[发明专利]一种具有多层结构的复合材料低温压力容器及制造方法

权利要求书

1.一种具有多层结构的复合材料低温压力容器，其特征在于：包括铝合金内胆(1)，所述铝合金内胆(1)上依次包覆有复合材料承力层(2)和保温层(3)和复合材料缓冲层(4)，所述复合材料承力层(2)和保温层(3)和复合材料缓冲层(4)依次包覆在铝合金内胆(1)上。

2.根据权利要求1所述的具有多层结构的复合材料低温压力容器，其特征在于：还包括基座(5)，所述基座(5)与铝合金内胆(1)连通并依次穿过复合材料承力层(2)和保温层(3)和复合材料缓冲层(4)。

3.根据权利要求1所述的具有多层结构的复合材料低温压力容器，其特征在于：所述基座(5)包括内胆固定层(5-1)、真空抽气口(5-2)、压力真空表(5-3)、真空阀门(5-4)和尾部顶针固定槽(5-5)，所述内胆固定层(5-1)与铝合金内胆(1)连接，所述真空抽气口(5-2)与内胆固定层(5-1)连接且与铝合金内胆(1)连通，所述真空抽气口(5-2)还分别与压力真空表(5-3)和真空阀门(5-4)连通，所述压力真空表(5-3)和真空阀门(5-4)位于复合材料缓冲层(4)外部，所述尾部顶针固定槽(5-5)设在内胆固定层(5-1)的底部。

4.根据权利要求1所述的具有多层结构的复合材料低温压力容器的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：根据复合材料低温压力容器的容积、尺寸、重量、工作温度和工作内压，设计铝合金内胆(1)、复合材料承力层(2)的厚度及纤维铺层方式、保温层厚度、复合材料缓冲层(4)的厚度及纤维铺层方式、基座(5)的尺寸参数，并利用有限元软件进行数值模拟和强度、刚度的校核；

步骤二：按照步骤一的设计要求制作铝合金内胆(1)和底部的基座(5)，并用环氧胶黏剂将基座(5)粘接在铝合金内胆(1)底部；

步骤三：按照步骤一设计的复合材料承力层(2)在螺旋向和环向缠绕，并根据要求进行角度和层数的调整，然后放入烘箱中加热固化成型；

步骤四：按照步骤一设计的保温层(3)结构，将保温材料包覆在固化成型后的复合材料承力层(2)外部；

步骤五：按照步骤一设计的复合材料缓冲层(4)在螺旋向和环向缠绕，并根据要求进行角度和层数的调整，然后放入烘箱中加热固化成型，从而完成具有多层结构的复合材料压力容器的制造；

步骤六：通过步骤一所述基座(5)的真空抽气口(5-2)将保温层(3)内真空度抽至-1个标准大气压，之后关闭真空阀门(5-4)，通过基座(5)上连接的压力真空表(5-3)实时监测保温层中的真空度。

5.根据权利要求4所述的具有多层结构的复合材料低温压力容器的制造方法，其特征在于：所述步骤三和步骤五中的固化成型条件均依次为：80～100℃保温1～2h，110～130℃保温1～2h，150～160℃保温4～6h。

6.根据权利要求4所述的具有多层结构的复合材料低温压力容器的制造方法，其特征在于：所述步骤四中的保温材料为具有连通孔道的聚氨酯保温材料，通过环氧胶黏剂将保温材料固定在复合材料承力层(2)外部。