[发明专利]全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种复合材料高压气瓶，尤其涉及一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶及其制备方法，属于压力容器领域。

背景技术

随着气瓶生产制造技术的发展，以及用户对气瓶减重的要求，复合材料气瓶取代钢质气瓶已成为发展趋势，其具有体积小、重量轻等特点。但超高压复合材料气瓶的研制在国内刚刚起步。目前现有全缠绕复合材料高压气瓶主要由无缝铝合金内胆和有缝钢制内胆组成，多使用在高压和低压领域，无法在超高压下使用，并且也不具备无缝钢制内胆气瓶的生产制造能力。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶，解决了现有技术中全缠绕复合材料高压气瓶无法在超高压下使用的问题。

本发明的另一目的在于提供一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶的制备方法。

本发明的技术方案如下：

包括内胆和缠绕层，内胆的外表面设置缠绕层；所述的内胆为无缝钢制内胆。

本发明的制备方法包括下述步骤：

选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；

选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;

选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；

选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;

管坯预加热：管坯加热至400℃~500℃，保持管坯相对于喷火器做反复运动，保证均匀加热；

上料：将上述预加热好的管坯固定到旋转主轴上，夹紧，防止转动；

旋压加工；旋轮对上述已夹紧固定好的管坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经15-20道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，使管坯产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小，进行收口和封底，形成无缝内胆，旋轮的进给速度为4-10mm/min；主轴转速为150-200r/min，纵向进给量为零件壁厚的30%；

卸料：主轴停止转动，将上述旋压加工成形后的无缝内胆从主轴卸下；

缠绕：将上述卸下的内胆作为芯模，芯模的外表面缠绕纤维层；

成品。

本发明的优点效果如下：

本发明不锈钢内胆避免了液压强度试验后，残余液体对气瓶内胆产生的影响，并且气瓶强度试验后，不需要特殊处理，内胆表面质量较好，并且相比铝合金内胆，不锈钢内胆具有更好的强度。

气瓶内胆采用无缝内胆设计，旋压加工成型，内胆收口时以旋轮作进给运动，多道次加压于夹紧在主轴上的旋转金属坯料，使其产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小。无缝设计避免了焊缝在高压下产生变形或破坏。

附图说明

图1为现有结构示意图。

图中，1、内胆，2、缠绕层。

具体实施方式

    实施例1

本发明的结构如图1所示，包括内胆1和缠绕层2，内胆1的外表面设置缠绕层2；所述的内胆1为无缝钢制内胆。

本发明的制备方法包括下述步骤：

选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；

选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;

选料→管坯预加热→上料→旋压加工→卸料→缠绕→成品；

选料：内胆毛坯采用内径相同筒形毛坯作为管坯;

管坯预加热：管坯加热至450℃，保持管坯相对于喷火器做反复运动，保证均匀加热；

上料：将上述预加热好的管坯固定到旋转主轴上，夹紧，防止转动；

旋压加工；旋轮对上述已夹紧固定好的管坯施加压力，旋轮同时作轴向送进，经18道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，使管坯产生连续的局部塑性变形使管坯口部逐渐缩小，进行收口和封底，形成无缝内胆，旋轮的进给速度为7mm/min；主轴转速为180r/min，纵向进给量为零件壁厚的30%；

卸料：主轴停止转动，将上述旋压加工成形后的无缝内胆从主轴卸下；

缠绕：将上述卸下的内胆作为芯模，芯模的外表面缠绕纤维层；

成品。

实施例2

所述的管坯预加热步骤中，管坯加热至400℃；

所述的旋压加工步骤中，经15道次加压于夹紧在主轴上的旋转管坯，旋轮的进给速度为10mm/min；主轴转速为200r/min；

其它步骤同实施例1。

实施例3

所述的管坯预加热步骤中，管坯加热至600℃；