[实用新型]一种复合材料容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体运输技术，尤其涉及一种复合材料容器。

背景技术

现有技术中针对天然气、氢气、氦气等气体的运输，主要是通过提高存储压力的方式来实现运输。随着气体工业的发展，对气体存储运输容器(气瓶)的压力需求也在不断提高。

现有技术中所生产的高压复合容器(气瓶)，其内胆通常为金属材料制成。为了增加复合容器(气瓶)的容积和承压力，通常的做法是用高压无缝金属管采用端头旋压缩颈方法加工成内胆，并在内胆的外表面缠绕一层高强度纤维材料，利用高强度纤维材料的拉力来增强内胆的承压力。现有技术中，由于采用纤维缠绕成型工艺成型的表面具有复合材料层的容器(气瓶)不可避免在施压后会出现沿着纤维方向的开裂或龟裂。随着使用次数的增加和特定环境的影响，这些开裂或龟裂会有扩展的趋势，严重的更会使整个复合材料层开裂。

有鉴于此，现有技术中急需要一种新的技术能有效减少或消除复合材料层的开裂。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种减少甚至消除复合材料层开裂的复合材料容器及其复合材料层的成型方法。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型公开一种复合材料容器，包括：一内胆，该内胆用于存储气体；一连续纤维，该连续纤维按一预定角度缠绕于该内胆外表面形成至少一层复合材料层；一添加物，该添加物位于该复合材料层的层间和/或内表面和/或外表面，用于防止该复合材料层开裂。

更进一步地，该添加物位于两层复合材料层之间。

更进一步地，该添加物为织物或非织物。

更进一步地，该添加物的形状为纤维状、片状、絮状、块状。

更进一步地，该添加物由金属或非金属材料制成。

更进一步地，该添加物由纤维类材料组成。

更进一步地，该纤维类材料由以下材料中的一种或多种组成：碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、金属纤维。

更进一步地，该连续纤维沿环向缠绕该内胆外表面。

更进一步地，该连续纤维沿螺旋状缠绕该内胆外表面。

更进一步地，该添加物沿与该环向垂直的方向铺敷。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的复合材料容器及其复合材料层的成型技术，在容器缠绕复合材料层内部起纵向(轴向)补强作用，可有效防止复合材料开裂或龟裂的产生；同时可以有效防止容器长期使用过程中缠绕复合材料层表面沿纤维缠绕的方向开裂或龟裂的延伸。这在一定程度上稳定了容器的性能，从而提高了容器在使用过程中的安全性。

附图说明

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是本实用新型所涉及的复合材料容器的结构示意图；

图2是本实用新型所涉及的复合材料容器的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。

由于现有采用纤维环向缠绕成型工艺成型的复合材料容器(或称气瓶)，由于内置的金属内胆和金属内胆的外表面所缠绕的复合材料层彼此间的收缩率不一致。气瓶在反复充装的过程中，气瓶的长度会有延伸，由于金属材料的延展性明显强于复合材料的延展性，因此在气瓶反复重装的过程中，金属延伸的长度远远超过复合材料延伸的长度，这样就会造成复合材料表面层的环向开裂。因此在施压后会出现沿着纤维方向的开裂或龟裂，随着使用次数的增加和特定环境的影响，这些开裂或龟裂会有扩展的趋势，严重的会使整个复合材料层开裂。因此，本实用新型的目的在于提供一种复合材料容器及其复合材料层的成型方法能有效抑制连续纤维层的开裂。

本实用新型根据力学分析计算纤维环向缠绕时与其匹配的纵向力，在复合材料层成型过程中将此增强技术应用其中，实现容器在施压受力过程中，当气瓶的复合材料层沿纤维方向开裂时，提供一个与开裂方向相垂直的拉力，从而改善表面的开裂现象以及长期的开裂延伸现象。

如图1所示，图1是本实用新型所涉及的复合材料容器的结构示意图。该复合材料容器可以是用于容纳高压气体的瓶子，也可以是容纳高压气体、液体、固体的管道。图1是本实用新型的其中一种实施方式，该实施方式中该容器2优质无缝钢管制成，钢管的两端采用端头旋压缩颈方法加工为两个瓶口3。瓶口3内置螺纹用于固定前端塞和后端塞。其中前端塞上设置进气出气阀门，后端塞上设置一安全泄放装置(图中未示出)。在另一实施方式中，该钢瓶也可以仅包含一个端口。