CN112682688B - 一种全复合材料气囊式压力罐及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全复合材料气囊式压力罐及其制作方法，目的在于，耐压耐腐蚀，解决了外壳易腐蚀，气囊易损坏，使用寿命短的问题，且制作工艺简单，压力罐，包括外壳和设置于所述外壳内的气囊，所述外壳包括内衬以及缠绕设置于所述内衬的外侧的玻璃纤维，所述内衬为PE材质，所述内衬具有第一连接口和第二连接口，所述气囊位于所述内衬的内腔，且与所述内衬的内壁间隔设置，所述气囊为聚氨酯材质，所述气囊一体成型连通连接有气嘴，所述气嘴插接且密封固定于所述第一连接口，所述第二连接口固定连接有弯头，所述弯头的第一端通过所述第二连接口与所述内衬的内腔连通，所述弯头的第二端连通至管路。

Description

一种全复合材料气囊式压力罐及其制作方法
技术领域
本发明涉及气囊式压力罐技术领域，具体涉及一种全复合材料气囊式压力罐及其制作方法。
背景技术
现有技术中气囊式压力罐主要以钢制外壳为本体，内置橡胶材质气囊，根据波尔定律PV=C，当气体受到压缩后体积变小压力升高，直到压力罐内气体压力与水压达到一致时停止进水，当水流失压力降低时，压力罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊压力罐内的水挤出补到系统中，直到气体压力与水压达成一致时停止排水。主要应用于系统压力波动和部分给水作用。这种气囊式压力罐缺点是钢制外壳在应用中易锈蚀，橡胶气囊易损坏，更换频繁。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种全复合材料气囊式压力罐及其制作方法，耐压耐腐蚀，解决了外壳易腐蚀，气囊易损坏，使用寿命短的问题，且制作工艺简单。
为了实现以上目的，本发明提供了一种全复合材料气囊式压力罐，包括外壳和设置于所述外壳内的气囊，所述外壳包括内衬以及缠绕设置于所述内衬的外侧的玻璃纤维，所述内衬为PE材质，所述内衬具有第一连接口和第二连接口，所述气囊位于所述内衬的内腔，且与所述内衬的内壁间隔设置，所述气囊为聚氨酯材质，所述气囊一体成型连通连接有气嘴，所述气嘴插接且密封固定于所述第一连接口，所述第二连接口固定连接有弯头，所述弯头的第一端通过所述第二连接口与所述内衬的内腔连通，所述弯头的第二端连通至管路。
进一步地，所述气囊一体成型设置有固定柱，所述弯头的第一端固定设置有固定板，所述固定柱固定插接于所述固定板。
进一步地，所述弯头的第一端设置有卡口，所述固定板与所述卡口卡接。
进一步地，所述第二连接口设置有内螺纹，所述弯头的第一端设置有外螺纹，所述弯头与所述第二连接口通过外螺纹和内螺纹螺接。
进一步地，所述第一连接口设置于所述内衬的顶部，所述第二连接口设置于所述内衬的底部，所述外壳的底部设置有支腿，所述外壳固定支撑于所述支腿。
进一步地，所述第二连接口具有外沿，所述支腿固定设置有固定套，所述固定套套设于所述外沿。
进一步地，所述第一连接口内设置有密封垫，所述气嘴通过螺栓与所述第一连接口和所述密封垫固定连接。
进一步地，所述外壳的最大使用压力为1.0Mpa，所述气囊的最大使用压力为0.2Mpa。
进一步地，所述气囊充气后与所述内衬的内壁的间隔距离为4.5~5.5mm。
本发明还提供了上述的一种全复合材料气囊式压力罐的制作方法，包括：首先采用中空吹塑一体成型制作气囊，且气嘴与气囊采用注塑一体成型连接；然后采用中空吹塑一体成型制作具有第一连接口和第二连接口的内衬，并将玻璃纤维缠绕于内衬的外壁，形成外壳；其次将未充气的气囊置于内衬内并固定，气嘴穿过第一连接口并密封固定，弯头与第二连接口固定连通；最后通过气嘴给气囊充压力惰性气体，并将弯头连接至管路中。
与现有技术相比，本发明采用PE高密度聚乙烯作为内衬，并在内衬的外侧缠绕玻璃纤维，从而形成由PE内衬和玻璃纤维构成的外壳，大大提高了外壳的使用压力，气囊采用聚氨酯为材质，且气嘴与气囊一体成型连通连接，从而保证了气囊整体密封性以及耐压性，大大提高了气囊的使用压力，且气囊与内衬的内壁间隔，保证一定的间隙，形成水流通道，以保证水压与气压平衡时水流的顺利通过，并利用弯头通过第二连接口与内衬的内腔连通，且弯头连通至需要进行压力平衡和补水的系统管路中。从而，本发明的全复合材料气囊式压力罐具有耐压耐腐蚀、不宜损坏、使用寿命长等优点。
进一步地，气囊通过一体成型设置固定柱，弯头固定设置固定板，利用固定柱固定插接于固定板，从而将气囊固定于内衬中，固定牢靠稳定，且弯头与固定板通过卡口卡接固定，固定可靠，方便安装拆卸，另外，弯头与第二连接口螺纹连接，保证了两者连接的密封及连接稳固性。
进一步地，外壳的底部通过支腿支撑，保证外壳的位置稳固性，且支腿通过固定套套接于第二连接口的外沿，更加保证了外壳与支腿连接的稳固性。
本发明的制作方法采用中空吹塑一体成型制作气囊，且气嘴与气囊采用注塑一体成型连接，充分保证了气囊整体密封性以及耐压性，采用中空吹塑一体成型制作内衬，并将玻璃纤维缠绕于内衬的外壁，形成外壳，提高外壳的耐压性，本发明的制作方法使得外壳整体不但具有耐压耐腐蚀的特性，而且质量轻便，内部清洁卫生，气囊采用聚氨酯材质一体成型，密封性及耐压性能较好，且工艺简单易行。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
其中，1-弯头、2-支腿、3-内衬、4-玻璃纤维、5-气囊、6-第一连接口、7-气嘴、8-固定板、9-第二连接口、10-活接、11-密封垫、12-螺栓、13-固定柱。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明作进一步地解释说明，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供了一种全复合材料气囊式压力罐，该压力罐中的气囊5以及外壳，均使用复合材料进行制作，主要用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水设备中，其作用是缓冲系统压力波动，消除水锤，起到稳压卸荷以及夜间少量补水的作用。
参见图1，本发明实施例具体包括：外壳和设置于外壳内的气囊5，外壳包括内衬3以及缠绕设置于内衬3的外侧的玻璃纤维4，内衬3为PE材质，内衬3具有第一连接口6和第二连接口9，气囊5位于内衬3的内腔，且与内衬3的内壁间隔设置，气囊5为聚氨酯材质，气囊5一体成型连通连接有气嘴7，气嘴7插接且密封固定于第一连接口6，第二连接口9固定连接有弯头1，弯头1的第一端通过第二连接口9与内衬3的内腔连通，弯头1的第二端连通至管路。
可以理解的是，本实施例采用PE高密度聚乙烯作为内衬3，并在内衬3的外侧缠绕玻璃纤维4，从而形成由PE内衬3和玻璃纤维4构成的外壳，大大提高了外壳的使用压力，气囊5采用聚氨酯为材质，且气嘴7与气囊5一体成型连通连接，从而保证了气囊5整体密封性以及耐压性，大大提高了气囊5的使用压力，且气囊5与内衬3的内壁间隔，保证一定的间隙，形成水流通道，以保证水压与气压平衡时水流的顺利通过，并利用弯头1通过第二连接口9与内衬3的内腔连通，且弯头1连通至需要进行压力平衡和补水的系统管路中。外壳整体不但具有耐压耐腐蚀的特性，而且质量轻便，内部清洁卫生，气囊5采用聚氨酯材质一体成型，密封性及耐压性能较好，从而，本实施例的全复合材料气囊式压力罐具有耐压耐腐蚀、不宜损坏、使用寿命长等优点。
具体地，气囊5一体成型设置有固定柱13，弯头1的第一端固定设置有固定板8，固定柱13固定插接于固定板8。优选地，弯头1的第一端设置有卡口，固定板8与卡口卡接。优选地，第二连接口9设置有内螺纹，弯头1的第一端设置有外螺纹，弯头1与第二连接口9通过外螺纹和内螺纹螺接。弯头1的第二端套设有活接10，通过活接10与系统管道连接。
本实施例中气囊5通过一体成型设置固定柱13，弯头1固定设置固定板8，利用固定柱13固定插接于固定板8，从而将气囊5固定于内衬3中，固定牢靠稳定，且弯头1与固定板8通过卡口卡接固定，固定可靠，方便安装拆卸，另外，弯头1与第二连接口9螺纹连接，保证了两者连接的密封及连接稳固性。
具体地，第一连接口6设置于内衬3的顶部，第二连接口9设置于内衬3的底部，外壳的底部设置有支腿2，外壳固定支撑于支腿2。第二连接口9设置于内衬3的底部这样便于水流从内衬3的内部进出。优选地，第二连接口9具有外沿，支腿2固定设置有固定套，固定套套设于外沿。支腿2采用PP材质通过注塑方式一体成型，在支腿上设计门洞以及固定套，弯头1穿过门洞与第二连接口9螺纹连接，支腿2的上端面外形与外壳的底部外形相适配，以使外壳支撑于支腿2时，两者可靠地贴合，本实施例的外壳的形状大致呈圆柱状，外壳的底部呈弧形，支腿2的上端面相应地设有与外壳相适配的弧面。外壳的底部通过支腿2支撑，保证外壳的位置稳固性，且支腿2通过固定套套接于第二连接口9的外沿，更加保证了外壳与支腿2连接的稳固性。弯头1采用CPVC注塑一体成型，并且弯头1的第一端的外螺纹底部设计了延伸边，可与支腿2固定连接。
优选地，第一连接口6内设置有密封垫11，气嘴7通过螺栓12与第一连接口6和密封垫11固定连接，以保证密封性，以及气嘴7和气囊5在内衬3内的稳固性。密封垫11为橡胶密封垫。
本实施例中，外壳的最大使用压力达到1.0Mpa，气囊5的最大使用压力达到0.2Mpa，为了保证水流运动的顺畅，气囊5充气后与内衬3的内壁的间隔距离为4.5~5.5mm，优选为5mm。
本发明还提供了一种全复合材料气囊式压力罐的制作方法，包括：首先采用中空吹塑一体成型制作气囊5，且气嘴7与气囊5采用注塑一体成型连接；然后采用中空吹塑一体成型制作具有第一连接口6和第二连接口9的内衬3，并将玻璃纤维4浸胶缠绕于内衬3的外壁，形成外壳；其次将未充气的气囊5置于内衬3内并固定，气嘴7穿过第一连接口6并密封固定，弯头1与第二连接口9固定连通；最后通过气嘴7给气囊5充压力惰性气体，并将弯头1连接至管路中。
制作方法具体包括：
1、制作气囊5：使用聚氨酯材质，通过中空吹塑一体成型形成气囊5，且气嘴7的部分与气囊5通过注塑工艺进行粘接，并在气囊5的底部一体成型固定柱13，并设计固定板8；
2、制作外壳：内衬3使用PE材质，选择中空吹塑一体成型，并一体成型形成第一连接口6与第二连接口9，第一连接口6与第二连接口9均具有向外的外沿，并第二连接口9的内壁设置内螺纹；再将玻璃纤维4浸胶后不间断连续缠绕成型于内衬3外侧，形成外壳；
3、制作支腿2：支腿2采用PP材质通过注塑方式一体成型，并在支腿上设计门洞以及固定套；
4、制作螺纹式的弯头1：在弯头1的第一端设置外螺纹，并设置卡口，并在第二端设置安装活接10的外螺纹；
5、整体安装：将气囊5在未充气的状态下置于内衬3内，气嘴7穿过第一连接口6，并使用螺栓12进行固定，上部密封采用密封垫11进行密封；气囊5的固定柱13穿过固定板8，将固定板8卡在弯头1的卡口上；将弯头1穿过支腿2的门洞，将支腿2的固定套套入第二连接口9的外沿，将弯头1的外螺纹旋入第二连接口9的内螺纹；
6、安装完成后，给气囊5根据使用情况充小于或等于26psi压力惰性气体，使用活接10将整个气囊式压力罐连接到系统管路中。
本发明实施例采用高密度聚乙烯为压力罐的内衬3，用玻璃纤维4不间断缠绕，形成的压力罐外壳最高使用压力可达1.0MPa。内置的气囊5采用聚氨酯为材质，以中空吹塑一体成型，气嘴7与气囊5连接采用注塑一体成型，两种工艺的结合，保证了气囊5整体密封性以及耐压性，使用压力可达到0.2MPa。气囊5充气后与内衬3的内壁之间空隙为5mm左右，可保证水压与气压平衡时水流的顺利通过。气嘴7用螺栓12固定在外壳上部，采用橡胶的密封垫11进行密封。气囊5下端设计了固定柱13及固定板8，固定在下部进出水的弯头1上。压力罐的支腿2采用PP材质注塑成型，使用弯头1将支腿固定在压力罐底部。弯头1采用CPVC注塑一体成型，弯头上设计了卡口，与固定板8卡接连接，起到固定气囊5的作用。并且弯头1的第一端的外螺纹底部设计了延伸边，可与支腿2固定连接。弯头1与内衬3的第二连接口9的边沿采用螺纹连接，弯头1与系统管道采用活接10连接。
本发明实施例解决了常规气囊式压力罐在制作工艺中的复杂性，以及外壳易腐蚀、气囊易损坏、使用寿命短的问题，外壳是将PE内衬3经过玻璃纤维4浸胶后缠绕成型，使得外壳整体不但具有耐压耐腐蚀的特性，而且质量轻便，内部清洁卫生。气囊5采用聚氨酯材质一体成型，密封性及耐压性能良好，气囊5与外壳以及支腿2连接部分采用螺栓及卡口固定，安装容易，拆卸方便。整个压力罐制作工艺简单，耐压耐腐蚀，PE内衬3清洁度高，无腐蚀发生，气囊5采用一体成型技术，不宜损坏，使用寿命长。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，包括外壳和设置于所述外壳内的气囊（5），所述外壳包括内衬（3）以及缠绕设置于所述内衬（3）的外侧的玻璃纤维（4），所述内衬（3）为PE材质，所述内衬（3）具有第一连接口（6）和第二连接口（9），所述气囊（5）位于所述内衬（3）的内腔，且与所述内衬（3）的内壁间隔设置，所述气囊（5）为聚氨酯材质，所述气囊（5）一体成型连通连接有气嘴（7），所述气嘴（7）插接且密封固定于所述第一连接口（6），所述第二连接口（9）固定连接有弯头（1），所述弯头（1）的第一端通过所述第二连接口（9）与所述内衬（3）的内腔连通，所述弯头（1）的第二端连通至管路；所述气囊（5）一体成型设置有固定柱（13），所述弯头（1）的第一端固定设置有固定板（8），所述固定柱（13）固定插接于所述固定板（8）；所述第一连接口（6）设置于所述内衬（3）的顶部，所述第二连接口（9）设置于所述内衬（3）的底部，所述外壳的底部设置有支腿（2），所述外壳固定支撑于所述支腿（2）；
将未充气的气囊（5）置于内衬（3）内并固定，气嘴（7）穿过第一连接口（6）并密封固定，弯头（1）与第二连接口（9）固定连通；最后通过气嘴（7）给气囊（5）充压力惰性气体，制成全复合材料气囊式压力罐。
2.根据权利要求1所述的一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，所述弯头（1）的第一端设置有卡口，所述固定板（8）与所述卡口卡接。
3.根据权利要求1所述的一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，所述第二连接口（9）设置有内螺纹，所述弯头（1）的第一端设置有外螺纹，所述弯头（1）与所述第二连接口（9）通过外螺纹和内螺纹螺接。
4.根据权利要求1所述的一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，所述第二连接口（9）具有外沿，所述支腿（2）固定设置有固定套，所述固定套套设于所述外沿。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，所述第一连接口（6）内设置有密封垫（11），所述气嘴（7）通过螺栓（12）与所述第一连接口（6）和所述密封垫（11）固定连接。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，所述外壳的最大使用压力为1.0Mpa，所述气囊（5）的最大使用压力为0.2Mpa。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种全复合材料气囊式压力罐，其特征在于，所述气囊（5）充气后与所述内衬（3）的内壁的间隔距离为4.5~5.5mm。
8.一种如权利要求1所述的一种全复合材料气囊式压力罐的制作方法，其特征在于，包括：首先采用中空吹塑一体成型制作气囊（5），且气嘴（7）与气囊（5）采用注塑一体成型连接；然后采用中空吹塑一体成型制作具有第一连接口（6）和第二连接口（9）的内衬（3），并将玻璃纤维（4）缠绕于内衬（3）的外壁，形成外壳；其次将未充气的气囊（5）置于内衬（3）内并固定，气嘴（7）穿过第一连接口（6）并密封固定，弯头（1）与第二连接口（9）固定连通；最后通过气嘴（7）给气囊（5）充压力惰性气体，并将弯头（1）连接至管路中。
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