CN106870932A - 一种金属瓶口结构和复合气瓶 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种金属瓶口结构和复合气瓶。金属瓶口结构，包括圆筒状本体和环状体；环状体上开设有主环形槽，主环形槽具有槽底和槽壁，槽壁上开设有副环形槽；气瓶塑料内胆的口部伸入主环形槽和副环形槽，以将金属瓶口结构与气瓶塑料内胆的口部连接。主环形槽和副环形槽的交错设计，增大了金属瓶口结构与气瓶塑料内胆的接触面积，同时将可供气体泄漏的路径变长并且弯曲，降低了气体泄漏的可能性，此外，梯形槽(即燕尾槽)的设计避免了因不同材料具有不同收缩性能而导致的金属部分与非金属部分的分离而导致气体泄漏。本发明提供的复合气瓶，具有气密性高的优点。

Description

一种金属瓶口结构和复合气瓶
技术领域
本发明涉及压力容器制造领域，更具体地，涉及一种金属瓶口结构和复合气瓶。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，与之配套的能源装配储运技术近年来也得到长足发展，国内外对于盛装能源介质,特别是气体介质的压力气瓶的需求也大幅增加，但目前国内市场应用于高压气体储运的气瓶绝大多数为全金属或者具有金属内胆的纤维缠绕增强气瓶，容重比很低，且金属内胆存在内壁腐蚀等问题。
除了金属内胆的纤维缠绕增强气瓶之外，塑料内胆纤维全缠绕复合气瓶由于综合了高性能纤维及特种塑料的特点，也具有广泛应用。在保证气瓶安全性能的前提下，塑料内胆纤维全缠绕复合气瓶的重量相比较金属气瓶重量减少60％以上。塑料内胆全缠绕气瓶具有很高的容重比,而且气瓶具有很好的耐腐蚀性能以及在气瓶爆破时具有较长的逃生时间，所以塑料内胆纤维全缠绕复合气瓶是未来压力容器储运气体的一种趋势；
由于强度与刚度的需要，塑料内胆纤维全缠绕复合气瓶的瓶口需要采用金属材料设计，目前国内的部分专利成果中，提出了许多塑料内胆金属瓶口的结构方式及制造方法，但是这些专利提到的结构及制造方法存在成本高，成型工艺复杂等缺陷，同时密封性问题也没有很好的解决。
本领域需要一种制造成本低、密封性好的金属瓶口结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属瓶口结构，所述金属瓶口结构具有密封性好的优点。
本发明的目的还在于提供一种复合气瓶，所述复合气瓶安装有密封性好金属瓶口结构，使得所述复合气瓶的密封性得到提升。
为实现所述目的的金属瓶口结构，用于与气瓶塑料内胆的口部连接，所述金属瓶口结构包括圆筒状本体和围绕所述圆筒状本体设置且与所述圆筒状本体一体成形的环状体；所述圆筒状本体内设有用于与所述气瓶塑料内胆连通的通道；
所述环状体上开设有主环形槽，所述主环形槽具有槽底和槽壁，所述槽壁上开设有副环形槽；所述主环形槽的深度方向为所述圆筒状本体的径向；
所述气瓶塑料内胆的口部伸入所述主环形槽和所述副环形槽，以将所述金属瓶口结构与所述气瓶塑料内胆的口部连接。
所述的金属瓶口结构，其进一步的特点是，所述槽壁包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁，所述副环形槽包括第一副环形槽和第二副环形槽；所述第一副环形槽开设在所述第一槽壁上，所述第二副环形槽开设在所述第二槽壁上。
所述的金属瓶口结构，其进一步的特点是，所述副环形槽的深度方向为所述圆筒状本体的轴向。
所述的金属瓶口结构，其进一步的特点是，所述述第一副环形槽正对所述所述第二副环形槽设置。
所述的金属瓶口结构，其进一步的特点是，所述第一槽壁上开设有多个所述第一副环形槽，所述第二槽壁上开设有多个所述第二副环形槽。
所述的金属瓶口结构，其进一步的特点是，所述主环形槽和所述副环形槽均为梯形槽。
所述的金属瓶口结构，其进一步的特点是，所述通道的入口端设置有内螺纹，所述通道的出口端设置有外螺纹。
为实现所述目的的复合气瓶，包括气瓶塑料内胆，所述气瓶塑料内胆包括口部，其特征在于，所述复合气瓶还包括如上所述的金属瓶口结构，所述金属瓶口结构与所述气瓶塑料内胆的口部连接。
所述的复合气瓶，其进一步的特点是，所述气瓶塑料内胆的外壁缠绕有纤维层。
所述的复合气瓶，其进一步的特点是，所述纤维层包括包覆在所述气瓶塑料内胆上的碳纤维层和包覆在所述碳纤维层上的玻璃纤维层。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的金属瓶口结构，包括圆筒状本体和环状体；环状体上开设有主环形槽，主环形槽具有槽底和槽壁，槽壁上开设有副环形槽；气瓶塑料内胆的口部伸入主环形槽和副环形槽，以将金属瓶口结构与气瓶塑料内胆的口部连接。主环形槽和副环形槽的交错设计，增大了金属瓶口结构与气瓶塑料内胆的接触面积，同时将可供气体泄漏的路径变长并且弯曲，降低了气体泄漏的可能性，此外，梯形槽(即燕尾槽)的设计避免了因不同材料具有不同收缩性能而导致的金属部分与非金属部分的分离而导致气体泄漏。本发明提供的复合气瓶，具有气密性高的优点。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为金属瓶口结构的示意图；
图2为复合气瓶的剖面图；
图3为金属瓶口结构的剖面图；
图4为金属瓶口结构环状体的剖面图；
图5为具有梯形槽的金属瓶口结构的示意图；
图6为图5中B处的放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
需要注意的是，图1至图6均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
本发明中，轴向为圆筒状本体的轴向，即图3和图4中的A-A方向，径向为垂直于A-A方向的方向。
图1示出了一种金属瓶口结构1，用于安装在如图2所示的复合气瓶2上，复合气瓶，包括气瓶塑料内胆30，气瓶塑料内胆30的外壁缠绕有纤维层40。气瓶塑料内胆30包括口部，，金属瓶口结构1与气瓶塑料内胆30的口部连接。金属瓶口结构1与气瓶塑料内胆30的口部可以通过注塑工艺连接。纤维层40包括包覆在气瓶塑料内胆30上的碳纤维层和包覆在碳纤维层上的玻璃纤维层。
参考图1和图3，金属瓶口结构1包括圆筒状本体10和围绕圆筒状本体10设置且与圆筒状本体10一体成形的环状体20；圆筒状本体10内设有用于与气瓶塑料内胆30连通的通道101；气瓶塑料内胆30内的气体可通过通道101进出气瓶塑料内胆30。
环状体20上开设有主环形槽201，主环形槽201具有槽底201a和槽壁201b，槽壁201b上开设有副环形槽202；主环形槽201的深度方向为圆筒状本体10的径向；
气瓶塑料内胆30的口部伸入主环形槽201和副环形槽202，以将金属瓶口结构1与气瓶塑料内胆30的口部连接。在注塑时，气瓶塑料内胆30的塑料注塑到主环形槽201和副环形槽202中，并需要保证主环形槽201和副环形槽202被填满。
圆筒状本体10和环状体20的材料可以为铝合金，圆筒状本体10和环状体20可通过模具一体成型模制。
主环形槽201的深度方向是指从主环形槽201的槽口指向槽底201a的方向。主环形槽201和副环形槽202的交错设计，增大了金属瓶口结构1与气瓶塑料内胆30的接触面积，同时将可供气体泄漏的路径变长并且弯曲，降低了气体泄漏的可能性。例如，如果不存在副环形槽202，气瓶塑料内胆30与主环形槽201的连接面就相对平坦，这会使得气瓶塑料内胆30内的气体泄露的路径变短。另外，副环形槽202还能起到定位的作用，使得气瓶塑料内胆30和金属瓶口结构1之间不易松动。
可选地，槽壁201b包括相对设置的第一槽壁2011和第二槽壁2012，副环形槽202包括第一副环形槽202a和第二副环形槽202b；第一副环形槽202a开设在第一槽壁2011上，第二副环形槽202b开设在第二槽壁2012上。第一副环形槽202a正对第二副环形槽202b设置。
可选地，副环形槽202的深度方向为圆筒状本体10的轴向，即副环形槽202的深度方向与主环形槽201的深度方向垂直。副环形槽202的深度方向也可以与主环形槽201的深度方向成一定角度。副环形槽202的深度方向与主环形槽201的深度方向垂直时较易加工。
如图4所示，为进一步增加金属瓶口结构1的密封性能，可在主环形槽201的侧壁上开设多个副环形槽202。具体地，槽壁201b包括相对设置的第一槽壁2011和第二槽壁2012，副环形槽202包括第一副环形槽202a和第二副环形槽202b；第一副环形槽202a开设在第一槽壁2011上，第二副环形槽202b开设在第二槽壁2012上。
图4中，主环形槽201与副环形槽202均为矩形槽，如图5和图6所示，主环形槽201与副环形槽202也可以是梯形槽，梯形槽可以使金属瓶口结构1具有更好的气密性和稳定性。具体地，梯形槽(也叫作燕尾槽)的设计避免了因不同材料具有不同收缩性能而导致的金属部分与非金属部分的分离而导致气体泄漏。
继续参考图5，圆筒状本体10上还一体成型有环状肋片102，环状肋片102与环状体20之间形成间隙103，间隙103中填充满纤维层40。这样的设计可以提高金属瓶口结构1与纤维层40之间的连接强度。
可选地，如图3所示，通道101的入口端设置有内螺纹1011，通道101的出口端设置有外螺纹1012。其中，内螺纹1011可用于与外部输气管道相连，以输送或者排出气体。外螺纹1012可与螺母(附图未示出)螺纹连接，螺母用于在金属瓶口结构1与气瓶塑料内胆30的连接处将锁紧平垫60和硅胶垫50压紧，以进一步增加金属瓶口结构1的气密性，其中，硅胶垫50压紧在在金属瓶口结构1与气瓶塑料内胆30的连接处(接缝处)，锁紧平垫60压紧在硅胶垫50上。硅胶垫50也可以用高分子垫圈替代。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的金属瓶口结构，包括圆筒状本体和环状体；环状体上开设有主环形槽，主环形槽具有槽底和槽壁，槽壁上开设有副环形槽；气瓶塑料内胆的口部伸入主环形槽和副环形槽，以将金属瓶口结构与气瓶塑料内胆的口部连接。主环形槽和副环形槽的交错设计，增大了金属瓶口结构与气瓶塑料内胆的接触面积，同时将可供气体泄漏的路径变长并且弯曲，降低了气体泄漏的可能性。本发明提供的复合气瓶，具有气密性高的优点。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属瓶口结构，用于与气瓶塑料内胆(30)的口部连接，其特征在于，所述金属瓶口结构(1)包括圆筒状本体(10)和围绕所述圆筒状本体(10)设置且与所述圆筒状本体(10)一体成形的环状体(20)；所述圆筒状本体(10)内设有用于与所述气瓶塑料内胆(30)连通的通道(101)；
所述环状体(20)上开设有主环形槽(201)，所述主环形槽(201)具有槽底(201a)和槽壁(201b)，所述槽壁(201b)上开设有副环形槽(202)；所述主环形槽(201)的深度方向为所述圆筒状本体(10)的径向；
所述气瓶塑料内胆(30)的口部伸入所述主环形槽(201)和所述副环形槽(202)，以将所述金属瓶口结构(1)与所述气瓶塑料内胆(30)的口部连接。
2.如权利要求1所述的金属瓶口结构，其特征在于，所述槽壁(201b)包括相对设置的第一槽壁(2011)和第二槽壁(2012)，所述副环形槽(202)包括第一副环形槽(202a)和第二副环形槽(202b)；所述第一副环形槽(202a)开设在所述第一槽壁(2011)上，所述第二副环形槽(202b)开设在所述第二槽壁(2012)上。
3.如权利要求1所述的金属瓶口结构，其特征在于，所述副环形槽(202)的深度方向为所述圆筒状本体(10)的轴向。
4.如权利要求2所述的金属瓶口结构，其特征在于，所述第一副环形槽(202a)正对所述所述第二副环形槽(202b)设置。
5.如权利要求2所述的金属瓶口结构，其特征在于，所述第一槽壁(2011)上开设有多个所述第一副环形槽(202a)，所述第二槽壁(2012)上开设有多个所述第二副环形槽(202b)。
6.如权利要求1所述的金属瓶口结构，其特征在于，所述主环形槽(201)和所述副环形槽(202)均为梯形槽。
7.如权利要求1所述的金属瓶口结构，其特征在于，所述通道(101)的入口端设置有内螺纹(1011)，所述通道(101)的出口端设置有外螺纹(1012)。
8.一种复合气瓶，包括气瓶塑料内胆(30)，所述气瓶塑料内胆(30)包括口部，其特征在于，所述复合气瓶还包括如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的金属瓶口结构(1)，所述金属瓶口结构(1)与所述气瓶塑料内胆(30)的口部连接。
9.如权利要求8所述的复合气瓶，其特征在于，所述气瓶塑料内胆(30)的外壁缠绕有纤维层(40)。
10.如权利要求9所述的复合气瓶，其特征在于，所述纤维层(40)包括包覆在所述气瓶塑料内胆(30)上的碳纤维层和包覆在所述碳纤维层上的玻璃纤维层。
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