[发明专利]一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法

说明书

本发明公开了一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，包括如下步骤：(1)内胆制作；(2)阀体装配；(3)装夹；(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外表面，形成一层碳纤维缠绕层；(5)固化；(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；可换式防撞保护装置包括外套在碳纤维缠绕层外表面的中间套筒和连接在中间套筒两端的带中心孔端盖；中间套筒为弹性橡胶中间套筒，带中心孔端盖为弹性橡胶带中心孔端盖，带中心孔端盖的中心孔外套在金属阀体外圆上。本发明提高了碳纤维缠绕时的张力控制的精度以及储氢罐制作后的安全可靠性，并实现了碳纤维缠绕层内部张力的优化。

技术领域

本发明涉及储氢罐制造技术领域，具体涉及一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法。

背景技术

高压储氢瓶具有储氢容器结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、灌装速度快等优点，已经成为氢能储运的主要方式。目前使用较多的高压储氢瓶复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其是采用金属(常用的为铝合金)或塑料作为内胆，并在金属内胆或塑料内胆外面缠绕一层浸渍有环氧树脂的碳纤维，经固化后形成碳纤维缠绕层。这种结构的高压储氢瓶具有耐压强度、安全性较高等优势。

但是现有的高压储氢瓶还存在具有以下不足：

一是高压储氢罐外层为碳纤维缠绕层，使用时有可能受到意外撞击而损坏，从而会造成一定的安全隐患，并降低高压储氢罐的使用寿命。

一是高压储氢罐出现慢性泄露时不易早期发现早期预警，由此降低了高压储氢罐的安全可靠性。

三是碳纤维缠绕时的张力控制精度较差，且也无法根据不同的缠绕部位进行变张力控制以实现碳纤维缠绕层内部张力的优化设计。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，旨在提高碳纤维缠绕时的张力控制的精度以及储氢罐制作后的安全可靠性，并根据不同的缠绕部位进行变张力控制以实现碳纤维缠绕层内部张力的优化设计。具体的技术方案如下：

一种储氢罐上碳纤维缠绕层的制作方法，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。

优选的，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。