用于復(fù)合容器的改進(jìn)凸臺(tái)的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于針對(duì)流體的復(fù)合壓力容器的凸臺(tái)。該凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)包括確保避免在凸臺(tái)內(nèi)的內(nèi)部壓力積聚的減壓裝置。
【專利說明】用于復(fù)合容器的改進(jìn)凸臺(tái)
[0001]本發(fā)明涉及一種用于復(fù)合壓力容器的改進(jìn)凸臺(tái)(boss，凸起部，轂)。尤其地，本發(fā)明涉及一種適于避免內(nèi)部壓力積聚的凸臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于針對(duì)流體的復(fù)合壓力容器的改進(jìn)凸臺(tái)，其中該容器包括內(nèi)部流體密封熱塑性襯層和由將纖維加強(qiáng)物纏繞在襯層上形成的壓力支撐層，以及位于至少一端中的至少一個(gè)中心孔，該中心孔用于設(shè)置凸臺(tái)以安裝耦接件(coupling，聯(lián)接器)或者閥件。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)
[0004]在挪威專利第312048號(hào)中公開了一種用于復(fù)合壓力容器的凸臺(tái)。在挪威專利第306226號(hào)以及第309667號(hào)中公開了復(fù)合壓力容器。
[0005]像這些壓力容器均承受多種類型以及變化類型的應(yīng)力和力。主要地，這涉及的是當(dāng)用流體填充容器時(shí)可能發(fā)生內(nèi)部過壓。內(nèi)部壓力將通過可能是相當(dāng)大的軸向向外定向的力影響著凸臺(tái)。此外，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)可能受軸向向內(nèi)定向的力的影響，例如，當(dāng)閥件或I禹接件安裝至凸臺(tái)時(shí)，以及可能當(dāng)由沖擊或打擊導(dǎo)致意外應(yīng)力的情況時(shí)。重要的是，凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)以及安裝/固定也能夠抵御這樣的力。對(duì)于例如當(dāng)閥件安裝在凸臺(tái)上時(shí)可能產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力(該閥件通常形成有螺紋并且被旋入凸臺(tái)內(nèi))，其同樣是有效的。就這一點(diǎn)而言，當(dāng)纖維加強(qiáng)物纏繞在內(nèi)襯上時(shí)，也可能發(fā)生所涉及的扭轉(zhuǎn)力。特別重要的是，凸臺(tái)提供了相對(duì)壓力容器的鄰近部分的安全且耐久的密封。該密封必須使得上述力不能對(duì)密封效果造成破壞。
[0006]以上提及的挪威專利第312048號(hào)，公開了一種適于在本類型的壓力容器中使用的凸臺(tái)。
[0007]復(fù)合壓力容器能夠接收不同的流體，比如丙烷和丁烷，對(duì)于家用，通常具有相對(duì)低的約35巴的最大壓力。容器也能夠保持諸如CNG、氫氣以及其他的通常需要更高的約200巴的最大壓力的工業(yè)氣體類型。復(fù)合壓力容器可以適于在大區(qū)間段內(nèi)承受壓力。根據(jù)外部溫度，在容器內(nèi)的壓力可以是從低于大氣壓力至達(dá)到2000巴。根據(jù)被接收在壓力容器中的流體，壓力容器會(huì)通常被構(gòu)造成用于承受在選定區(qū)間段內(nèi)的壓力，這樣的區(qū)間段例如但是不限制于0-20巴、4-260巴、1-1500巴等等。
[0008]發(fā)明目的
[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種適于在保持不僅相對(duì)低壓力的流體的復(fù)合壓力容器中使用的凸臺(tái)，但是該凸臺(tái)也能夠被使用在保持更高壓力的流體的壓力容器上，并且該凸臺(tái)制作并不昂貴。
[0010]遍布整個(gè)凸臺(tái)材料上的壓力、溫度或濃度的差異可能導(dǎo)致流體滲透穿過材料。這種情況尤其與諸如O形環(huán)和密封表面的密封相關(guān)。如果凸臺(tái)在內(nèi)部主密封上方(其軸向外部)包括環(huán)境O形環(huán)(environmental Ο-ring,周圍O形環(huán))、或諸如氣密螺紋連接或其他類型連接的氣密密封的話，則可能在凸臺(tái)內(nèi)的主密封與輔助氣密密封之間積聚壓力。在凸臺(tái)內(nèi)的內(nèi)部壓力積聚可能影響凸臺(tái)的安全性和良好的運(yùn)行。[0011]因此，本發(fā)明的另一個(gè)目的是要保證禁止任何在壓力下會(huì)滲透穿過密封或會(huì)滲透穿過凸臺(tái)的密封表面材料的流體在凸臺(tái)內(nèi)積聚壓力。等同地禁止包括熱致泄漏的任何泄漏，以防止導(dǎo)致在凸臺(tái)內(nèi)的壓力積聚。
[0012]本發(fā)明的又一個(gè)目的是為了提供一種在高壓下也具有長(zhǎng)耐久性的凸臺(tái)，因此允許容器可被重復(fù)使用很多次并且因此降低了成本。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其他目的，本發(fā)明提供了 一種用于針對(duì)流體的復(fù)合壓力容器的凸臺(tái)，其中壓力容器包括內(nèi)部流體密封襯層(fluid-tight Iinerlayer,不透流體的襯層)和由將纖維加強(qiáng)物纏繞在襯層上形成的壓力支撐層，以及位于一端中的中心開口，該中心開口設(shè)置有凸臺(tái)以裝配耦接件或者閥件。
[0014]其中凸臺(tái)包括適于接收耦接件或閥件的安裝裝置。
[0015]其中耦接件或閥件包括用于與安裝裝置接合的至少一個(gè)O形環(huán)。
[0016]其中凸臺(tái)或耦接件或閥件進(jìn)一步包括減壓裝置，該減壓裝置被布置成從在至少一個(gè)O形環(huán)外部軸向地布置的空隙傳送流體并傳送到凸臺(tái)之外。
[0017]在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的凸臺(tái)可以包括朝向壓力容器的內(nèi)部至少完全地嵌入的嵌入件，并且其中凸臺(tái)包括布置在嵌入件與耦接件或閥件之間的唇部(lip)。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，凸臺(tái)進(jìn)一步包括在空隙的外部軸向地布置的環(huán)境O形環(huán)。環(huán)境O形環(huán)優(yōu)選地放置于接近安裝裝置的軸向外端，以避免受到在凸臺(tái)與耦接件或閥件之間的連接上的環(huán)境影響。
[0019]在一個(gè)實(shí)施方式中，減壓裝置包括布置在耦接件或閥件內(nèi)的流體通道。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施方式中，凸臺(tái)包括具有螺紋的安裝裝置，并且所述減壓裝置包括位于螺紋中的凹槽或流體通道。
[0021 ] 在根據(jù)本發(fā)明的凸臺(tái)的又一個(gè)實(shí)施方式中，減壓裝置包括穿過凸臺(tái)的減壓通路，在一個(gè)方面中，減壓通路包括布置在壓力支撐層的內(nèi)壁處的出口。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方式中，凸臺(tái)包括用于連接至襯層的連接法蘭，以及在連接法蘭外部軸向地放置的頸部，并且其中壓力容器的纖維加強(qiáng)物纏繞在頸部上。
[0023]圖的簡(jiǎn)要描述
[0024]現(xiàn)在將參考在圖中示出的實(shí)例描述本發(fā)明，附圖中:
[0025]圖1圖示了包括內(nèi)部壓力釋放的凸臺(tái)的第一實(shí)施方式的橫截面。
[0026]圖2圖示了包括內(nèi)部壓力釋放的凸臺(tái)的第二實(shí)施方式的橫截面。
[0027]圖3圖示了包括內(nèi)部壓力釋放的凸臺(tái)的第三實(shí)施方式的橫截面。
[0028]發(fā)明的主要描述
[0029]圖1、圖2以及圖3圖示了本發(fā)明的另一方面的三種可選實(shí)施方式。所有圖都示出了在壓力容器上的凸臺(tái)1，其中凸臺(tái)包括開口、安裝在開口中的耦接件或閥件5。凸臺(tái)I通過連接法蘭11而被焊接、膠接、鑄造、模制、或以其他方式固定至復(fù)合壓力容器上的內(nèi)襯層4。通過傾斜表面14將連接法蘭固定至襯層4。如上所述，根據(jù)使用的材料，可以用現(xiàn)有的方式通過焊接、通過不同的粘合技術(shù)、或通過其他技術(shù)來實(shí)施固定?？蛇x地，對(duì)于所示的解決方案，凸臺(tái)是襯層的整合(integrated,集成)部分或者襯層可以與連接法蘭融合在一起以形成朝向開口的連續(xù)表面，或者襯形成了整合法蘭，在此處凸臺(tái)可以通過在其外部的螺紋而連接至整合襯法蘭的外部。纖維加強(qiáng)物層3以本身已知的方法纏繞在連接法蘭的頂部上以及襯層的頂部上。因此對(duì)于凸臺(tái)I以及襯層4兩者，纖維加強(qiáng)物層用作壓力支撐層。進(jìn)一步地，保護(hù)殼6，如所圖示的，可以被布置在容器的外部。
[0030]凸臺(tái)包括頸部12，頸部軸向地放置在連接法蘭以及壓力容器的外部。纖維加強(qiáng)物纏繞在頸部上，其提供了對(duì)纖維加強(qiáng)物的纏繞的良好控制，并且阻止纖維加強(qiáng)物覆蓋開口。
[0031]凸臺(tái)此外還包括嵌入件2。嵌入件2由具有至少足夠的結(jié)構(gòu)一致性的材料制成，以允許耦接件或閥件5的反復(fù)連接與分離。用于嵌入件2的材料可以與嵌入件3嵌入在其中的凸臺(tái)I的其余部分的材料是不同的或相同的。嵌入件包括開口，該開口裝配有用于安裝耦接件或閥件5的安裝裝置24、25。在凸臺(tái)中的開口可以進(jìn)一步包括安裝裝置26。從制造經(jīng)濟(jì)性的角度，優(yōu)選的是金屬；但是，嵌入件2也可以由其他材料形成，可能是塑料材料，例如，纖維加強(qiáng)塑料。
[0032]除安裝裝置24、25外，嵌入件基本上通過在構(gòu)成凸臺(tái)的其余材料中注塑成型而鑄造嵌入的。嵌入件2優(yōu)選地形成有下部法蘭21，下部法蘭在連接法蘭11的內(nèi)部徑向延伸。以這種方法，壓力支撐纖維加強(qiáng)物也將覆蓋嵌入件的下部法蘭的外部，并且因此阻止在軸向方向上的運(yùn)動(dòng)。
[0033]安裝裝置24、25、26包括螺紋部24，該螺紋部被形成用于接收耦接件或閥件5，以及接收支撐表面25、26。因?yàn)樵趫D1、圖2以及圖3上圖示的發(fā)明涉及在耦接件或閥件5與凸臺(tái)I之間的連接而不涉及這樣的耦接件或閥件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以在圖上僅詳細(xì)圖示了耦接件或閥件5的外表面。
[0034]圖示的凸臺(tái)的實(shí)施方式進(jìn)一步包括用凸臺(tái)的材料形成的唇部23，一旦安裝耦接件或閥件5，該唇部被定位在閥件與嵌入件2之間在凸臺(tái)的與頸部12軸向相對(duì)的一端處，并且布置在壓力容器的內(nèi)部。因?yàn)橥古_(tái)的材料嵌入位于開口的內(nèi)部中的嵌入件，面向開口的唇部表面形成了在開口的內(nèi)端處的密封表面。閥件裝配有一個(gè)或兩個(gè)O形環(huán)51、51’，以進(jìn)一步提升在耦接件或閥件5的外表面與凸臺(tái)之間的密封。因?yàn)樗羞@些實(shí)施方式將會(huì)從本發(fā)明中獲益，盡管此處在圖1上圖示的本發(fā)明采用了一個(gè)O形環(huán)并且在圖2和圖3上采用了兩個(gè)O形環(huán)51、51’，但是僅具有一個(gè)O形環(huán)51的構(gòu)造能等同地被應(yīng)用在圖2以及圖3上所圖示的實(shí)施方式中并且在圖1上圖示的實(shí)施方案可以采用兩個(gè)O形環(huán)。
[0035]在容器內(nèi)的容納物在壓力下將導(dǎo)致從容器的內(nèi)部朝向凸臺(tái)I定向的壓力。該壓力導(dǎo)致抵靠凸臺(tái)內(nèi)部的力朝向O形環(huán)51、51’擠壓包括唇部23的凸臺(tái)的部分，因此增強(qiáng)了 O形環(huán)的密封效果。
[0036]凸臺(tái)和襯層以已知方式用聚合物材料制成，分別優(yōu)選地采用噴射鑄造(spraycasting)和吹塑(mould blowing);但是其他材料和制造方法也可以是預(yù)期的。
[0037]通過傾斜表面14將連接法蘭固定至襯層4。如上所述，根據(jù)使用的材料，可以用現(xiàn)有的方式通過焊接、通過不同的粘合技術(shù)、或通過其他技術(shù)來實(shí)施固定。可選地，對(duì)于所示的解決方案，凸臺(tái)是在襯的吹塑過程中安裝的襯層的整合部分或是在之后旋上的，或者襯層可以與連接法蘭融合在一起以形成朝向開口的連續(xù)表面。
[0038]為了阻止由扭轉(zhuǎn)力(也由向內(nèi)定向的力，例如，當(dāng)固定閥時(shí))引起的嵌入件2的運(yùn)動(dòng)，嵌入件2可以形成有抓緊機(jī)構(gòu)(gripping organ,夾緊機(jī)構(gòu)),該抓緊機(jī)構(gòu)阻止嵌入件2相對(duì)于壓力容器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這些抓緊機(jī)構(gòu)可以形成為在嵌入件中的孔、凹陷或凹槽。
[0039]耦接件或閥件5可以包括布置在凸臺(tái)的頸部12附近的環(huán)境O形環(huán)7或者相似的保護(hù)零件。環(huán)境O形環(huán)7的目的是為了密封進(jìn)入安裝裝置24、25和26與耦接件或閥件5之間的連接的外部入口。環(huán)境O形環(huán)7限制潮氣或污物或灰塵進(jìn)入凸臺(tái)的可能，但是可選的環(huán)境O形環(huán)7主要是保護(hù)免受容器所放置的環(huán)境的影響，而不是抵御在容器內(nèi)的內(nèi)部壓力的O形環(huán)密封。
[0040]圖1、圖2和圖3圖示了針對(duì)避免在凸臺(tái)中壓力積聚的問題可選的解決方案。將要解決的問題是，通過一個(gè)或多個(gè)O形環(huán)51、51’獲得的密封可能遭受滲透。在一定程度上取決于用于形成凸臺(tái)所選擇的材料，也可能發(fā)生穿過凸臺(tái)其他部分的滲透。塑料材料一般地比金屬更可能遭受滲透。如果允許滲透繼續(xù)，流體壓力將會(huì)在凸臺(tái)內(nèi)積聚，這又將會(huì)影響凸臺(tái)的安全性以及可靠性。
[0041]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面的凸臺(tái)I以及耦接頭或閥5的第一實(shí)施方式。在這個(gè)實(shí)施方式中，耦接件或閥件5包括減壓通路41，該減壓通路對(duì)任何來自空隙40的滲透流體進(jìn)行引導(dǎo)，該空隙位于在凸臺(tái)I與耦接件或閥件5之間的通道內(nèi)且軸向地布置在O形環(huán)51的外部。減壓通路41優(yōu)選地與來自耦接件或閥件5的出口連通，該出口一般用于將流體從容器傳送至使用位置。
[0042]圖2圖示了本發(fā)明的這個(gè)方面的第二可選實(shí)施方式。此處通過在螺紋區(qū)域24中的凹槽42或相似物，使得空隙40與外部環(huán)境的流體連通?？梢酝ㄟ^選定的螺紋接觸面設(shè)計(jì)來提供凹槽，因?yàn)槟軌驅(qū)⑼古_(tái)上和耦接件或閥件上的螺紋選擇成使得它們?cè)隈罱蛹蜷y件旋在凸臺(tái)上時(shí)提供沿螺紋的流體通道。如果耦接件或閥件5包括可選的環(huán)境O形環(huán)7，O形環(huán)7不具有或者具有有限的壓力密封能力，使得壓力不能在O形環(huán)的內(nèi)側(cè)積聚而是通過開口 43釋放到環(huán)境中。
[0043]圖3圖示了本發(fā)明的這個(gè)方面的第三可選實(shí)施方式。此處通過穿過凸臺(tái)I的減壓通路44，使得空隙40與外部環(huán)境的流體連通。減壓通路可以布置在如所圖示的嵌入件2中或穿過凸臺(tái)的任意其他部分。減壓通路的出口 45布置在加強(qiáng)物層3的內(nèi)壁處。加強(qiáng)物層是不防流體泄露的并且任何流體將因此穿過加強(qiáng)物層3并釋放至環(huán)境中。加強(qiáng)物層3將保護(hù)減壓通路44和凸臺(tái)免受灰塵或相似的環(huán)境影響。
[0044]所應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)O形環(huán)能夠在尺寸上和材料上適于容器的壓力以及適于形成容器的容納物的化合物。
[0045]可以使用廣泛已知的市場(chǎng)上可獲得的方法來實(shí)施凸臺(tái)的任何實(shí)施方式的生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于針對(duì)流體的復(fù)合壓力容器的凸臺(tái)，其中所述壓力容器包括內(nèi)部流體密封襯層(4)和由將纖維加強(qiáng)物纏繞在所述襯層上形成的壓力支撐層(3)以及位于一端中的中心開口，所述中心開口設(shè)置有凸臺(tái)(I)以裝配耦接件或閥件(5)， 其中所述凸臺(tái)(I)包括適于接收所述耦接件或閥件(5)的安裝裝置(24、25、26)， 其中所述耦接件或閥件包括用于與所述安裝裝置接合的至少一個(gè)O形環(huán)(51)， 其中所述凸臺(tái)或所述耦接件或閥件(5)進(jìn)一步包括減壓裝置(41、42、44)，所述減壓裝置被布置成從在所述至少一個(gè)O形環(huán)(51)外部軸向地布置的空隙(40)傳送流體并傳送到所述凸臺(tái)(I)之外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸臺(tái)，其中所述凸臺(tái)(I)包括朝向所述壓力容器的內(nèi)部至少完全地嵌入的嵌入件(2)，并且其中所述凸臺(tái)包括布置在所述嵌入件(2)與所述耦接件或閥件(5)之間的唇部(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的凸臺(tái)，其中所述凸臺(tái)(I)進(jìn)一步包括在所述空隙(40)外部軸向地布置的環(huán)境O形環(huán)(7 )。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的凸臺(tái)，其中所述減壓裝置包括位于所述耦接件或閥件(5)內(nèi)的流體通道(41)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凸臺(tái)，其中所述安裝裝置包括螺紋(24)并且所述減壓裝置包括位于所述螺紋中的凹槽或流體通道(42 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凸臺(tái)，其中所述減壓裝置包括穿過所述凸臺(tái)Cl)的減壓通路(44)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凸臺(tái)，其中所述減壓通路(44)包括布置在所述壓力支撐層(3)的內(nèi)壁處的出口。
【文檔編號(hào)】F17C1/06GK103814248SQ201280032788
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】魯內(nèi)·烏勒克雷夫, 佩爾·維達(dá)·哈姆維克 申請(qǐng)人:赫克薩貢拉加斯克股份有限公司