[发明专利]一种高压复合储氢瓶的焊接塑料内胆结构及成型工艺

说明书

本发明涉及一种高压复合储氢瓶的焊接塑料内胆结构及成型工艺，塑料内胆结构包括两个注塑端部及中间的注塑筒身，两个注塑端部分别焊接于注塑筒身的两端，且两个注塑端部的轴向长度相同且为注塑筒身轴向长度的一半。本技术方案的结构和工艺，易于焊接特征的实现，以便提高焊接质量；易于降低内胆壁厚，以便提高塑料内胆的容积。另外，此结构由注塑拔模斜度影响的壁厚差异最小，以避免存储高压氢气对高壁厚材料的较多的渗入和较大的溶胀，造成容器泄压时材料内部的氢气渗出而破坏塑料材料的问题。

技术领域

本发明属于高压容器技术领域，具体涉及一种高压复合储氢瓶的焊接塑料内胆结构及成型工艺。

背景技术

燃料电池商用车通常装载较长的高压复合储氢瓶，压力高达35MPa或70MPa,储氢瓶长度约1.8米左右，直径约0.4米左右，具有较大的存储容积。储氢瓶由内胆和复合材料层组成，主体为塑料材料的内胆储氢瓶寿命更长，塑料内胆主要是限制氢气的泄漏或渗透，而复合材料层主要功能是耐高压。储氢瓶因为需要耐氢气小分子的渗透，内胆塑料材料通常使用PA(尼龙)材料，壁厚通常3-4mm。

由于储氢瓶较长，以及其他技术方面的原因，基本使用注塑工艺成型内胆的两端，为避免注塑较深的半只筒身(因为0.9米左右的筒状注塑件，拔模斜度造成底部壁厚较厚，壁厚较厚位置的塑料件成型容易产生缺陷，且影响的容积较多，另外，注塑设备的吨位型号较难满足)。因此，塑料内胆通常采用注塑成型两个注塑端部02，挤塑成型的挤塑筒身03，然后三部分两次焊接成型，焊接部分形成焊接面01，如图1所示。

由于“挤塑筒身”的截面是一致的，所以其“焊接特征04”无法设计成异形，如图2，“挤塑筒身”的焊接面是经过切割和机加工成型，由于塑料内胆的壁厚通常只需3-4mm,因此在“挤塑筒身”上无法成型较复杂的“焊接面特征”，导致焊接前“注塑端部”和“挤塑筒身”无法良好匹配定位，导致焊接强度等效果较差，且周向“焊接面”的焊接效果一致性较差。

由于塑料内胆较长，由注塑拔模斜度影响的壁厚差异较大，注塑拔模根部的壁厚通常大于8mm,造成存储高压氢气对大壁厚区域的材料较多的渗入和较大的溶胀，造成容器泄压时材料内部的氢气渗出而破坏塑料材料的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压复合储氢瓶的焊接塑料内胆结构及成型工艺，以解决现高压储氢瓶焊接面的焊接效果一致性较差，并且注塑拨模根部壁厚，导致存储高压氢气对大壁厚区域的材料较多的渗入和较大的溶胀，造成容器泄压时材料内部的氢气渗出而破坏塑料材料的问题。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高压复合储氢瓶的焊接塑料内胆结构，包括两个注塑端部及中间的注塑筒身，两个注塑端部分别焊接于注塑筒身的两端，且两个注塑端部的轴向长度相同且为注塑筒身轴向长度的一半。

进一步的，塑料内胆的塑料壳体材料为热塑性塑料。

进一步的，所述热塑性塑料为PA、PE、PPA、PPS、聚酯、PP、POM或EVOH中的一种。

进一步的，塑料内胆的塑料壳体包括多层热塑性材料，且至少在一个相邻两层热塑料材料之间设置有气体阻隔层。

一种高压复合储氢瓶的焊接塑料内胆的成型工艺，包括以下步骤：

S1、通过注塑工艺注塑筒身，在注塑筒身注塑完成后，从注塑筒身的中间采用内侧双向分模方式拨模；

S2、在经过设定的第一拨模斜度拨模后，在注塑筒身的两端形成设定的第一焊接结构；

S3、注塑端部采用内侧单向拨模，经过第二拨模斜度拨模后，在注塑端部形成设定的第二焊接结构，且第二焊接结构与第一焊接结构相对应的表面相配合形成焊接面；

S4、采用焊接工艺对焊接面形成焊接密封；