一种钢丝缠绕结构的高压气瓶

摘要

本发明提供了一种高压气瓶200，用于储运压力较高的工业气体及各种燃气。其结构包括：金属内胆201以及高强度钢丝缠绕层202，所述高强度钢丝层202由单股或多股高强度钢丝连续地缠绕在金属内胆的外表面上，(钢丝的强度极限大于3500MPa，单丝直径小于0.3mm，含碳量大于0.7％)采用内胆自增强的方法，可使内胆产生预压应力，可降低内胆工作时的切向拉应力；并保持钢丝层不发生拉断破坏。确保了气瓶能承受很高的工作压力(超过25MPa、可达到35～70MPa)；由于钢丝层和内胆材料的弹性模量相同或相近，表现出更长的疲劳寿命；在内胆出现裂纹时，钢丝层缓解了内胆裂纹的扩展，不会引发爆裂，也提高了气瓶的使用安全性。

主权项

一种高压气瓶，所述高压气瓶用于储运压力大于25MPa的工业气体，其特征在于包括一个具有预压应力的金属内胆，以及具有预拉应力的钢丝或钢带缠绕层；所述钢丝或钢带缠绕层由单股或多股高强度细钢丝或薄钢带连续地缠绕在所述金属内胆的外表面，形成多层状的且并行结构的加强层；即所述钢丝形成的缠绕加强层的丝束与丝束之间及层与层之间用粘接剂浸渍后，形成并行结构；所述缠绕层钢丝之间互相粘接，外层压着内层，最外层钢丝或钢带设有防止其断裂后致使附近钢丝或钢带松弛的措施，不致使附近钢丝或钢带松弛；所述钢丝缠绕时，形成既有圆周环向缠绕层又有轴向缠绕层，可以对气瓶内胆施加轴向及切向的两个方向的约束和增强，全面改善内胆的受力状态；所述钢丝的直径小于0.3毫米；所述钢丝的强度大于3500Mpa；所述钢丝或钢带的横截面为扁圆形、圆形、带圆角的正方形、带圆角的矩形、带圆角的梯形中的一种；所述气瓶内胆的材料为低合金结构钢或铝合金，钢丝层材料则为含碳量超过0.7％的高碳钢或高碳低合金钢；内胆材料和缠绕层材料的弹性模量相同或相近；所述金属内胆的预压应力与所述钢丝或钢带缠绕层的预拉应力产生于金属内胆的预处理过程中；所述预处理过程为，在缠绕过程中，只需对钢丝施加很小的缠绕张力，并伴以浸渍粘接剂，使之紧密地贴合在气瓶内胆的外表面上，在出厂前，对气瓶的金属内胆施以超过其屈服极限的静水压自增强处理，使内胆发生一定程度不可恢复的塑性变形，撤销水压后，气瓶的内胆和钢丝层之间便形成相互平衡的预应力：内胆出现预压应力，钢丝层出现预拉应力。