專利名稱：可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
城鎮(zhèn)化的發(fā)展以及人們生活水平的提高，對生活能源的要求越來越高。氣體燃料由于其清潔、高效和方便的特點已經(jīng)成為城市居民生活燃料的首選，因此城鎮(zhèn)燃氣(包括人工煤氣和天然氣)供應(yīng)已經(jīng)成為城市市政工程的主要內(nèi)容。
城市化和工業(yè)化的發(fā)展，增加了有機廢水和其他有機廢棄物的排放，在這些有機廢棄物的治理中，厭氧發(fā)酵是一種重要的措施，它產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)高效的氣體能源，可以用于生產(chǎn)和生活用能。
此外，農(nóng)村生態(tài)工程建設(shè)中，小型沼氣和生物質(zhì)氣化工程的建設(shè)是兩類重要技術(shù)，它們作為紐帶性的環(huán)節(jié)，使種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村能源三方面完美的耦合起來。
由于人們生活和生產(chǎn)用能都具有階段性和集中性的特點，為了與之相適應(yīng)，作為人工煤氣、天然氣、沼氣和生物質(zhì)氣化氣等燃氣的生產(chǎn)、輸送和消費之間的平衡手段，貯氣環(huán)節(jié)異常重要。目前，常用的燃氣貯存方法有濕式浮罩貯氣柜、鋼制高壓貯氣罐和軟式氣袋等。
濕式浮罩貯氣柜是目前主要的燃氣貯存和緩沖方式，但是其存在如下缺點浮罩的制作工藝要求高，材料要求高，成本高；浮罩體積龐大不便運輸，必須現(xiàn)場施工；在北方寒冷地區(qū)冬季容易結(jié)冰。
鋼制高壓貯氣罐具有占地小的優(yōu)點，但是必須配套增壓動力設(shè)備，增加了運行成本。此外，對于氣源不穩(wěn)定的產(chǎn)氣裝置，進行氣體壓縮前也必須設(shè)置低壓緩沖裝置，對于小型沼氣工程根本無法進行沼氣壓縮。
軟式氣袋一度被提倡，但是氣袋本身所維持的壓力很低，不能自身輸氣，為了能夠輸氣，必須增加配重。但是，由于充滿氣體的氣袋一般呈圓柱形，立式加壓，氣袋發(fā)生扭曲變形而容易破裂，臥式加壓占據(jù)場地過大。1990年，劉廷偉等把幾個方形氣袋臥式垂直疊加用于貯氣，為解決氣袋扭曲變形與空間占用的問題提供了指導方向。但是，多袋疊合中，一方面氣袋的連接容易漏氣；另一方面氣袋之間易于相互滑動，從而引起氣袋的扭曲變形和破損。由于以上諸多因素，氣袋貯氣技術(shù)直到目前仍沒能得到推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明提供的可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊，不存在冬季結(jié)冰問題，其運行不受季節(jié)和地區(qū)限制，能夠四季穩(wěn)定運行；該氣囊在充氣和放氣時能夠自由伸縮而不發(fā)生扭曲；在低壓條件下，不需要輔助增壓動力設(shè)備，能保證氣囊恒壓貯存和輸送燃氣；不充氣條件下，體積小，重量輕，便于運輸；充氣后能夠立式放置，減少占地空間。本發(fā)明提供的可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊生產(chǎn)工藝，質(zhì)量可靠，對用戶的技術(shù)要求不高，直接購買即可，并且材料低廉，生產(chǎn)成本低。
為達到上述目的，本發(fā)明是這樣設(shè)計的。
可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊是由多層膜狀材料(錦綸夾層增強塑料或橡膠)熱壓熔合成型的一種具有平行的多夾層囊體，每個分夾層上下排列，通過隔膜分離，囊體的頂部和四周封閉，底部的中央有一氣嘴，囊的每兩個分夾層隔膜的中心有一孔相通。應(yīng)用時，把氣嘴與導氣管相連，在氣囊的頂部平衡壓上一套具有導向裝置的配重設(shè)備。儲氣和用氣過程中，氣體經(jīng)氣嘴流入或流出氣囊，通過隔膜上的中心孔在各夾層之間串通。囊體在充氣條件下，為上下垂直疊加的多囊腔，未充氣或放完氣后呈偏平的多膜層上下垂直疊加狀態(tài)，在充氣和放氣過程中，囊體能夠像彈簧一樣上下自由伸縮，囊內(nèi)氣壓在配重設(shè)備的作用下保持相對恒定，并且在伸縮過程中，囊體不產(chǎn)生扭曲變形，囊腔之間不會相互滑動。
可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊的生產(chǎn)工藝包括如下步驟第一步是囊膜加工。囊膜分A膜、B膜和C膜三類分別加工。A膜為頂膜，為一完整的單膜片，加工時直接按照具體加工尺寸裁剪即可；B膜為連接上下兩個分囊腔的隔膜，為一四周分離，中部連接為整體且中心部位具有孔洞的復合膜，B膜的數(shù)量要根據(jù)具體的需要確定，B膜的加工方法為，先按照與A膜相同的加工尺寸裁剪單膜片，然后把兩片單膜整齊疊加起來，用熱壓熔合設(shè)備把以上兩片膜的中部壓合成整體，最后在壓合膜的中心用打孔設(shè)備打出一個圓形孔洞；C膜為底膜，是一中心具有孔洞的單片膜，C膜加工時，先按照與A膜相同的尺寸，裁剪單膜片，然后在膜片的中心用打孔設(shè)備打出一個圓形孔洞既可。
第二步是氣嘴的加工。氣嘴是一塑料或橡膠制成的中空圓柱形直管或彎管，管的一端管口處垂直與管壁向外伸展出一定寬度的飛邊，氣嘴所用塑料或橡膠必須與囊膜所用的塑料或橡膠成分相同，以利于相互間的焊接，氣嘴加工時，可以通過模具壓塑或注塑成型，氣嘴圓柱管的外徑應(yīng)當與囊膜中C膜的中心孔直徑相當。
第三步是連接C膜與氣嘴，形成C膜-氣嘴復合體。C膜與氣嘴的連接方法為，把氣嘴的無飛邊的一端從C膜的中心孔中串出，使氣嘴的飛邊緊壓在C膜上，然后用熱壓焊設(shè)備把氣嘴的飛邊與C膜熔合在一起。
第四步是連接所有的B膜，形成BB復合膜，B膜相互連接的方法為，先把B膜上下疊合起來，然后把上B膜的下膜邊與下B膜的上膜邊的周邊對齊，再用熱壓熔合方法行完周邊全密封連接。
第五步是連接A膜與BB復合膜，形成AB復合膜，A膜與BB復合膜的連接方法為，先把A膜的周邊與BB復合膜最上層B膜的上膜邊對齊后，然后按照與B膜間連接的相同方法和要求進行連接。
第六步把AB復合膜與C膜氣嘴復合體連接，完成整個氣囊的加工，AB復合膜與C膜氣嘴復合體連接的方法為，把C膜氣嘴復合體的無氣嘴圓管的一面與AB復合膜最下層B膜的下膜邊對齊后，按照與B膜間相互連接的相同方法和要求進行連接。
按照本發(fā)明設(shè)計和生產(chǎn)的可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊，主要應(yīng)用于市政工程中的人工煤氣、天然氣、污水治理和農(nóng)村生態(tài)工程建設(shè)中產(chǎn)生的沼氣和生物質(zhì)氣化氣的貯存與緩沖。
使用本發(fā)明設(shè)計和生產(chǎn)的可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊和生產(chǎn)工藝，具有如下優(yōu)點干式貯氣，不存在冬季結(jié)冰問題，其運行不受季節(jié)和地區(qū)限制，能夠四季穩(wěn)定運行，立式放置，節(jié)省場地，連體式平行多囊腔設(shè)計，保證在一定配重的作用下氣囊能夠平穩(wěn)伸縮，不發(fā)生扭曲變形，標準化的工藝設(shè)計保證生產(chǎn)的工廠化和批量化，柔性膜結(jié)構(gòu)設(shè)計，體積小，方便運輸。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的貯氣囊的A膜圖。
圖3是本發(fā)明的貯氣囊的B膜圖。
圖4是本發(fā)明的貯氣囊的C膜圖。
圖5是本發(fā)明的貯氣囊的氣嘴。
圖6是本發(fā)明的貯氣囊的B膜的加工示意圖。
圖7是本發(fā)明的貯氣囊的BB復合膜的加工示意圖。
圖8是本發(fā)明的貯氣囊的AB復合膜的加工示意圖。
圖9是本發(fā)明的貯氣囊的C膜氣嘴復合體的加工示意圖。
圖10是本發(fā)明的貯氣囊的AB復合膜與C膜氣嘴復合體的連接示意圖。
圖11A是本發(fā)明的可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊的運行中充氣過程示意圖。
圖11B是本發(fā)明的可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊的運行中放氣過程示意圖。
附圖中標注說明1-囊膜； 2-囊腔；3-隔膜； 4-隔膜中心連接孔；5-氣嘴； 6-B膜中部熔合體；7-B膜上膜邊； 8-B膜下膜邊；9-B膜中心孔； 10-C膜中心孔；11-飛邊； 12-圓柱短管；13-囊膜四周熔合邊，A-A膜，B-B膜，C-C膜，BB-BB復合膜，AB-AB膜；具體實施方式
實施例一個2m3可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊，它是由厚度1mm的錦綸夾層塑料膜1熱壓熔合而成，未充氣條件下平鋪呈1400mm×1400mm的正方形，滿充氣后為具有上下4個囊腔2平行串連的高1500mm的囊體。氣囊的頂部和四周封閉，底部的中央有一內(nèi)徑為35mm，外徑為40mm的進出氣嘴5，囊的每兩個分夾層之間的分隔膜3的中心都有一孔徑為50mm的連接孔4，供氣體在不同分囊腔間流動。
一個2m3可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊的生產(chǎn)工藝為第一步是單膜片的加工，加工方法是直接用厚度1.2mm的錦綸夾層塑料裁剪八張1400mm×1400mm的完整的單膜片，其中一張直接用于A膜，一張用于C膜加工，其余六張用于B膜的加工。
第二步是B膜的加工，加工方法是首先，把第一步中裁剪的單膜片中用于B膜加工的六張分成三組；然后，把每組中的兩片單膜整齊疊加起來，用壓焊設(shè)備把以上兩片膜的中部壓合成整體6，焊痕為四角的正方形，正方形焊痕的每邊外邊緣距膜片中心的垂直距離為352.500mm，正方形焊痕的四角圓弧半徑為30mm；最后，在壓合膜的中心用打孔設(shè)備打出一個孔徑為50mm的孔洞9。
第三步是C膜的加工，加工方法為，用打孔設(shè)備在第一步中裁剪的單膜片中用于C膜加工的一張的中心打出一個孔徑為50mm的孔洞10。
第四步是氣嘴的加工，加工方法為，用與囊膜相同成分的塑料，通過熱壓塑模具，壓制一個長50mm、厚2.5mm、內(nèi)孔徑35mm、外孔徑40mm的中空圓柱短管12，管的一端管口處垂直與管壁向外伸展出寬50mm的飛邊11。
第五步是連接C膜與氣嘴5，形成C膜-氣嘴復合體。連接方法為，把氣嘴5的無飛邊的一端從C膜的中心孔10中串出，使氣嘴5的飛邊11緊壓在C膜上，然后用熱壓熔合設(shè)備把氣嘴5的飛邊11與C膜壓合成相互連接成整體。
第六步是連接所有的B膜，形成BB復合膜。連接方法為，把三組B膜上下疊合，然后把上一層B膜的下膜邊8與下一層B膜的上膜邊7的周邊對齊后用熱壓熔合方法進行壓合形成囊膜四周熔合邊13而完全密封連接，其中，在周邊四角處的焊痕呈圓弧形，圓弧半徑為50mm。
第七步是連接A膜與BB復合膜，形成AB復合膜。連接方法為，把A膜的周邊與BB復合膜最上層B膜的上膜邊對齊后，按照與BB膜連接的相同方法和要求進行連接。
第八步把AB復合膜與C膜氣嘴復合體連接，完成整個氣囊的加工。連接方法為，把C膜氣嘴復合體的無氣嘴圓管的一面與AB復合膜最下層B膜的下膜邊對齊后，按照與B膜間連接的相同方法和要求進行連接。
權(quán)利要求
1，一種可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊，其特征是由多層膜狀材料壓焊成的一種具有平行的多夾層囊體，每個分夾層通過隔膜分離上下排列，囊體的頂部和四周封閉，底部的中央有一進出氣嘴，囊的每兩個分夾層之間的分隔膜的中心都有一連接孔。
2，一種可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊的生產(chǎn)工藝為第一步是把囊膜分為A膜、B膜和C膜三類分別加工，A膜為頂膜，為一完整的單膜片，加工時直接按照具體加工尺寸裁剪即可；B膜指是連接上下兩個分囊腔的隔膜，為一四周分離，中部連接為整體且中心部位具有孔洞的復合膜，B膜的數(shù)量根據(jù)具體需要確定，加工時先按照與A膜相同的加工尺寸裁剪單膜片，然后把兩片單膜整齊疊加起來，用壓焊設(shè)備把兩片膜的中部壓合成整體，再在壓合膜的中心用打孔設(shè)備打出一個孔洞；C膜指底膜，為一中心具有孔洞的單片膜，加工時，先按照與A膜相同的尺寸，裁剪單膜片，然后在膜片的中心用打孔設(shè)備打出一圓形孔洞，第二步是氣嘴的加工，氣嘴是一塑料或橡膠制成的中空圓柱形直管或彎管，管的一端管口處垂直與管壁向外伸展出一定寬度的飛邊，通過模具壓塑成型，氣嘴圓柱管的外徑與C膜的中心孔的直徑相當；第三步是連接C膜與氣嘴，形成C膜氣嘴復合體；第四步是連接所有的B膜，形成BB復合膜；第五步是連接A膜與BB復合膜，形成AB復合膜；第六步把AB復合膜與C膜氣嘴復合體連接，完成整個氣囊的加工。
全文摘要
一種可伸縮性低壓恒壓柔性貯氣囊，其結(jié)構(gòu)是具有平行的多夾層膜質(zhì)囊體，每個分夾層通過隔膜分離上下排列，囊體的頂部和四周封閉，底部的中央有一進出氣嘴，囊的每兩個分夾層之間的分隔膜的中心都有一連接孔。其加工工藝為，首先分囊體為A膜、B膜和C膜三類囊膜和氣嘴分別加工；然后，分別連接C膜與氣嘴，形成C膜氣嘴復合體；連接所有的B膜，形成BB復合膜；再者，連接A膜與BB復合膜，形成AB復合膜；最后，把AB復合膜與C膜氣嘴復合體連接，完成整個氣囊的加工。
文檔編號F17C1/00GK1544842SQ20031010888
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月27日
發(fā)明者朱洪光 申請人:同濟大學