氣體存儲(chǔ)罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體存儲(chǔ)罐。
【背景技術(shù)】
[0002]用于存儲(chǔ)具有一定壓力的氣體，尤其對(duì)于存儲(chǔ)液化氣體的存儲(chǔ)罐，不僅有一定的重量指標(biāo)要求，還有更高的技術(shù)指標(biāo)要求，如壓力等級(jí)、抗彎能力、抗沖擊能力等，具體的有抗彎剛度、抗彎強(qiáng)度、抗拉剛度、抗拉強(qiáng)度、抗壓剛度、抗壓強(qiáng)度、抗沖擊剛度、抗沖擊強(qiáng)度等。如果存儲(chǔ)罐由全金屬材料制得，要使其達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)要求，存儲(chǔ)罐的管壁厚度增加，從而增加了存儲(chǔ)罐的重量及其所占用的空間，也就意味著增加了運(yùn)輸成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種氣體存儲(chǔ)罐。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]氣體存儲(chǔ)罐，其特征在于，包括至少一個(gè)罐體;所述罐體包括內(nèi)膽;所述內(nèi)膽設(shè)有容腔;所述容腔用于存儲(chǔ)液化氣體。
[0006]優(yōu)選地是，所述內(nèi)膽由金屬或樹(shù)脂制得。
[0007]優(yōu)選地是，所述第一纖維增強(qiáng)材料層由第一纖維增強(qiáng)材料線或第一纖維增強(qiáng)材料帶纏繞后加熱固化形成。
[0008]優(yōu)選地是，所述內(nèi)膽的外表面包覆有至少兩層第一纖維增強(qiáng)材料層;所述至少兩層第一纖維增強(qiáng)材料層沿依次疊加設(shè)置在所述內(nèi)膽外表面。
[0009]優(yōu)選地是，至少一層第一纖維增強(qiáng)材料層與其相鄰的第一纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu);所述支撐結(jié)構(gòu)用于將相鄰的兩層第一纖維增強(qiáng)材料層間隔設(shè)置;相鄰的兩層第一纖維增強(qiáng)材料層之間抽真空。
[0010]優(yōu)選地是，還包括一支架;所述支架截面呈十字形，并沿軸向延伸指定長(zhǎng)度;所述罐體的個(gè)數(shù)為四個(gè);每個(gè)所述罐體抵靠在所述支架上的一個(gè)卡槽內(nèi)；所述支架還包括擋片；所述擋片用于限制所述罐體徑向移動(dòng)。
[0011]優(yōu)選地是，所述支架由第二纖維增強(qiáng)材料線或第二纖維增強(qiáng)材料帶纏繞后加熱固化形成，或采用樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝形成。
[0012]優(yōu)選地是，四個(gè)所述罐體的外部還設(shè)有至少一層第三纖維增強(qiáng)材料層;所述第三纖維增強(qiáng)材料層由第三纖維增強(qiáng)材料線或第三纖維增強(qiáng)材料帶依次纏繞在四個(gè)所述罐體的外部后加熱固化形成;第三纖維增強(qiáng)材料層將四個(gè)所述罐體與所述支架連接。
[0013]優(yōu)選地是，所述第三纖維增強(qiáng)材料層的數(shù)量為至少兩層;所述至少兩層第三纖維增強(qiáng)材料層依次疊加設(shè)置在所述罐體外表面。
[0014]優(yōu)選地是，至少一層第三纖維增強(qiáng)材料層與其相鄰的第三纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu);所述支撐結(jié)構(gòu)用于將相鄰的兩層第三纖維增強(qiáng)材料層間隔設(shè)置;相鄰的兩層第三纖維增強(qiáng)材料層之間抽真空。
[0015]優(yōu)選地是，至少一層第一纖維增強(qiáng)材料層與其相鄰的第一纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有第一密封層;至少一層第三纖維增強(qiáng)材料層與其相鄰的第三纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有第二密封層。
[0016]優(yōu)選地是，位于最外層的所述第一纖維增強(qiáng)材料層的外表面包覆有復(fù)合材料層；位于最外層的所述第三纖維增強(qiáng)材料層的外表面包覆有復(fù)合材料層;所述復(fù)合材料層包括至少一層第四纖維層和至少一層金屬層;所述第四纖維層和所述金屬層依次交替疊加設(shè)置;所述復(fù)合材料層與所述第一纖維增強(qiáng)材料層或第三纖維增強(qiáng)材料層接觸的最內(nèi)層為第四纖維層。
[0017]優(yōu)選地是，所述罐體與最內(nèi)層的第三纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有第三密封層。
[0018]優(yōu)選地是，至少一層第一纖維增強(qiáng)材料層與其相鄰的第一纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有至少一層熱輻射反射層和至少一層熱輻射吸收層;至少一層第三纖維增強(qiáng)材料層與其相鄰的第三纖維增強(qiáng)材料層之間設(shè)有至少一層熱輻射反射層和至少一層熱輻射吸收層;所述熱輻射反射層和所述熱輻射吸收層交替疊加設(shè)置。
[0019]優(yōu)選地是，所述熱輻射反射層和所述熱輻射吸收層之間還設(shè)有非金屬填充物;所述非金屬填充物用于將所述熱輻射反射層和所述熱輻射吸收層間隔設(shè)置。所述非金屬填充物可選用導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制得，如玻璃纖維等非金屬纖維、尼龍、樹(shù)脂等。
[0020]優(yōu)選地是，所述熱輻射反射層為具有鏡面的金屬箔；所述金屬箔可選自鋁箔、銀箔、金箔、銅箔中的一種或任意幾種。
[0021]優(yōu)選地是，所述金屬箔上設(shè)有通孔。
[0022]優(yōu)選地是，所述熱輻射吸收層為第五纖維層或第五纖維增強(qiáng)材料層。
[0023]優(yōu)選地是，所述支撐結(jié)構(gòu)包括多根支撐條;所述多根支撐條沿圓周方向分布;所述支撐條由第二纖維增強(qiáng)材料線或第二纖維增強(qiáng)材料帶纏繞后加熱固化制得，或采用樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝形成。
[0024]優(yōu)選地是，所述支撐結(jié)構(gòu)由蜂窩結(jié)構(gòu)材料、格柵結(jié)構(gòu)材料和波浪結(jié)構(gòu)材料中的一種或任意幾種組成;所述蜂窩結(jié)構(gòu)材料上的孔或所述格柵結(jié)構(gòu)材料上的孔沿垂直于所述第一纖維增強(qiáng)材料層的方向延伸。支撐結(jié)構(gòu)可由導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制得。
[0025]優(yōu)選地是，所述蜂窩結(jié)構(gòu)材料上的任一孔通過(guò)孔壁上的氣孔與相鄰的孔連通;所述格柵結(jié)構(gòu)材料上的任一孔通過(guò)孔壁上的氣孔與相鄰的孔連通。
[0026]優(yōu)選地是，所述支撐結(jié)構(gòu)由至少一層蜂窩板或至少一層格柵板組成。
[0027]優(yōu)選地是，所述支撐結(jié)構(gòu)由至少兩層蜂窩板、至少兩層格柵板、或者至少一層蜂窩板和至少一層格柵板沿垂直于所述第一纖維增強(qiáng)材料層的方向依次疊加形成;其中任一蜂窩板或格柵板上的孔與相鄰的蜂窩板或格柵板上的孔非同軸設(shè)置。
[0028]優(yōu)選地是，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述第一纖維增強(qiáng)材料層或所述第三纖維增強(qiáng)材料層粘接或機(jī)械咬合。
[0029]優(yōu)選地是，所述內(nèi)膽的截面為圓形、矩形、或頂角為圓角的矩形。
[0030]優(yōu)選地是，還包括安裝架;所述安裝架包括兩個(gè)間隔設(shè)置的矩形框;所述矩形框上設(shè)有與所述罐體相適應(yīng)的插槽;所述罐體設(shè)置在兩個(gè)所述矩形框之間，兩端分別插入其中一個(gè)所述插槽內(nèi)。
[0031]優(yōu)選地是，所述安裝架還包括四根防撞條;所述四根防撞條沿圓周方向均勻分布在所述罐體的外部，兩端分別與一個(gè)所述矩形框連接。
[0032]優(yōu)選地是，所述防撞條包括泡沫桿;泡沫桿的兩端分別設(shè)有一金屬接頭;所述金屬接頭與所述矩形框上的插座相配合，將所述泡沫桿與所述矩形框連接。
[0033]優(yōu)選地是，所述泡沫桿與所述金屬接頭粘接、螺栓連接;或通過(guò)第二纖維增強(qiáng)材料線或第二纖維增強(qiáng)材料帶依次纏繞所述金屬接頭和所述泡沫桿后將所述金屬接頭與所述泡沫桿連接。
[0034]優(yōu)選地是，所述第一纖維增強(qiáng)材料層為第一纖維增強(qiáng)樹(shù)脂層;所述第一纖維增強(qiáng)樹(shù)脂層包括第一纖維和第一樹(shù)脂;所述第二纖維增強(qiáng)材料為第二纖維增強(qiáng)樹(shù)脂;所述第二纖維增強(qiáng)樹(shù)脂包括第二纖維和第二樹(shù)脂;所述第三纖維增強(qiáng)材料層為第三纖維增強(qiáng)樹(shù)脂層;所述第三纖維增強(qiáng)樹(shù)脂層包括第三纖維和第三樹(shù)脂;所述第四纖維層包括第四纖維;所述第五纖維層包括第五纖維;所述第五纖維增強(qiáng)材料層為第五纖維增強(qiáng)樹(shù)脂層;所述第五纖維增強(qiáng)樹(shù)脂層包括第五纖維和第五樹(shù)脂;所述第一纖維、所述第二纖維、所述第三纖維、所述第四纖維和第五纖維相同或不同；所述第一纖維、所述第二纖維、所述第三纖維、所述第四纖維和所述第五纖維選自玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、硼纖維、石棉纖維、芳綸纖維、奧綸纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、維尼綸纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維、棉纖維和劍麻中的一種或任意幾種;所述第一樹(shù)脂、所述第二樹(shù)脂、所述第三樹(shù)脂和所述第五樹(shù)脂相同或不同；所述第一樹(shù)脂、所述第二樹(shù)脂、所述第三樹(shù)脂和所述第五樹(shù)脂選自環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、苯并噁嗪樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚醚酰亞胺樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂中的一種或任意幾種;各層第一纖維增強(qiáng)材料層中的第一纖維相同或不同；各層第三纖維增強(qiáng)材料層中的第三纖維相同或不同；各層第五纖維層中的第五纖維相同或不同。
[0035]優(yōu)選地是，所述第一密封層、所述第二密封層、所述第三密封層采用相同或不同的材料制得;用于制備所述第一密封層、所述第二密封層、所述第三密封層的材料選用金屬或樹(shù)脂。
[0036]優(yōu)選地是，所述金屬層為鋁合金層。
[0037]本實(shí)施例的氣體存儲(chǔ)罐，充分利用了纖維增強(qiáng)材料的可設(shè)計(jì)性和疲勞性等性能，從而具有優(yōu)異的耐壓力性能。與傳統(tǒng)的不銹鋼存儲(chǔ)罐相比，在達(dá)到相同的壓力等級(jí)的情況下，本實(shí)施例的氣體存儲(chǔ)罐的具有明顯的重量?jī)?yōu)勢(shì)，可減輕50 % -65 %的重量。這也就意味著可降低運(yùn)輸成本。與傳統(tǒng)的不銹鋼存儲(chǔ)罐相比，在重量相同、相同容積的情況下，本實(shí)施例的氣體存儲(chǔ)觸的壓力等級(jí)提尚50%。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為實(shí)施例1的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0039]圖2為實(shí)施例2的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0040]圖3為實(shí)施例2的一種熱輻射層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041 ]圖4為實(shí)施例2的另一種熱輻射層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖5為實(shí)施例3的具有一層蜂窩板的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0043]圖6為實(shí)施例3的一層蜂窩板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖7為實(shí)施例3的具有兩層蜂窩板的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0045]圖8為實(shí)施例3的兩層蜂窩板沿徑向截面剖視圖；
[0046]圖9為實(shí)施例4的一層格柵板的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0047]圖10為實(shí)施例4的兩層格柵板沿徑向截面剖視圖；
[0048]圖11為實(shí)施例5的一層波浪板沿徑向截面剖視圖；
[0049]圖12為實(shí)施例6的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0050]圖13為實(shí)施例6的具有褶皺的內(nèi)膽沿徑向截面剖視圖；
[0051 ]圖14為實(shí)施例8的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0052]圖15為實(shí)施例9的具有四個(gè)罐體的氣體存儲(chǔ)罐沿徑向截面剖視圖；
[0053]圖16為實(shí)施例10的復(fù)合材料層沿徑向截面剖視圖；
[0054]圖17為實(shí)施例11的氣體存儲(chǔ)觸的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0055]圖18為實(shí)施例11的氣體存儲(chǔ)罐去除保護(hù)層后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述:
[0057]實(shí)施例1
[0058]如圖1所示，氣體存儲(chǔ)罐包括一個(gè)罐體1。罐體1包括內(nèi)膽11。內(nèi)膽11的徑向截面呈圓形。內(nèi)膽11設(shè)有容腔111，容腔111用于存儲(chǔ)液化氣體。內(nèi)膽11由純金屬、合金或樹(shù)脂制得，避免容腔111內(nèi)的液化氣體泄漏，起到密封作用。內(nèi)膽11的外表面包覆有一層第一纖維增強(qiáng)材料層12。第一纖維增強(qiáng)材料層