CN109538930B - 高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器，其中，该支撑结构包括两个金属端头、用于支撑高压复合容器的塑料内胆的支撑环及拉杆；其中，拉杆穿设在支撑环中，且拉杆与支撑环通过连接杆相连；拉杆的两端分别与两个金属端头相连。本发明提供的高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器，通过设置金属端头和拉杆，有效限制了塑料内胆在其长度方向上的拉长变形；通过设置支撑环，使支撑环抵顶在高压复合容器的塑料内胆上，从而实现了对塑料内胆的支撑，有效防止了塑料内胆因受低压而向容器内部发生变形，进而保证了容器的整体形态，增强了耐久性。

Description

高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器

技术领域

本发明涉及高压复合容器技术领域，尤其涉及一种高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器。

背景技术

大部分出租车改装压缩天然气(CNG)以代替燃油，一般CNG高压气瓶的工作压力为20MPa；部分车辆生产制造商已推广CNG或CNG与燃油混用的车辆，如奥迪、通用等。采用了氢介质电池汽车也是当前的热点，储氢高压气瓶的工作压力一般为35MPa、70MPa，且70MPa的IV型瓶(高压塑料内胆复合容器)是当前的研发热点。除了车用，高压气瓶在其他领域也得到充分的应用，例如欧洲的部分液化石油气采用塑料内胆复合容器(工作压力2MPa)。大量的高压容器在日常生活中得到广泛使用，传统的纯金属或金属内衬复合容器存在重量偏大的问题，不易运输；且存储压力越高，金属塑料内胆生产工艺越复杂，成本越高，还存在被高压气体腐蚀的风险。

为了满足轻量化的要求，高压塑料内胆复合容器产生，因为塑料的特性，该类产品具备耐腐蚀、耐疲劳、重量轻等优越性能。但是，由于容器内存在压力交变的工况，现有的塑料内胆容易受过高或过低的压力而发生不同形态的变形，降低了容器的耐久性。因此，研究一种能够防止塑料内胆变形的结构十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器，以防止塑料内胆受压变形，增强容器的耐久性。

本发明提供了一种高压复合容器的内胆支撑结构，其中，包括：

两个金属端头；

用于支撑高压复合容器的塑料内胆的支撑环；

拉杆，所述拉杆穿设在所述支撑环中，且所述拉杆与所述支撑环通过连接杆相连；

所述拉杆的两端分别与两个所述金属端头相连。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述金属端头包括密封部和支撑部，所述密封部的一端设置在所述支撑部上，所述密封部的另一端向远离所述支撑部的方向延伸，所述密封部上设置有用于气体流通的气孔。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述支撑部上设置有弧形密封面。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述支撑部上设置有连接孔，所述拉杆的端部固定设置在所述连接孔中，且所述拉杆的端面与所述弧形密封面形成光滑连续的表面。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述拉杆的数量设置有两个以上，且两个以上的所述拉杆在两个所述金属端头之间均匀分布。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述金属端头的直径小于所述支撑环的直径。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述支撑环的数量设置有两个，且两个所述支撑环分别设置在所述拉杆的1/4和3/4位置处。

如上所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其中，优选的是，所述金属端头、所述支撑环和所述拉杆的材质均为铝或不锈钢。

本发明还提供了一种高压复合容器，包括瓶口阀、塑料内胆和纤维增强层，所述纤维增强层缠绕在所述塑料内胆的外表面上，所述塑料内胆的两端设置有用于气体流通的端口，所述瓶口阀与所述端口密封配合，其中，所述高压复合容器还包括本发明提供的高压复合容器的内胆支撑结构，所述金属端头与所述塑料内胆上靠近所述端口的部分密封贴合，所述支撑环的与所述塑料内胆的内壁抵接。

如上所述的高压复合容器，其中，优选的是，所述金属端头包括密封部和支撑部，所述密封部的一端设置在所述支撑部上，所述密封部的另一端向远离所述支撑部的方向延伸，所述密封部上设置有与所述端口连通的气孔，所述密封部的外壁与所述端口的内壁密封贴合，所述支撑部与所述塑料内胆的内壁密封贴合。

本发明提供的高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器，通过设置金属端头和拉杆，有效限制了塑料内胆在其长度方向上的拉长变形；通过设置支撑环，使支撑环抵顶在高压复合容器的塑料内胆上，从而实现了对塑料内胆的支撑，有效防止了塑料内胆因受低压而向容器内部发生变形，进而保证了容器的整体形态，增强了耐久性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的高压复合容器的内胆支撑结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的高压复合容器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的高压复合容器的透视图；

图4为本发明实施例提供的高压复合容器的剖视图；

图5为图4中A处的局部放大图。

附图标记说明：

100-端头 110-支撑部 120-密封部

200-拉杆 300-支撑环 310-连接杆

400-塑料内胆 500-纤维增强层 600-瓶口阀

700-端口

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请同时参照图1至图5所示，本发明实施例提供了一种高压复合容器的内胆支撑结构，其包括两个金属端头100、用于支撑高压复合容器的塑料内胆400的支撑环300及拉杆200；其中，拉杆200穿设在支撑环300中，且拉杆200与支撑环300通过连接杆310相连；拉杆200的两端分别与两个金属端头100相连。

当高压复合容器处于低压力的情况下，塑料内胆400具有压缩的趋势，此时，塑料内胆400容易受压向容器内侧发生变形，导致其和纤维增强层500发生分离。而在本实施例中，通过设置支撑环300，可以使支撑环300抵顶在高压复合容器的塑料内胆400上，从而实现了对塑料内胆400的支撑，有效防止了塑料内胆400因受低压而向容器内部发生变形。

当高压复合容器处于高压力的情况下，塑料内胆400具有膨胀的趋势，此时，塑料内胆400容易受压向其长度方向膨胀拉长，造成容器的整体变形，影响容器的整体强度，造成安全隐患。而在本实施例中，通过在塑料内胆400的两端分别固定设置金属端头100，同时使两个金属端头100之间通过拉杆200固定连接，从而有效限制了塑料内胆400在其长度方向上的拉长变形，保证了容器的整体形态，增强了耐久性。

其中，如图1所示，连接杆310的两端可以分别与拉杆200的侧壁和支撑环300的内圈固定连接，具体可以通过焊接的方式实现连接杆310分别与支撑环300和拉杆200固定连接，以保证连接强度。

需要说明的是，为了提升该支撑结构的抗压、耐腐蚀及耐久性，金属端头100、支撑环300和拉杆200的材质均可以为铝或不锈钢，。

进一步，如图4和图5所示，金属端头100可以包括密封部120和支撑部110，密封部120的一端设置在支撑部110上，密封部120的另一端向远离支撑部110的方向延伸，密封部120上设置有用于气体流通的气孔。由此，通过设置密封部120，可以延长气体流动的路径，也即延长了气体分子的泄漏路径，达到了密封效果。

可以理解的是，为了实现金属端头100与塑料内胆400紧密贴合，防止产生气体泄漏间隙，如图4和图5所示，支撑部110上设置有弧形密封面，从而可以使弧形密封面与塑料内胆400上的弧形部位紧密贴合，实现密封。

进一步，如图1所示，支撑部110上设置有连接孔，拉杆200的端部固定设置在连接孔中，且拉杆200的端面与弧形密封面形成光滑连续的表面。其中，拉杆200的端部与连接孔之间焊接连接，通过设置连接孔，可以增大拉杆200与支撑部110的接触面积，从而提升了拉杆200与支撑部110连接后的整体强度。

其中，可以理解的是，为了提升拉杆200的抗拉强度，避免拉杆200受容器内压力的作用发生断裂，拉杆200的数量可以设置有两个以上，且两个以上的拉杆200在两个金属端头100之间均匀分布；其中，优选的是，拉杆200数量为四个。

进一步，如图1所示，金属端头100的直径小于支撑环300的直径。由于金属端头100由连续的金属板材构成，过大的金属端头100会增加容器的整体重量，同时，金属端头100的自重也会增加，当金属端头100固定到塑料内胆400上后，对塑料内胆400的拉力会相应增大，长期使用易造成金属端头100与塑料内胆400分离的风险。

进一步，如图1所示，为了增加支撑环300对塑料内胆400的支撑强度，同时保证支撑环300对塑料内胆400施加的支撑力的均匀性，支撑环300的数量可以设置有两个，且两个支撑环300分别设置在拉杆200的1/4和3/4位置处。

如图2至图5所示，本发明实施例还提供了一种高压复合容器，其包括瓶口阀600、塑料内胆400和纤维增强层500，纤维增强层500缠绕在塑料内胆400的外表面上，以增强容器抵抗其内部高压的能力；塑料内胆400的两端设置有用于气体流通的端口700，瓶口阀600与端口700密封配合；其中，高压复合容器还包括本发明任意实施例提供的高压复合容器的内胆支撑结构，金属端头100与塑料内胆400上靠近端口700的部分密封贴合，支撑环300的与塑料内胆400的内壁抵接。

当高压复合容器处于低压力的情况下，塑料内胆400具有压缩的趋势，此时，塑料内胆400容易受压向容器内侧发生变形，导致其和纤维增强层500发生分离。而在本实施例中，通过设置支撑环300，可以使支撑环300抵顶在高压复合容器的塑料内胆400上，从而实现了对塑料内胆400的支撑，有效防止了塑料内胆400因受低压而向容器内部发生变形。

当高压复合容器处于高压力的情况下，塑料内胆400具有膨胀的趋势，此时，塑料内胆400容易受压向其长度方向膨胀拉长，造成容器的整体变形，影响容器的整体强度，造成安全隐患。而在本实施例中，通过在塑料内胆400的两端分别固定设置金属端头100，同时使两个金属端头100之间通过拉杆200固定连接，从而有效限制了塑料内胆400在其长度方向上的拉长变形，保证了容器的整体形态，增强了耐久性。

进一步，金属端头100可以包括密封部120和支撑部110，密封部120的一端设置在支撑部110上，密封部120的另一端向远离支撑部110的方向延伸，密封部120上设置有与端口700连通的气孔，密封部120的外壁与端口700的内壁密封贴合，支撑部110与塑料内胆400的内壁密封贴合。由此，通过设置支撑部110与密封部120，有效延长了气体分子的泄漏路径，增强了密封效果。此外，通过使密封部120与端口700密封贴合，使瓶口阀600同时将密封部120及端口700的端面封闭，从而消除了瓶口阀600与密封部120及端口700之间的间隙，实现了有效密封。

本发明实施例提供的高压复合容器的内胆支撑结构及高压复合容器，通过设置金属端头和拉杆，有效限制了塑料内胆在其长度方向上的拉长变形；通过设置支撑环，使支撑环抵顶在高压复合容器的塑料内胆上，从而实现了对塑料内胆的支撑，有效防止了塑料内胆因受低压而向容器内部发生变形，进而保证了容器的整体形态，增强了耐久性。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，包括：

两个金属端头；

用于支撑高压复合容器的塑料内胆的支撑环；

拉杆，所述拉杆穿设在所述支撑环中，且所述拉杆与所述支撑环通过连接杆相连；

所述拉杆的两端分别与两个所述金属端头相连。

2.根据权利要求1所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述金属端头包括密封部和支撑部，所述密封部的一端设置在所述支撑部上，所述密封部的另一端向远离所述支撑部的方向延伸，所述密封部上设置有用于气体流通的气孔。

3.根据权利要求2所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述支撑部上设置有弧形密封面。

4.根据权利要求3所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述支撑部上设置有连接孔，所述拉杆的端部固定设置在所述连接孔中，且所述拉杆的端面与所述弧形密封面形成光滑连续的表面。

5.根据权利要求1所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述拉杆的数量设置有两个以上，且两个以上的所述拉杆在两个所述金属端头之间均匀分布。

6.根据权利要求1所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述金属端头的直径小于所述支撑环的直径。

7.根据权利要求1所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述支撑环的数量设置有两个，且两个所述支撑环分别设置在所述拉杆的1/4和3/4位置处。

8.根据权利要求1所述的高压复合容器的内胆支撑结构，其特征在于，所述金属端头、所述支撑环和所述拉杆的材质均为铝或不锈钢。

9.一种高压复合容器，包括瓶口阀、塑料内胆和纤维增强层，所述纤维增强层缠绕在所述塑料内胆的外表面上，所述塑料内胆的两端设置有用于气体流通的端口，所述瓶口阀与所述端口密封配合，其特征在于，所述高压复合容器还包括权利要求1-8任一项所述的高压复合容器的内胆支撑结构，所述金属端头与所述塑料内胆上靠近所述端口的部分密封贴合，所述支撑环与所述塑料内胆的内壁抵接。

10.根据权利要求9所述的高压复合容器，其特征在于，所述金属端头包括密封部和支撑部，所述密封部的一端设置在所述支撑部上，所述密封部的另一端向远离所述支撑部的方向延伸，所述密封部上设置有与所述端口连通的气孔，所述密封部的外壁与所述端口的内壁密封贴合，所述支撑部与所述塑料内胆的内壁密封贴合。

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