本發(fā)明涉及氣瓶制造，具體涉及一種氣瓶結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、氣瓶封頭補強的主要作用是增強氣瓶封頭的結(jié)構(gòu)強度和耐用性，從而提高氣瓶的安全性和可靠性。具體而言，氣瓶封頭補強的作用包括以下幾個方面：

2、增強結(jié)構(gòu)強度：氣瓶封頭是氣瓶的關(guān)鍵部件之一，承受著氣體壓力和外部環(huán)境的作用力。通過補強技術(shù)，可以在封頭的關(guān)鍵部位增加材料或者采用特殊工藝，提高其承受壓力的能力，從而增強氣瓶的整體結(jié)構(gòu)強度。

3、防止損傷和破損：氣瓶在使用過程中可能會受到外部環(huán)境、擠壓、沖擊等因素的影響，導(dǎo)致封頭部分產(chǎn)生損傷或破損。通過補強技術(shù)，可以在封頭的易損部位進行加固，減少損傷和破損的發(fā)生，延長氣瓶的使用壽命。

4、提高安全性：氣瓶作為一種儲存壓縮氣體的容器，在高壓和特殊環(huán)境條件下使用，安全性至關(guān)重要。通過補強封頭，可以有效減少氣瓶在使用過程中發(fā)生事故的風(fēng)險，保障使用者和周圍環(huán)境的安全。

5、綜上所述，氣瓶封頭補強的作用是為了增強氣瓶封頭的結(jié)構(gòu)強度和耐用性，從而提高氣瓶的安全性和可靠性，滿足法規(guī)要求，確保氣瓶在各種工業(yè)和應(yīng)用場景中的安全運。

6、目前常見的封頭補強方法有：縱向纏繞補強、裁剪碳布補強(條形、環(huán)形)以及封頭補強環(huán)補強。

7、但是縱向纏繞補強方式存在浪費碳纖維，浪費原材料，結(jié)構(gòu)效率低下的缺點，裁剪碳布補強具有平面形狀與封頭無法貼合，碳布與復(fù)合材料層層間性能較低的缺點，封頭補強環(huán)補強引入額外補強環(huán)制造工序，增加了制造成本，且采用濕法纏繞時，干法補強環(huán)與復(fù)合材料層樹脂體系不一致，難以采用統(tǒng)一的固化制度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明旨提供一種節(jié)省材料、貼合性能好以及成本低的氣瓶結(jié)構(gòu)。

2、為此，本發(fā)明提供一種氣瓶結(jié)構(gòu)，包括：

3、內(nèi)膽，包括桶身段以及半球部，所述半球部設(shè)于所述桶身段一端部且所述半球部為進出口端；

4、局部補強層，所述局部補強層設(shè)置在所述半球部表面。

5、此結(jié)構(gòu)的氣瓶結(jié)構(gòu)，所述局部補強層被配置為局部補強層編織纏繞在所述半球部表面所構(gòu)成。通過在半球部表面編織纏繞碳纖維以在半球部表面形成局部補強層，此方式與縱向纏繞補強方式相比，節(jié)省了直筒段的纖維用量，提高了結(jié)構(gòu)效率；與裁剪碳布補強方式相比，提高了與封頭的貼合度，提高了與復(fù)合材料層的層間性能，與封頭補強環(huán)補強方式相比，編織纏繞局部補強層工序簡單，用時短，且不會造成補強層與復(fù)合材料層樹脂體系不一致的問題，即提高了結(jié)構(gòu)效率，提高了與封頭的貼合度，提高了與復(fù)合材料層的層間性能，節(jié)約了生產(chǎn)時間。

6、可選地，所述局部補強層為編織纏繞碳纖維，所述編織纏繞碳纖維貼在半球部表面。

7、可選地，所述局部補強層鋪設(shè)角度為±45°。

8、可選地，氣瓶結(jié)構(gòu)還包括環(huán)纏層。

9、可選地，所述環(huán)纏層為碳纖維90°纏繞。

10、可選地，所述環(huán)纏層在纏繞時與所述局部補強層進行搭橋堆疊。

11、此結(jié)構(gòu)的氣瓶結(jié)構(gòu)，所述環(huán)纏層在纏繞時與所述局部補強層進行搭橋堆疊。即所述局部補強層靠近環(huán)纏層一側(cè)均為斜坡狀，環(huán)纏層起始端纏繞在斜坡狀表面。通過在氣瓶最開始靠近內(nèi)膽表面進行局部補強，并在纏繞第一層環(huán)纏層時與局部補強層進行搭橋堆疊，形成一個平整的基底。此方法不僅為第一層小角度斜纏提供了平整的基底，也為后續(xù)纏繞形成等張力曲面打下了堅實基礎(chǔ)，這種局部補強結(jié)構(gòu)有效避免了傳統(tǒng)纏繞方式造成的局部形面拱起問題。

12、可選地，氣瓶結(jié)構(gòu)還包括小角度斜纏復(fù)合層，所述小角度斜纏復(fù)合層被配置為碳纖維纏繞在所述局部補強層以及環(huán)纏層表面所構(gòu)成。

13、可選地，所述小角度斜纏復(fù)合層碳纖維纏繞角度小于或等于20°。

14、可選地，氣瓶結(jié)構(gòu)還包括中角度斜纏復(fù)合層，所述中角度斜纏復(fù)合層配置為碳纖維纏繞在所述局部補強層以及環(huán)纏層表面所構(gòu)成；

15、此結(jié)構(gòu)的氣瓶結(jié)構(gòu)，通過此種小角度斜纏復(fù)合層和中角度斜纏復(fù)合層交替纏繞的方式保證封頭附近強度，且能夠避免過多使用相同的纏繞角度而導(dǎo)致在某些位置發(fā)生纖維堆積。

16、在所述局部補強層表面，所述中角度斜纏復(fù)合層和小角度斜纏復(fù)合層交替纏繞。

17、可選地，在所述桶身段以及半球部交界處，所述環(huán)纏層、所述小角度斜纏復(fù)合層以及所述中角度斜纏復(fù)合層交替纏繞。

18、本發(fā)明提供的氣瓶結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點：

19、1.本發(fā)明提供一種氣瓶結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)膽以及局部補強層，內(nèi)膽包括桶身段以及半球部，所述半球部設(shè)于所述桶身段一端部且所述半球部為進出口端，所述局部補強層設(shè)置在所述半球部表面。

20、此結(jié)構(gòu)的氣瓶結(jié)構(gòu)，所述局部補強層被配置為碳纖維編織纏繞在所述半球部表面所構(gòu)成。通過在半球部表面編織纏繞碳纖維以在半球部表面形成局部補強層，此方式與縱向纏繞補強方式相比，節(jié)省了直筒段的纖維用量，提高了結(jié)構(gòu)效率；與裁剪碳布補強方式相比，提高了與封頭的貼合度，提高了與復(fù)合材料層的層間性能，與封頭補強環(huán)補強方式相比，編織纏繞局部補強層工序簡單，用時短，且不會造成補強層與復(fù)合材料層樹脂體系不一致的問題，即提高了結(jié)構(gòu)效率，提高了與封頭的貼合度，提高了與復(fù)合材料層的層間性能，節(jié)約了生產(chǎn)時間。

21、2.本發(fā)明提供一種氣瓶結(jié)構(gòu)，所述環(huán)纏層在纏繞時與所述局部補強層進行搭橋堆疊。

22、此結(jié)構(gòu)的氣瓶結(jié)構(gòu)，所述環(huán)纏層在纏繞時與所述局部補強層進行搭橋堆疊。即所述局部補強層靠近環(huán)纏層一側(cè)均為斜坡狀，環(huán)纏層起始端纏繞在斜坡狀表面。通過在氣瓶最開始靠近內(nèi)膽表面編織纏繞碳纖維補強，并在纏繞第一層環(huán)纏層時與編織纏繞碳纖維進行搭橋堆疊，形成一個平整的基底。此方法不僅為第一層小角度斜纏提供了平整的基底，也為后續(xù)纏繞形成等張力曲面打下了堅實基礎(chǔ)，這種局部補強結(jié)構(gòu)有效避免了傳統(tǒng)纏繞方式造成的局部形面拱起問題。

23、3.本發(fā)明提供一種氣瓶結(jié)構(gòu)，在所述局部補強層表面，所述中角度斜纏復(fù)合層和小角度斜纏復(fù)合層交替纏繞。

24、此結(jié)構(gòu)的氣瓶結(jié)構(gòu)，通過此種小角度斜纏復(fù)合層和中角度斜纏復(fù)合層交替纏繞的方式保證封頭附近強度，且能夠避免過多使用相同的纏繞角度而導(dǎo)致在某些位置發(fā)生纖維堆積。

技術(shù)特征：

1.一種氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述局部補強層(2)為編織纏繞碳纖維，所述編織纏繞碳纖維貼在半球部表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述局部補強層(2)鋪設(shè)角度為±45°。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括環(huán)纏層(3)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)纏層(3)為碳纖維90°纏繞。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)纏層(3)在纏繞時起始端與所述局部補強層(2)進行搭橋堆疊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括小角度斜纏復(fù)合層，所述小角度斜纏復(fù)合層被配置為碳纖維纏繞在所述局部補強層(2)以及環(huán)纏層(3)表面所構(gòu)成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述小角度斜纏復(fù)合層碳纖維纏繞角度小于或等于20°。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括中角度斜纏復(fù)合層，所述中角度斜纏復(fù)合層配置為碳纖維纏繞在所述局部補強層(2)以及環(huán)纏層(3)表面所構(gòu)成；

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣瓶結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述桶身段以及半球部交界處，所述環(huán)纏層(3)、所述小角度斜纏復(fù)合層以及所述中角度斜纏復(fù)合層交替纏繞。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種氣瓶結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)膽、局部補強層、環(huán)纏層、小角度斜纏復(fù)合層以及中角度斜纏復(fù)合層。內(nèi)膽包括桶身段以及半球部，半球部設(shè)于桶身段一端部且半球部為進出口端，局部補強層設(shè)置在半球部表面。通過在半球部表面編織纏繞碳纖維以在半球部表面形成局部補強層，此方式與縱向纏繞補強方式相比，節(jié)省了直筒段的纖維用量，提高了結(jié)構(gòu)效率；與裁剪碳布補強方式相比，提高了與封頭的貼合度，提高了與復(fù)合材料層的層間性能，與封頭補強環(huán)補強方式相比，編織纏繞局部補強層工序簡單，用時短，且不會造成補強層與復(fù)合材料層樹脂體系不一致的問題，既提高了結(jié)構(gòu)效率，又提高了與封頭的貼合度，提高了與復(fù)合材料層的層間性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王思寒,陳春露
受保護的技術(shù)使用者：中材科技（蘇州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10