專利名稱：高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，屬于產(chǎn)
品的結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)目前燃料電池電動(dòng)汽車還處于研究階段，所采用的氫氣瓶均為碳纖維全纏 繞鋁膽復(fù)合氣瓶，工作壓力已達(dá)到35MPa。燃料電池城市客車因耗氣量大，單瓶水容積 通常在120L以上，且一輛車需安裝多只氣瓶。在進(jìn)行燃料電池城市客車的設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù) 氫氣泄漏的特點(diǎn)，從安全方面考慮通常將氫氣瓶安裝在車的頂部。受安裝空間的限制， 氫氣瓶為長(zhǎng)圓柱結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)氣瓶的鋁膽通常采用鋁管制成， 一般為兩端開(kāi)口， 一端安 裝瓶口閥，另一端安裝堵頭。 目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有正式頒布的針對(duì)車用氫氣瓶的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在研制過(guò)程中通 常參考車用壓縮天然氣氣瓶的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)氣瓶安全泄放裝置僅進(jìn)行了 功能方面的規(guī)定，要求瓶閥具有溫度、壓力組合式的泄放裝置，并且瓶閥安裝在氣瓶上 應(yīng)通過(guò)火燒試驗(yàn)。針對(duì)氫氣與天然氣在充氣過(guò)程中溫升不同的特點(diǎn)，將車用氫氣瓶閥安 全泄放裝置的易熔合金動(dòng)作溫度規(guī)定為110士1(TC。 對(duì)安全泄放裝置的安全性評(píng)定為將其與氣瓶一起進(jìn)行火燒試驗(yàn)，通過(guò)火燒試驗(yàn) 即認(rèn)為該安全泄放裝置能夠滿足安全性要求。車用氫氣瓶的安全泄放裝置安裝在氣瓶閥 的閥體上，非常接近氣瓶瓶口端面，與另一瓶口端面的距離為氣瓶的長(zhǎng)度。對(duì)于大容積 車用氫氣瓶，氣瓶長(zhǎng)度一般不小于1800mm。 —方面，在進(jìn)行火燒試驗(yàn)時(shí)，因火焰長(zhǎng)度僅為1650mm，因此安全泄放裝置位于 火場(chǎng)外部。而對(duì)于碳纖維全纏繞復(fù)合氣瓶，復(fù)合材料層的導(dǎo)熱性能較差。試驗(yàn)過(guò)程中， 瓶閥處的溫度無(wú)法達(dá)到易熔合金的動(dòng)作溫度，安全泄放裝置無(wú)法開(kāi)啟，導(dǎo)致氣瓶爆炸。 同時(shí)，在車用氫氣瓶的實(shí)際使用時(shí)，車內(nèi)著火的情況干差萬(wàn)別，火場(chǎng)情況不一定滿足火 燒試驗(yàn)時(shí)火焰長(zhǎng)度為1650mm的條件。日本的實(shí)體試驗(yàn)證明，局部火燒試驗(yàn)導(dǎo)致車用氫 氣瓶爆炸。 另一方面，車用氫氣瓶?jī)?nèi)氫氣的充、放均通過(guò)瓶口閥完成。在充氣過(guò)程中，瓶 內(nèi)氫氣因被壓縮溫度升高，瓶閥端的溫度最高。實(shí)測(cè)結(jié)果證明，充氣過(guò)程中，介質(zhì)溫度 可以達(dá)到85t:。因此為了防止在充氣過(guò)程中安全泄放裝置開(kāi)啟，導(dǎo)致誤動(dòng)作，不能降低 易熔合金的動(dòng)作溫度。為了防止充氣過(guò)程中瓶?jī)?nèi)氣體溫升過(guò)高，達(dá)到易熔合金的動(dòng)作溫 度，還需實(shí)時(shí)監(jiān)控瓶?jī)?nèi)氣體溫度。 安裝在瓶口處的安全泄放裝置存在安全隱患，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)1650mm的氣瓶不 能對(duì)外界溫度的升高做出迅速響應(yīng)，易受瓶?jī)?nèi)氣體溫度波動(dòng)影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題而設(shè)計(jì)提供了一種高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，其目的是使車用氫氣瓶能夠順利通過(guò)火燒試 驗(yàn)，保證當(dāng)氣瓶處于任意火場(chǎng)條件下都能夠快速釋放出瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)存的介質(zhì)，防止氣瓶發(fā)生 爆破，并且降低瓶?jī)?nèi)氣體溫度波動(dòng)對(duì)其的影響。避免因氣瓶瓶體長(zhǎng)度較大造成的安全泄 放裝置不能打開(kāi)及受瓶?jī)?nèi)氣體溫升影響造成的安全泄放裝置誤動(dòng)作。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的 該高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，其特征在于在鋁 膽復(fù)合氣瓶的瓶口通過(guò)螺紋連接到連接堵頭的一端，連接堵頭的中心處加有一通孔，連 接堵頭的另一端呈錐形開(kāi)口狀，在開(kāi)口處設(shè)置一個(gè)具有彈性的球形堵頭，外套螺母與連 接堵頭的另一端并將球形堵頭壓緊并固定，球形堵頭的中心處也加工有一連接孔，其前 端與通孔連通，其后端連接泄壓管，泄壓管的另一端也連接一個(gè)中心帶有連接孔的彈性 球形堵頭，并通過(guò)外套螺母固定連接到泄放裝置上。 針對(duì)大容積車用氫氣瓶通常為兩端開(kāi)口的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)瓶口閥 裝配安全泄放裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明技術(shù)方案是從氣瓶另一端的堵頭處引出一根高壓 管，將瓶?jī)?nèi)氣體引至氣瓶的外部瓶壁處，在該處布置一個(gè)安全泄放裝置。


圖1為帶有本發(fā)明裝置的鋁膽氫氣瓶的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
以下針結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述
參見(jiàn)附圖1 2所示，該種高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝 置，其特征在于在鋁膽復(fù)合氣瓶的瓶口1通過(guò)螺紋連接到連接堵頭3的一端，連接堵頭 3的中心處加有一通孔2，連接堵頭3的另一端呈錐形開(kāi)口狀，在開(kāi)口處設(shè)置一個(gè)具有彈 性的球形堵頭5，外套螺母6與連接堵頭3的另一端并將球形堵頭5壓緊并固定，球形堵 頭5被壓緊之前，可以轉(zhuǎn)動(dòng)，因此裝配時(shí)可以在瓶體圓周方向任意調(diào)整其位置，適應(yīng)裝 配要求。球形堵頭5的中心處也加工有一連接孔8，其前端與通孔2連通，其后端采用焊 接方式連接泄壓管4，確保連接結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便和可靠，泄壓管4的另一端也連接一個(gè)中心帶 有連接孔8的彈性球形堵頭5，并通過(guò)外套螺母6固定連接到泄放裝置7上。通過(guò)改變泄 壓管4的長(zhǎng)度可以調(diào)整泄放裝置7在瓶體軸向的位置。這樣可以將泄放裝置布置到瓶體 的任意位置。 該裝置由于縮短了熱傳導(dǎo)的距離。當(dāng)氣瓶處于危險(xiǎn)工況時(shí)，安全泄放裝置能夠 快速響應(yīng)，避免災(zāi)害的發(fā)生。同時(shí)該引出式安全泄放裝置所連接的高壓管內(nèi)氣體不流 動(dòng)，在充氣過(guò)程中，此安全泄放裝置不受瓶?jī)?nèi)氣體溫升的影響，因此可以針對(duì)氧氣瓶在 試驗(yàn)過(guò)程中溫升高、壓力變化不大的特點(diǎn)，降低該安全泄放裝置的爆破片動(dòng)作壓力，進(jìn) 一步提高其動(dòng)作靈敏性，裝配氣瓶進(jìn)行了實(shí)體火燒試驗(yàn)，氣瓶長(zhǎng)度1800mm，試驗(yàn)結(jié)果良 好，瓶?jī)?nèi)介質(zhì)均通過(guò)該引出式安全泄放裝置處泄放，氣瓶沒(méi)有發(fā)生爆炸。
權(quán)利要求
高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，其特征在于在鋁膽復(fù)合氣瓶的瓶口(1)通過(guò)螺紋連接到連接堵頭(3)的一端，連接堵頭(3)的中心處加有一通孔(2)，連接堵頭(3)的另一端呈錐形開(kāi)口狀，在開(kāi)口處設(shè)置一個(gè)具有彈性的球形堵頭(5)，外套螺母(6)與連接堵頭(3)的另一端并將球形堵頭(5)壓緊并固定，球形堵頭(5)的中心處也加工有一連接孔(8)，其前端與通孔(2)連通，其后端連接泄壓管(4)，泄壓管(4)的另一端也連接一個(gè)中心帶有連接孔(8)的彈性球形堵頭(5)，并通過(guò)外套螺母(6)固定連接到泄放裝置(7)上。
全文摘要
本發(fā)明是一種高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，其特征在于在鋁膽復(fù)合氣瓶的瓶口通過(guò)螺紋連接到連接堵頭的一端，連接堵頭的中心處加有一通孔，連接堵頭的另一端呈錐形開(kāi)口狀，在開(kāi)口處設(shè)置一個(gè)具有彈性的球形堵頭，外套螺母與連接堵頭的另一端并將球形堵頭壓緊并固定，球形堵頭的中心處也加工有一連接孔，其前端與通孔連通，其后端連接泄壓管，泄壓管的另一端也連接一個(gè)中心帶有連接孔的彈性球形堵頭，并通過(guò)外套螺母固定連接到泄放裝置上。此安全泄放裝置不受瓶?jī)?nèi)氣體溫升的影響，因此可以針對(duì)氫氣瓶在試驗(yàn)過(guò)程中溫升高、壓力變化不大的特點(diǎn)，降低該安全泄放裝置的爆破片動(dòng)作壓力，進(jìn)一步提高其動(dòng)作靈敏性。
文檔編號(hào)F17C1/06GK101691904SQ20091016304
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者孫冬生, 張國(guó), 馬寧 申請(qǐng)人:北京科泰克科技有限責(zé)任公司