成型模具结构示意图
[0022]附图4本实用新型涉及的双壁埋地储油罐成型模具剖面结构示意图
[0023]其中:1 一内_体,2—外--?体，3—结构层，4一阻隔层 5—间隙 6 —内iil体隔膜
7—外罐体隔膜 8一开孔9一多孔填充材料10—支撑柱 11一导电层，12—油罐吊环，14一加强筋；15—阳模，16—初始注胶口，17—阴模，18—过程注胶口，19—排气系统，20—绞链机构，21一吊环机构，22一闭锁机构，23一人孔。
【具体实施方式】
[0024]下面以一种50m3的复合材料双壁罐(结构如附图1所示)为例结合附图对本实用新型所提供的复合材料埋地双壁储油罐做进一步详细叙述，但不作为对保护范围的限制。
[0025]50m3的复合材料双壁储油罐外径3m、内径2.97m,长度9m,内外壁厚分别为9mm和6mm,间隙Imm,带有一个600mm的人孔,剖面结构如附图2所示。
[0026]模具结构如附图3所示，径向剖面结构如附图4所示，阴模17由一对厚度为15mm厚的钢制半圆模组合而成 ，半圆模圆柱段长9m，直径3m，端面是半径为1.5m的球面，圆柱段与球面圆滑过渡；在模具圆柱段合模处，一侧设置4组铰链机构20，另一侧对应位置设置4套闭锁机构22，上瓣模具闭锁机构一侧圆周四分之一处对称平行设置I对吊环机构21 ；合模处分别设置13个初始注胶口 16 (均布)和排气系统19，两瓣模对称等间距分别设置8排、13个/排过程注胶口 18 (均布);阴模上下模具之间留有20mm间隙，两侧边沿水平焊接宽度300mm，厚度15mm，长度为4m的钢板，在合模处铰链机构一侧每700mm设置I个共设置13个初始注胶口 16，与树脂灌注系统相连，闭锁机构一侧设置排气系统，与真空系统相连，在阴模上模具顶端右侧距离右顶点2m处设置一个直径为600mm的人孔23，在阴模上模具与排气系统相邻靠近45°角位置设置2个吊环机构21。
[0027]阳模15为IOmm厚度、带人孔23的硅橡胶袋，长度8.97m，外径2.97m，两端球面半径(外径)1.485m;与阴模对应位置设置注胶系统，构成罐体内壁注胶系统。储油罐阳模为一体成型的，与阴模对应位置设置相应的各系统。
[0028]准备好硅橡胶的阳模，平展于下瓣阴模17上，在硅橡胶模具的四周按照附图1所示，从内到外的组成顺序铺放材料，罐体内层一层面密度为50g/m2的导电布，I层12目尼龙材质正交编织网格布，8层+45° /0° /90° /-45°玻璃纤维无皱褶织物ECW1200，然后铺一层厚度为0.1mmPET材质的内罐体隔膜6，两侧喷涂WS J-760聚氨酯胶粘剂，粘接一层厚度为1mm具有间隙的正交编织聚乙烯多孔填充材料9，编织线直径为0.5mm,编织密度为450根/m，然后再铺一层厚度为0.1mm两侧喷涂WS J-760聚氨酯胶粘剂的PET外罐体隔膜7，如附图2所示，在外罐体隔膜7上面按照500mmX 500mm的间距打Φ Imm开孔8，灌注树脂时形成支撑柱10 ;铺放3层+45° /0° /90° /-45°玻璃纤维无皱褶织物ECW1200和一层12目尼龙材质正交编织网格布，借助少量3M喷胶使之成为一个略有强度的整体的油罐预成型体，将上瓣外模与下瓣外模合模，采用固定装置固定；将阴模中间缝隙处采用真空袋膜和密封胶条进行封闭，将阴、阳模具在人孔处借助真空袋和密封胶条封闭，布置好真空辅助RTM工艺系统和树脂导入系统后，采用真空袋和密封胶条封闭两瓣阴模，抽真空至-0.1MPa0
[0029]采用雷可德公司的对苯型预促不饱和树脂Corrolite490,采用硕津公司的MEKP-9固化剂，按照树脂:固化剂100:1的用量分九批次配置树脂，总量为1000kg。
[0030]准备26个树脂桶，将树脂按照配比称量混合均匀后均匀分至26个树脂桶中，开启内、外模具上对应的各13个初始注胶口阀门，在真空的作用下树脂导入预成型体。树脂流动至各排过程注胶口时，关闭初始注胶口阀门，开启相应的过程注胶口阀门，由过程注胶口导入树脂，提高树脂充模速率。至树脂完全充满模具时，关闭所有树脂注胶口阀门，继续抽真空至完全固化，脱模得到外罐体壁厚5mm，内罐体壁厚10mm，间隙Imm的50m3双壁储罐罐体。
[0031]按常规工艺安装加强筋、法兰结构、漏油检测装置和吊环，得到本实用新型涉及的整体成型复合材料双壁储油罐。
[0032]该双壁储油罐内外罐体与中间空腔为整体夹芯复合材料结构，孔隙率0.2%,整体刚强度高，与现有的两半罐体拼接工艺相比，结构强度相当，减轻重量达30%，材料成本降低20%,并且具有更强的防渗透能力。
【权利要求】
1.一种玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，由复合材料内罐体(I)和外罐体(2)组成，内罐体(I)包括结构层(3)和阻隔层(4)，内、外罐体间设置具有连续空腔的间隙(5)，间隙内设置支撑结构，其特征在于:内、外罐体为一次成型整体结构，内罐体和间隙之间设置内罐体隔离膜(6)，间隙和外罐体之间设置外罐体隔离膜(7);间隙支撑结构由多孔填充材料(9)和支撑柱(10)组成，外罐体和支撑柱为一体结构；内罐体壁厚介于7mm?0.5%d之间，d为罐体直径，外罐体壁厚介于4mm?IOmm之间。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:外罐体隔离膜(7)上设有开孔(8)。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:支撑柱(10)的分布密度介于5个/m2?15个/m2之间,单个支撑柱面积介于25mm2?2500mm2之间。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:所述隔离膜厚度介于0.06mm?0.2mm之间，内罐体隔离膜(6)、外罐体隔离膜(7)厚度彼此独立。
5.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:所述多孔填充材料(9)选自二维编织物或三维立体编织物中的一种。
6.根据权利要求5所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:所述编织物所用编织线直径介于0.25mm?1.5mm之间。
7.根据权利要求5所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:所述二维编织物的编织线经纬密度分别介于100根/米?800根/米之间。
8.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:所述阻隔层(4)表面覆导电层(11)。
9.根据权利要求8所述的玻璃纤维增强复合材料双壁埋地储油罐，其特征在于:所述导电层(11)选自导电布、金属网或导电漆中的一种。
【文档编号】B65D90/04GK203512432SQ201320664597
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】李华, 王慧军, 丁笑晖, 张璐, 惠林海, 虢忠仁, 张鹏, 魏化震, 金子明, 刘发杰 申请人:中国兵器工业集团第五三研究所