[发明专利]非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构及工艺

权利要求书

1.一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构，包括气瓶内衬(3)、金属气瓶开口端(2)和金属气瓶尾端(6)，气瓶内衬(3)的两端分别连接安装金属气瓶开口端(2)和金属气瓶尾端(6)，其特征在于：还包括预应力缠绕于气瓶内衬(3)、金属气瓶开口端(2)和金属气瓶尾端(6)外侧表面的纤维增强树脂基复合材料(4)，在纤维增强树脂基复合材料(4)外侧表面继续缠绕的格栅结构增强层(1)，进一步在格栅结构增强层(1)外侧表面缠绕有的纤维保护层(5)，以及在两端封头处的纤维保护层(5)外侧表面外设置的防撞材料(7)；

对气瓶容器结构的整体均采用格栅结构增强层(1)进行增强，格栅结构增强层(1)成型是用纤维采用非牛顿流体浸渍、干燥处理后再进行浸胶缠绕成型；

所述的胶为树脂。

2.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构，其特征在于：先利用浇注成型的方法分别成型制作出瓶身处和封头处的软体格栅结构模具，再将瓶身处和封头处的软体格栅结构模具共同通过粘接方式粘到缠绕纤维增强树脂基复合材料(4)后的气瓶外表面，再进行格栅结构增强层(1)的成型。

3.根据权利要求2所述的一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构，其特征在于：瓶身处的软体格栅结构模具与封头处的软体格栅结构模具的衔接处刚好为一根格栅加强肋的宽度，在气瓶外表面的格栅结构增强层(1)固化成型后再将软体格栅结构模具进行拆卸。

4.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构，其特征在于：所述的非牛顿流体(10)是由聚乙二醇、纳米二氧化硅及少量的碳酸钙所组成的，制备方法及材料的选择按照以下进行：选用聚乙二醇的分子量为200-800之间，所用的纳米二氧化硅颗粒的粒径大小为5-100nm之间，纳米二氧化硅颗粒的用量为聚乙二醇的质量百分比20-70％之间，所用的碳酸钙颗粒的尺寸大小为30-50nm，碳酸钙颗粒的用量为聚乙二醇质量百分比的1-10％之间；制备过程是将称量好的纳米二氧化硅颗粒和碳酸钙颗粒分次逐步地加入到搅拌状态下的聚乙二醇之中，待全部的纳米二氧化硅和碳酸钙颗粒加入之后，静止和抽真空处理除去多余的气泡，随后加入乙醇进行稀释得到非牛顿流体。

5.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构，其特征在于：所述的格栅结构增强层(1)的纤维是碳纤维、硼纤维、凯夫拉纤维、玻璃纤维、天然纤维中的一种或两种以上纤维的组合，或者是同一种纤维的不同种型号。

6.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器结构，其特征在于：在格栅结构增强层(1)成型后，再在格栅结构增强层(1)外进行全缠绕纤维保护层(5)，纤维保护层(5)缠绕成型后进一步地在两端封头处加装有防撞材料(7)。

7.一种非牛顿流体浸渍的格栅增强型储氢压力容器的制造工艺，其特征在于：

1)成型气瓶内衬(3)；

2)气瓶内衬(3)外表面预应力缠绕纤维增强树脂基复合材料(4)；

3)格栅结构增强层的软体格栅结构模具制备，首先利用机械加工的方法成型出模具后再利用橡胶材料或者高分子材料进行浇注后脱模制备而成；

4)格栅结构增强层(1)的成型采用将上述得到的软体格栅结构模具利用胶粘方法粘在缠绕纤维增强树脂基复合材料(4)后的气瓶内衬(3)外表面，然后对纤维采用非牛顿流体(10)浸渍、干燥炉(11)干燥的工艺处理，然后再进行浸胶，随后在软体格栅结构模具上进行缠绕成型，缠绕成型固化后再将软体格栅结构模具进行拆卸；

所述的浸胶中的胶为树脂；

5)采用缠绕成型的方法加工制备纤维保护层(5)；

6)采用高分子材料通过发泡工艺制备防撞材料(7)。