專利名稱：用于空氣動力車的高壓氣瓶的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及高壓氣瓶制造領域，尤其涉及一種用于空氣動力車的高壓氣瓶。
背景技術：
隨著社會的發展，汽車已經成為人們生活中必不可少的交通工具，而汽車使用的動力原料——石油卻在日益枯竭，而且會使全球的環境遭到破壞。因此，相繼出現天然氣汽車(CNG、LNG)、醇類汽車，但是這些代用燃料仍有排放污染和熱效應。與此同時，大量電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動車等也相繼出現，但是也存在電池的污染、制造成本高、系統較復雜等一直制約其發展。人們期待一種無污染、用之不竭的新型能源，于是采用壓縮空氣驅動的汽車應運而生。壓縮空氣動力汽車行駛的能量由存儲在高壓壓縮空氣中的壓力來提供。為此，需要有一種安全可靠的儲氣裝置來存儲高壓的壓縮空氣。然而，現在市場上常見的高壓氣瓶大多存在缺陷，不適合用于空氣動力車，例如，高壓氣瓶往往采用全鋼材料，雖然耐用但是自重較大，提高了車輛的能耗；而鋁制內膽的氣瓶雖然重量輕，但是選材困難，在制造過程中易出現劃痕缺陷，且對成型工藝要求高，導致整體的成本較高。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種重量輕，耐壓性能好的用于空氣動力車的高壓氣瓶。本實用新型的目的通過提供以下技術方案來實現一種用于空氣動力車的高壓氣瓶，其特征在于所述高壓氣瓶的壁由內到外依次包括由鉻鑰鋼管旋壓成型的內膽；由尼龍材料制成的結合涂層；由碳纖維-環氧體系復合材料制成的強度層；由玻璃纖維-環氧體系復合材料制成的外保護層。優選的,所述結合涂層厚度在200um至300um之間。優選的，所述高壓氣瓶的容積為35L至200L，工作壓力不低于35MPa。該技術方案的有益效果主要體現在本實用新型的內膽采用優質的薄壁鉻鑰鋼管，采用特殊旋壓工藝旋壓成型，并采用調質處理，使內膽具備優異的力學性能。采用上述工藝成型的內膽纏繞成型的氣瓶與鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶和全鋼氣瓶相比，在性能，重量，成本上都具有優越性。全鋼制成的氣瓶雖然性能能夠保證，但是其重量過重，大幅度增加了汽車的能耗，所以其大量使用有一定的局限性。鋁內膽碳纖維全纏繞空氣瓶重量輕，但是由于鋁管取材難且價值高，質量參差不齊，也由于現階段鋁管成型旋壓工藝的局限性，使其生產的成本大幅度提高，制成內膽的性能也波動較大。與上述兩種內膽相比，鉻鑰鋼管價格便宜，成型工藝成熟穩定。以容量為IlOL的高壓氣瓶為例，鋁內膽碳纖維纏繞氣瓶的重量約為49Kg，鋼內膽碳纖維纏繞氣瓶的重量可控制在59Kg左右。空氣瓶的鋁內膽一般不承受壓力，其主要起到密封儲存氣瓶的作用，所有的工作載荷全部由碳纖維復合材料層提供，所以該氣瓶的生產需要大量的碳纖維，而碳纖維的價格昂貴且不易購買。而本實用新型采用的薄壁鋼內膽，取材容易，工藝穩定，不僅起到密封存儲氣體的作用，也能夠承受一部分工作載荷，這樣可以減少碳纖維復合材料層所需承受的壓力，從而減少碳纖維的用量，降低成本。本實用新型的高壓氣瓶與全鋼氣瓶相比有很大的重量優勢；與鋁內膽碳纖維氣瓶相比，具有更好的性能穩定性和成本優勢，其優點帶來的效益遠大于氣瓶重量差距帶來的不足，因而，最終產品重量輕、耐高壓，安全性高，使用壽命長。


以下結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明圖I為本實用新型的具體實施例的聞壓氣瓶的不意圖。
具體實施方式
如圖I所示，該用于空氣動力車的高壓氣瓶為一種鋼內膽碳纖維全纏繞氣瓶，高壓氣瓶的壁由內到外依次包括由鋼制成的內膽I ;由尼龍材料制成的結合涂層2 ;由碳纖維-環氧體系復合材料制成的強度層3 ;外保護層4。內膽I采用優質的鉻鑰鋼管，先旋壓成型，然后整體調質處理優化性能。內膽I為儲存高壓空氣提供空間，與充裝介質直接接觸，起密封閉氣作用，承擔一部分的壓力。碳纖維具有很好的力學性能，高強度，高模量，能夠很好地提高氣瓶的安全系數，同時由于碳纖維性能好，也可在一定程度上減少原材料的用量，減少成本費用。內膽I與強度層3之間的結合涂層2具有防止金屬制成的內膽I腐蝕、傳遞應力載荷的重要作用。普通的過渡層材料固化后呈脆性，使用過程中易產生裂紋且與復材層結合強度低，導致復材層與金屬內膽剝離，會引起金屬內膽電化學腐蝕，嚴重影響氣瓶使用壽命和安全性。本優選實施例采用了特殊的尼龍材料——尼龍11靜電涂層粉末涂料，其為一種熱塑性高分子材料，球形顆粒易于流平、涂覆內膽I的封頭和瓶嘴及工件邊緣，具有很好的力學性能，其抗拉強度，韌性，耐反復沖擊振動，耐應力開裂，絕緣性能，耐磨性能，耐油性，耐水性能都很突出，并且金屬材料的附著力強，抗撕裂性能優異，具體參數參見表I。表I。
權利要求1.一種用于空氣動力車的高壓氣瓶，其特征在于所述高壓氣瓶的壁由內到外依次包括由鉻鑰鋼管旋壓成型的內膽；由尼龍材料制成的結合涂層；由碳纖維-環氧體系復合材料制成的強度層；由玻璃纖維-環氧體系復合材料制成的外保護層。
2.根據權利要求I所述的用于空氣動力車的高壓氣瓶，其特征在于，所述結合涂層厚度在200um至300um之間。
3.根據權利要求I中所述的用于空氣動力車的高壓氣瓶，其特征在于所述高壓氣瓶的容積為35L至200L，工作壓力不低于35MPa。
專利摘要本實用新型提供了一種用于空氣動力車的高壓氣瓶，所述高壓氣瓶的壁由內到外依次包括由鋼制成的內膽；由尼龍材料制成的結合涂層；由碳纖維-環氧體系復合材料制成的強度層；外保護層。本實用新型的有益效果主要體現在高壓氣瓶內層采用優質成型的鋼內膽，強度層采用高性能碳纖維復合材料結構，具有耐高壓，安全性高，耐用等特點。
文檔編號F17C1/04GK202361068SQ20112052567
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者匡歡, 張宏, 王駿, 米寬, 袁卓偉 申請人:中材科技(蘇州)有限公司