BR102018002478A2

BR102018002478A2 - conjunto de recipiente composto e método para fabricação.

Info

Publication number: BR102018002478A2
Application number: BR102018002478A
Authority: BR
Inventors: Wenping Zhao; Andrzej Ernest Kuczek; Ellen Y. Sun
Original assignee: United Technologies Corporation
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2018-10-30
Also published as: EP3385597B1; US20180292049A1; CN108692179B; CN108692179A; US10422477B2; EP3385597A1

Abstract

um conjunto de recipiente composto inclui uma parede circunferencialmente contínua e uma tampa de extremidade. a parede inclui uma pluralidade de camadas e a tampa de extremidade inclui uma pluralidade de degraus. cada degrau da pluralidade de etapas é acoplado a uma camada respectiva da pluralidade de camadas.

Description

(54) Título: CONJUNTO DE RECIPIENTE COMPOSTO E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO.

(51) Int. Cl.: F17C 1/16; F17C 1/08; B29C 70/30; B29L 31/00 (30) Prioridade Unionista: 07/04/2017 US 15/481,597 (73) Titular(es): UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION (72) Inventor(es): WENPING ZHAO; ANDRZEJ ERNEST KUCZEK; ELLEN Y. SUN (85) Data do Início da Fase Nacional:

06/02/2018 (57) Resumo: Um conjunto de recipiente composto inclui uma parede circunferencialmente contínua e uma tampa de extremidade. A parede inclui uma pluralidade de camadas e a tampa de extremidade inclui uma pluralidade de degraus. Cada degrau da pluralidade de etapas é acoplado a uma camada respectiva da pluralidade de camadas.

FIG 1 / 14 “CONJUNTO DE RECIPIENTE COMPOSTO, E, MÉTODO PARA FABRICAÇÃO”

DECLARAÇÃO CONCERNENTE A PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO PATROCINADO PELO GOVERNO FEDERAL [001] Esta invenção foi realizada com o apoio governamental sob o

Acordo DE-AR0000254 para ARPA-E Low Cost Hybrid Materials and Manufacturing for Conformable CNG Tank. O Governo tem certos direitos na invenção.

FUNDAMENTOS [002] A presente descrição refere-se a um conjunto de recipiente e, mais particularmente, a um método de cura sem molde para fabricação do conjunto de recipiente.

[003] Os recipientes de pressão podem servir como meios de armazenamento (por exemplo, gás) para uma grande variedade de processos de consumo, comerciais e industriais. Para armazenar massa suficiente de gás para qualquer operação dentro de um determinado volume, o gás é armazenado a alta pressão. Tradicionalmente, os recipientes sob pressão têm uma concepção esférica ou cilíndrica típica que distribui uniformemente a tensão no perímetro de contenção. Infelizmente, tais tanques não usam o espaço alocado eficientemente. Por exemplo, um recipiente esférico enche um espaço cúbico com cerca de cinquenta e dois por cento de eficiência e um recipiente cilíndrico preenche um volume retangular com aproximadamente setenta por cento de eficiência. Melhorias mais recentes em recipientes de pressão que geralmente se adequam a um volume retangular podem preencher o espaço com cerca de noventa por cento de eficiência em relação a um volume retangular verdadeiro.

[004] Os projetos de recipientes de pressão não esféricos/cilíndricos para suportar alta pressão interna são complexos, incluindo superfícies externas de curvatura variável e estrutura interna para transferir cargas

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 9/36 / 14 mecânicas. O grande tamanho de um recipiente de alta conformidade e suas formas complexas podem levar a desafios de fabricação. Além disso, a fabricação precisa fornecer consistentemente construções confiáveis, de alto volume, leves e de baixo custo com propriedades mecânicas de alta resistência.

SUMÁRIO [005] Um conjunto de recipiente composto de acordo com uma modalidade não limitativa da presente descrição inclui uma primeira parede circunferencialmente contínua que inclui uma pluralidade de camadas; e uma primeira tampa de extremidade que inclui uma pluralidade de degraus, em que cada degrau da pluralidade de degraus é acoplado a uma respectiva camada da pluralidade de camadas.

[006] Adicionalmente à modalidade anterior, o conjunto de recipiente composto inclui um forro que define uma câmara, em que a parede se estende em torno do forro.

[007] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, a primeira tampa de extremidade cobre uma porção de extremidade do forro. [008] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, a primeira tampa de extremidade é pré-moldada.

[009] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, a primeira tampa de extremidade é feita de um composto de moldagem a granel (BMC) e a primeira parede é feita de um composto de moldagem em folha (SMC).

[0010] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o conjunto de recipiente composto inclui uma segunda tampa de extremidade disposta em oposição à primeira tampa de extremidade, a segunda tampa de extremidade incluindo uma pluralidade de degraus, em que cada degrau da pluralidade de degraus é acoplado a uma respectiva camada da pluralidade de camadas.

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 10/36 / 14 [0011] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, a primeira parede se estende em torno de uma linha central e cada camada da pluralidade de camadas inclui uma porção de extremidade circunferencialmente contínua que é escalonada axialmente entre si.

[0012] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o conjunto de recipiente composto inclui uma pluralidade de juntas axialmente escalonadas, em que cada junta da pluralidade de juntas axialmente escalonadas inclui a porção de extremidade da respectiva camada da pluralidade de camadas e o degrau associado da pluralidade de degraus e em que a junta se expande axialmente.

[0013] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o conjunto de recipiente composto inclui uma pluralidade de paredes internas que se estendem circunferencialmente em torno das respectivas linhas centrais alinhadas lado a lado, em que a primeira parede é uma dentre a pluralidade de paredes internas; e uma pluralidade de tampas de extremidade internas, cada uma associada a uma respectiva parede da pluralidade de paredes internas, em que a primeira tampa de extremidade é uma da pluralidade de tampas de extremidade internas.

[0014] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o conjunto de recipiente composto inclui uma parede externa que se estende em torno da pluralidade de paredes internas, a parede externa incluindo uma pluralidade de camadas; e uma tampa de extremidade externa disposta sobre a pluralidade de tampas de extremidade internas, em que a tampa de extremidade externa inclui uma pluralidade de degraus e cada uma das várias camadas da parede externa tem conexão com um respectivo degrau da pluralidade de degraus.

[0015] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o conjunto de recipiente composto inclui pelo menos uma faixa de junção disposta entre as paredes internas adjacentes e a parede externa.

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 11/36 / 14 [0016] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, a pelo menos uma faixa de junção é pré-moldada.

[0017] Um método de fabricação de um conjunto de recipiente composto de acordo com outra modalidade não limitativa inclui a prémoldagem de uma primeira tampa de extremidade com um primeiro e um segundo degraus; a colocação da primeira tampa de extremidade sobre uma porção de extremidade de um primeiro forro; a cobertura uma porção média do primeiro forro e do primeiro degrau com uma primeira camada de uma primeira parede; e a cobertura da primeira camada e do segundo degrau com uma segunda camada da primeira parede.

[0018] Adicionalmente à modalidade anterior, a tampa de extremidade é feita de um composto de moldagem a granel (BMC) e a parede é feita de um composto de moldagem em folha (SMC).

[0019] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, a tampa de extremidade é parcialmente curada quando os primeiro e segundo degraus são cobertos com as primeira e segunda camadas.

[0020] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o método inclui a pré-moldagem de uma segunda tampa de extremidade tendo um primeiro e um segundo degraus; a colocação a segunda tampa de extremidade sobre uma porção de extremidade de um segundo forro; a cobertura de uma porção média do segundo forro e o primeiro degrau da segunda tampa de extremidade com uma primeira camada de uma segunda parede; e a cobertura da primeira camada da segunda parede e o segundo degrau da segunda tampa de extremidade com uma segunda camada da segunda parede.

[0021] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o método inclui a cobertura das primeira e segunda paredes com uma parede externa.

[0022] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 12/36 / 14 método inclui a colocação de uma faixa de junção pré-moldada entre a primeira e segunda paredes antes de cobrir a primeira e a segunda paredes com a parede externa.

[0023] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o método inclui a colocação do conjunto de recipiente em um conjunto de molde para consolidação composta.

[0024] Alternativamente ou adicionalmente, na modalidade anterior, o método inclui a colocação do conjunto de recipiente em um conjunto de molde para a cura composta.

[0025] As características e os elementos anteriores podem ser combinados em várias combinações sem exclusividade, a menos que expressamente indicado em contrário. Estas características e elementos, bem como a operação dos mesmos ficarão mais evidentes à luz da descrição que se segue e das figuras anexas. No entanto, deve ser compreendido que a seguinte descrição e os desenhos se destinam a ser exemplos e não limitativos em sua natureza.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0026] Várias características se tornarão evidentes para aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada das modalidades não limitativas descritas a seguir. As figuras que acompanham a descrição detalhada podem ser brevemente descritas como se segue:

A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de um conjunto de recipiente configurado para armazenar um fluido pressurizado de acordo com um exemplo de modalidade da invenção;

A FIG. 2 é uma vista em perspectiva expandida de uma pluralidade de forros do conjunto de recipiente;

A FIG. 3 é uma seção transversal do conjunto do recipiente que se encontra na direção das setas 3-3 na FIG. 1;

A FIG. 4 é uma vista em perspectiva expandida do conjunto de

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 13/36 / 14 recipiente com uma parede externa e as tampas de extremidade externas removidas para mostrar detalhes internos;

A FIG. 5 é uma vista em perspectiva expandida do conjunto do recipiente com a parede externa removida para mostrar detalhes internos;

A FIG. 6 é uma vista em perspectiva de um conjunto de recipiente com porções removidas para mostrar detalhes internos;

A FIG. 7 é uma vista em perspectiva de uma tampa de extremidade do recipiente;

A FIG. 8 é uma seção transversal parcial do recipiente;

A FIG. 9 é um diagrama de fluxo de um método de fabricação do conjunto de recipiente; e

A FIG. 10 é uma vista em perspectiva de um conjunto de moldagem para fabricação do conjunto de recipiente.

A descrição detalhada explica as modalidades da invenção, juntamente com vantagens e características, a título de exemplo, tendo como referência as figuras.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0027] Referindo-se agora à FIG. 1, um exemplo de um conjunto de recipiente ou tanque 20 (também referido como conjunto de recipiente composto 20) pode ser configurado para armazenar um fluido de alta pressão conforme ilustrado. Exemplos de fluidos ou gases que podem ser armazenados dentro do conjunto de recipiente de pressão 20 incluem, mas não estão limitados a, gás natural comprimido (GNC), hidrogênio, propano, metano, ar e fluido hidráulico, por exemplo. O conjunto de recipiente 20 pode incluir geralmente dois recipientes flanqueadores 22, 24 e pelo menos um recipiente interno 26 (isto é, três recipientes ilustrados) unidos e dispostos entre os recipientes flanqueadores 22, 24. Cada recipiente 22, 24, 26 pode geralmente ser alongado com a configuração geral do conjunto de recipiente 20, em geral como uma forma retangular, mas como será apreciado a partir da

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 14/36 / 14 descrição neste documento, outras formas são contempladas. E ainda contemplado e compreendido que algumas aplicações da presente divulgação podem incluir conjuntos de recipientes 20 que não estão sob pressão significativa e que podem não incluir qualquer recipiente e/ou forro interno. [0028] Referindo-se à FIG. 2, cada recipiente 22, 24, 26 pode incluir respectivos forros 28, 30, 32 que definem cada um os limites das respectivas câmaras 34, 36, 38 para armazenamento de fluido. Cada forro 28, 30, 32 pode geralmente se estender ao longo das respectivas linhas centrais C que podem ser substancialmente paralelas entre si. Cada forro 28, 30, 32 pode incluir porções intermediárias 40, 42, 44 (isto é, lóbulos) que podem se estender circunferencialmente e continuamente em torno da respectiva linha central C. Cada porção intermediária 40, 42, 44 pode estar aberta em extremidades axiais opostas. As extremidades abertas da porção intermediária 40 podem ser fechadas por um par de porções de extremidade 46 do forro 28. As extremidades abertas da porção intermediária 42 podem ser fechadas por um par de porções de extremidade 48 do forro 30 e as extremidades abertas da porção média 44 podem ser fechadas por um par de porções de extremidade 50 do forro 32. Em uma modalidade, as porções de extremidade 46, 48, 50 (isto é, tampas de extremidade) podem ter uma forma substancialmente hemisférica. E ainda contemplado e compreendido que os forros 28, 30, 32 podem assumir a forma de qualquer formato que defina os limites de uma câmara interna capaz de armazenar um fluido. Embora não mostrado, as câmaras 34, 36, 38 podem estar em comunicação fluida com as câmaras adjacentes.

[0029] Os forros 28, 30, 32 podem ser uma bexiga contornada com uma espessura de parede mínima. Os forros 28, 30, 32 podem ser feitos de qualquer material e espessura de parede capaz de prevenir ou minimizar a permeação de gás ou fluido armazenado através da parede, minimizando o peso, reduzindo os custos e cumprindo outros parâmetros necessários para

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 15/36 / 14 uma determinada aplicação. Exemplos de material de forro podem incluir uma composição em forma de folha metálica, material plástico (por exemplo, termoplástico, termoendurecível e outros materiais poliméricos), material elastomérico e outros materiais de forro resilientes. Os forros 28, 30, 32 podem ser fabricados por meio de qualquer variedade de técnicas, incluindo plástico moldado por sopro, plástico moldado por injeção e outros. É ainda contemplado e compreendido que os forros 28, 30, 32 podem ter a integridade estrutural necessária para manter uma forma pré-formada por eles mesmos ou durante um processo de fabricação que adiciona ou envelopa os forros com uma camada adicional que pode ser um material composto para resistência estrutural.

[0030] Referindo-se às FIGS. 3 e 4, os recipientes 22, 24, 26 podem incluir respectivas paredes internas 52, 54, 56 e respectivos pares de tampas internas 58, 60, 62. Cada parede interna 52, 54, 56 pode cobrir substancialmente e pode se estender circunferencialmente continuamente em torno das respectivas porções médias 40, 42, 44 dos respectivos forros 28, 30, 32. Os pares de tampas de extremidade 58, 60, 62 podem cobrir substancialmente as respectivas porções de extremidade 46, 48, 50 dos respectivos forros 28, 30, 32. As paredes internas 52, 54, 56 podem se estender axialmente entre os respectivos pares de tampas de extremidade internas 58, 60, 62, formando respectivas juntas internas de vários degraus 64, 66, 68, respectivamente.

[0031] Referindo-se às FIGS. 3, 4 e 5, o conjunto de recipiente 20 pode incluir ainda uma parede externa 70, um par de tampas de extremidade externas 72 e pelo menos um preenchedor de junção 74 (isto é, dois ilustrados) que pode ser uma faixa de junção contínua, que pode ser prémoldada. Quando o conjunto de recipiente 20 está completamente montado, a parede externa 70 pode cobrir substancialmente e pode envolver as paredes internas 52, 54, 56 e as tampas de extremidade externas 72 podem cobrir as

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 16/36 / 14 tampas de extremidade internas 58, 60, 62. Mais especificamente, uma única tampa de extremidade externa 72 pode abranger três tampas de extremidade internas 52, 54, 56. A parede externa 70 pode se estender axialmente entre, e se engatar, as tampas de extremidade externas 72, formando as respectivas juntas externas de múltiplos degraus 76 (ver FIG. 1).

[0032] Quando o conjunto de recipiente 20 é montado, a faixa de junção 74 pode estar localizada em juntas em forma de Y. Uma certa junta em forma de Y é estabelecida onde a parede externa 70 e as paredes internas 52, 56 geralmente se encontram e são aderidas uma à outra. Outra junta em forma de Y é estabelecida onde a parede externa 70 e as paredes internas 54, 56 geralmente se encontram. Cada faixa de junção 74 pode ser geralmente triangular em seção transversal para preencher o vazio no centro das juntas em forma de Y. Quando os recipientes 22, 24, 26 estão sob pressão interna, áreas próximas a e/ou nas faixas de junção 74 são projetadas para suportar uma tensão de tração através da espessura significativa que de outra forma desafiaria as estruturas compostas em camadas. A faixa de junção 74 pode ser feita de um composto de moldagem a granel (BMC) e/ou do mesmo material que as paredes internas 52, 54, 56 ou que a parede externa 70, ou de tecido ou pré-impregnado (prepreg) com fibras contínuas.

[0033] Referindo-se às FIGS. 6, 7, 8, o recipiente 22 do conjunto de recipiente 20 e os componentes associados são ilustrados por simplicidade de explicação. No entanto, é compreendido que os outros recipientes 24, 26 e/ou outros componentes podem ser semelhantes em sua construção. Por exemplo, a parede externa 70 pode ser semelhante em construção às paredes internas 52, 54, 56 e as tampas de extremidade externas 72 podem ser semelhantes às tampas de extremidade internas 58, 60, 62 em alguns aspectos. A parede interna 52 pode incluir uma pluralidade de camadas (isto é, as duas ilustradas como 78, 80). Qualquer uma ou mais das camadas 78, 80 pode ser feita de um composto de moldagem em folha (SMC). As camadas 78, 80 podem ser um

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 17/36 / 14 composto e podem ser um invólucro de fibras contínuas ou pré-impregnados (isto é, fibra com resina) envolvidos sobre forros para resistência estrutural e para distribuição de tensão interna. Alternativamente, as camadas 78, 80 podem incluir um trançamento. O reforço primário (isto é, as fibras ou a trança) pode ser feito de fibra de carbono, fibra de vidro ou fibra de aramida. Um material de matriz ou resina para ligar as fibras contínuas pode incluir epóxi, éster vinílico, uretano e outros polímeros de resina que podem ser nano-reforçados. É ainda contemplado e compreendido que as camadas 78, 80 podem compreender outros materiais e/ou processos, incluindo a colocação automática de fibras, filamentos sinuosos e/ou uma mistura de fibras contínuas e não contínuas.

[0034] As tampas de extremidade internas 58 podem ser tampas de extremidade escalonadas. Ou seja, a tampa de extremidade 58 pode incluir uma pluralidade de degraus (isto é, dois ilustrados como 82, 84) e um segmento de cúpula 86. Cada degrau 82, 84 pode geralmente ser uma fita que se estende circunferencialmente em torno da linha central C associada e se projeta axialmente a partir do segmento de cúpula 86 e em direção à parede interna 52. Os degraus 82, 84 podem incluir as respectivas superfícies 88, 90 que se dirigem radialmente para fora e se expandem tanto circunferencialmente como axialmente. Em uma modalidade, a superfície 88 pode estar disposta radialmente para dentro a partir da superfície 90.

[0035] Quando o recipiente 22 é montado, as tampas de extremidade internas 58 cobrem, estão próximas de e podem ser aderidas, às porções de extremidade 46 do forro 28. A camada 78 pode ser enrolada sobre e pode ser aderida, a porção média 40 do forro 28. As porções extremas axialmente opostas 92 da camada 78 podem estar localizadas radialmente para fora e podem ser aderidas, a superfície 88 do degrau 82. Em uma modalidade, a camada 78 pode estar substancialmente nivelada com o degrau axialmente adjacente 84.

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 18/36 / 14 [0036] A camada 80 da parede interna 52 pode ser enrolada sobre e pode ser aderida, a camada 78. A camada 80 pode incluir porções de extremidade opostas 94 que se projetam para fora em direções axialmente opostas. Quando montadas, as porções de extremidade 94 se projetam axialmente para fora da porção de extremidade 92 da camada 78. As porções de extremidade 94 podem estar localizadas radialmente para fora de, e podem ser aderidas a superfície 90 do degrau 84. Em uma modalidade, a camada 80 pode estar substancialmente nivelada com o segmento de cúpula 86 da tampa de extremidade 58.

[0037] A junta com vários degraus 64 pode geralmente ser uma pluralidade de juntas escalonadas, que podem ser escalonadas nas direções axial e radial. Mais especificamente, uma primeira junta da junta com vários degraus 64 pode ser representada pela aderência da superfície 88 do degrau 82 à porção de extremidade 92 da camada 78. A segunda junta, que é deslocada axialmente e radialmente a partir da primeira junta, pode ser representada pela aderência da superfície 90 do segundo degrau 84 à porção de extremidade 94 da camada 80.

[0038] Referindo-se às FIGS. 3 e 4, a parede externa 70 do conjunto de recipiente 20 pode incluir uma pluralidade de camadas (isto é, duas ilustradas como 96, 98) e a tampa externa 72 (ver a FIG. 5) pode incluir uma pluralidade de degraus (isto é, dois ilustrados como 100, 102). Durante a montagem e após os recipientes 22, 24, 26 serem montados, as fitas de junção 74 podem ser geralmente colocadas entre os recipientes associados. Com os recipientes 22, 24, 26 e as fitas de junção 74 adequadamente orientadas, as tampas de extremidade externas 72 podem ser colocadas sobre as tampas de extremidade associadas 58, 60, 62 dos respectivos recipientes 22, 24, 26. Em uma modalidade, a tampa de extremidade externa 72 pode ser aderida a porções das tampas de extremidade internas 58, 60, 62 e porções das faixas de junção 74.

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 19/36 / 14 [0039] Após a colocação das tampas externas 72, a primeira camada da parede externa 70 pode ser enrolada em torno dos recipientes 22, 24, 26 que aderem a porções das camadas externas 80 das paredes internas 52, 54, 56 e porções das faixas de junção 74. Embora não seja especificamente ilustrado e semelhante à junta escalonada 64 do recipiente 22 anteriormente descrita, uma porção de extremidade da camada 96 pode aderir ao degrau 100 da tampa externa 72 e uma porção de extremidade da camada 98 pode aderir ao degrau 102.

[0040] Referindo -se à FIG. 9, é ilustrado um método de fabricação do conjunto de recipiente 20. No bloco 200, as tampas de extremidade internas 58, 60, 62 e as faixas de junção 74 podem ser moldadas e podem ser parcialmente curadas para manipulação. No bloco 202, as tampas de extremidade 58, 60, 62 são colocadas sobre e podem ser aderidas às extremidades dos respectivos forros 28, 30, 32. No bloco 204, as porções intermediárias expostas 40, 42, 44 dos respectivos forros 28, 30, 32 e o degrau 82 das respectivas tampas de extremidade internas 46, 48, 50 podem ser cobertos e/ou enrolados com a camada 78 das respectivas paredes 52, 54, 56. A camada 78 pode assim ser aderida ao degrau 82 e às porções intermediárias 40, 42, 44. No bloco 206, as camadas expostas 78 das respectivas paredes 52, 54, 56 e o degrau 84 das respectivas tampas internas 46, 48, 50 podem ser cobertos e/ou enrolados com a camada 80 das respectivas paredes 52, 54, 56. A camada 80 pode assim ser aderida ao degrau 84 e à camada interna 78. [0041] Com os recipientes individuais 22, 24, 26 geralmente montados e no bloco 208, os recipientes podem ser alinhados lado a lado com as faixas de junção 74 colocadas entre eles. Em uma modalidade, os vários componentes podem ser apenas curados parcialmente, auxiliando assim a aderência dos vários componentes ao componente adjacente. Por exemplo, uma porção lateral da camada externa 80 da parede 52 pode estar em contato com e aderida a uma porção lateral da camada externa 80 da parede 56.

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 20/36 / 14 [0042] No bloco 210, as tampas de extremidade externas 72 podem ser moldadas. Em uma modalidade, as tampas de extremidade 72 podem ser apenas curadas parcialmente durante a montagem do conjunto de recipiente 20 para auxiliar na aderência a componentes adjacentes. No bloco 212, cada tampa de extremidade externa 72 é colocada sobre, pode cobrir e pode ser aderida as tampas de extremidade internas 58, 60, 62. No bloco 214, as camadas externas expostas 80 das paredes internas 52, 54, 56, os degraus 100 das tampas externas 72 (ver a FIG. 5) e as faixas de junção 74 podem ser cobertos e/ou enrolados com a camada interna 96 (ver a FIG. 3) da parede externa 70. A camada 96 pode assim ser aderida às porções expostas da camada externa 80, aos degraus 100 e às porções expostas das faixas de junção 74. No bloco 216, a camada interna 96 da parede externa 70 e os degraus expostos 102 das tampas externas 72 podem ser cobertos e/ou enrolados com a camada externa 98 da parede externa 70. A camada externa 98 pode assim ser aderida ao degrau 102 e à camada interna 96.

[0043] No bloco 218, todo o conjunto de recipiente 20 pode ainda não ser completamente curado e pode ser colocado em um conjunto de molde 104 (ver a FIG. 10). O conjunto de molde 104 pode facilitar a prensagem do conjunto de recipiente 20 para consolidar os vários componentes compostos até serem completamente curados. Em uma modalidade, as câmaras 34, 36, 38 dos respectivos recipientes 22, 24, 26 podem ser preenchidas com um material absorvente de gás que serve como um mandril e também fornece suporte quando a pressão do conjunto de molde é aplicada. Alternativamente, a pressão interna facilitada por um gás comprimido pode ser aplicada dentro dos forros 28, 30, 32. Os vários componentes baseados em compostos podem ser completamente curados pela aplicação de calor durante o processo de moldagem por compressão. Alternativamente, o conjunto de molde 104 pode ser colocado dentro de um forno aquecido para cura composta.

[0044] É contemplado e compreendido que o conjunto de recipiente

Petição 870180010204, de 06/02/2018, pág. 21/36 / 14 pode incluir apenas um recipiente e pode não exigir a parede externa 70 e as tampas de extremidade externas 72. Em outra modalidade, o conjunto de recipiente 20 pode não incluir tampas de extremidade externas 72, e em vez disso, todo o conjunto pode ser enrolado com a parede externa 70 (isto é, incluindo quaisquer porções de extremidade). Em outra modalidade, qualquer uma ou mais das várias tampas de extremidade moldadas 58, 60, 62, 72 podem incluir um bocal 106 (ver a FIG. 10).

[0045] As vantagens e benefícios da presente divulgação incluem um tanque de armazenamento leve com uma alta densidade de armazenamento de energia. Os métodos podem reduzir significativamente a necessidade ferramentas de fabricação composta, se necessário. Além disso, as seções de material podem adaptar a viabilidade de fabricação e propriedades mecânicas de materiais para a montagem do recipiente. Ou seja, com base na análise de um recipiente pressurizado interno, as tensões produzidas nas extremidades de cúpula podem geralmente ser inferiores às tensões de ciclo em torno do tubo principal ou porções cilíndricas. O desempenho mecânico do BMC é geralmente menor que o do SMC, o que os torna uma combinação única e inovadora para um recipiente de pressão. A abordagem de fabricação pode produzir um conjunto de tanque em forma de trama que não exige nenhum acabamento de superfície ou um acabamento de superfície mínimo.

[0046] Embora a presente divulgação seja descrita com referência a modalidades exemplares, deverá ser entendido por aqueles versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos sem se afastar do espírito e do escopo da presente divulgação. Além disso, várias modificações podem ser aplicadas para adaptar os ensinamentos da presente divulgação a situações, aplicações e/ou materiais particulares, sem se afastar do escopo essencial da mesma. Desta maneira, a presente divulgação não está limitada aos exemplos particulares descritos neste documento, mas inclui todas as modalidades que caem no escopo das reivindicações anexas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conjunto de recipiente composto, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma primeira parede circunferencialmente contínua que inclui uma pluralidade de camadas; e uma primeira tampa de extremidade incluindo uma pluralidade de degraus, em que cada degrau da pluralidade de degraus é acoplado a uma respectiva camada da pluralidade de camadas.
2. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um forro que define uma câmara, em que a parede se estende sobre o forro.

3. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a extremidade cobre uma porção de extremidade do forro. primeira tampa de 4. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado extremidade é pré-moldada. pelo fato de que a primeira tampa de 5. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a primeira tampa de

extremidade é feita de um composto de moldagem a granel (BMC) e a primeira parede é feita de um composto de moldagem em folha (SMC).

6. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma segunda tampa de extremidade disposta oposta à primeira tampa de extremidade, a segunda tampa de extremidade incluindo uma pluralidade de degraus, em que cada degrau da pluralidade de degraus é acoplado a uma respectiva camada da pluralidade de camadas.

7. Conjunto de recipiente composto de acordo com a

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2 / 4 reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira parede se estende em torno de uma linha central e cada camada da pluralidade de camadas inclui uma porção de extremidade circunferencialmente contínua que é escalonada axialmente entre si.

8. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma pluralidade de emendas axialmente escalonadas, em que cada emenda da pluralidade de emendas axialmente escalonadas inclui a porção de extremidade da respectiva camada da pluralidade de camadas e a etapa associada da pluralidade de etapas e em que a emenda se expande axialmente.

9. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma pluralidade de paredes internas que se estendem circunferencialmente em torno das respectivas linhas centrais alinhadas lado a lado, em que a primeira parede é uma dentre a pluralidade de paredes internas; e uma pluralidade de tampas de extremidade internas, cada uma associada a uma respectiva parede da pluralidade de paredes internas, em que a primeira tampa de extremidade é uma dentre a pluralidade de tampas de extremidade internas.

10. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

uma parede externa que se prolonga em torno da pluralidade de paredes internas, a parede externa incluindo uma pluralidade de camadas; e uma tampa de extremidade externa disposta sobre a pluralidade de tampas de extremidade internas, em que a tampa de extremidade externa inclui uma pluralidade de degraus e cada uma das várias camadas da parede externa é engatada a um respectivo degrau da pluralidade

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3 / 4 de degraus.

11. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

pelo menos uma faixa de junção disposta entre as paredes internas adjacentes e a parede externa.

12. Conjunto de recipiente composto de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma faixa de junção é pré-moldada.

13. Método para fabricação de um conjunto de recipiente composto, caracterizado pelo fato de que compreende:

pré-moldagem de uma primeira tampa de extremidade tendo primeiro e segundo degraus;

colocação da primeira tampa de extremidade sobre uma porção de extremidade de um primeiro forro;

cobertura de uma parte intermediária do primeiro forro e do primeiro degrau com uma primeira camada de uma primeira parede; e cobertura da primeira camada e do segundo degrau com uma segunda camada da primeira parede.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a tampa de extremidade é feita de um composto de moldagem a granel (BMC) e a parede é feita de um composto de moldagem em folha (SMC).

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a tampa de extremidade é curada parcialmente quando o primeiro e segundo degraus são cobertos com a primeira e segunda camadas.

16. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

pré-moldagem de uma segunda tampa de extremidade tendo primeiro e segundo degraus;

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4 / 4 colocação da segunda tampa de extremidade sobre uma porção de extremidade de um segundo forro;

cobertura de uma parte intermediária do segundo forro e o primeiro degrau da segunda tampa de extremidade com uma primeira camada de uma segunda parede; e cobertura da primeira camada da segunda parede e do segundo degrau da segunda extremidade com uma segunda camada da segunda parede.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

cobertura da primeira e segunda paredes com uma parede externa.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda:

colocação de uma faixa de junção pré-moldada entre a primeira e segunda paredes antes de cobrir a primeira e a segunda paredes com a parede externa.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

colocação do conjunto de recipiente em um conjunto de moldes para consolidação composta.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

colocação do conjunto do recipiente em um conjunto de molde para cura composta.

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