CN110805692A - 高压复合容器的密封结构及高压复合容器 - Google Patents

高压复合容器的密封结构及高压复合容器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压复合容器的密封结构及高压复合容器，其中，该密封结构包括金属端头和承压结构；其中，金属端头上设置有密封部，密封部上设置有平面密封结构，密封部伸入至高压复合容器的塑料内胆中后，平面密封结构密封抵接在塑料内胆的内壁上；承压结构固定套设在金属端头上，且承压结构压紧在塑料内胆的外壁上。本发明实施例提供的高压复合容器的密封结构及高压复合容器，可以通过平面密封结构的自身变形来弥补塑料内胆上的粗糙度不足，从而可以保证金属端头与塑料内胆配合处的密封性，并通过承压结构和金属端头的配合，防止了金属端头的松动，保证了密封性。

Description

高压复合容器的密封结构及高压复合容器
技术领域
本发明涉及一种复合容器，尤其涉及一种高压复合容器的密封结构及高压复合容器。
背景技术
目前，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。相对于纯金属或金属内衬复合容器，高压塑料内胆复合容器的密封性的保证更为苛刻，由于塑料内胆吹塑后的表面粗糙度不稳定，易降低塑料内胆与金属端头之间的连接强度，在反复的使用过程中，塑料内胆与金属端头连接会松动，密封性能下降，同时，也易导致塑料内胆上的局部应力集中，降低了抗疲劳强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压复合容器的密封结构及高压复合容器，以解决上述现有技术中的问题，防止金属端头在长期使用后松动，保证金属端头与塑料内胆配合的密封性。
本发明提供了一种高压复合容器的密封结构，其中，包括：
金属端头，所述金属端头上设置有密封部，所述密封部上设置有平面密封结构，所述密封部伸入至高压复合容器的塑料内胆中后，所述平面密封结构密封抵接在所述塑料内胆的内壁上；
承压结构，所述承压结构固定套设在所述金属端头上，且所述承压结构压紧在所述塑料内胆的外壁上。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，所述密封部为椭圆形。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，所述密封部上设置有用于固定所述平面密封结构的固定槽，所述平面密封结构设置在所述固定槽中后，所述平面密封结构凸出于所述密封部的表面。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，还包括垫板，所述垫板套设在所述金属端头上，且所述垫板的一面抵接在所述塑料内胆的外壁上，所述垫板的另一面抵接在所述承压结构上。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，所述承压结构与所述金属端头螺纹连接；
所述承压结构上设置有用于与所述垫板配合的卡接槽，所述卡接槽的深度小于所述垫板的厚度。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，还包括封盖，所述封盖固定套设在所述金属端头上，且所述封盖压紧在所述承压结构上。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，所述金属端头上还设置有第一颈部和第二颈部，所述第一颈部的一端与所述第二颈部固定连接，所述第二颈部的另一端与所述密封部固定连接；
所述第一颈部的直径小于所述第二颈部的直径，所述封盖固定套设在所述第一颈部上，且所述封盖抵接在所述第二颈部和所述承压结构上；
所述第二颈部包括螺纹段和光滑段，所述第二颈部通过所述螺纹段与所述承压结构固定连接，所述垫板固定套设在所述光滑段上。
如上所述的高压复合容器的密封结构，其中，优选的是，所述封盖和所述承压结构的外表面均为弧形面，且在所述封盖、所述承压结构和所述塑料内胆配合后，所述封盖的弧形面、所述承压结构的弧形面和所述塑料内胆的外表面形成连续的弧面。
本发明还提供了一种高压复合容器，包括塑料内胆和瓶阀，所述塑料内胆上设置有开口，所述瓶阀设置在所述开口中，用于封闭所述开口，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密封结构，所述密封部伸入至所述开口中后，所述平面密封结构密封抵接在所述塑料内胆的内壁上；
所述金属端头上设置有固定孔，所述瓶阀固定设置在所述固定孔中。
本发明提供的高压复合容器的密封结构及高压复合容器，可以通过平面密封结构的自身变形来弥补塑料内胆上的粗糙度不足，从而可以保证金属端头与塑料内胆配合处的密封性；同时，通过承压结构和金属端头的配合，可以对塑料内胆的内壁和外壁均提供有支撑，防止了塑料内胆上位于开口位置处的部分因受压力或温度的变化而发生变形，避免了金属端头长期使用后发生松动；此外，承压结构可以分担来自塑料内胆内部的压力，降低塑料内胆的侧壁所承受的负荷，从而保证塑料内胆的抗压抗疲劳强度。
进一步，通过设置垫板来避免塑料内胆受到承压结构的磨损，同时，可以保证平面密封结构仅能够受到轴向应力，而不会受到因承压结构与塑料内胆间的摩擦而产生的扭力，避免了金属端头长期使用后发生松动，保证了平面密封结构的密封效果。
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密封结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的高压复合容器的密封结构的爆炸图；
图3为图1中在A处的放大图。
附图标记说明：
100-塑料内胆 200-承压结构 300-金属端头
310-密封部 311-固定槽 320-第一颈部
330-第二颈部 400-平面密封结构 500-垫板
600-封盖 700-瓶阀 710-大径段
720-小径段 810-轴向密封结构 820-径向密封结构
830-间隙
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3，本发明实施例提供了一种高压复合容器的密封结构，其包括金属端头300和承压结构200；其中，金属端头300上设置有密封部310，密封部310上设置有平面密封结构400，密封部310伸入至高压复合容器的塑料内胆100中后，平面密封结构400密封抵接在塑料内胆100的内壁上；承压结构200固定套设在金属端头300上，且承压结构200压紧在塑料内胆100的外壁上。
在本实施例提供的密封结构在使用过程中，可以先将金属端头300的密封部310从塑料内胆100上的开口处伸入至塑料内胆100内部，然后通过调整金属端头300的姿态使密封部310与塑料内胆100的开口对齐，再向远离塑料内胆100的方向移动金属端头300，以使密封部310将平面密封结构400压紧在塑料内胆100上位于开口周围的部分，然后可以将承压结构200固定套设在金属端头300上，使承压结构200压紧在塑料内胆100的外壁上，由此，通过承压结构200可以将金属端头300固定在塑料内胆100上，同时，通过承压结构200和金属端头300的配合，可以对塑料内胆100的内壁和外壁均提供有支撑，防止了塑料内胆100上位于开口位置处的部分因受压力或温度的变化而发生变形，避免了金属端头300长期使用后发生松动；此外，承压结构200可以分担来自塑料内胆100内部的压力，降低塑料内胆100的侧壁所承受的负荷，从而保证塑料内胆100的抗压抗疲劳强度。
更重要的是，通过承压结构200提供的挤压力，可以使塑料内胆100的内壁紧密压紧在平面密封结构400上，平面密封结构400受压后可以发生轻微的弹性变形，如图3所示，由此可以通过平面密封结构400的自身变形来弥补塑料内胆100上的粗糙度不足，从而可以保证金属端头300与塑料内胆100配合处的密封性。此外，该平面密封结构400设置在塑料内胆100的内部，可以直接承受来自塑料内胆100内部的压力，并根据压力的大小改变自身的压缩量，从而可以始终保证塑料内胆100与金属端头300配合的密封性，不会因为塑料内胆100上粗糙度的不足而产生气体流动的缝隙。
进一步，金属端头300上的密封部310可以为椭圆形，而塑料内胆100上的开口也可以为椭圆形，为了使密封部310可以抵接在开口的周围，密封部310的轮廓尺寸大于开口的轮廓尺寸。在安装过程中，可以通过调整金属端头300的姿态使密封部310倾斜，并逐渐将倾斜的密封部310伸入至开口中，同时可以不断调整金属端头300的整体姿态，直至使密封部310完全穿入开口中，并将密封部310调整为与开口配合的水平姿态，然后可以将金属端头300向远离塑料内胆100的方向拉动，以使密封部310将平面密封结构400压紧在塑料内胆100的内壁上。当然，密封部310和开口也可以为其它形状，如矩形或其它长条状的多边形，对此本实施例不作限定。
进一步，如图1和图2所示，密封部310上设置有用于固定平面密封结构400的固定槽311，平面密封结构400设置在固定槽311中后，平面密封结构400凸出于密封部310的表面。由此可以保证平面密封结构400在密封部310上固定的可靠性，避免因来自塑料内胆100中的压力作用而发生移动，同时可以保证塑料内胆100仅压紧在平面密封结构400的表面上，而不会与刚性的金属端头300接触，从而可以使平面密封结构400充分弥补塑料内胆100上粗糙度的不足。
进一步，该密封结构还包括垫板500，垫板500套设在金属端头300上，且垫板500的一面抵接在塑料内胆100的外壁上，垫板500的另一面抵接在承压结构200上。当承压结构200安装到金属端头300的过程中，承压结构200上的大部分面积最终会直接压紧在垫板500上，从而可以降低承压结构200对塑料内胆100造成的磨损，而垫板500与塑料内胆100接触后不会发生径向窜动，由此可以对塑料内胆100的表面进行保护。同时，垫板500可以将塑料内胆500上的开口处封闭，从而可以将平面密封结构400封闭在塑料内胆500中，由此增强了密封效果。
其中，为了保证承压结构200与金属端头300连接的可靠性，承压结构200与金属端头300可以通过螺纹连接；在组装过程中，可以先将垫板500套设在金属端头300上，然后可以将承压结构200不断旋入金属端头300上，使承压结构200最终压紧在垫板500上，而由于承压结构200在安装过程中不断的旋转，当承压结构200与垫板500接触时，承压结构200仅会对垫板500进行旋转摩擦，而垫板500与塑料内胆100之间不具有相对移动，从而可以通过垫板500来避免塑料内胆100受到承压结构200的磨损，同时，可以保证平面密封结构400仅能够受到轴向应力，而不会受到因承压结构200与塑料内胆100间的摩擦而产生的扭力，避免了金属端头300长期使用后发生松动，保证了平面密封结构400的密封效果。
具体地，承压结构200上可以设置有用于与垫板500配合的卡接槽，卡接槽的深度小于垫板500的厚度，当卡接槽的底面压紧在垫板500上后，垫板500仍存在部分凸出于卡接槽，从而使承压结构200不会与塑料内胆100接触，避免承压结构200在安装过程中对塑料内胆100造成磨损。
进一步，如图1所示，该密封结构还包括封盖600，封盖600固定套设在金属端头300上，且封盖600压紧在承压结构200上，以限制承压结构200的转动和轴向移动。
进一步，如图1和图2所示，金属端头300上还设置有第一颈部320和第二颈部330，第一颈部320的一端与第二颈部330固定连接，第二颈部330的另一端与密封部310固定连接；第一颈部320的直径小于第二颈部330的直径，由此，第一颈部320和第二颈部330的连接处形成台阶面，封盖600固定套设在第一颈部320上，且封盖600抵接在第二颈部330的台阶面上和承压结构200上；第二颈部330包括螺纹段和光滑段，第二颈部330通过螺纹段与承压结构200固定连接，垫板500固定套设在光滑段上。其中，垫板500与光滑段可以为过盈配合；第一颈部320的外壁也可以为光滑的表面，封盖600与第一颈部320也可以为过盈配合。
进一步，如图1所示，封盖600和承压结构200的外表面均为弧形面，且在封盖600、承压结构200和塑料内胆100配合后，封盖600的弧形面、承压结构200的弧形面和塑料内胆100的外表面形成连续的弧面，从而可以便于后续纤维复合增强层的缠绕。
本发明实施例还提供了一种高压复合容器，其包括塑料内胆100和瓶阀700，塑料内胆100上设置有开口，瓶阀700设置在开口中，用于封闭开口，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密封结构，密封部310伸入至开口中后，平面密封结构400密封抵接在塑料内胆100的内壁上；金属端头300上设置有固定孔，瓶阀700固定设置在固定孔中。
其中，瓶阀700包括大径段710和小径段720，大径段710的直径大于小径段720的直径，而金属端头300的固定孔也可以包括大径孔和小径孔，大径孔的内壁上设置有内螺纹，大径段710通过内螺纹与大径孔固定连接；小径孔可以为光孔，小径段720可以与小径孔间隙配合。其中，小径孔的内壁上设置有轴向密封结构810，小径段720与小径孔通过该轴向密封结构810密封配合；金属端头300的端面上可以设置有径向密封结构820，瓶阀700和金属端头300之间通过径向密封结构820实现径向密封。
其中，轴向密封结构810和径向密封结构820均可以为O型密封圈。
可以理解的是，如图1所示，大径段710和小径段720之间可以形成第一台阶，大径孔和小径孔之间可以形成第二台阶，当瓶阀700与金属端头300配合后，第一台阶与第二台阶之间形成有间隙830，该间隙830中也可以设置有密封结构，以增强该高压复合容器的密封效果。
本发明实施例提供的高压复合容器的密封结构及高压复合容器，可以通过平面密封结构的自身变形来弥补塑料内胆上的粗糙度不足，从而可以保证金属端头与塑料内胆配合处的密封性；同时，通过承压结构和金属端头的配合，可以对塑料内胆的内壁和外壁均提供有支撑，防止了塑料内胆上位于开口位置处的部分因受压力或温度的变化而发生变形，避免了金属端头长期使用后发生松动；此外，承压结构可以分担来自塑料内胆内部的压力，降低塑料内胆的侧壁所承受的负荷，从而保证塑料内胆的抗压抗疲劳强度。
进一步，通过设置垫板来避免塑料内胆受到承压结构的磨损，同时，可以保证平面密封结构仅能够受到轴向应力，而不会受到因承压结构与塑料内胆间的摩擦而产生的扭力，避免了金属端头长期使用后发生松动，保证了平面密封结构的密封效果。
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 (9)

1.一种高压复合容器的密封结构，其特征在于，包括：
金属端头，所述金属端头上设置有密封部，所述密封部上设置有平面密封结构，所述密封部伸入至高压复合容器的塑料内胆中后，所述平面密封结构密封抵接在所述塑料内胆的内壁上；
承压结构，所述承压结构固定套设在所述金属端头上，且所述承压结构压紧在所述塑料内胆的外壁上。
2.根据权利要求1所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，所述密封部为椭圆形。
3.根据权利要求2所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，所述密封部上设置有用于固定所述平面密封结构的固定槽，所述平面密封结构设置在所述固定槽中后，所述平面密封结构凸出于所述密封部的表面。
4.根据权利要求1所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，还包括垫板，所述垫板套设在所述金属端头上，且所述垫板的一面抵接在所述塑料内胆的外壁上，所述垫板的另一面抵接在所述承压结构上。
5.根据权利要求4所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，所述承压结构与所述金属端头螺纹连接；
所述承压结构上设置有用于与所述垫板配合的卡接槽，所述卡接槽的深度小于所述垫板的厚度。
6.根据权利要求4所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，还包括封盖，所述封盖固定套设在所述金属端头上，且所述封盖压紧在所述承压结构上。
7.根据权利要求6所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，所述金属端头上还设置有第一颈部和第二颈部，所述第一颈部的一端与所述第二颈部固定连接，所述第二颈部的另一端与所述密封部固定连接；
所述第一颈部的直径小于所述第二颈部的直径，所述封盖固定套设在所述第一颈部上，且所述封盖抵接在所述第二颈部和所述承压结构上；
所述第二颈部包括螺纹段和光滑段，所述第二颈部通过所述螺纹段与所述承压结构固定连接，所述垫板固定套设在所述光滑段上。
8.根据权利要求7所述的高压复合容器的密封结构，其特征在于，所述封盖和所述承压结构的外表面均为弧形面，且在所述封盖、所述承压结构和所述塑料内胆配合后，所述封盖的弧形面、所述承压结构的弧形面和所述塑料内胆的外表面形成连续的弧面。
9.一种高压复合容器，包括塑料内胆和瓶阀，所述塑料内胆上设置有开口，所述瓶阀设置在所述开口中，用于封闭所述开口，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密封结构，所述密封部伸入至所述开口中后，所述平面密封结构密封抵接在所述塑料内胆的内壁上；
所述金属端头上设置有固定孔，所述瓶阀固定设置在所述固定孔中。
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