一种大容积车用液化天然气气瓶的制作方法

本发明涉及车用液化天然气储存容器，尤其涉及一种大容积车用液化天然气气瓶。

背景技术：

在能源日趋紧张、大气污染极为严重的背景下，作为石油消耗大户和污染排放大户的交通运输领域已成为了人们首要关注对象，因此发展清洁能源汽车已成为刻不容缓的选择。

液化天然气作为当今世界公认的清洁能源，因具有热值高、燃烧充分、排气污染少、安全性好等优点而被大力推广应用于交通运输领域，以天然气为燃料的天然气汽车的普及也将是未来发展的趋势。

目前天然气汽车采用车用液化天然气气瓶来储存低温液态天然气，车用液化天然气气瓶由内胆和外筒体构成，内胆由前支撑结构和后支撑结构共同支撑悬空设置于外筒体空腔中，内胆与外筒体之间夹层被抽真空，以保证车用液化天然气气瓶具有的良好绝热性。车用液化天然气气瓶在使用过程中不可避免会存在热胀冷缩现象，热胀冷缩现象严重影响前支撑结构和后支撑结构的支撑可靠性，尤其是对于应用于重卡上的大容积车用液化天然气气瓶来说影响更为突出。

技术实现要素：

本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构简单、使用寿命长的大容积车用液化天然气气瓶，该气瓶中的前支撑结构和后支撑结构能可靠支撑内胆，且后支撑结构留有热胀冷缩调节余量，从而使其随着随热胀冷缩变化而相应自我调节，因而热胀冷缩的影响几乎可以忽略不计。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种大容积车用液化天然气气瓶，包括：内胆和外筒体，内胆由前支撑结构和后支撑结构支撑共同支撑、悬空设置于外筒体空腔中，内胆与外筒体之间形成抽真空夹层。所述的前支撑结构为：外连接器密封嵌设于外筒体的外前封头上的通孔中，双层颈管的内颈管前端固定连接于外连接器后端，双层颈管后端穿过内胆的内前封头上的通孔后伸入内胆空腔中，且双层颈管的外颈管前端与内前封头上的通孔密封连接，在双层颈管后端固定设置有内连接器。气瓶管路组件中的各管路后端依次密封穿过外连接器上的通孔、双层颈管的内颈管腔、内连接器上的通孔后伸入内胆空腔中；所述的后支撑结构为：在内胆的内后封头与外筒体的外后封头之间的抽真空夹层中设置有支撑板，支撑板通常与内胆轴线垂直，支撑板边缘抵靠连接于外后封头内壁上，在支撑板中部设置有前后贯通的贯通孔，支撑杆前端固定设置于内胆的内后封头上，支撑杆后端活动穿插于贯通孔中，支撑杆可随着热胀冷缩变化而相应在贯通孔中向前移动或向后移动、从而实现因热胀冷缩而产生的位移调节。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，在内连接器与内胆之间还设置有内连接支撑板，内连接支撑板一端固定连接于内连接器上，内连接支撑板另一端固定连接于内前封头内壁上。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，所述的内连接支撑板由第一支撑板底端和第二支撑板顶端连接后一体成形构成，且第二支撑板相对第一支撑板倾斜设置，第一支撑板通常与内胆轴线垂直；第一支撑板顶端与内连接器固定连接，第二支撑板底端与内前封头内壁固定连接。此时，内连接支撑板的实际长度大于内连接支撑板两端之间的直线距离，为热胀冷缩提供伸缩余量，从而保证内连接支撑板两端分别与内连接器、内前封头内壁连接可靠而不会因热证冷缩而导致连接处产生开裂等现象。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，加强环密封嵌设于内胆的内前封头上的通孔中，双层颈管后端密封穿过加强环后伸入内胆空腔中，且双层颈管的外颈管前部与加强环密封连接；在双层颈管的内颈管腔中填充有分子筛。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，在内胆中固定设置有防过充筒体，在防过充筒体底部开设有与防过充筒体内腔连通的进液孔。进液孔的孔径大小需要根据内胆容积、进液速度等因素来进行设定，以保证冲液完毕后的瞬间，防过充筒体内的未充满空间占气瓶总容积的10%左右。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，在内胆与外筒体之间的抽真空夹层中设置有至少一种吸附剂。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，所述的气瓶管路组件包括：气相管路、进液管路、出液管路，气相管路后端、进液管路后端和出液管路后端均分别穿过外连接器上对应通孔、双层颈管的内颈管腔、内连接器上对应通孔后伸入内胆空腔中；在双层颈管后部固定设置有支撑件，支撑件后端套设于内胆空腔中的气瓶管路组件中的至少一根管路上，具体有如下几种方式：支撑件后端套设于内胆空腔中的出液管路上、或支撑件后端套设于出液管路和气相管路上、或支撑件后端套设于出液管路和进液管路上、或支撑件后端套设于气相管路、进液管路和出液管路上。

传统气瓶为了固定位于内胆中的气瓶管路组件，通常在内胆的内前封头上设置有向内凹进的连接槽，在连接槽内设置连接孔，气瓶管路组件密封穿插、并固定于连接孔中。这种带连接孔的连接槽结构业内通常称之为阻液罩，阻液罩的设置会缩小内胆容积。而本申请通过对前支撑结构的具体结构排布以及支撑件的设置，就能将内胆中的气瓶管路组件很好地固定住，因而本申请所述的气瓶结构就无需设置阻液罩，简化内胆结构，内胆制造更加简单。相比同尺寸内胆的气瓶，传统带阻液罩的气瓶比本申请所述的气瓶的容积要小很多。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，进液管路前端通过外连接器上对应通孔伸出外连接器前侧，在伸出外连接器前侧的进液管路上设置有进液阀；出液管路前端通过外连接器上对应通孔伸出外连接器前侧，在伸出外连接器前侧的出液管路上设置有出液阀；气相管路前端通过外连接器上对应通孔伸出外连接器前侧，在伸出外连接器前侧的气相管路上设置有放空阀；在外连接器与放空阀之间的气相管路上设置有第一分支管路，在第一分支管路上设置有副安全阀；在外连接器与放空阀之间的气相管路上设置有第二分支管路，在第二分支管路上设置有压力表和主安全阀；在外连接器与放空阀之间的气相管路上设置有经济回路，经济回路与位于外连接器与出液阀之间的出液管路连通，在经济回路上设置有经济阀。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，在内胆空腔中设置有液位计检测部，液位计检测部通过气相管路与外筒体外的液位计仪表连接。

进一步地，前述的一种大容积车用液化天然气气瓶，其中，在外筒体的外前封头处还设置有保护罩，保护罩将外连接器前侧分布的气瓶管路组件和气瓶管路组件上对应阀门保护于保护罩内。

本发明的有益效果是：①通过前支撑结构和后支撑结构配合将内胆可靠悬空支撑于外筒体空腔中，在后支撑结构中留有热胀冷缩调节余量，从而使其随着随热胀冷缩变化而相应自我调节，因而热胀冷缩的影响几乎可以忽略不计；②取消了传统气瓶的阻液罩结构，简化内胆结构，内胆制造更加简单，相比同尺寸内胆的气瓶，传统带阻液罩的气瓶比本申请所述的气瓶的容积要小很多；③经济回路的设置将经气相管路排出的天然气引入出液管路中，进一步提高气瓶中天然气的利用率。

附图说明

图1是本发明所述的一种大容积车用液化天然气气瓶的结构示意图。

图2是图1右视方向的结构示意图。

图3是图2中气瓶管路组件的局部放大结构示意图。

图4是图1中去除保护罩后气瓶的内部结构示意图。

图5是图4中A部分的局部放大结构示意图。

图6是图4中B部分的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一

如图1和图4所示，本实施例所述的一种大容积车用液化天然气气瓶，包括：内胆2和外筒体1，内胆2由前支撑结构3和后支撑结构4支撑共同支撑、悬空设置于外筒体空腔中，内胆2与外筒体1之间形成抽真空夹层102。在内胆2与外筒体1之间的抽真空夹层102中还设置有至少一种吸附剂。

如图4和图6所示，所述的前支撑结构3为：外连接器31密封嵌设于外筒体1的外前封头11上的通孔中，双层颈管的内颈管321前端固定连接于外连接器31后端，双层颈管后端穿过内胆2的内前封头21上的通孔后伸入内胆空腔中，且双层颈管的外颈管322前端与内前封头21上的通孔密封连接，在双层颈管后端固定设置有内连接器33。气瓶管路组件中的各管路后端依次密封穿过外连接器31上的通孔、双层颈管的内颈管腔、内连接器33上的通孔后伸入内胆空腔中。

为使双层颈管的外颈管322前端与内前封头21上的通孔密封连接更加可靠，同时减少焊接对气瓶的影响，如图6所示，本申请在内胆2上设置有加强环23：加强环23密封嵌设于内胆2的内前封头21上的通孔中，双层颈管后端密封穿过加强环23后伸入内胆空腔中，且双层颈管的外颈管322前部与加强环23密封连接。在双层颈管的内颈管腔中填充有分子筛32。

如图5所示，所述的后支撑结构4为：在内胆2的内后封头22与外筒体1的外后封头12之间的抽真空夹层102中设置有支撑板41，支撑板41通常与内胆轴线垂直，支撑板41边缘抵靠连接于外后封头12内壁上，在支撑板41中部设置有前后贯通的贯通孔410，支撑杆42前端固定设置于内胆2的内后封头22上，支撑杆42后端活动穿插于贯通孔410中，支撑杆42可随着热胀冷缩变化而相应在贯通孔410中向前移动或向后移动、从而实现因热胀冷缩而产生的位移调节。

为使支撑连接更稳固，如图4所示，本实施例中在内连接器33与内胆2之间还设置有内连接支撑板，内连接支撑板一端固定连接于内连接器33上，内连接支撑板另一端固定连接于内前封头内壁上。考虑到存在热胀冷缩现象，为保证内连接支撑板具有一定的伸缩余量，将内连接支撑板设置成内连接支撑板的实际长度大于内连接支撑板两端之间的直线距离结构，具体如下：内连接支撑板由第一支撑板51底端和第二支撑板52顶端连接后一体成形构成，且第二支撑板52相对第一支撑板51倾斜设置，第一支撑板51通常与内胆轴线垂直；第一支撑板51顶端与内连接器33固定连接，第二支撑板52底端与内前封头21内壁固定连接。此时，内连接支撑板的实际长度大于内连接支撑板两端之间的直线距离，为热胀冷缩提供伸缩余量，从而保证内连接支撑板两端分别与内连接器33、内前封头21内壁连接可靠而不会因热胀冷缩而导致连接处产生开裂等现象。在实际加工过程中，内连接支撑板与内连接器33连接处、以及内连接支撑板与内前封头21内壁连接处通常采用焊接连接，将内连接支撑板设置成上述弯折形状能很好的保护焊接连接处不会因热胀冷缩而导致焊缝开裂。

实施例二

为了安全需要，往往要求气瓶不能完全充满，要留有一定的安全空间，本实施例在实施例一的基础上还设置有防过充筒体6：在内胆2中固定设置有防过充筒体6，在防过充筒体6底部开设有与防过充筒体6内腔连通的进液孔61。进液孔61的孔径大小需要根据内胆容积、进液速度等因素来进行设定，以保证冲液完毕后的瞬间，防过充筒体6内的未充满空间占气瓶总容积的10%左右。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于：所述的气瓶管路组件包括：气相管路71、进液管路72、出液管路73，气相管路71后端、进液管路72后端和出液管路73后端均分别穿过外连接器31上对应通孔、双层颈管的内颈管腔、内连接器33上对应通孔后伸入内胆空腔中。在双层颈管后部固定设置有支撑件34，支撑件34后端套设于内胆空腔中的气瓶管路组件中的至少一根管路上，具体有如下几种方式：支撑件34后端套设于内胆空腔中的出液管路73上、或支撑件34后端套设于出液管路73和气相管路71上、或支撑件34后端套设于出液管路73和进液管路74上、或支撑件34后端套设于气相管路71、进液管路72和出液管路73上。

传统气瓶为了固定位于内胆2中的气瓶管路组件，通常在内胆2的内前封头21上设置有向内凹进的连接槽，在连接槽内设置连接孔，气瓶管路组件密封穿插、并固定于连接孔中。这种带连接孔的连接槽结构业内通常称之为阻液罩，阻液罩的设置会缩小内胆容积。而本申请通过对前支撑结构3的具体结构排布以及支撑件34的设置，就能将内胆2中的气瓶管路组件很好地固定住，因而本申请所述的气瓶结构就无需设置阻液罩，简化内胆结构，内胆制造更加简单。相比同尺寸内胆的气瓶，传统带阻液罩的气瓶比本申请所述的气瓶的容积要小很多，因而在相同尺寸下的气瓶，本申请所述的气瓶的充装量要比传统带阻液罩的气瓶的充装量要多的多。

实施例四

如图2和图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例涉及位于外连接器31前侧分布的气瓶管路组件连接情况，具体如下：

进液管路72前端通过外连接器31上对应通孔伸出外连接器31前侧，在伸出外连接器31前侧的进液管路72上设置有进液阀。

出液管路73前端通过外连接器31上对应通孔伸出外连接器31前侧，在伸出外连接器31前侧的出液管路73上设置有出液阀83。

气相管路71前端通过外连接器31上对应通孔伸出外连接器31前侧，在伸出外连接器31前侧的气相管路71上设置有放空阀81。

在外连接器31与放空阀81之间的气相管路71上设置有第一分支管路74，在第一分支管路74上设置有副安全阀84。在外连接器31与放空阀81之间的气相管路71上设置有第二分支管路75，在第二分支管路75上设置有压力表91和主安全阀85。

在外连接器31与放空阀81之间的气相管路71上设置有经济回路76，经济回路76与位于外连接器31与出液阀之间的出液管路73连通，在经济回路76上设置有经济阀86。

在内胆空腔中设置有液位计检测部92，液位计检测部92通过气相管路71与外筒体1外的液位计仪表93连接。

气瓶在使用过程中，当气瓶压力超过设定值时，经济阀86打开，天然气经气相管路71、经济回路76进入出液管路73中，与直接通过出液管路73输出的天然气一同输送至用气设备中。当气瓶压力继续向上升到另一设定值时，可通过打开放空阀81来进行排气泄压，若放空阀81故障或无人控制放空阀81打开，当压力值达到副安全阀84的开启压力时，副安全阀84自动开启，如果副安全法84故障，则当压力值达到主安全阀85的开启压力时，主安全阀85开启。主安全阀85和副安全阀84中任一阀门发生故障无法开启，依然能保证气瓶正常泄压，气瓶使用的安全性能非常高。

如图1和图2所示，本实施例在外筒体1的外前封头11处还设置有保护罩10，保护罩10将外连接器31前侧分布的气瓶管路组件和气瓶管路组件上对应阀门保护于保护罩10内。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。

本发明的优点是：①通过前支撑结构3和后支撑结构4配合将内胆2可靠悬空支撑于外筒体空腔中，在后支撑结构3中留有热胀冷缩调节余量，从而使其随着随热胀冷缩变化而相应自我调节，因而热胀冷缩的影响几乎可以忽略不计；②取消了传统气瓶的阻液罩结构，简化内胆结构，内胆制造更加简单，相比同尺寸内胆的气瓶，传统带阻液罩的气瓶比本申请所述的气瓶的容积要小很多；③经济回路76的设置将经气相管路71排出的天然气引入出液管路73中，进一步提高气瓶中天然气的利用率。