CN109751509B - 复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，包括金属内衬和包覆塑料，金属内衬的上部设有管状安装部，阀座外部为树脂及纤维复合材料覆盖的缠绕层，管状安装部内设螺纹，金属内衬通过螺纹与阀门连接，管状安装部设有向内延伸的金属密封承台，包覆金属密封承台的塑料承台的末端与螺纹相接触，塑料承台的顶端上设置限位槽，限位槽内设置密封垫，金属内衬的下部设有金属连接部，金属连接部的底部沿其径向延伸形成圆盘状衬肩，包覆在圆盘状衬肩外的塑料与复合材料耐高压储运瓶的内胆热熔连接，金属内衬采用钢或铜或合金材料制作而成。本发明能够保障复合材料储运瓶在充装和使用高压介质过程中不发生泄漏，实现气瓶的瓶口密封。

Description

复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座

技术领域

本发明涉及高压储运气瓶，特别涉及一种复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座。

背景技术

复合材料耐高压储运瓶，主要用于存储各类高压气体或液化气体，一般采用纤维缠绕塑料内胆复合材料结构，气瓶一般由塑料内胆芯模、树脂及纤维复合材料缠绕层、阀座、阀门、外防护罩等几部分组成。塑料内胆芯模既能储存充装介质又能将介质压力传递到树脂纤维缠绕层。纤维树脂缠绕层以其高机械强度作为承受应力的结构层缠绕在塑料内胆上。阀座既是阀门与塑料内胆的连接部，也是阀门的安装部，是纤维缠绕塑料内胆复合材料气瓶密封的关键部件，阀座密封是保证复合材料气瓶耐高压和气密性的核心技术。

在现有技术中，阀座通常由金属内衬和包覆塑料两部分组成。金属内衬用于阀门安装及承受内部充装介质应力，通过将包覆塑料和塑料内胆热熔，实现阀座与塑料内胆之间的密封连接。

由于金属与塑料两种材料亲和力差，暴露在高压充装介质中金属内衬与包覆塑料的接触面是气密薄弱部位，此部位应有可靠的密封，否则在气瓶的充装和使用过程中，极易发生泄漏。现有技术对此气密薄弱部位的密封并没有很好地解决，不能有效地保证气瓶在储运高压介质时的气密性。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，能够保障复合材料储运瓶在充装和使用高压介质过程中不发生泄漏，实现气瓶的瓶口密封。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，包括金属内衬和包覆塑料，阀座外部为树脂及纤维复合材料覆盖的缠绕层，所述金属内衬的上部设有管状安装部，所述管状安装部内设螺纹，所述金属内衬通过所述螺纹与阀门连接，所述管状安装部设有向内延伸的金属密封承台，包覆所述金属密封承台的塑料承台的末端与所述螺纹相接触，所述塑料承台的顶端上设置限位槽，所述限位槽内设置密封垫，所述金属内衬的下部设有金属连接部，所述金属连接部的底部沿其径向延伸形成圆盘状衬肩，包覆在所述圆盘状衬肩外的塑料与复合材料耐高压储运瓶的内胆热熔连接，所述金属内衬采用钢或铜或合金材料制作而成。

作为本发明的优选技术方案，除所述螺纹以外的所述金属内衬，通过注塑工艺包覆在所述包覆塑料内。

作为本发明的优选技术方案，所述管状安装部和所述金属连接部焊接连接为一体。

作为本发明的优选技术方案，所述管状安装部和所述金属连接部一体成型。

作为本发明的优选技术方案，所述金属内衬的外壁设置凹槽和滚花。

作为本发明的优选技术方案，所述圆盘状衬肩的上表面设置圆锥状凸起。

作为本发明的优选技术方案，所述圆锥状凸起沿圆盘状衬肩的径向呈同心圆状设置。

采用上述技术方案，在金属内衬的上部设有管状安装部，管状安装部设有向内延伸的金属密封承台，包覆所述金属密封承台的塑料承台的末端与螺纹相接触，塑料承台的顶端上设置限位槽，限位槽内设置密封垫，旋紧的阀门挤压密封垫与金属承台紧密接触，实现了塑料末端与金属内衬的接触处这一气密薄弱部位的可靠的密封，也有效防止了高压充装介质从金属内衬与包覆塑料的气密薄弱部位泄露，从而有效地解决了现有技术中气密薄弱部位容易泄露的问题。金属内衬的金属连接部的底部沿其径向延伸形成圆盘状衬肩，包覆在圆盘状衬肩外的塑料与复合材料耐高压储运瓶的内胆热熔连接，保证了阀座和内胆之间的牢固连接和气密性，再通过螺纹和密封垫与阀门连接，有效地解决了复合材料耐高压储运瓶的瓶口密封问题。

附图说明

图1为本发明实施例一的使用状态纵剖结构图；

图2为本发明实施例二的使用状态纵剖结构图。

图中：1-塑料内胆，2-缠绕层，3-金属内衬，31-螺纹，32-管状安装部，33-金属密封承台，34-金属连接部，35-圆盘状衬肩，36-凹槽，37-滚花，38-圆锥状凸起，4-包覆塑料，42-末端接触部位，43-限位槽，44-阀座连接部，45-阀座衬肩，5-瓶口，6-密封垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

如图1所示，本发明提供的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座包括金属内衬3和包覆塑料4，阀座外部为树脂及纤维复合材料覆盖的缠绕层2，下部与塑料内胆1热熔连接。

金属内衬3的上部设有连接阀门的管状安装部32，管状安装部32内设螺纹31，与阀门通过螺纹31连接，为了增强密封效果，可在螺纹31处涂覆螺纹胶来加强密封，管状安装部32设有向内延伸的金属密封承台33。金属内衬3的下部设有与气瓶内胆间接连接的金属连接部34，金属连接部34的上部为桶状，金属连接部34的底部沿径向延伸形成圆盘状衬肩35，包覆在圆盘状衬肩35外的塑料与复合材料耐高压储运瓶的内胆热熔连接。金属连接部34既能承受充装介质的各方向应力，又能增强瓶颈部分的机械强度。

本实施例中，金属内衬3的管状安装部32和金属连接部34分别加工制作，然后焊接连接为一体。金属内衬3可以由钢材、不锈钢、铜、合金等材料一种或几种制作而成。

除螺纹31以外的金属内衬3，由包覆塑料4所包覆。加工时，将金属内衬3预置在模具中，采用注塑工艺将塑料包覆在金属内衬3上。

塑料将金属密封承台33完全包覆。一般情况下，金属内衬3与包覆塑料4的末端接触部位42是气密薄弱部位，高压充装介质极易从此处泄露。本实施例中，包覆金属密封承台33的塑料承台的末端与管状安装部32的螺纹31相接触，塑料承台的顶端上设置限位槽43，限位槽43内设置密封垫6，旋紧的阀门挤压密封垫6与金属承台43紧密接触，此部位即实现可靠的密封，也有效防止高压充装介质从金属内衬3与包覆塑料4的末端接触部位42泄露，从而可靠解决了现有技术中气密薄弱部位容易泄露的问题。

为了使金属内衬3和包覆塑料4结合的得更紧密，可以在金属内衬3的外壁设置凹槽36和滚花37。圆盘状衬肩35的上表面设置圆锥状凸起38，此凸起38沿圆盘状衬肩35的径向呈同心圆状设置，并嵌入纤维缠绕层2中，使纤维缠绕层2牢牢地将阀座固定，避免安装拆卸阀门时扭力过大而伤害阀座及瓶颈。

塑料内胆1的顶部设有瓶口5，瓶口5与包覆塑料的阀座连接部44匹配。瓶口5周边的封头部位设有凹陷，此凹陷与包覆塑料的阀座衬肩45匹配。加工时，通过热熔工艺加热阀座与内胆匹配部位，从而将阀座与内胆可靠连接。

实施例二

如图2所示，本实施例中，金属内衬3采用钢材、不锈钢、铜、合金等材料的一种制作而成。金属内衬3的管状安装部32和金属连接部34一体成型。其余结构与实施例一相同。

综上所述，本发明提供的复合材料耐高压储运瓶的阀座，可靠地解决了阀座金属内衬与包覆塑料接触面的泄露问题，阀座与塑料内胆热熔连接再通过螺纹和密封垫与阀门连接，有效地解决了复合材料耐高压储运瓶的瓶口密封难题。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：包括金属内衬和包覆塑料，阀座外部为树脂及纤维复合材料覆盖的缠绕层，所述金属内衬的上部设有管状安装部，所述管状安装部内设螺纹，所述金属内衬通过所述螺纹与阀门连接，所述管状安装部设有向内延伸的金属密封承台，包覆所述金属密封承台的塑料承台的末端与所述螺纹相接触，所述塑料承台的顶端上设置限位槽，所述限位槽内设置密封垫，所述金属内衬的下部设有金属连接部，所述金属连接部的底部沿其径向延伸形成圆盘状衬肩，包覆在所述圆盘状衬肩外的塑料与复合材料耐高压储运瓶的内胆热熔连接，所述金属内衬采用钢或铜或合金材料制作而成。

2.根据权利要求1所述的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：除所述螺纹以外的所述金属内衬，通过注塑工艺包覆在所述包覆塑料内。

3.根据权利要求1所述的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：所述管状安装部和所述金属连接部焊接连接为一体。

4.根据权利要求1所述的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：所述管状安装部和所述金属连接部一体成型。

5.根据权利要求1所述的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：所述金属内衬的外壁设置凹槽和滚花。

6.根据权利要求1所述的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：所述圆盘状衬肩的上表面设置圆锥状凸起。

7.根据权利要求6所述的复合材料耐高压储运瓶的瓶口阀座，其特征在于：所述圆锥状凸起沿圆盘状衬肩的径向呈同心圆状设置。

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