一种低温液化气体储罐用密封膜单元、密封膜及储罐的制作方法

本发明涉及低温液化气体存储领域，具体涉及一种低温液化气体储罐用密封膜单元、密封膜及储罐。

背景技术：

1、天然气、乙烷等气体通常采取将气体冷却液化后进行存储。液化后气体体积大为缩小，液化后形成低温液体，液化天然气的温度在-163℃至-80℃，液化石油气的温度在-50℃至0℃，液化气体需要放置在专用的低温液货储罐内进行存储。

2、陆用的储罐常见的为圆柱形储罐，储罐中与液化气体直接接触的密封膜通常为不锈钢金属波纹板。不锈钢金属板通常需要设置不同形式的凸起或凹陷的波纹褶皱来适应低温收缩。陆用储罐虽然一般不进行移动，但是需要考虑地震等因素导致的晃动，液化气体会伴地面晃动产生晃荡运动，晃荡运动为液体自由液面发生波动，引起储罐内液体发生非线性随机性的运动，晃荡过程中液化气体对罐体产生冲击，该冲击应力容易对密封膜产生不利影响，因此，密封膜结构需要具备较高的强度。

3、现有技术如公开号为cn110740927b的发明专利公开了一种膜状物精整板及包括其的膜状物的隔热结构，在膜状物精整板上形成多个褶皱部，在膜状物精整板中，除了朝膜状物的精整部的方向以外的剩余三个边设置成使褶皱部具有开放结构，开放结构的褶皱部连接到形成在相邻的板上的褶皱部以与其连续，从附图可知其褶皱部整体呈交错非贯通的十字形，也即其褶皱部至少一端为封闭结构，而根据目前的加工工艺，具有端部封闭结构的褶皱部冲压过程中存在减薄，且在褶皱部交错非贯通的十字形位置存在减薄集中效应，强度较低。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种一种低温液化气体储罐用密封膜单元、密封膜及储罐，通过两端开放的第一波纹凸起和一端开放的第二波纹凸起和两端封闭的第三波纹凸起的组合，增强密封膜强度。

2、本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜单元，用于圆形平面区域，包括膜基体，膜基体为扇环平面结构，扇环平面结构以圆形平面区域的圆心为圆心，在膜基体的表面形成具有两端开放的第一波纹凸起、具有一端开放的第二波纹凸起和具有两端封闭的第三波纹凸起，第一波纹凸起、第二波纹凸起和第三波纹凸起互不接触；

4、第一波纹凸起的两端由膜基体内侧朝膜基体两侧边缘延伸并截止于膜基体边缘形成开放结构；第一波纹凸起沿圆形平面区域的半径方向设置或同心圆方向设置；

5、第二波纹凸起一端沿膜基体另外两侧边缘分别朝膜基体内侧延伸，第二波纹凸起一端在膜基体边缘形成开放结构，第二波纹凸起另外一端形成封闭结构；第一波纹凸起沿圆形平面区域的半径方向设置时，第二波纹凸起沿圆形平面区域的同心圆方向设置；第一波纹凸起沿圆形平面区域的同心圆方向设置时，第二波纹凸起沿圆形平面区域的半径方向设置；

6、第三波纹凸起设置膜基体两侧的第二波纹凸起之间，第三波纹凸起的两端分别朝向两侧的第二波纹凸起；第三波纹凸起的方向与第二波纹凸起的方向一致。

7、本发明还提供了一种低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜单元，用于圆柱形曲面区域，包括膜基体，膜基体为与圆柱形曲面区域的弧面半径相同的曲面结构，在膜基体的表面形成具有两端开放的第一波纹凸起、具有一端开放的第二波纹凸起和具有两端封闭的第三波纹凸起，第一波纹凸起、第二波纹凸起和第三波纹凸起互不接触；

8、第一波纹凸起的两端由膜基体内侧朝膜基体两侧边缘延伸并截止于膜基体边缘形成开放结构；第一波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置或沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置；

9、第二波纹凸起一端沿膜基体另外两侧边缘分别朝膜基体内侧延伸，第二波纹凸起一端在膜基体边缘形成开放结构，第二波纹凸起另外一端形成封闭结构；第一波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置，第二波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置；第一波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置时，第二波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置；

10、第三波纹凸起设置膜基体两侧的第二波纹凸起之间，第三波纹凸起的两端分别朝向两侧的第二波纹凸起；第三波纹凸起的方向与第二波纹凸起的方向一致。

11、本发明还提供了一种低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜，包括圆形平面区域、沿圆形平面区域一圈围合设置的圆柱形曲面区域，圆形平面区域包括若干扇环形的第一密封膜单元，圆柱形曲面区域包括若干具有弧面的第二密封膜单元，第一密封膜单元和所述第二密封膜单元均设有两端开放的第一波纹凸起、一端开放的第二波纹凸起和两端封闭的第三波纹凸起；第一密封膜单元沿圆形平面区域的径向从圆心向外方向渐变增大设置。

12、进一步地，在圆形平面区域：第一密封膜单元的第一波纹凸起沿圆形平面区域的半径方向设置或同心圆方向设置；第一密封膜单元的第一波纹凸起沿圆形平面区域的半径方向设置时，第一密封膜单元的第二波纹凸起沿圆形平面区域的同心圆方向设置；第一密封膜单元的第一波纹凸起沿圆形平面区域的同心圆方向设置时，第一密封膜单元的第二波纹凸起沿圆形平面区域的半径方向设置；第一密封膜单元的第三波纹凸起方向和第一密封膜单元的第二波纹凸起方向一致。

13、进一步地，在圆柱形曲面区域：第二密封膜单元的第一波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置或沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置；第二密封膜单元的第一波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置时，第二密封膜单元的第二波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置；第二密封膜单元的第一波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置时，第二密封膜单元的第二波纹凸起沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置；第二密封膜单元的第三波纹凸起方向和第二密封膜单元的第二波纹凸起的方向一致。

14、进一步地，在圆形平面区域，相邻的两个第一密封膜单元之间第一波纹凸起和第二波纹凸起拼接，且相邻的两个第一密封膜单元的第一波纹凸起的方向分别沿圆形平面区域的半径方向设置和沿圆形平面区域的同心圆方向设置；在圆柱形曲面区域，相邻的两个第二密封膜单元之间第一波纹凸起和第二波纹凸起拼接，且相邻的两个第二密封膜单元的第一波纹凸起的方向分别沿沿圆柱形曲面区域的弧面周长方向设置和沿圆柱形曲面区域的弧面轴向方向设置。

15、进一步地，第二波纹凸起和第三波纹凸起未封闭区域具有和第一波纹凸起相同的截面。

16、进一步地，第一波纹凸起的截面具有顶部圆弧、对称连接在顶部圆弧两侧的连接区域圆弧、承接两侧连接区域圆弧的过渡区域圆弧，连接区域圆弧与顶部圆弧内切连接，过渡区域圆弧与连接区域圆弧外切连接，过渡区域圆弧与膜基体表面外切。

17、进一步地，顶部圆弧的中部距离膜基体表面的距离为h，顶部圆弧的半径为r1，连接区域圆弧的半径为r2，过渡圆弧区域的半径为r3；其中r1＜r2且18mm≤h≤65mm，h、r1、r2和r3满足以下关系：

18、1≤r1：r3≤3；

19、6≤r2：r3≤14；

20、r2：h≤3。

21、进一步地，第一波纹凸起的截面还具有一种形式，第一波纹凸起的截面具有抛物线线型，抛物线线型满足：y=，其中h为抛物线线型顶点距离膜基体表面的距离；抛物线线型和膜基体表面之间还设有过渡区域圆弧，抛物线线型通过过渡区域圆弧平滑过渡连接膜基体表面。

22、进一步地，过渡区域圆弧的半径为r4，r4、h和x满足0.1h≤r4≤0.3h，h满足18mm≤h≤80mm,x满足4≤|x|≤42。

23、进一步地，第三波纹凸起设置在两个第一波纹凸起之间，在第一波纹凸起的一侧靠近第一波纹凸起的两端分别设置一个第二波纹凸起；第三波纹凸起的两端分别对应一个第二波纹凸起。

24、进一步地，该密封膜还包括过渡连接在圆形平面区域和圆柱形曲面区域之间的两面角区区域。

25、进一步地，两面角区区域包括中间斜面和设置在中间斜面一侧的第一角区面和设置在中间斜面另外一侧的第二角区面，两面角区区域以圆形平面区域的圆心为圆心弯曲设置，第一角区面拼接连接圆形平面区域，第二角区面拼接连接圆柱形曲面区域。

26、进一步地，两面角区区域包括若干段第一角区密封膜和若干段第二角区密封膜，第一角区密封膜和第二角区密封膜交替连接形成环形两面角区区域。

27、进一步地，第一角区密封膜在中间斜面中部沿两面角区区域弯曲方向设有两端开放的第四波纹凸起，靠近第四波纹凸起两端的第一角区面和第二角区面分别设有一端开放的第五波纹凸起；第二角区密封膜在中间斜面中部的两端分别设有一端开放的第六波纹凸起；两端的第六波纹凸起之间还设有两个间隔设置的第七波纹凸起，第七波纹凸起的两端开放，第七波纹凸起的一端沿一侧的第一角区面边缘开始，第七波纹凸起的另外一端延伸经过中间斜面后延伸至另外一侧的第二角区面的边缘结束。

28、进一步地，相邻的第一角区密封膜和第二角区密封膜之间第四波纹凸起与第六波纹凸起拼接。

29、进一步地，第四波纹凸起、第五波纹凸起、第六波纹凸起和第七波纹凸起未封闭的区域具有和第一波纹凸起相同的截面；第五波纹凸起与第一波纹凸起或第二波纹凸起拼接连接；第七波纹凸起第一波纹凸起或第二波纹凸起拼接连接。

30、进一步地，第七波纹凸起在中间斜面与第一角区面过渡的位置以及中间斜面与第二角区面过渡的位置分别形成波纹褶皱折角区域；波纹褶皱折角区域相对第七波纹凸起平滑过渡、内凹或外凸。

31、进一步地，圆形平面区域、圆柱形曲面区域以及两面角区区域的材质为屈服强度在200mpa至600mpa之间的不锈钢、铝合金或高锰钢。

32、本发明还提供了一种陆用圆柱形低温液化天然气密封绝缘储罐，储罐呈圆柱形，储罐内设有上述的低温液化气体密封绝缘储罐用密封膜。

33、相比与现有技术，本发明的有益效果在于：

34、1、本发明第一波纹两端开放的结构配合第二波纹一端开放的结构以及第三波纹两端封闭的结构，将第一波纹凸起夹在第二波纹凸起和第三波纹凸起之间，形成类似“井”的结构，第一波纹凸起、第二波纹凸起和第三波纹凸起之间交接的区域可避免形成集中减薄效应，结构强度增加有效提升了密封膜的强度，降低陆用储罐密封损坏的可能性。

35、2、两面角区区域的中间斜面配合两侧的第一角区面和第二角区面可以在两面角区区域纵横交错布置波纹结构，有效增强两面角区区域的低温收缩性能。

36、3、第一角区密封膜和第二角区密封膜交替连接，使得第一角区密封膜和第二角区密封膜上的波纹形成纵横交错的波纹，可有效避免低温状态下密封膜应力集中，保证了密封膜的密封性。