[实用新型]一种复合材料气瓶

说明书

技术领域：本实用新型涉及缠绕结构，尤其涉及一种基于复合材料气瓶的组合缠绕结构。

背景技术：

气瓶是化工、机械、航天、造船、海洋开发等领域普遍采用的一种重要的储气压力容器。为了减轻气瓶的重量，从二十世纪七十年代起，科技人员开始将金属气瓶转为金属内衬加纤维缠绕的复合材料气瓶(以下简称复合材料气瓶)。和普通金属气瓶相比，复合材料气瓶能够发挥复合材料的特性，具有强度高、质量轻、抗疲劳、耐腐蚀、寿命长等突出优点，应用的前景非常广阔。目前复合材料气瓶主要应用于以下三方面：作为天然气燃料汽车的压缩天然气(CNG)贮罐；应用于呼吸器系统，包括背负式呼吸器、小型呼吸器以及逃生用的呼吸面具；应用于航空或航海，主要包括逃生滑梯冲气装置和航空吸氧装置。伴随着复合材料气瓶的广泛应用，对复合材料气瓶的质量和强度的要求也越来越高，因此制作性能优异并且合格率高的复合材料气瓶尤其重要。

现有的复合材料气瓶多数采用单层小角度布满的缠绕结构，此类复合材料气瓶只能满足轴向上的强度要求，但是径向强度却很低，对于强度要求较高的场合远远不能满足要求；此外对于航海应用的气瓶，通常需要承受很大的外压，现有的复合材料气瓶由于强度低也不能满足要求，因此提高复合材料气瓶的轴向强度是制作高质量气瓶的关键因素之一。

发明内容：为解决上述问题本发明提出一种具有多层结构的一种复合材料气瓶组合缠绕结构，包括：金属内衬1、纵向缠绕层2、中间过渡层3、环向缠绕层4。通过纵向缠绕层、中间过渡层、环向缠绕层的顺序依次缠绕于金属内衬外壁。

作为优选，纵向缠层搭接线角度为13度。

作为优选，中间过渡层的搭接线角度由缠绕初端的20度逐渐过渡至缠绕末端的70度，从而从纵向缠绕层过渡到环向缠绕层。

作为优选，环向缠绕层搭接线角度为85度。

作为优选，复合材料为玻璃纤维加环氧树脂固化。

上述角度均以金属内衬轴线为参照点。

本发明的优势在于多增加了环向缠绕层，加强了气瓶的径向强度，增加了中间过渡层，该缠绕层的设计在线型连接上避免了二次搭纱。

附图说明

图1为本发明各缠绕层示意图；

图2为本发明金属内衬示意图；

图3为本发明纵向缠绕层示意图；

图4为本发明中间过渡层示意图；

图5位本发明环向缠绕层示意图。

具体实施方式

一种复合材料气瓶：包括：金属内衬1、纵向缠绕层2、中间过渡层3、环向缠绕层4。金属内衬1是缠绕模具，纵向缠绕层2已13度搭接线的角度排列包裹于金属内衬1外壁，中间过渡层3已初端的20度逐渐过渡至缠绕末端的70度包裹于纵向缠绕层2外壁，环向缠绕层4已85度搭接线的方式排列包裹于中间过渡层3的外壁。

纵向缠绕层2、中间过渡层3、环向缠绕层4所采用的玻璃纤维加环氧树脂固化的方法在复合材料的领域中属于现有技术，本发明说明书中不在赘述。