一种用于储气的高压气瓶结构

文档序号:844317 发布日期:2021-04-02 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于储气的高压气瓶结构 (High-pressure gas cylinder structure for gas storage ) 是由 恰巴克·亚历山大 于 2020-12-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于储气的高压气瓶结构,涉及高压气瓶技术领域。包括多层动力框架、内防气壳、第一密封系统、收集器一、管道节点一、第二密封系统、收集器二、管道节点二、毛细管开端部以及电源元件,所述多层动力框架的内部设置有内防气壳,所述内防气壳的内部设置有电源元件,所述多层动力框架一侧的底部设置有收集器一,所述收集器一的底部设置有管道节点一。该用于储气的高压气瓶结构,高压缸是由复合材料制成的,框架是由多层力组成,由单向元件和单向结合交叉完成,内部是气密的内壳,用于供应和释放气体,该框架由毛细管硬化气密壳制成,进而达到保证高质量和大容量气体的储存以及安全快速充放气体的目的。(The invention discloses a high-pressure gas cylinder structure for gas storage, and relates to the technical field of high-pressure gas cylinders. Including multilayer power frame, interior gas proof shell, first sealing system, collector one, pipeline node one, second sealing system, collector two, pipeline node two, capillary open end portion and electrical source element, the inside of multilayer power frame is provided with interior gas proof shell, the inside of interior gas proof shell is provided with electrical source element, the bottom of multilayer power frame one side is provided with collector one, the bottom of collector one is provided with pipeline node one. The high-pressure cylinder structure for storing gas is characterized in that the high-pressure cylinder is made of composite materials, the frame is composed of multiple layers of force and is formed by intersecting one-way elements and one-way combination, the inside of the frame is an airtight inner shell for supplying and releasing gas, and the frame is made of a capillary tube hardened airtight shell, so that the aims of ensuring the storage of high-quality and large-capacity gas and safely and quickly charging and discharging the gas are fulfilled.)

一种用于储气的高压气瓶结构

技术领域

本发明涉及高压气瓶技术领域,具体为一种用于储气的高压气瓶结构。

背景技术

高压瓶就是能承受很大气压的合金作的瓶子。一般的高压瓶装的都是液态的气体,因为气体在常压下是气态的,不便于大量的储藏,在高压下气体会液化,这样会大量收集气体了,高压瓶在燃烧方面有很大用处,可以装助燃气体氧气,也可装燃气,焊接、火箭等都会用到,高压容器在日常条件下保存和输送气体或者用作于运输途中压缩气体的使用工具,为内燃机、燃料电池、航空航天技术提供动力。

传统的高压气瓶在其圆筒形部分中采用这种气缸设计,在环形方向上产生高压电,内部保护金属壳不会承受轴向载荷,并且这种气缸设计不适合在高压下储存气体以及周期性载荷下储存气体,最多高达一千次或者一千多次 ---内保护金属壳,是由交叉的单向螺纹和聚合物粘合剂制成的多层承重框架,导致它们之间的分层和层的过早破坏。

已知由复合材料制成的高压缸,其包括缠绕在保护性金属壳体上,该径向金属壳体具有浸渍有聚合物粘合剂的单向相交线的径向波纹,形成力框架的层,对其进行热处理,并考虑到固化粘合剂和在工作介质的过高压力下固化粘合剂的温度范围的选择的金属外壳(卡利尼切夫,马卡罗夫.温丁《玻璃纤维》,莫斯科,化学,1986,第218-224页)。该设备具有上述缺点。

最接近本发明的一组重要特征是由复合材料制成的压力缸,包含多层动力框架,由相交的单向螺纹和聚合物粘结剂组成,以及内部保护性聚合物外壳(WO 92/20954 A1、F17C 1/16、26.10.1992)。该气缸的缺点是其设计极其复杂,以及其巨大的重量。此外,虽然已知的气缸提供了某些措施,在其外部保护它的完整性,但事实上,它并不具有防止内部压力增加对气缸密封的影响的手段,气缸的内部设计使压力增加不排除内部密封壳与力架分离,因此,破坏了气缸的密封,为此,提出一种用于储气的高压气瓶结构来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种用于储气的高压气瓶结构,具备保证高质量和大容量气体的储存以及安全快速充放气体的优点,以解决传统的高压气瓶结构存在使用效果一般的问题。

为实现保证高质量和大容量气体的储存以及安全快速充放气体的目的,本发明提供如下技术方案:一种用于储气的高压气瓶结构,包括多层动力框架、内防气壳、第一密封系统、收集器一、管道节点一、第二密封系统、收集器二、管道节点二、毛细管开端部以及电源元件,所述多层动力框架的内部设置有内防气壳,所述内防气壳的内部设置有电源元件,所述多层动力框架一侧的底部设置有收集器一,所述收集器一的底部设置有管道节点一,所述多层动力框架与收集器一连接处设置有第一密封系统,所述内防气壳与电源元件连接处设置有第二密封系统,所述电源元件的一端设置有收集器二,收集器二从气体壳中供应和释放气体的一种手段,所述收集器二的一端设置有管道节点二,所述内防气壳内部的一侧设置有毛细管开端部。

作为本发明的一种优选技术方案,所述多层动力框架是由内防气壳上的风毛细管形成。

作为本发明的一种优选技术方案,所述第一密封系统是由金属管连接毛细管而成,所述第二密封系统将内部气密壳连接到供气和释放。

作为本发明的一种优选技术方案,所述毛细管开端部插入气缸内防气壳内部,所述管道节点一连接管道的节点,从毛细管向消费者供应和释放气体,所述管道节点二连接管道的节点,从内壳向消费者供应和释放气体。

作为本发明的一种优选技术方案,气体供应和释放设施安装在气缸的一端,甚至,气缸还通过两种方式供应和释放位于气缸两侧的气体。

作为本发明的一种优选技术方案,所述毛细管开端部被引导到所述内防气壳的内部。

作为本发明的一种优选技术方案,所述内防气壳的内部安装有电源元件,所述电源元件的一端连接有收集器二,所述电源元件的另一端连接在所述内防气壳的内壁上。

作为本发明的一种优选技术方案,所述毛细管开端部由玻璃、玄武岩、石英、聚合物化合物和其他材料制成的毛细管。

作为本发明的一种优选技术方案,毛细管在一种特殊的粘合剂中湿润,可用于聚合物树脂、粘合组合物、硅酸盐和其他组合物,在缠绕毛细管的开端之前,插入内防气壳,进入位置是密封的,毛细管的第二端是密封的,也可以注入内防气壳,然后将气球干燥,直到粘合剂硬化。

与现有技术相比,本发明提供了一种用于储气的高压气瓶结构,具备以下有益效果:

该用于储气的高压气瓶结构,高压缸是由复合材料制成的,框架是由多层力组成,由单向元件和单向结合交叉完成,内部是气密的内壳,用于供应和释放气体,该框架由毛细管硬化气密壳制成,进而达到保证高质量和大容量气体的储存以及安全快速充放气体的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明的内防气壳结构示意图;

图3为本发明的多层动力框架结构示意图;

图4为本发明的毛细管开端部结构示意图。

图中:1、多层动力框架;2、内防气壳;3、第一密封系统;4、收集器一;5、管道节点一;6、第二密封系统;7、收集器二;8、收集器二;9、毛细管开端部;10、电源元件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4,本发明公开了一种用于储气的高压气瓶结构,高压缸是由复合材料制成的,框架是由多层力组成,由单向元件和单向结合交叉完成,内部是气密的内壳,用于供应和释放气体,该框架由毛细管硬化气密壳制成,包括多层动力框架1、内防气壳2、第一密封系统3、收集器一4、管道节点一5、第二密封系统6、收集器二7、管道节点二8、毛细管开端部9以及电源元件10,所述多层动力框架1的内部设置有内防气壳2,所述内防气壳2 的内部设置有电源元件10,所述多层动力框架1一侧的底部设置有收集器一 4,收集器一4从毛细管中供应和释放气体的手段,所述收集器一4的底部设置有管道节点一5,所述多层动力框架1与收集器一4连接处设置有第一密封系统3,所述内防气壳2与电源元件10连接处设置有第二密封系统6,所述电源元件10的一端设置有收集器二7,收集器二7从气体壳中供应和释放气体的一种手段,所述收集器二7的一端设置有管道节点二8,所述内防气壳2 内部的一侧设置有毛细管开端部9。

具体的,所述多层动力框架1是由内防气壳2上的风毛细管形成。

具体的,所述第一密封系统是由金属管连接毛细管而成,所述第二密封系统将内部气密壳连接到供气和释放。

具体的,所述毛细管开端部9插入气缸内防气壳2内部,所述管道节点一5连接管道的节点,从毛细管向消费者供应和释放气体,所述管道节点二8 连接管道的节点,从内壳向消费者供应和释放气体。

具体的,气体供应和释放设施安装在气缸的一端,甚至,气缸还通过两种方式供应和释放位于气缸两侧的气体,所述毛细管开端部9被引导到所述内防气壳2的内部。

具体的,所述内防气壳2的内部安装有电源元件10,所述电源元件10的一端连接有收集器二7,所述电源元件10的另一端连接在所述内防气壳2的内壁上。

所述毛细管开端部9由玻璃、玄武岩、石英、聚合物化合物和其他材料制成的毛细管,毛细管在一种特殊的粘合剂中湿润,可用于聚合物树脂、粘合组合物、硅酸盐和其他组合物,在缠绕毛细管的开端之前,插入内防气壳2,进入位置是密封的,毛细管的第二端是密封的,也可以注入内防气壳2,然后将气球干燥(或加热),直到粘合剂硬化。

内防气壳2是是气密壳,其上是高强度毛细管(强度至少为1.0GPA),以聚合物树脂或粘合剂结合,或由硅酸盐和其他粘合剂的形式组成结合,形成多多层动力框架1,气瓶中的气体既储存在气密壳2中,又储存在多层动力框架1的毛细管中,气体供应和释放方式,可以单独和联合地将气体灌装和提取到壳体和毛细管中。

在第一种情况下(图1和图2),气体通过供气和释放收集器二7从内防气壳2中加油和提取,气体通过气体充放的收集器一4从毛细管中加油和提取,同时,在内防气壳2和毛细管中,可以存储不同的气体或相同的气体,内防气壳2和毛细管中的气体压力可能不同。

来自内防气壳2的气体通过密封系统向气体供应和释放,并连接到内部第二密封系统6,内部第二密封系统6与内防气壳2相连,如果气体供应和输出设施位于气缸的两面,则它们通过电源元件10连接,对电源元件10的需要与影响第二密封系统6和收集器二7的高压气体力相关,密封层可能无法承受此类负载,因此,在1000atm的气体压力下,系统上的力为6.7,直径为5毫米,等于196千克,在2000atm时,分别为392千克,动力元件由高强度金属材料、聚合物、二氧化硅(强度限制至少为300MP)制成,其形式为穿孔管、棒、条、线和其他类型的化合物,这些化合物提供从内壳进入气体以从防气壳7中供应和释放气体的手段。

在密封和连接毛细管与金属管的第一密封系统3的密封和连接系统的帮助下,从风毛细管的开端排放气体被送入从毛细管收集器一4中供应和释放气体的手段,然后通过连接管道的节点将气从毛细管中供应和释放给消费者。

在第二种情况下(图3和图4),将毛细管开端部9插入气缸的内壳中,将内壳和毛细血管的体积组合在一起,通过向收集器二8的管道连接到毛细管,对壳体和毛细管中的气体和提取气体进行加油和排放。

为了形成多层动力框架,在内部防气壳2上采用密封系统,将内部草坪紧壳与第二密封系统6和动力元件的供气和释放方式进行由玻璃、玄武岩、石英、聚合物化合物和其他材料制成的毛细管,同时,毛细管在一种特殊的粘合剂中湿润,可用于聚合物树脂、粘合组合物、硅酸盐和其他组合物,在缠绕毛细管9的开端之前,插入内防气壳2,进入位置是密封的,毛细管的第二端是密封的,也可以注入内部防气壳,然后将气球干燥(或加热),直到粘合剂硬化。

这样的圆柱体与原型有根本的区别,在原型中,气体只包含在内部气体- 海壳中,为了增加气体含量,需要增加气体的压力,这需要增加多层动力架的厚度,从而增加气瓶的重量。例如,在此类气瓶中,气体(氢气)的质量含量为2-5%的质量(气体重量与气瓶重量的百分比比率)。

在建议的气瓶版本中,气体包含在内壳和毛细管中,与原型不同,力架厚度的类似增加,以增加内壳中气体的压力,导致动力框架中毛细管的增加,从而增加气体和毛细管的体积,因此,在这种情况下,不仅像原型中那样增加了气缸的重量,而且增加了毛细血管中的气体体积。

与原型相比,拟建的气瓶的另一个优点是内壳和毛细管体积的比例可能变化,因此力架的厚度和内壳的直径,从而允许在气瓶中提供高压气体(在原型中不可接受),因此其含量也不同。

例子:让我们比较一下由复合材料制成的原型高压瓶的特性,并配有直径为100微米的毛细管。气瓶的外部大小相同,原型机内壳直径为300毫米,气瓶内氢压为4000万像素拉伸应力水平为550MPA。

在100MPA压力下,拉伸应力水平相同,拟建气瓶内壳的直径为260mm,气瓶的比较特性见下表:

综上所述,该用于储气的高压气瓶结构,该用于储气的高压气瓶结构,高压缸是由复合材料制成的,框架是由多层力组成,由单向元件和单向结合交叉完成,内部是气密的内壳,用于供应和释放气体,该框架由毛细管硬化气密壳制成,进而达到保证高质量和大容量气体的储存以及安全快速充放气体的目的。

需要说明的是,在本文中,诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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