阅读说明：本技术 一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构 (Fiber winding plastic inner container hydrogen storage cylinder opening structure ) 是由 李曰兵 汪志欣 朱吉琦 高增梁 马夏康 金伟娅 何兴 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构,属于储氢气瓶瓶口结构技术领域。它包括塑料内胆；塑料内胆上端口处设置有金属瓶口,金属瓶口包括金属环形外壳及金属环形内衬,金属环形内衬配合插接在塑料内胆的上端口处,金属环形外壳配合设置在塑料内胆的上部,且金属环形外壳通过碳纤维层与塑料内胆缠绕固定。本发明通过设置的紧固连接结构保证了金属瓶口与塑料内胆端口在一体成型时的紧固连接；金属环形内衬与塑料内胆的结合面为锥形面,使金属环形内衬在锥形面的限位下不易向外移动与塑料内胆相脱开；另外,通过设置的止转结构能够防止金属瓶口外壳与塑料内胆之间发生相对转动；且通过设置的侧壁密封及端面密封结构,保证了整体结构的密封性。(A fiber winding plastic liner hydrogen storage cylinder mouth structure belongs to the technical field of hydrogen storage cylinder mouth structures. It comprises a plastic inner container; the upper port of the plastic liner is provided with a metal bottle mouth, the metal bottle mouth comprises a metal annular shell and a metal annular lining, the metal annular lining is matched and inserted in the upper port of the plastic liner, the metal annular shell is matched and arranged on the upper portion of the plastic liner, and the metal annular shell is wound and fixed with the plastic liner through a carbon fiber layer. The invention ensures the fastening connection of the metal bottle mouth and the plastic liner port during the integral molding through the arranged fastening connection structure; the joint surface of the metal annular lining and the plastic liner is a conical surface, so that the metal annular lining is not easy to move outwards to be separated from the plastic liner under the limit of the conical surface; in addition, the rotation stopping structure can prevent the relative rotation between the metal bottle mouth shell and the plastic liner; and through the side wall seal and the end face seal structure, the sealing performance of the whole structure is ensured.)

一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构

技术领域

本发明属于储氢气瓶瓶口结构技术领域，具体涉及一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构。

背景技术

氢能以其零排放的特点被认为是汽车的终极能源，伴随氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化。Ⅳ型储氢气瓶因其质量轻、耐疲劳等特点正成为全世界的研究热点，如何设计制造轻量化、高压力、高储氢质量比和长寿命的车载储氢气瓶成为氢能运用的关键。

目前车用储氢技术是储氢气瓶高压储氢，目前储氢气瓶共有四种形式，而金属内胆的储氢气瓶重容比较大，难以满足单位质量储氢密度要求，用于车载供氢系统并不理想，而非金属内胆纤维全缠绕气瓶存在金属瓶口与非金属内胆之间连接不牢、密封效果不理想，使用时易出现氢气泄漏风险，存在极大的安全隐患。高压Ⅳ型储氢气瓶的主要技术难点在于解决高压使用工况下气瓶瓶口引发的氢气泄漏问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种密封性好、金属瓶口与塑料内胆连接牢靠的纤维缠绕复合气瓶瓶口结构。

本发明提供如下技术方案：一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，包括塑料内胆；其特征在于：所述塑料内胆上端口处设置有金属瓶口，所述金属瓶口包括与所述塑料内胆一体成型的金属环形外壳及金属环形内衬，所述金属环形内衬配合插接在所述塑料内胆的上端口处，所述金属环形外壳配合设置在所述塑料内胆的上部，且所述金属环形外壳通过碳纤维层与所述塑料内胆缠绕固定；所述塑料内胆与所述金属环形外壳之间设有紧固连接结构及止转结构，所述塑料内胆与所述金属环形内衬之间设有密封结构。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述塑料内胆上端口的外侧壁上开设有齿状凹槽，所述金属环形外壳的内侧壁上设有与所述齿状凹槽相配合的齿状凸台，所述齿状凹槽、齿状凸台组合形成紧固连接结构。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述塑料内胆上部的外侧壁上设有柱状凸台，所述金属环形外壳的内侧壁上设有与所述柱状凸台相配合的柱状凹槽，所述柱状凸台、柱状凹槽组合形成止转结构。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述密封结构包括侧壁密封结构及端面密封结构。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述金属环形内衬为T型环状结构，所述金属环形内衬竖直段的外侧壁上设有若干个侧壁密封槽，所述侧壁密封槽内设有O型密封圈及挡圈，所述金属环形内衬插接安装在所述塑料内胆上端口的过程中，所述塑料内胆内侧壁挤压O型密封圈和挡圈形成侧壁密封结构。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述金属环形内衬上的台阶面与所述塑料内胆的顶端面之间紧密贴合，所述金属环形内衬的台阶面上设有八角环槽，所述八角环槽内设有与八角环槽相配合的八角垫，当储氢气瓶的瓶口阀拧入金属瓶口内时，所述八角环槽的侧壁挤压八角垫形成自紧式的端面密封结构。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述金属环形外壳的内侧设有限位槽，所述金属环形内衬的上端面与所述限位槽的底端面之间紧密贴合。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述金属环形外壳内侧壁、金属环形内衬内侧壁上均设有便于安装瓶口阀的内螺纹。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述塑料内胆的内侧壁与所述金属环形内衬的配合面为锥形面，所述锥形面的母线与竖直方向之间的夹角α为3-5°。

所述的一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，其特征在于所述述碳纤维层的外侧设有碳纤维层保护层。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过金属环形外壳内表面设有与塑料内胆瓶口相配合紧固连接结构保证了金属瓶口与塑料内胆端口在一体成型时的紧固连接；金属环形内衬与塑料内胆的结合面为锥形面，使金属环形内衬在锥形面的限位下不易向外移动与塑料内胆相脱开；另外，通过设置的止转结构能够防止金属瓶口外壳与塑料内胆之间发生相对转动；且通过设置的O型密封圈以及自紧式八角垫结构，有效地防止了氢气从金属瓶口和塑料内胆瓶口之间的连接处泄漏，保证了结构的密封性。

附图说明

图1为本发明实施例中整体的内部结构示意图；

图2为本发明实施例中塑料内胆的内部结构示意图；

图3为实施例中金属环形外壳的结构示意图；

图4为图1中A处的放大结构示意图；

图5为图1中B处的放大结构示意图。

图中：1、塑料内胆；11、柱状凸台；12、齿状凹槽；2、金属环形外壳；21、齿状凸台；22、柱状凹槽；3、金属环形内衬；4、八角环槽；41、八角垫；5、第一密封槽；51、O型密封圈；52、挡圈；6、第二密封槽；7、碳纤维层；8、碳纤维层保护层；9、内螺纹。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

请参阅图1-5，一种纤维缠绕塑料内胆储氢气瓶瓶口结构，包括塑料内胆1，塑料内胆1上端口安装有金属瓶口，金属瓶口包括金属环形外壳2和T型环状结构的金属环形内衬3，金属环形外壳2与塑料内胆1一体成型，金属环形内衬3下部插接在塑料内胆1上端口的内部。

其中，塑料内胆1外侧壁设有齿状凹槽12，金属环形外壳2内侧壁上设有与之匹配的齿状凸台21，齿状凹槽12、齿状凸台21组合形成紧固连接结构，金属环形外壳2和塑料内胆1通过吹塑工艺一体成型，成型时，金属环形外壳2和塑料内胆1通过设置的紧固连接结构相连接。

为了有效防止塑料内胆1与金属环形外壳2之间的相对转动，塑料内胆1的外侧壁上设有柱状凸台11，金属环形外壳2内侧壁上设有与之配合的柱状凹槽22，柱状凸台11插入柱状凹槽22内卡死固定形成止转结构。

金属环形内衬3与塑料内胆1的结合面设置为锥形面，使金属环形内衬3在锥形面的限位下不易向外移动与塑料内胆1相脱开，锥形面的母线与竖直方向之间的夹角α为3-5°。

其中，金属环形内衬3外侧壁设有第一密封槽5和第二密封槽6，第一密封槽5和第二密封槽6内均设有O型密封圈51以及挡圈52，金属环形内衬3与塑料内胆1之间插接安装，挤压O型密封圈51和挡圈52形成侧壁密封结构。

金属环形外壳2内侧壁和金属环形内衬3内侧壁均设有与瓶口阀相匹配的内螺纹9，金属环形内衬3上的台阶面与塑料内胆1的顶端面之间紧密贴合，金属环形内衬3的台阶面上设有八角环槽4，八角环槽4内设有与八角环槽4相配合的八角垫41，当储氢气瓶的瓶口阀拧入金属瓶口内时，八角环槽4的侧壁挤压八角垫41形成自紧式的端面密封结构。

其中，为了方便碳纤维层7的缠绕，金属环形外壳2底部的弧形轮廓与塑料内胆1接触部分形状相贴合，碳纤维层7的外部设有碳纤维层保护层8。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。