本發(fā)明屬于儲(chǔ)氫瓶內(nèi)膽成型，具體涉及一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、目前氫燃料電池車車載儲(chǔ)氫技術(shù)主要包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、金屬氫化物儲(chǔ)氫及有機(jī)液體儲(chǔ)氫。ⅳ型塑料內(nèi)膽儲(chǔ)氫瓶以儲(chǔ)氫密度高、疲勞特性好、低成本等優(yōu)點(diǎn)成為高壓車載儲(chǔ)氫技術(shù)的最佳選擇。車載ⅳ型儲(chǔ)氫瓶是指額定工作壓力≤70?mpa、額定工作溫度不低于-40?℃且不高于85?℃、以塑料內(nèi)膽作為高壓儲(chǔ)氫容器內(nèi)膽、外層用碳纖維纏繞包覆、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復(fù)充裝氣瓶。

2、ⅳ型儲(chǔ)氫瓶成型過程主要分為內(nèi)膽成型與纏繞成型兩大工藝。在內(nèi)膽成型過程中，注塑加焊接分體式成型制品精度高、尺寸穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)良、適用于多種瓶閥座結(jié)構(gòu)成型并且可以單獨(dú)設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)。注塑內(nèi)膽成型分為內(nèi)膽與閥座一體注塑和分體注塑，其中內(nèi)膽與閥座分體注塑工藝的過程為：注塑內(nèi)膽-膠接閥座-焊接內(nèi)膽。

3、ⅳ型儲(chǔ)氫瓶內(nèi)膽與閥座連接處的結(jié)構(gòu)可以多樣化設(shè)計(jì)以適用于不同的塑料內(nèi)膽尺寸，連接結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在膠接工藝中需要保證閥座與內(nèi)膽對中、膠層涂抹均勻、固化均勻、粘接高效性，對膠接工藝提出較大的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均勻涂膠、均勻壓緊和內(nèi)膽與閥座的高效粘接，形成一套基于該裝備的完善膠接方法，對ⅳ型儲(chǔ)氫瓶的成型具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述至少一個(gè)技術(shù)問題，提供了一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置及方法。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置，包括整機(jī)架、活動(dòng)平臺、內(nèi)膽安裝平臺、閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)、內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)膠罐；活動(dòng)平臺滑動(dòng)連接在整機(jī)架的內(nèi)側(cè)上部并能夠通過電缸實(shí)現(xiàn)位置的改變，閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)和可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)安裝在活動(dòng)平臺的下端；閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)包括閥座連接軸和閥座壓緊機(jī)構(gòu)，閥座連接軸的上端連接有豎向氣缸，豎向氣缸用于帶動(dòng)閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)作軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；閥座連接軸的下端用于連接金屬閥座，閥座連接軸通過卡條安裝在閥座壓緊機(jī)構(gòu)的壓緊架上，且閥座連接軸和壓緊架之間存在調(diào)節(jié)間隙，閥座壓緊機(jī)構(gòu)用于對金屬閥座提供朝向塑料內(nèi)膽一側(cè)的壓緊力；內(nèi)膽安裝平臺固定設(shè)置在整機(jī)架的下部，內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在內(nèi)膽安裝平臺上，內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于支撐塑料內(nèi)膽并帶動(dòng)塑料內(nèi)膽自轉(zhuǎn)；可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)包括打膠筒、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)打膠筒的膠嘴的朝向和位置，以實(shí)現(xiàn)對金屬閥座和塑料內(nèi)膽連接處的涂膠；打膠筒的進(jìn)膠端與儲(chǔ)膠罐通過輸膠管道連接，儲(chǔ)膠罐安裝在整機(jī)架的下部。

3、優(yōu)選地，閥座壓緊機(jī)構(gòu)包括壓緊架、壓緊氣缸、壓緊接頭和壓力傳感器，其中多道壓緊氣缸間隔環(huán)繞設(shè)置在壓緊架上，壓緊接頭安裝在壓緊氣缸的下端，壓緊接頭與金屬閥座的接觸端設(shè)置有壓力傳感器。

4、優(yōu)選地，壓緊架的上端具有一道空心柱體，閥座連接軸活動(dòng)插設(shè)在空心柱體中，空心柱體的側(cè)壁具有與卡條配合的限位槽孔，且限位槽孔的孔高大于卡條的厚度。

5、優(yōu)選地，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括橫向氣缸、擺動(dòng)臂和擺動(dòng)電機(jī)，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)量為兩組，活動(dòng)平臺的下端安裝有氣缸安裝座，兩組角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對稱安裝在氣缸安裝座的兩側(cè)，其中橫向氣缸的氣缸底端與氣缸安裝座連接，橫向氣缸的氣缸頂尖與擺動(dòng)臂的上臂中部通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺動(dòng)臂的上端通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在活動(dòng)平臺處，打膠筒通過擺動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在擺動(dòng)臂的下端，打膠筒的外壁具有與擺動(dòng)電機(jī)的輸出端連接的卡件。

6、優(yōu)選地，還包括打膠筒的出膠機(jī)構(gòu)，出膠機(jī)構(gòu)包括出膠電機(jī)、膠筒支撐板、螺紋桿、打膠桿、滑塊和滑塊打膠桿連接件；出膠電機(jī)通過膠筒支撐板安裝在打膠筒上，出膠電機(jī)的輸出端連接有螺紋桿，滑塊滑動(dòng)連接在螺紋桿上且滑塊通過滑塊打膠桿連接件與打膠桿的末端連接，打膠桿的前端壓盤滑動(dòng)設(shè)置在打膠筒中。

7、優(yōu)選地，打膠筒的前端具有膠嘴，膠嘴用于改變打膠筒內(nèi)的膠粘劑的擠出形狀；其中打膠筒的數(shù)量為兩個(gè)，且位于金屬閥座的兩側(cè)，其中一個(gè)打膠筒的膠嘴的形狀為空心圓柱體，另一個(gè)打膠筒的膠嘴的形狀為扁平狀且出口端為長條形孔。

8、優(yōu)選地，內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)；

9、其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括大回轉(zhuǎn)軸承、回轉(zhuǎn)支撐架、回轉(zhuǎn)電機(jī)和內(nèi)膽托盤，回轉(zhuǎn)支撐架固定設(shè)置在內(nèi)膽安裝平臺的下端，大回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈安裝在回轉(zhuǎn)支撐架的內(nèi)側(cè)，大回轉(zhuǎn)軸承的外圈安裝在回轉(zhuǎn)支撐架的內(nèi)側(cè)，大回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈與內(nèi)膽托盤的上下兩部分螺栓連接；

10、內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)大齒輪、驅(qū)動(dòng)小齒輪、支撐電機(jī)、支撐殼體、支撐轉(zhuǎn)軸、連接桿、支撐杠桿和連接圓盤，支撐殼體安裝在內(nèi)膽托盤的下部上端，回轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在回轉(zhuǎn)支撐架上且輸出端與支撐殼體的底端連接；支撐轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支撐殼體內(nèi)腔的中心位置，驅(qū)動(dòng)大齒輪、兩道連接圓盤沿支撐轉(zhuǎn)軸的軸向從下到上依次鍵連接在支撐轉(zhuǎn)軸上，支撐電機(jī)安裝在內(nèi)膽托盤的下端且輸出端伸出至支撐殼體的內(nèi)腔處與驅(qū)動(dòng)小齒輪連接，驅(qū)動(dòng)小齒輪與驅(qū)動(dòng)大齒輪嚙合傳動(dòng)，支撐殼體的側(cè)壁與連接圓盤等高的位置沿周向間隔開設(shè)有多道缺口，多道連接桿沿連接圓盤周向間隔設(shè)置且與連接圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接桿遠(yuǎn)離連接圓盤的一端鉸接有支撐杠桿，支撐殼體的每個(gè)缺口處均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一道支撐杠桿，支撐杠桿的外側(cè)端伸出至支撐殼體的外側(cè)以抵接塑料內(nèi)膽的內(nèi)壁。

11、優(yōu)選地，整機(jī)架、活動(dòng)平臺、內(nèi)膽安裝平臺、閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)、內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)均同軸設(shè)置；活動(dòng)平臺通過滑動(dòng)塊與整機(jī)架內(nèi)側(cè)的滑軌滑動(dòng)連接，活動(dòng)平臺的下端設(shè)置有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱活動(dòng)穿過下方的內(nèi)膽安裝平臺。

12、本發(fā)明還提供了一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠方法，包括以下步驟：

13、s1：將塑料內(nèi)膽套設(shè)在內(nèi)膽托盤上的支撐殼體外側(cè)，同時(shí)將金屬閥座連接在閥座連接軸的下端；

14、s2：操作支撐電機(jī)，以使驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)支撐轉(zhuǎn)軸以及與其連接的連接圓盤旋轉(zhuǎn)，連接圓盤帶動(dòng)連接桿、支撐杠桿動(dòng)作，以使支撐杠桿對塑料內(nèi)膽的內(nèi)壁進(jìn)行支撐，并進(jìn)行塑料內(nèi)膽的自動(dòng)對中；

15、s3：操作電缸帶動(dòng)活動(dòng)平臺下降，同時(shí)操作豎向氣缸帶動(dòng)閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)下降至預(yù)設(shè)位置，避免與可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)干涉；操作橫向氣缸，使得擺動(dòng)臂調(diào)整至預(yù)設(shè)位置，操作擺動(dòng)電機(jī)，使得打膠筒調(diào)整至適于出膠的角度；

16、s4：操作回轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)大回轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)和塑料內(nèi)膽同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)操作出膠電機(jī)帶動(dòng)打膠桿動(dòng)作，從而對金屬閥座和塑料內(nèi)膽連接處進(jìn)行涂膠；

17、s5：涂膠完成后，操作豎向氣缸和電缸帶動(dòng)金屬閥座繼續(xù)下移，同時(shí)操作回轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)塑料內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)，直至塑料內(nèi)膽的內(nèi)襯和金屬閥座的齒狀結(jié)構(gòu)對齊，對齊后繼續(xù)操作豎向氣缸使得金屬閥座裝配在塑料內(nèi)膽上；

18、s6：操作壓緊氣缸帶動(dòng)壓緊接頭下降至金屬閥座的直徑的1/2-2/3處，觀察壓緊接頭處的壓力傳感器的數(shù)值，使多個(gè)壓力傳感器的數(shù)值保持一致，將壓緊的金屬閥座和塑料內(nèi)膽在室溫下固化預(yù)設(shè)時(shí)間；

19、s7:?固化完成后，將壓緊氣缸縮回，操作支撐電機(jī)帶動(dòng)支撐杠桿收回，斷開金屬閥座和閥座連接軸的連接，操作電缸帶動(dòng)閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)上升，取出粘接好的塑料內(nèi)膽與金屬閥座。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明提供的ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠膠接裝置及方法，針對不同結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)膽與閥座連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了通用的膠接裝置，克服了內(nèi)膽尺寸和幾何因素的影響，通過可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)均勻、高效的涂膠；內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)可以使內(nèi)膽自動(dòng)調(diào)心并有效支撐固定內(nèi)膽，便于后續(xù)的涂膠裝配工作；閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)金屬閥座的安裝，在整機(jī)架及導(dǎo)向柱的配合下，實(shí)現(xiàn)金屬閥座與塑料內(nèi)膽的裝配并可以對膠接完成后的金屬閥座周向施加恒定且均勻的壓力，在保壓環(huán)境中自然固化，該裝置能夠滿足復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)的涂膠要求，可以實(shí)現(xiàn)塑料內(nèi)膽與金屬閥座的高效粘接，具有對中性好、集成度高、功能完備的優(yōu)點(diǎn)。