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形状记忆合金储气瓶及其制作方法

2021-12-29 10:28:16

形状记忆合金储气瓶及其制作方法

  技术领域

  本发明涉及形状记忆合金制作的储气瓶。

  背景技术

  现有铝合金储气瓶或钢储气瓶或塑料储气瓶由单一材料制作,当储气瓶长期充气或放气时,储气瓶发生塑性变形,进一步发生蠕变裂纹,降低储气瓶的使用寿命,储气瓶长期使用,降低储气瓶的储气压力。

  发明内容

  本发明的目的是:1、,在储气瓶充气时,储气瓶膨胀,储气瓶放气时,储气瓶收缩,利用形状记忆合金加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复特性,解决储气瓶充放气蠕变破坏问题,塑性变形后承载力下降问题。3、通过在形状记忆合金储气瓶内制作塑料储气瓶或粘接树脂,提高氢气对形状记忆合金内部的渗透,提高形状记忆合金储气瓶的抗腐蚀性能和使用寿命。4、通过在形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维或包裹石墨烯或包裹金属瓶,提高形状记忆合金储气瓶的抗压性能,实现高压储氢或储气。

  本发明提出的一种形状记忆合金储气瓶,储气瓶用形状记忆合金制作,形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹树脂层。

  本发明提出的一种形状记忆合金储气瓶,储气瓶用形状记忆合金制作,形状记忆合金储气瓶外包裹石墨烯,石墨烯外包裹树脂保护层。

  本发明提出的一种形状记忆合金储气瓶,储气瓶用形状记忆合金制作,形状记忆合金储气瓶腔内粘接塑料层或粘接树脂层,形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹树脂层。

  本发明提出的一种形状记忆合金储气瓶,储气瓶用形状记忆合金制作,形状记忆合金外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹外金属瓶。

  本发明提出的一种形状记忆合金储气瓶,储气瓶用形状记忆合金制作,形状记忆合金储气瓶腔内粘接塑料层或粘接树脂层,形状记忆合金外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹外金属瓶。

  上述形状记忆合金包括:Cu-Al-Ni形状记忆合金, Cu-Al-Mn形状记忆合金、Cu-Zn-Al形状记忆合金,TiNi系形状记忆合金,NiTiNb形状记忆合金, NiTiFe 形状记忆合金,NiTiCu 形状记忆合金,NiTiV 形状记忆合金。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶外形模具;2、制作形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯;3、形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯装入形状记忆合金储气瓶外形模具内,形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯与形状记忆合金储气瓶外形模具间形成形状记忆合金储气瓶形状空腔;4、形状记忆合金或形状记忆合金液进入形状记忆合金储气瓶形状空腔内,冷却凝固成形状记忆合金储气瓶;5、移出形状记忆合金储气瓶外形模具;6、清除形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯和多余金属,制作成形状记忆合金储气瓶;7、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹树脂层;8、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶外形模具;2、制作形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯;3、形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯装入形状记忆合金储气瓶外形模具内,形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯与形状记忆合金储气瓶外形模具间形成形状记忆合金储气瓶形状空腔;4、形状记忆合金或形状记忆合金液进入形状记忆合金储气瓶形状空腔内,冷却凝固成形状记忆合金储气瓶;5、移出形状记忆合金储气瓶外形模具;6、清除形状记忆合金储气瓶内腔形状模芯和多余金属,制作成形状记忆合金储气瓶;7、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维;8、外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶装入开口外金属瓶内;9、旋压机将开口外金属瓶旋压收口,外金属瓶与外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶结合在一起,制成外金属瓶包裹外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶;10、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶;2、形状记忆合金储气瓶内腔注入树脂粉;3、加热形状记忆合金储气瓶;4、形状记忆合金储气瓶高速旋转,熔化树脂粉粘接在高速旋转形状记忆合金储气瓶内腔表面,在形状记忆合金储气瓶内表面形成树脂瓶;5、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹树脂保护层;6、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶;2、形状记忆合金储气瓶内腔注入树脂粉;3、加热形状记忆合金储气瓶;4、形状记忆合金储气瓶高速旋转,熔化树脂粉粘接在高速旋转形状记忆合金储气瓶内腔表面,在形状记忆合金储气瓶内表面形成树脂瓶;5、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维;6、外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶装入开口外金属瓶内;7、旋压机将开口外金属瓶旋压收口,外金属瓶与外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶结合在一起,制成内衬树脂外包裹外缠绕涂胶纤维和金属瓶的形状记忆合金储气;8、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶;2、在形状记忆合金转变温度以下对形状记忆合金储气瓶口扩孔;3、扩孔形状记忆合金储气瓶装入塑料注吹机模具内;4、塑料由形状记忆合金储气瓶扩孔瓶口进入形状记忆合金储气瓶腔内;5、加热形状记忆合金储气瓶至转变温度以上,形状记忆合金储气瓶恢复原始瓶口形状;6、气吹管进入塑料内,塑料在气吹管气体作用下膨胀,制成内塑料储气瓶,内塑料储气瓶与形状记忆合金储气瓶内腔结合在一起;7、内衬塑料外形状记忆合金储气瓶移出塑料注吹机;8、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹树脂保护层;9、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶;2、在形状记忆合金转变温度以下对形状记忆合金储气瓶口扩孔;3、扩孔形状记忆合金储气瓶装入塑料注吹机模具内;4、塑料由形状记忆合金储气瓶扩孔瓶口进入形状记忆合金储气瓶腔内;5、加热形状记忆合金储气瓶至转变温度以上,形状记忆合金储气瓶恢复原始瓶口形状;6、气吹管进入塑料内,塑料在气吹管气体作用下膨胀,制成内塑料储气瓶,内塑料储气瓶与形状记忆合金储气瓶内腔结合在一起;7、内衬塑料外形状记忆合金储气瓶移出塑料注吹机;8、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维;9、外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶装入开口外金属瓶内;10、旋压机将开口外金属瓶旋压收口,外金属瓶与外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶结合在一起,制成内衬塑料外包裹外缠绕涂胶纤维和金属瓶的形状记忆合金储气瓶;11、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶;2、形状记忆合金储气瓶内腔注入树脂液,树脂液粘接在形状记忆合金储气瓶内腔表面,在形状记忆合金储气瓶内表面形成树脂层;3、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维,涂胶纤维外包裹树脂保护层;6、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  形状记忆合金储气瓶的制作方法:1、制作形状记忆合金储气瓶;2、形状记忆合金储气瓶内腔注入树脂液,树脂液粘接在形状记忆合金储气瓶内腔表面,在形状记忆合金储气瓶内表面形成树脂层;3、形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶纤维;4、外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶装入开口外金属瓶内;5、旋压机将开口外金属瓶旋压收口,外金属瓶与外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶结合在一起,制成内衬树脂外包裹外缠绕涂胶纤维和金属瓶的形状记忆合金储气;6、形状记忆合金储气瓶装储气瓶配件。

  附图说明

  下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步描述。

  图1是具有本发明技术特征的储气瓶内腔形状低温金属芯剖面示意图。

  图2是压力机将热形状记忆合金棒压入储气瓶内腔形状低温金属芯与外气瓶形状模具间腔内制作形状记忆合金储气瓶组装结构示意图。

  图3是图2移除熔化低温金属芯和切除多余金属制作的形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图4是图3形状记忆合金储气瓶内灌注硅树脂剖面结构示意图。

  图5是图4清除多余硅树脂制作的硅树脂层形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图6是图5外缠绕涂胶碳纤维和包裹环氧树脂保护层形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图7是图3扩口形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图8是图7扩口形状记忆合金储气瓶装入塑料注吹机模具内注入吹塑材料剖面结构示意图。

  图9是图8加热扩口形状记忆合金储气瓶至转变温度以上形状记忆合金储气瓶恢复原始形状气吹管插入吹塑材料剖面结构示意图。

  图10是移出塑料注吹机模具和气吹管制成的内塑料外包裹形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图11是图10外缠绕涂胶碳纤维和包裹环氧树脂保护层形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图12是图10外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶装入铝合金开口瓶内旋压收口剖面结构示意图。

  图13是图12铝合金开口瓶内旋压收口后制作的内塑料外形状记忆合金储气瓶缠绕涂胶纤维外包裹铝合金瓶组合剖面结构示意图。

  图14是形状记忆合金储气瓶内装塑胶粉末加热旋转制作内塑胶外形状记忆合金储气瓶组合剖面结构示意图。

  图15是图14制作的内塑胶外形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图。

  图16是图15内塑胶外形状记忆合金储气瓶装入铝合金开口瓶内旋压收口剖面结构示意图。

  图17是图16制作的内塑胶外形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶碳纤维和包铝合金瓶剖面结构示意图。

  图18是内塑胶外形状记忆合金储气瓶外缠绕碳纤维和包裹环氧树脂剖面结构示意图。

  实施例1

  储气瓶内腔形状低温金属芯剖面示意图如图1所示, 图2是压力机将热形状记忆合金棒压入储气瓶内腔形状低温金属芯与外气瓶形状模具间腔内制作形状记忆合金储气瓶组装结构示意图,图3是图2移除熔化低温金属芯和切除多余金属制作的形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,图4是图3形状记忆合金储气瓶内灌注硅树脂剖面结构示意图,图5是图4清除多余硅树脂制作的硅树脂层形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,图6是图5外缠绕涂胶碳纤维和包裹环氧树脂保护层形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,其中:1是储气瓶内腔形状低温金属芯,2是低温金属芯支柱,3是低温金属芯底座,4是低温金属芯排气孔,5是低温金属芯隔热涂料,6是外气瓶形状模具, 7是压铸机,8是压铸机活塞,9是金属棒挤压套,10是加热形状记忆合金棒,11是形状记忆合金储气瓶,12是形状记忆合金储气瓶内腔,13是形状记忆合金储气瓶口,14是形状记忆合金储气瓶底帽,15是硅树脂液,16是储气瓶腔内硅树脂层,17是内衬硅树脂形状记忆合金储气瓶,18是内衬硅树脂形状记忆合金储气瓶内腔,19是涂胶碳纤维,20是环氧树脂保护层,21是内衬硅树脂外缠绕涂胶碳纤维形状记忆合金储气瓶。

  制作储气瓶内腔形状低温金属芯时,低温金属注入组合金属模具内制成储气瓶内腔形状低温金属芯1,储气瓶内腔形状低温金属芯1装入外气瓶形状模具6内,加热形状记忆合金棒10装入金属棒挤压套9内,压铸机活塞8压在加热形状记忆合金棒10上,加热形状记忆合金棒10在压铸机活塞8挤压下进入储气瓶内腔形状低温金属芯1和外气瓶形状模具6间腔内,制成形状记忆合金储气瓶11,移除外气瓶形状模具6,加热储气瓶内腔形状低温金属芯1,储气瓶内腔形状低温金属芯1熔化,从形状记忆合金储气瓶口13流出,清除低温金属芯隔热涂料5,切除多余形状记忆合金,制作成形状记忆合金储气瓶11,如图3所示。

  形状记忆合金储气瓶内腔12内灌注硅树脂液15,加热形状记忆合金储气瓶11,硅树脂液15粘接在形状记忆合金储气瓶内腔12内,形成储气瓶腔内硅树脂层16,清除多余硅树脂,制作成内衬硅树脂形状记忆合金储气瓶17。

  内衬硅树脂形状记忆合金储气瓶17外缠绕涂胶碳纤维19,缠绕涂胶碳纤维19外包裹环氧树脂保护层20,制作成内衬硅树脂外缠绕涂胶碳纤维形状记忆合金储气瓶21,如图6所示。

  实施例2

  图3是图2移除熔化低温金属芯和切除多余金属制作的形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,

  图7是图3扩口形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,图8是图7扩口形状记忆合金储气瓶装入塑料注吹机模具内注入吹塑材料剖面结构示意图,图9是图8加热扩口形状记忆合金储气瓶至转变温度以上形状记忆合金储气瓶恢复原始形状气吹管插入吹塑材料剖面结构示意图,图10是移出塑料注吹机模具和气吹管制成的内塑料外包裹形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,图11是图10外缠绕涂胶碳纤维和包裹环氧树脂保护层形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,图12是图10外缠绕涂胶纤维形状记忆合金储气瓶装入铝合金开口瓶内旋压收口剖面结构示意图,图13是图12铝合金开口瓶内旋压收口后制作的内塑料外形状记忆合金储气瓶缠绕涂胶纤维外包裹铝合金瓶组合剖面结构示意图,其中:11是形状记忆合金储气瓶,12是形状记忆合金储气瓶内腔,13是形状记忆合金储气瓶口,14是形状记忆合金储气瓶底帽,22是扩口形状记忆合金储气瓶,23是形状记忆合金储气瓶扩口,24是扩口形状记忆合金储气瓶内腔,25是塑料注吹机开合模具1,26是塑料注吹机开合模具2,27是PC共混塑胶复合材料,28是吹塑内腔,29是形状记忆合金储气瓶缩口,30是气吹管,31是气吹管进口,32是膨胀后的PC共混塑胶复合材料内储气瓶,33是储气瓶口,34是PC共混塑胶复合材料储气瓶内腔,35是内衬PC共混塑胶复合材料外形状记忆合金储气瓶,36是缠绕涂胶碳纤维,37是环氧树脂保护层,38是内衬PC共混塑胶复合材料外缠绕碳纤维合包裹保护层形状记忆合金储气瓶,39是缠绕涂胶纤维,40是外缠绕涂胶纤维内衬PC共混塑胶复合材料储气瓶,41是开口铝合金外瓶,42是旋压机旋压辊,43是旋压收口铝合金外瓶,44是内衬PC共混塑胶复合材料外缠绕碳纤维和铝合金外瓶形状记忆合金储气瓶。

  制作外缠绕碳纤维形状记忆合金储气瓶时,在形状记忆合金转变温度以下将形状记忆合金储气瓶口13扩孔,扩孔形状记忆合金储气瓶14装入料注吹机开合模具1和塑料注吹机开合模具2内,PC共混塑胶复合材料27由形状记忆合金储气瓶扩口23进入扩口形状记忆合金储气瓶内腔24内;加热扩口形状记忆合金储气瓶22至转变温度以上,扩口形状记忆合金储气瓶22恢复原始形状记忆合金储气瓶11形状,气吹管30进入PC共混塑胶复合材料27内,PC共混塑胶复合材料27在气吹管气体作用下膨胀,膨胀后的PC共混塑胶复合材料内储气瓶32与形状记忆合金储气瓶11结合在一起,制作成内衬PC共混塑胶复合材料外形状记忆合金储气瓶35。

  内衬PC共混塑胶复合材料外形状记忆合金储气瓶35外缠绕涂胶碳纤维36,涂胶碳纤维36外包裹环氧树脂保护层37,制成内衬PC共混塑胶复合材料外缠绕碳纤维合包裹保护层形状记忆合金储气瓶38。

  外缠绕涂胶纤维内衬PC共混塑胶复合材料储气瓶40装入开口铝合金外瓶41内,旋压机旋压辊42将开口铝合金外瓶41旋压收口,制成旋压收口铝合金外瓶43,旋压收口铝合金外瓶43包裹在缠绕涂胶纤维39外,旋压收口铝合金外瓶43与缠绕涂胶纤维39结合在一起,制成内衬PC共混塑胶复合材料外缠绕碳纤维和铝合金外瓶形状记忆合金储气瓶44,如图13所示。

  实施例3

  形状记忆合金储气瓶内装塑胶粉末加热旋转制作内塑胶外形状记忆合金储气瓶组合剖面结构示意图如图14所示,图15是图14制作的内塑胶外形状记忆合金储气瓶剖面结构示意图,图16是图15内塑胶外形状记忆合金储气瓶装入铝合金开口瓶内旋压收口剖面结构示意图,图17是图16制作的内塑胶外形状记忆合金储气瓶外缠绕涂胶碳纤维和包铝合金瓶剖面结构示意图,图18是内塑胶外形状记忆合金储气瓶外缠绕碳纤维和包裹环氧树脂剖面结构示意图,其中:45是形状记忆合金储气瓶,46是形状记忆合金储气瓶内腔,47是形状记忆合金储气瓶口,48是瓶塞,49是左旋转轴套,50是右旋转轴套,51是塑胶粉末,52是加热器,53是塑胶内瓶,54是内衬塑胶形状记忆合金储气瓶,55是缠绕涂胶碳纤维,56是开口铝合金瓶,57是旋压机旋压辊,58是旋压收口铝合金瓶,59是内衬塑胶缠绕涂胶碳纤维外包铝合金形状记忆合金储气瓶,60是涂胶碳纤维,61是环氧树脂保护层,62是内衬塑胶缠绕涂胶碳纤维外包环氧树脂形状记忆合金储气瓶。

  制作内衬塑胶形状记忆合金储气瓶时,形状记忆合金储气瓶内腔46注入塑胶粉末51,加热器52加热形状记忆合金储气瓶45,形状记忆合金储气瓶45高速旋转,与形状记忆合金储气瓶45接触的塑胶粉末51熔化,熔化塑胶粉末51在离心力作用下粘接在高速旋转形状记忆合金储气瓶内腔46表面,在形状记忆合金储气瓶45内表面形成塑胶内瓶53,取出内表面粘接塑胶内瓶53的形状记忆合金储气瓶45,制作成内衬塑胶形状记忆合金储气瓶54。

  内衬塑胶形状记忆合金储气瓶54外缠绕涂胶纤维55,外缠绕涂胶纤维55内衬塑胶形状记忆合金储气瓶54装入开口铝合金瓶56内,旋压机旋压辊57将开口铝合金瓶56旋压收口,制作成旋压收口铝合金瓶58,旋压收口铝合金瓶58与外缠绕涂胶纤维55形状记忆合金储气瓶45结合在一起,制成外铝合金瓶包裹缠绕涂胶纤维55形状记忆合金双层金属储气瓶59,如图17所示。

  内衬塑胶53形状记忆合金储气瓶45外缠绕涂胶纤维60,缠绕涂胶纤维60外包裹环氧树脂保护层61,制作成内衬塑胶缠绕涂胶碳纤维外包环氧树脂形状记忆合金储气瓶62,如图18所示。

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