一种深冷高压储氢瓶的制作方法

本实用新型涉及储氢压力容器设备领域，具体涉及一种用于储存超临界氢的深冷高压储氢瓶。

背景技术：

由于氢气的特殊热物理性质，氢气在超低温（33.19k以下）和高压（1.315mpa以上）同时作用下会呈现超临界状态，超临界氢除了在储氢密度上高于低温液氢，更能够延长储氢容器的储氢维持时间，达到传统液氢储存技术的5至10倍，并且由于其高压特性，超临界氢气化后还无需加压。现有的用于储存超临界氢的深冷高压储氢瓶的结构包括：内筒体和外筒体，内筒体通过支撑构件安装于外筒体中，内、外筒体之间的夹层抽真空形成真空绝热层，在内筒体的封头上设置有与内筒体内腔相连通的内瓶口，在内瓶口中焊接固定有瓶口密封件，在瓶口密封件中设置有与内筒体内腔相连通的直通道，在直通道的外端口上焊接连通有穿过外筒体并与外筒体密封固定的直管道。现有的深冷高压储氢瓶中的瓶口密封件由于采用焊接的方式固定于内瓶口中，使得瓶口密封件的密封稳定性不高，从而使储氢瓶的使用寿命大大缩短；另外，现有的深冷高压储氢瓶由于采用长度较短的直管道来穿过真空绝热层，使得热量很容易通过直管道传递到内筒体上，从而使储氢瓶的绝热性能大大降低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：将提供一种使用寿命长且绝热性能好的深冷高压储氢瓶。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种深冷高压储氢瓶，包括：内筒体和外筒体，内筒体通过支撑构件安装于外筒体中，内、外筒体之间的夹层抽真空形成真空绝热层，其特征在于：在内筒体的封头上设置有与内筒体内腔相连通且带内螺纹的内瓶口，在内瓶口中螺纹连接有瓶口密封件，内瓶口边缘和瓶口密封件螺纹段之间焊接密封，在瓶口密封件中设置有一个l形的第一氢通道，第一氢通道的内端口位于瓶口密封件的内端面上与内筒体内腔相连通，第一氢通道的外端口位于瓶口密封件外端的侧壁上，在真空绝热层中设置有一个环绕瓶口密封件布置的第一连通管道，第一连通管道向外穿过外筒体并与外筒体相密封固定，第一连通管道的内端口与第一氢通道的外端口相焊接连通。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：在瓶口密封件中还设置有一个l形的第二氢通道，第二氢通道的内端口位于瓶口密封件的内端面上与内筒体内腔相连通，第二氢通道的外端口位于瓶口密封件外端的侧壁上，在真空绝热层中还设置有一个环绕瓶口密封件布置的第二连通管道，第二连通管道向外穿过外筒体并与外筒体相密封固定，第二连通管道的内端口与第二氢通道的外端口相焊接连通。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：在瓶口密封件中还设置有一个l形的压力检测通道，压力检测通道的内端口位于瓶口密封件的内端面上与内筒体内腔相连通，压力检测通道的外端口位于瓶口密封件外端的侧壁上，在真空绝热层中还设置有一个环绕瓶口密封件布置的第三连通管道，第三连通管道向外穿过外筒体并与外筒体相密封固定，第三连通管道的内端口与压力检测通道的外端口相焊接连通。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：在瓶口密封件中还分别设置有两个l形的换热通道，每个换热通道的内端口均位于瓶口密封件的内端面上，每个换热通道的外端口均位于瓶口密封件外端的侧壁上，在真空绝热层中还分别设置有两个环绕瓶口密封件布置的第四连通管道，每个第四连通管道均向外穿过外筒体并与外筒体相密封固定，两个第四连通管道的内端口与两个换热通道的外端口分别一一对应焊接连通，在内筒体中设置有一个换热管道，换热管道的两端口与两个换热通道的内端口分别一一对应焊接连通。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：真空绝热层中的各个连通管道的长度均不小于1米。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：瓶口密封件由不同材质的螺纹段和管道焊接段组成，管道焊接段侧壁即瓶口密封件外端侧壁，螺纹段和管道焊接段采用摩擦焊焊接。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：内筒体采用碳纤维全缠绕铝合金内胆。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：在瓶口密封件的螺纹段上缠绕有密封带。

进一步的，前述的一种深冷高压储氢瓶，其中：内瓶口内、外侧边缘和瓶口密封件螺纹段之间均焊接密封。

本实用新型的优点为：本实用新型所述的深冷高压储氢瓶中的瓶口密封件和内瓶口采用螺纹连接后再进行焊接密封，使得瓶口密封件更抗压，从而能大大提高瓶口密封件的密封稳定性；另外，各个连通管道环绕着瓶口密封件布置后能使各个连通管道设置的更长，这样就能使传递到内筒体的热量最小化；瓶口密封件设置成两段后能使瓶口密封件更好的适应不同材质的内、外筒体，这样能延长瓶口密封件的使用寿命和降低瓶口密封件的导热性。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种深冷高压储氢瓶的结构示意图。

图2为图1中所示的深冷高压储氢瓶不设置第二氢通道、压力检测通道、两个换热通道的结构示意图。

图3为图1中所示的深冷高压储氢瓶不设置压力检测通道、两个换热通道的结构示意图。

图4为图1中所示的深冷高压储氢瓶不设置两个换热通道的结构示意图。

图5为图1中所示的深冷高压储氢瓶不设置压力检测通道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，一种深冷高压储氢瓶，包括：内筒体1和外筒体2，内筒体1采用碳纤维全缠绕铝合金内胆，铝合金抗氢脆，但是铝合金的强度较低，导热性较高，所以在铝合金内胆外侧需要缠绕碳纤维来增加抗压强度，外筒体2采用奥氏体不锈钢材质，奥氏体不锈钢强度高，导热性较低，从而能较好的绝热；内筒体1通过支撑构件安装于外筒体2中，内、外筒体1、2之间的夹层抽真空形成真空绝热层9，在内筒体1的封头上设置有与内筒体1内腔相连通且带内螺纹的内瓶口11，在内瓶口11中螺纹连接有瓶口密封件3，在实际应用中，瓶口密封件的螺纹段上可以缠绕密封带后在旋入内瓶口11中，这样设置后能使密封性更好；内瓶口11内、外侧边缘和瓶口密封件3螺纹段之间均焊接密封，在瓶口密封件3中设置有一个l形的第一氢通道4，第一氢通道4的内端口位于瓶口密封件3的内端面上与内筒体1内腔相连通，第一氢通道4的外端口位于瓶口密封件3外端的侧壁上，在真空绝热层9中设置有一个环绕瓶口密封件3布置的第一连通管道41，第一连通管道41向外穿过外筒体2并与外筒体2相密封固定，第一连通管道41的内端口与第一氢通道4的外端口相焊接连通。

在本实施例中，在瓶口密封件3中还设置有一个l形的第二氢通道5，第二氢通道5的内端口位于瓶口密封件3的内端面上与内筒体1内腔相连通，第二氢通道5的外端口位于瓶口密封件3外端的侧壁上，在真空绝热层9中还设置有一个环绕瓶口密封件3布置的第二连通管道51，第二连通管道51向外穿过外筒体2并与外筒体2相密封固定，第二连通管道51的内端口与第二氢通道5的外端口相焊接连通。

在本实施例中，在瓶口密封件3中还设置有一个l形的压力检测通道6，压力检测通道6的内端口位于瓶口密封件3的内端面上与内筒体1内腔相连通，压力检测通道6的外端口位于瓶口密封件3外端的侧壁上，在真空绝热层9中还设置有一个环绕瓶口密封件3布置的第三连通管道61，第三连通管道61向外穿过外筒体2并与外筒体2相密封固定，第三连通管道61的内端口与压力检测通道6的外端口相焊接连通。

在本实施例中，在瓶口密封件3中还分别设置有两个l形的换热通道7，每个换热通道7的内端口均位于瓶口密封件3的内端面上，每个换热通道7的外端口均位于瓶口密封件3外端的侧壁上，在真空绝热层9中还分别设置有两个环绕瓶口密封件3布置的第四连通管道71，每个第四连通管道71均向外穿过外筒体2并与外筒体2相密封固定，两个第四连通管道71的内端口与两个换热通道7的外端口分别一一对应焊接连通，在内筒体1中设置有一个换热管道8，换热管道8的两端口与两个换热通道7的内端口分别一一对应焊接连通。

瓶口密封件3中的各个通道均设置成l形后各个通道加工更加方便，并且能使各个连通管道排布的更加紧凑合理，各个连通管道环绕着瓶口密封件3布置后能使各个连通管道设置的更长，上述的真空绝热层9中的各个连通管道的长度均不小于1米，这样设置是为了保证热传递的路径足够长，使得传递到内筒体1的热量最小化。

在本实施例中，瓶口密封件3由不同材质的螺纹段31和管道焊接段32组成，管道焊接段32侧壁即瓶口密封件3外端侧壁，螺纹段31和管道焊接段32采用摩擦焊焊接，螺纹段31采用与内筒体1内胆材料相同的铝合金材质，这样设置能使螺纹段31抗氢脆，而管道焊接段32采用奥氏体不锈钢材质，另外，各个连通管道也采用奥氏体不锈钢材质，这样设置后能利用奥氏体不锈钢的低导热性和高强度来更好的绝热和抗压。

第一氢通道4和第二氢通道5可以用来进出超临界氢，压力检测通道6可以用来检测内筒体1中的压力，两个换热通道7可以用来进出换热介质，使得内筒体1内腔保持低温。

在实际应用中，第二氢通道5，压力检测通道6，两个换热通道7都可以选择性设置。下面介绍另外4种不同的设置方式：（1）如图2所示，在瓶口密封件3上只设置有第一氢通道4，那么第一连通管道41和第一氢通道4可以用来进出超临界氢；（2）如图3所示，在瓶口密封件3上设置有第一氢通道4和第二氢通道5，那么第一连通管道41和第一氢通道4可以用来进超临界氢，而第二连通管道51和第二氢通道5可以用来出超临界氢；（3）如图4所示，在瓶口密封件3上设置有第一氢通道4、第二氢通道5、压力检测通道6，那么第一连通管道41和第一氢通道4可以用来进超临界氢，第二连通管道51和第二氢通道5可以用来出超临界氢，压力检测通道6和第三连通管道61可以用来检测内筒体1中的压力；（4）如图5所示，在瓶口密封件3上设置有第一氢通道4、第二氢通道5、两个换热通道7，那么第一连通管道41和第一氢通道4可以用来进超临界氢，第二连通管道51和第二氢通道5可以用来出超临界氢，两个换热通道7、两个第四连通管道71、换热管道8可以用来向内筒体1中进出换热介质。