一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置的制作方法

1.本实用新型属于车载液氢储罐技术领域，具体涉及一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置。


背景技术：

2.液氢是氢动力车首选的储氢方式。无论是从储箱重量，还是行驶距离上，液氢动力车都是目前唯一可与汽油车匹敌的氢能动力车。因此在未来液态氢将会被广泛应用。近年来，全世界已经为汽车工业的液态氢储运技术投资了数十亿美元。然而，将液态氢用于乘用车、城市公共汽车和卡车需要设计出具备更好的安全性能的车载液氢储罐，特别是车辆行驶过程中可能会遇到的碰撞或更加严重的状况，这些状况会导致车载液氢储罐遭受到巨大冲击，这就对储罐本身结构设计的安全性有了极高的要求。而储罐内胆与外壳之间的内支撑装置的设计，更是会直接影响到内胆安装的安全性与可靠性。
3.目前市场上液氢储罐内支撑装置多为立方体型或圆柱型，这类结构通常适用于采取高真空绝热技术与多层绝热技术的储罐。而对于采用变密度多层绝热技术的储罐而言，对于内支撑装置的设计不能忽略内部填充材料对支撑结构造成的压力。当内支撑装置两侧填充材料密度不同时，其侧表面所受到来自填充材料的压力不同而造成的压力差可能会成为造成内支撑装置受损甚至失效的主要原因。因此，在设计车载液氢储罐时，在选择了变密度多层绝热技术之后，对于内支撑装置的设计必须在原先立方体型或圆柱型支撑结构上进行优化设计，才能消除上述可能存在的隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置，解决因其他支撑结构因两侧填充材料密度不同而受到不平衡压力而受损的问题，适用于采用变密度多层绝热技术的车载液氢储罐。
5.本实用新型采用以下技术方案：
6.一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置，内支撑装置包括多个，分别设置在车载变密度多层绝热液氢储罐罐体的内胆和外壳之间，三个内支撑装置组为一组，每组分别以120
°
夹角分布在内胆的圆周方向，两组关于内胆的径向轴对称设置。
7.具体的，内支撑装置包括盖板，盖板设置在外壳上，盖板与内胆之间设置有玻璃钢，玻璃钢内设置有旋杆和绝热衬板，绝热衬板设置在内胆的外壁上，旋杆的一端与盖板连接。
8.进一步的，玻璃钢的内部设置有t型槽，旋杆的另一端设置在t型槽内。
9.更进一步的，旋杆为工字型结构。
10.更进一步的，t型槽的内部铺设有内筒垫板。
11.进一步的，玻璃钢的外侧与外壳之间设置有固定管，玻璃钢的外侧与内胆之间设置有挡块。
12.更进一步的，挡块采用焊接方式与内胆的外壁连接，固定管采用焊接方式与外壳的内壁连接。
13.进一步的，绝热衬板采用焊接方式与内胆的外壁连接。
14.具体的，内支撑装置包括六个，两个内支撑装置设置在车载变密度多层绝热液氢储罐罐体的顶部，剩余四个内支撑装置设置在车载变密度多层绝热液氢储罐罐体的底部。
15.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
16.本实用新型一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置，按组设置是为了便于支撑结构的安装，在安装支撑结构时，两组关于内胆的径向轴对称设置，解决内支撑装置因两侧填充材料密度不同而受到不平衡压力而受损的问题，使储罐能够满足运输、震动等工况。
17.进一步的，设置支撑结构的目的是：(1)保证储氢罐内胆和外壳同轴安装；(2)保证储氢罐工作时内胆和外壳的同轴性。设置支撑结构的好处是：储氢罐在工作状态时，支撑结构能够有效保证内胆和外壳之间的同轴性，且能够承担一部分恶劣工况时储氢罐所受外来的震动或冲击。
18.进一步的，t型槽与旋杆相互配合之后，能够同时限制内胆与外壳之间的轴向相对运动和径向相对运动。
19.进一步的，旋杆的作用有两个：(1)与t型槽配合，限制内胆与外壳之间的轴向相对运动和径向相对运动；(2)旋杆露出在外壳之外的部分与盖板配合，能够保证盖板安装位置的准确性。
20.进一步的，内筒垫板能够在内胆与外壳可能发生轴向或径向的相对运动时，避免旋杆与玻璃钢直接接触而导致旋杆磨损甚至断裂，起到一定的缓冲作用。
21.进一步的，固定管与挡块配合安装是为了将玻璃钢准确地安装在预设的位置
22.进一步的，将挡块焊接在内胆外壁上，将固定管焊接在外壳内壁的对应位置，是保证玻璃钢安装在预设位置后不会发生滑动、偏移，从而保证支撑结构的可靠性。
23.进一步的，绝热衬板焊接在内胆外壁是为了防止外界通过支撑结构对内胆进行热量输送，从而保证内胆内液氢温度保持在20k以下。
24.进一步的，6个内支撑装置的位置布置能够保证内胆和外壳在液氢罐工作时不会发生相对的偏移，从而保证储氢罐的安全性。
25.综上所述，本实用新型解决了内支撑装置因两侧填充材料密度不同而受到不平衡压力而受损的问题，使储罐能够满足运输、震动等工况。
26.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置示意图；
28.图2为图1的局部结构视图。
29.其中：1.内胆；2.挡块；3.绝热衬板；4.玻璃钢；5.旋杆；6.内筒垫板；7.固定管；8.盖板；9.外壳。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在几种组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
31.还需要说明的是，本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.请参阅图1，本实用新型公开了一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置，内支撑装置设置在内胆1和外壳9之间，包括六个，三个为一组，每组分别以120
°
夹角分布在内胆1的圆周方向，两组关于内胆1的径向轴对称设置，两个内支撑装置设置在罐体的顶部，剩余四个内支撑装置设置在罐体的下部。
33.内支撑装置包括挡块2、绝热衬板3、玻璃钢4、旋杆5、内筒垫板6、固定管7和盖板8。
34.盖板8焊接在外壳9的外壁上，玻璃钢4设置在盖板8与内胆1之间，旋杆5和绝热衬板3设置在玻璃钢4的内部，固定管7设置在玻璃钢4的外侧与外壳9之间，挡块2设置在玻璃钢4的外侧与内胆1之间。
35.玻璃钢4的内部设置有t型槽，t型槽内部铺设有内筒垫板6，旋杆5的一端伸入玻璃钢4内的t型槽中，另一端与盖板8连接。
36.旋杆5为奥氏体304l工字型不锈钢，一端深入到玻璃钢4的t型槽中，另一端嵌入在盖板8中旋转固定。
37.挡块2和绝热衬板3均采用焊接方式与内胆1的外壁连接，固定管7采用焊接方式与外壳9的内壁连接。
38.内支撑装置的制造工艺具体为：
39.(1)内胆1制造完成后，焊接安装玻璃钢4的绝热衬板3；
40.(2)在焊接好的绝热衬板周围焊接挡块2，挡块2大小略小于玻璃钢4；
41.(3)将外壳9与内胆1安装好，外壳9上与内胆1上焊接绝热衬板4的对应位置开设通孔；
42.(4)使用t型槽铣刀将玻璃钢4铣出t型槽，并在t型槽内铺设内筒垫板；
43.(5)通过外壳9上的通孔，将固定管7焊接在外壳9内壁上；
44.(6)通过外壳9上的通孔，将玻璃钢4安装在挡块2之间；
45.(7)通过外壳9上的通孔，将旋杆5的一端安装在玻璃钢的t型槽里；
46.(8)旋杆5安装好后，将盖板8安装在旋杆5上，使旋杆5的另一端嵌入到盖板8中，再将盖板8与外壳9的外壁焊接。
47.综上所述，本实用新型一种车载变密度多层绝热液氢储罐的内支撑装置，支撑结构侧表面受压均衡，不会因压力差产生受损甚至失效的情况；可以同时限制内胆与外壳之间的轴向相对运动和径向相对运动。
48.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。