专利名称：全复合材料液化石油气瓶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压气瓶，特别涉及一种全复合材料液化石油气瓶。
背景技术：
在日常生活以及工业中，液化石油气瓶等高压气瓶应用广泛。传统的高压气瓶为全钢制气瓶，其重量大、易生锈、使用寿命短、检验成本高，使用中频有爆炸事故产生。全金属的瓶体一旦在高压气体的压力下爆裂，其金属碎片会飞溅伤人。为减轻重量，增加安全性由全钢制气瓶发展到增强纤维全缠绕铝胆复合气瓶。公告号为“2711506Y”的专利文献公开了一种耐磨损的高压复合气瓶，在筒形铝合金材料瓶体内胆外表面缠绕浸胶的增强纤维，在增强纤维缠绕层外设涂胶层。塑料内胆全缠绕气瓶以重量轻、强度高、耐腐蚀、不爆炸、可透视、使用寿命长、维护成本低等优异性能代替传统的金属气瓶，具有广阔的应用前景。授权公告号为“CN201688123U”的实用新型专利文献公开了一种用于盛装气体或液体的压力瓶，包括高分子材料内胆、绕置在高分子材料内胆外的复合材料层以及金属法兰接头。现有复合材料液化石油气瓶一般由内自外依次包括高分子材料内胆、纤维增强复合材料承载层和防撞击外壳，其中高分子材料内胆包括筒身、筒身轴向的两端分别为上端封头和下端封头，在上端封头出气口处设有一向上伸出的瓶口，瓶口包括接在高分子材料内胆封头出气口的金属接嘴法兰，采用高分子材料内胆代替金属材料内胆，减少了内胆和瓶体的重量，但是传统复合材料液化石油气瓶存在有以下缺陷:1)塑料内胆在缠绕加工中易变形，导致难以加工、并且产品的容积离散度大，封头复合材料受力不合理；2)塑料内胆与复合材料直接处于分离状态，长期充压之后，塑料内胆易产生凹陷、裂纹等安全隐患，并且在负压状态易产生破坏；3)气瓶瓶口采用径向密封技术，密封程度差，阀门需要定制；4)采用传统E玻纤增加不饱和树脂形成的复合材料，耐疲劳、耐腐蚀性差,并加工中产生有毒挥发成分。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种内胆受力合理、密封效果好、耐疲劳性好的环保型高分子材料内胆全缠绕型液化石油气瓶。一种全复合材料液化石油气瓶，由内自外依次包括高分子材料内胆、纤维增强复合材料承载层和防撞击外壳，所述的高分子材料内胆包括筒身、分别位于筒身轴向两端的上端封头和下端封头，在上端封头出气口处设有一向上伸出的瓶口，所述瓶口包括接在高分子材料内胆封头出气口的金属接嘴法兰，所述的筒身各处厚度相同，上端封头和下端封头的厚度由筒身向各自顶端延伸的方向逐步增加。高压气瓶的筒体周向应力较径向应力大,封头的强度大于筒身可以充分利用筒身材料的强度。本实用新型的全复合材料液化石油气瓶的内胆，筒身各处厚度相同而两端封头的厚度由筒身向各自顶端延伸的方向逐步增加，即上端封头及下端封头的顶端为最大壁厚，合理控制了封头和筒身的应力分布，避免高分子材料内胆在纤维增强复合材料缠绕层缠绕工艺中的变形。传统的复合材料液化石油气瓶的高分子材料内胆与复合材料直接处于分离状态，长期充压之后，高分子材料内胆易产生凹陷、裂纹等安全隐患，并且在负压状态易产生破坏；本实用新型的全复合材料液化石油气瓶的高分子材料内胆与纤维增强复合材料承载层之间设有过渡粘结层。由于过渡粘结层的设置，高分子材料内胆与纤维增强复合材料承载层紧密连接，高分子材料内胆所受到的应力几乎完全传递到具有增强作用的纤维复合材料承载层上，长期充压，高分子材料内胆也不会变形、破裂，增加了本实用新型液化石油气瓶的抗疲劳性。传统的内胆全缠绕气瓶的缠绕层为E玻璃纤维复合材料，E玻璃纤(即无碱玻璃纤维)中含硼，对环境造成不良影响，而且E玻璃纤维增强复合材料的抗疲劳性和耐腐蚀性较差。本实用新型的全复合材料液化石油气瓶的承载层采用环保型玻璃纤维增强高性能树脂材料，比强度高、耐腐蚀性好而且环保。本实用新型全复合材料液化石油气瓶的高分子材料内胆为惰性塑料内胆，质轻，耐腐蚀。本实用新型的全复合材料液化石油气瓶的高分子材料内胆上端封头出气口与所述的金属接嘴法兰直接镶嵌在一起。金属接嘴法兰具有通孔，其通孔中心轴线与高分子材料内胆中心轴线重合，通过金属法兰施加固定的密封力实现密封。该轴向密封方式安装方便且保证了高分子材料内胆的气密性，同时保证了高分子材料内胆与金属接嘴法兰连接的牢固性。所述的内胆上端封头的型面与下端封头的型面为椭球型面或球型面。同样体积下，球型封头的表面积最小，在同样直径与壁厚和在同样压力作用下，球型封头的应力最小；椭球形封头由半个椭球壳组成，椭球壳部分曲率是连续变化的，所以应力分布比较均匀，受力情况好。通过采用封头逐步增厚的高分子材料内胆，增强了本实用新型液化石油气瓶的强度，并且使内胆合理受力，有效防止了在缠绕工艺中高分子材料内胆的变形，降低了产品的容积离散度。
附图1为本实用新型的全复合材料液化石油气瓶的结构示意图。
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型的全复合材料液化石油气瓶由内自外依次包括惰性塑料内胆1、聚氨酯基过渡粘结层2、环保型玻璃纤维增强高性能树脂承载层3和防撞击外壳4，惰性塑料内胆I包括筒身，筒身轴向两端分别设有上端封头和下端封头，上端封头型面与下端封头型面均为椭球型面；在上端封头出气口处设有一向上伸出的瓶口 5，瓶口 5包括接在惰性塑料内胆上端封头出气口的金属接嘴法兰，惰性塑料内胆I的筒身各处等厚度，上端封头和下端封头的厚度由筒身向各自顶端延伸的方向逐步增厚。具体地，惰性塑料内胆I 一体滚制成型，在滚制过程中，直接将金属接嘴法兰镶嵌于惰性塑料内胆I的上端封头出气口。金属接嘴法兰具有通孔，在制备过程中保证其通孔中心轴线与塑料内胆I的中心轴线重合。通过法兰施加固定的密封力实现密封。在惰性塑料内胆I及瓶口 5外表面均匀涂覆一层聚氨酯基粘结剂，形成聚氨酯基过渡粘结层2，在聚氨酯基过渡粘结层2外表面湿法缠绕环保型玻璃纤维增强高性能树脂，经中温固化成型，形成环保型玻璃纤维增强高性能树脂承载层3，聚氨酯基过渡粘结层2与环保型玻璃纤维增强高性能树脂承载层3包覆瓶口 5，进一步增强了密封效果并可避免金属接嘴法兰在充气时脱出。最后在环保型玻璃纤维增强高性能树脂承载层3外安装防撞击外壳4。聚氨酯基粘结剂耐冲击强度高、耐动态应力腐蚀能力强、不会产生局部应力集中，且对玻璃纤维增强复合材料和惰性塑料的粘结性能均很好。聚氨酯基粘结层作为过渡粘结层，可以使惰性塑料内胆I与环保型玻璃纤维增强高性能树脂承载层3紧密连接，确保惰性塑料内胆I所受到的应力传递到具有增强作用的玻璃纤维增强高性能树脂承载层3上，长期充压，惰性塑料内胆I不会变形、破裂，增加了本实用新型液化石油气瓶的抗疲劳性。
权利要求1.一种全复合材料液化石油气瓶，由内自外依次包括高分子材料内胆、纤维增强复合材料承载层和防撞击外壳，所述的高分子材料内胆包括筒身、分别位于筒身轴向两端的上端封头和下端封头，在上端封头出气口处设有一向上伸出的瓶口，所述瓶口包括接在高分子材料内胆封头出气口的金属接嘴法兰，其特征在于，所述的筒身各处厚度相同，上端封头和下端封头的厚度由筒身向各自顶端延伸的方向逐步增加。
2.如权利要求1所述的全复合材料液化石油气瓶，其特征在于，所述的高分子材料内胆与纤维增强复合材料承载层之间设有过渡粘结层。
3.如权利要求1所述的全复合材料液化石油气瓶，其特征在于，所述的高分子材料内胆上端封头出气口与所述的金属接嘴法兰直接镶嵌在一起。
4.如权利要求3所述的全复合材料液化石油气瓶，其特征在于，所述的金属接嘴法兰具有通孔，其通孔中心轴线与高分子材料内胆中心轴线重合。
5.如权利要求1所述的全复合材料液化石油气瓶，其特征在于，所述的上端封头的型面为椭球型面或球型面。
6.如权利要求1所述的全复合材料液化石油气瓶，其特征在于，所述的下端封头的型面为椭球型面或球型面。
专利摘要本实用新型公开了一种全复合材料液化石油气瓶，由内自外依次包括高分子材料内胆、纤维增强复合材料承载层和防撞击外壳，所述的高分子材料内胆包括包括筒身、分别位于筒身轴向两端的上端封头和下端封头，在上端封头出气口处设有一向上伸出的瓶口，所述瓶口包括接在高分子材料内胆封头出气口的金属接嘴法兰，所述的筒身各处厚度相同，上端封头和下端封头的厚度由筒身向各自顶端延伸的方向逐步增加，通过采用封头逐步增厚的高分子材料内胆，增强了液化石油气瓶的强度，并且使内胆合理受力，有效防止了在缠绕工艺中高分子材料内胆的变形。
文档编号F17C13/00GK203010193SQ20122072193
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者朱进朝 申请人:浙江凯博压力容器有限公司