CN104776315B - 压力容器的接口结构 - Google Patents

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Abstract

本发明实现密封性能的可靠性提高。压力容器(A)的接口结构(13)具备：合成树脂制的内衬(11)，构成容器主体部(12)及使容器主体部(12)的内外连通的筒状部(14)；筒状的接口(15)，紧贴在筒状部(14)的内周而安装；保持器(30)，具有覆盖部(32)和包围筒状部(14)的周壁部(31)，该覆盖部(32)覆盖筒状部(14)及接口(15)的外表面中筒状部(14)的内周与接口(15)的外周之间的界面(22)的前端所面临的区域；第一密封部件(35)，配置在接口(15)与覆盖部(32)之间；以及第二密封部件(37)，配置在筒状部(14)与周壁部(31)之间。

Description

压力容器的接口结构
技术领域
本发明涉及压力容器的接口结构。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种压力容器的接口结构，其具备：合成树脂制的内衬，构成容器主体部及使容器主体部的内外连通的筒状部；筒状的接口，安装在筒状部的内周；以及密封部件，用于防止容器主体内的流体通过筒状部的内周与接口的外周的间隙泄漏。如图6所示，内衬100的筒状部101的前端面102与接口103的前端面104以面对齐状相邻，所述相邻的两个前端面102、104的间隙成为通过筒状部101的内周与接口103的外周的界面105泄漏的流体流出的漏出口106。并且，以堵塞该漏出口106的方式配置密封部件107。
现有技术文献
专利文献：
专利文献1：日本特开平11-013995号公报
发明内容
如上所述，在密封部件107以堵塞筒状部101与接口103之间的界面105的漏出口106的方式配置的接口结构中，在从漏出口106流出的流体的压力过大时，如图7所示，受到该流体的压力的密封部件107存在沿轴线方向压垮且向远离漏出口106的方向不当地变形的危险。当密封部件107产生这样不当的变形时，成为漏出口106向外部开放的状态，失去密封功能。
本发明基于上述情况而完成，其目的在于实现密封功能的可靠性的提高。
本发明的压力容器的接口结构的特征在于，具备：
合成树脂制的内衬，构成容器主体部及使所述容器主体部的内外连通的筒状部；
筒状的接口，紧贴在所述筒状部的内周而安装；
保持器，具有覆盖部和包围所述筒状部的周壁部，该覆盖部覆盖所述筒状部及所述接口的外表面中所述筒状部的内周与所述接口的外周之间的界面的前端所面临的区域；
第一密封部件，配置在所述接口与所述覆盖部之间；以及
第二密封部件，配置在所述筒状部与所述周壁部之间。
发明效果
根据本发明，从容器主体部内通过筒状部与接口之间的界面而到达接口和筒状部的外表面的流体通过分为径向内侧和径向外侧两个泄漏流路来减压。并且，在径向内侧的泄漏路径中由第一密封部件切断流体的泄漏，在径向外侧的泄漏路径中由第二密封部件切断流体的泄漏。因此，根据本发明的接口结构，能够可靠地防止流体的泄漏，能够实现密封性能的可靠性提高。
附图说明
图1是实施例1的压力容器的剖视图。
图2是接口结构的放大剖视图。
图3是接口结构的局部放大剖视图。
图4是接口的立体图。
图5是实施例2的接口结构的局部放大剖视图。
图6是现有例的接口结构的局部放大剖视图。
图7是示出在现有例的接口结构中密封部件不当地变形的状态的局部放大剖视图。
标号说明
A：压力容器；
11：内衬；
12：容器主体部；
13：接口结构；
14：筒状部；
14S：前端面(筒状部的外表面中界面的前端所面临的区域)；
15：接口；
17：外螺纹部；
18S：台阶面(接口的外表面中界面的前端所面临的区域)；
22：界面；
30：保持器；
31：周壁部；
32：覆盖部；
33：螺母；
35：第一密封部件；
36：第二密封槽；
37：第二密封部件；
B：压力容器；
40：接口结构。
具体实施方式
(1)本发明的压力容器的接口结构也可以的是，收容所述第二密封部件的所述第二密封槽为仅使所述周壁部的内周凹陷的形态。根据该结构，合成树脂制的筒状部的厚度尺寸的偏差较小，抑制了模具成形筒状部时的缩痕，提高了筒状部的尺寸精度。
(2)本发明的压力容器的接口结构也可以的是，具备：外螺纹部，形成于所述接口；以及螺母，通过拧于所述外螺纹部而将所述覆盖部向所述接口侧按压。根据该结构，作为将保持器固定于接口的手段，采用与保持器不同体的螺母，因此能够不旋转保持器而安装到接口、筒状部。由此，在安装保持器的工序中，能够避免在第一密封部件和第二密封部件产生周向的剪切力，能够防止第一密封部件和第二密封部件的不当的变形。
(3)本发明的压力容器的接口结构也可以的是，在(2)的基础上，所述覆盖部与所述接口的外表面中所述界面的前端所面临的区域抵接。根据该结构，第一密封部件的压垮量稳定。
(4)本发明的压力容器的接口结构也可以的是，所述筒状部的外表面中所述界面的前端所面临的区域与所述覆盖部不接触。根据该结构，从界面的前端到第二密封部件的泄漏路径的容积增大，因此，流体被减压，第二密封部件的密封性提高。
＜实施例1＞
以下，参照图1～图4对将本发明具体化的实施例1进行说明。如图1所示，本实施例1的压力容器A具有：储存部10，其用于储存流体(图示省略)；以及接口结构13，其成为流体相对于储存部10的流入流出路径。
储存部10为由构成内衬11的合成树脂制的容器主体部12和覆盖容器主体部12的表面的外层体(图示省略)构成的两层结构。作为内衬11的材料的一例，可以使用高密度聚乙烯(HDPE)与乙烯乙烯醇共聚树脂(EVOH)和混合树脂。作为外层体的材料的一例，可以采用碳素纤维强化塑料(CFRP)。
如图2所示，接口结构13构成为具备构成内衬11的筒状部14、接口14、保持器30、第一密封部件35、第二密封部件37、螺母33、阀(图示省略)。筒状部14与容器主体部12成为一体，使容器主体部12(储存部10)的内部与外部连通。筒状部14与轴线O呈直角的剖面形状为圆形，筒状部14与接口15同轴。在筒状部14的前端部形成有与筒状部14和接口15的轴线O呈直角的前端面14S(权利要求所述的筒状部14的外表面中界面的前端所面临的区域)。
接口15整体呈圆筒形，在其中空部内安装有未图示的阀。如图2、图4所示，在接口15的外周中最前端侧(图4中的上侧)形成有用于嵌合工具(图示省略)的一对平行两面部16。在接口15的外周中与平行两面部16的基端侧(图4中的下侧)相邻的区域形成有与接口15同轴的外螺纹部17。
接口15的外周中与外螺纹部17的基端侧相邻的区域成为与接口15的轴线O呈直角的剖面形状为圆形且与接口15成同轴的大径部18。在大径部18的外周基端部形成有将在其周向隔开间隔的多个部位部分地切开的形态的缺口部19。在接口15的外周中与大径部18的基端侧相邻的区域形成有与接口15同轴且比大径部18外径尺寸大的圆形的凸缘部20。
接口15在使内衬11(容器主体部12与筒状部14)嵌件成形的工序中以与筒状部14成同轴状的方式与内衬11一体化。如图2所示，在内衬11与接口15一体化的状态下，筒状部14的内周面与大径部18的外周面呈气密状或液密状地紧贴。而且，容器主体部12的内表面中与筒状部14相邻的区域与凸缘部20的表面呈气密状或液密状地紧贴。并且，筒状部14的内周基端部的卡定突部21与接口15的缺口部19嵌合。通过该嵌合，筒状部14(内衬11)与接口15被定位成向轴线O方向的相对移位和向周向的相对移位受到限制的状态。
大径部18的外螺纹部17侧的端面成为与接口15的轴线O呈直角的台阶面18S(权利要求所述的接口的外表面中界面的前端所面临的区域)。台阶面18S位于筒状部14的前端面14S的径向内侧的位置，且以相对于前端面14S呈大致同一面状(在轴线O方向处于大致相同位置)相邻的方式配置。并且，筒状部14的内周面与接口15(大径部18)的外周面之间的界面22的前端与前端面14S和台阶面18S相对。界面22的基端在凸缘部20的外周缘部与储存部10(容器主体部12)的内部相对。
因此，界面22本来应当以使储存部10(容器主体部12)内的流体无法通过的方式气密状或液密状地紧贴。然而，由于温度变化大的环境下的线膨胀率的不同、储存部10内的压力上升等原因，在界面22会产生微小的间隙。在该情况下，该产生间隙之间的界面22会成为使储存部10(容器主体部12)内的流体能够到达前端面14S和台阶面18S的泄漏路径。在本实施例1中，设有防止通过界面22的流体露出到压力容器A的外部的密封构件。
密封构件具备保持器30、第一密封部件35、第二密封部件37。保持器30由铝合金等金属材料构成。保持器30整体呈与筒状部14和接口15同轴的圆筒状，具有圆筒形的周壁部31和覆盖部32，所述覆盖部32为从周壁部31的前端缘向径向内侧呈圆环形的板状地伸出的形态。保持器30从接口结构13的前端侧安装于接口15和筒状部14，通过以拧于外螺纹部17的螺母33按压覆盖部32来固定成组装状态。
在组装有保持器30的状态下，覆盖部32在相对于接口15的台阶面18S对面的状态下抵接，并且相对于筒状部14的前端面14S以隔开稍稍的间隔的非接触状态对置。即，覆盖部32覆盖筒状部14和接口15的外表面中筒状部14的内周与接口15的外周之间的界面22的前端所面临的区域。同样在组装有保持器30的状态下，与覆盖部32的外周缘相连的周壁部31以在整周范围抵接或接近对置的位置关系包围筒状部14的外周面(即，与前端面14S相连的区域)。
从容器主体部12内通过界面22到达台阶面18S和前端面14S的流体从界面22分为径向内侧和径向外侧，继而持续泄漏。防止比界面22靠径向内侧的流体的泄漏的密封构件如下构成。如图3所示，在台阶面18S形成有在整周范围凹陷的形态且呈与接口15同轴的圆形的第一密封槽34。在第一密封槽34收容有由O型密封圈构成的能够弹性变形的第一密封部件35，第一密封部件35相对于覆盖部32的内表面(即，与台阶面18S的对置面)液密状或气密状地紧贴。通过该第一密封部件35，台阶面18S与覆盖部32的内表面的间隙以使流体无法泄漏的方式被气密状或液密状地封固。
而且，防止比界面22靠径向外侧的流体的泄漏的密封构件如下构成。在保持器30的周壁部31形成有使其内周面凹陷的形态且在整周范围连续的第二密封槽36。在第二密封槽36收容有由O型密封圈构成的能够弹性变形的第二密封部件37，第一密封部件37相对于筒状部14的外周面(即，与周壁部31的对置面)液密状或气密状地紧贴。通过该第二密封部件37，筒状部14的外周面与周壁部31的内周面的间隙以使流体无法泄漏的方式被气密状或液密状地封固。因此，即使流体通过界面22到达台阶面18S和前端面14S，也不存在该流体泄漏到压力容器A的外部的危险。
如上所述，本实施例1的压力容器A的接口结构13具备：合成树脂制的内衬11，其构成容器主体部12和使容器主体部12的内外连通的筒状部14；以及筒状的接口15，其紧贴在筒状部14的内周而安装。由此，担心从容器主体部12内通过筒状部14与接口15之间的界面22到达接口15和筒状部14的外表面的流体分为界面22的径向内侧和径向外侧而泄漏。
因此，在本实施例中，设有保持器30、第一密封部件35、第二密封部件37。保持器具有：覆盖部32，其覆盖筒状部14和接口15的外表面中筒状部14的内周与接口15的外周之间的界面22的前端所面临的区域(前端面14S和台阶面18S)；以及周壁部31，其包围筒状部14。并且，将第一密封部件35配置在接口15与覆盖部32之间，将第二密封部件37配置在筒状部14与周壁部31之间。根据该结构，从容器主体部12内通过筒状部14与接口15之间的界面22而到达接口15和筒状部14的外表面的流体分为径向内侧(覆盖部32侧)和径向外侧(周壁部31侧)两个泄漏流路。
然而，比界面22靠径向内侧的泄漏路径由第一密封部件35切断，比界面22靠径向外侧的泄漏路径由第二密封部件37切断。因此，流体的泄漏在第一密封部件35和第二密封部件37被可靠地切断。而且，从界面22的上端(漏出口)流出的流体在到两个密封部件35、37为止的路径中因容积扩大而被减压，因此更有效地发挥两个密封部件35、37的密封功能。这样，根据本实施例1的接口结构，能够可靠地防止流体的泄漏，能够实现密封性能的可靠性提高。
而且，在本实施例1的接口结构13中，收容第二密封部件37的第二密封槽36为仅使周壁部31的内周凹陷的形态。根据该结构，合成树脂制的筒状部14的厚度尺寸的偏差较小即可，抑制了模具成形筒状部14时的缩痕，提高了筒状部14的尺寸精度。
而且，在本实施例1的接口结构13中，在接口15形成外螺纹部17，在外螺纹部17拧上将覆盖部32向接口15侧按压的螺母33。即，作为将保持器30固定于接口15的构件，采用与保持器30不同体的螺母33。根据该结构，能够将保持器30相对于接口15、筒状部14不旋转地组装于接口15和筒状部14。由此，在安装保持器30的工序中，能够避免在第一密封部件35和第二密封部件37产生周向的剪切力。因此，能够防止第一密封部件35和第二密封部件37的不当的变形，继而能够避免第一密封部件35和第二密封部件37的密封性能的降低。
而且，覆盖部32与接口15的台阶面18S抵接，因此设于覆盖部32与台阶面18S之间的第一密封部件35的压垮量稳定，第一密封部件35的密封性稳定。而且，筒状部14的前端面14S(筒状部14的外表面中界面22的前端所面临的区域)与覆盖部32不接触，因此从界面22的前端到第二密封部件37的泄漏路径的容积增大。由此，泄漏的流体被减压，因此第二密封部件37的密封性提高。
＜实施例2＞
接下来，参照图5对将本发明具体化的实施例2进行说明。本实施例2的压力容器B在设置了覆盖构成接口结构40的内衬11的外表面的阻挡层41这一点上与上述实施例1不同。保持器30的周壁部31以与阻挡层41的外周面而不是筒状部14的外周面对置的方式配置。收容周壁部31的内周面的第二密封槽36的第二密封部件37呈液密状或气密状紧贴于阻挡层41的外周面。从容器主体部12内通过接口15与筒状部14之间的界面22流出的流体(图示省略)即使向比界面22靠径向外侧处流动，也由第二密封部件37防止了向压力容器B外的泄漏。另外，其他结构与上述实施例1相同，因此对于相同结构标以相同标号，省略结构、作用和效果的说明。
<其他实施例>
本发明并不限定于根据上述记载以及附图说明的实施例，例如以下实施例也包含在本发明的技术范围内。
(1)实施例1、2使构成第一密封槽的空间通过仅使接口凹陷而形成，但是第一密封槽也可以是仅使保持器的封固部凹陷的形态，还可以是使接口和覆盖部双方凹陷的形态。
(2)实施例1使构成第二密封槽的空间通过仅使保持器的周壁部凹陷而形成，但是第二密封槽也可以是仅使筒状部凹陷的形态，还可以是使周壁部和筒状部双方凹陷的形态。
(3)实施例2使构成第二密封槽的空间通过仅使保持器的周壁部凹陷而形成，但是第二密封槽也可以是仅使阻挡层凹陷的形态，还可以是使周壁部和阻挡层双方凹陷的形态。
(4)在实施例1、2中，形成第一密封槽的接口的外表面(台阶面)为与轴线呈直角的平面，不过也可以的是，开放第一密封槽的接口的外表面(台阶面)为相对于轴线倾斜的平面或曲面。
(5)在实施例1、2中，保持器与螺母为不同体部件，不过也可以使保持器与螺母为单一部件。在该情况下，可以通过将形成于保持器的内螺纹部拧于接口的外螺纹部，将保持器固定于接口。
(6)在实施例1、2中，使覆盖部与接口的台阶面(接口的外表面中界面的前端所面临的区域)抵接，不过也可以的是，覆盖部为不与接口的台阶面抵接的形态。
(7)在实施例1中，使覆盖部与筒状部的前端面(筒状部的外表面中界面的前端所面临的区域)不接触，不过也可以的是，使覆盖部与筒状部的前端面抵接。

Claims (4)

1.一种压力容器的接口结构，其特征在于，具备：
合成树脂制的内衬，构成容器主体部及使所述容器主体部的内外连通的筒状部；
筒状的接口，紧贴在所述筒状部的内周而安装；
保持器，具有覆盖部和包围所述筒状部的周壁部，该覆盖部覆盖所述筒状部及所述接口的外表面中所述筒状部的内周与所述接口的外周之间的界面的前端所面临的区域；
第一密封部件，配置在所述接口与所述覆盖部之间；
第二密封部件，配置在所述筒状部与所述周壁部之间；
外螺纹部，形成于所述接口；以及
螺母，通过拧于所述外螺纹部而将所述覆盖部向所述接口侧按压。
2.根据权利要求1所述的压力容器的接口结构，其特征在于，
收容所述第二密封部件的第二密封槽为仅使所述周壁部的内周凹陷的形态。
3.根据权利要求1或2所述的压力容器的接口结构，其特征在于，
所述覆盖部与所述接口的外表面中所述界面的前端所面临的区域抵接。
4.根据权利要求1所述的压力容器的接口结构，其特征在于，
所述筒状部的外表面中所述界面的前端所面临的区域与所述覆盖部不接触。
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