[发明专利]一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法

权利要求书

1.一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）内胆制作：采用高密度聚乙烯为原料，制作塑料内胆；

（2）阀体装配：塑料内胆两端开孔部安装连接好金属阀体，所述金属阀体的内孔与所述塑料内胆的收口部外圆采用螺纹连接，所述金属阀体的端面与塑料内胆的收口部台阶端面之间的连接为热融合连接；

（3）装夹：塑料内胆两端使用芯轴进行定位，装夹在碳纤维缠绕设备的旋转装置上；

（4）碳纤维缠绕：采用湿法碳纤维缠绕设备，将浸渍有环氧树脂液的碳纤维缠绕在塑料内胆和金属阀体外表面，形成一层碳纤维缠绕层；

（5）固化：将带有碳纤维缠绕层的塑料内胆置于固化干燥室内，进行固化干燥；

（6）保护套设置：在碳纤维缠绕层的外表面安装可换式防撞保护装置；所述可换式防撞保护装置包括外套在所述碳纤维缠绕层外表面的中间套筒和连接在所述中间套筒两端的带中心孔端盖；所述中间套筒为弹性橡胶中间套筒，所述带中心孔端盖为弹性橡胶带中心孔端盖，所述带中心孔端盖的中心孔外套在所述金属阀体外圆上；

其中，所述碳纤维缠绕工序中的湿法碳纤维缠绕设备包括旋转装置、直线往复移动机构、环氧树脂碳浸渍槽和若干数量的碳纤维放线卷盘，所述环氧树脂碳浸渍槽设置在直线往复移动机构上，所述环氧树脂碳浸渍槽内按照碳纤维束的前进方向依次设置有浸渍区和张力控制区，在所述环氧树脂碳浸渍槽的张力控制区设置有机架，所述机架上设置有若干数量的张力控制组件，每一张力控制组件对应连接一束碳纤维，所述每一张力控制组件包括按照碳纤维束的前进方向依次设置在所述张力控制区的机架上的第1个至第N个间隔布置的定滑轮、设置在所述第1个至第N-1个所述定滑轮下方的一根可上下浮动的水平联动杆、设置在相邻两个所述定滑轮中间下方位置的动滑轮，所述动滑轮包括位于第1个至第N-1个定滑轮中的相邻定滑轮中间下方位置的N-2个联动动滑轮和位于第N-1个定滑轮与第N个定滑轮中间下方位置的一个独立动滑轮，所述N-2个联动动滑轮连接在同一所述水平联动杆上以实现同步上下浮动，所述独立动滑轮上挂载有重力块，所述水平联动杆的中间垂直连接有浮动控制杆，所述浮动控制杆连接在电动升降机构上以实现所述水平联动杆的上下浮动；从所述碳纤维放线卷盘放出的碳纤维束按照碳纤维束的前进方向依次交替经过所述定滑轮和所述动滑轮后缠绕连接至所述塑料内胆上；在所述独立动滑轮上挂载的重力块下方设置有用于检测重力块高度位置的高度检测传感器；

其中，所述湿法碳纤维缠绕设备上还设置有渐变张力器，所述渐变张力器包括设置在所述重力块下方通过第一伺服电机驱动的同步升降台、设置在所述同步升降台上通过第二伺服电机驱动的升降座、设置在所述升降座上的拉力传感器，所述拉力传感器通过拉紧弹簧与所述重力块相连接；所述同步升降台上设置有用于测量所述同步升降台与所述重力块之间间距的间距检测传感器，所述拉力传感器、间距检测传感器、第一伺服电机、第二伺服电机分别连接所述张力控制系统；所述张力控制系统通过所述高度检测传感器跟踪所述重力块的高度位置，并通过所述第一伺服电机实现所述同步升降台与所述重力块的同步升降，所述张力控制系统通过所述第二伺服电机实现所述拉紧弹簧对于所述重力块的渐变拉紧力的控制。

2.根据权利要求1所述的一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，其特征在于，所述带中心孔端盖与所述中间套筒之间密封连接，所述带中心孔端盖的中心孔与所述金属阀体外圆之间密封连接，所述中间套筒的内壁上、所述带中心孔端盖的内壁上分别设置有纵横交错相互连通的互通槽；所述带中心孔端盖上分别设置有用于对所述互通槽进行抽真空的抽真空接口及连接阀、用于监测所述互通槽内真空度情况的真空度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，其特征在于，所述环氧树脂碳浸渍槽的浸渍区上部位置设置有出线定滑轮，所述出线定滑轮上设置有挤胶装置；所述环氧树脂碳浸渍槽的浸渍区上部位置设置有进线定滑轮，所述进线定滑轮上设置有进线速度调节装置。

4.根据权利要求3所述的一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，其特征在于，所述挤胶装置包括第一伺服电动推杆、设置在所述第一伺服电动推杆的伸缩杆前端的压力传感器和设置在压力传感器前端的弹性气囊，所述挤胶装置的弹性气囊与所述出线定滑轮相接触，所述碳纤维束位于所述弹性气囊与所述出线定滑轮之间。