CN201680139U - 高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶。属于盛装或贮存压缩气体或液体的技术领域。其用于解决压力瓶高分子材料内胆和金属法兰接口连接不严密的问题。高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶，包括复合材料外壳缠绕在高分子材料内胆外面，金属法兰接口安装在复合材料外壳和高分子材料内胆一端的开口处，高分子内胆的开口安装在金属法兰的内孔中，特别是在金属法兰接口与高分子材料内胆接触面之间涂有粘结剂，在高分子材料内胆的内壁上安装有支持圈，这种高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶技术，可广泛地应用于盛装、贮存压缩气体、液体的复合材料缠绕压力瓶或罐中。

Description

高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶
技术领域
本实用新型涉及一种用于盛装或贮存压缩气体或液体的高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶。
背景技术
在中国专利号03210592.4，名称为“轻质复合材料压力容器”；中国专利号00137586.5，名称为“纤维缠绕复合材料橡胶内衬环形压力容器”；中国专利号01807147.3，名称为“纤维增强压力容器及其制造方法”；中国专利号97103911.9，名称为“车用压缩天然气全复合材料气瓶及其制造方法”中，都披露了在复合材料制得的压力瓶中，用高分子材料内胆代替金属内胆，从而减少内胆和瓶体的重量，并提高瓶体的耐疲劳强度。而在这些专利中，只有中国专利号97103911.9，名称为“车用压缩天然气全复合材料气瓶及其制造方法”中，披露了如何将塑料内胆和金属法兰接嘴处连接在一起的方法：将塑料内胆封头出气口处与金属接嘴法兰直接镶嵌或通过螺纹连接在一起，即在滚塑过程中直接滚塑在金属法兰表面，或者两者通过螺纹连接。其不足之处是这两种方法没有根本解决内胆和金属法兰之间界面对气体或液体的有效密封问题。在低温下，塑料和金属在径向和轴向都有较大的收缩，这种收缩会增加内胆和法兰之间的距离，张开它们之间的界面，引起内装气体或液体的泄漏；即使没有这种收缩，当压力瓶内盛装小分子气体(如氢气，天然气)时，气体分子很小，如果内胆和法兰之间没有致密的化学键，或者机械密封装置，小分子气体还是可以从界面流失。
发明内容
本实用新型克服现有技术中的不足，提供了一种高分子材料内胆和金属法兰接口连接严密的高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶。
为了解决上述技术的问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶包括复合材料外壳缠绕在高分子材料内胆外面，金属法兰接口安装在复合材料外壳和高分子材料内胆一端的开口处，高分子材料内胆的开口安装在金属法兰接口的内孔中，在金属法兰接口与高分子材料内胆接触面之间涂有粘结剂，在高分子材料内胆的内壁上安装有支持圈。
本实用新型也可以通过以下技术方案实现：以上所述的金属法兰接口内设置有台阶。
本实用新型也可以通过以下技术方案实现：以上所述的支持圈的外径略大于高分子材料内胆开口处的内径，支持圈上端设置有可卡装在台阶上的凸台，支持圈外壁上设置有可嵌入高分子材料内胆壁上的小锯齿。
本实用新型还可以通过以下技术方案实现：以上所述的复合材料外壳和高分子材料内胆另一端，通过高分子材料内胆上的小突起和复合材料外壳的开口装有尾骨。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：实现了压力瓶中高分子材料内胆和金属法兰接口的有效连接和它们之间界面的有效密封。
附图说明
图1是本实用新型一端的剖面结构示意图。
图2是图1中A的放大结构示意图。
图3是本实用新型另一端的剖面结构示意图。
在附图中：1--复合材料外壳、2--金属法兰接口、3--高分子材料内胆、4--粘结剂、5--支持圈、6--小锯齿、7--台阶、8--小突起、9--尾骨、10-凸台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶，是将复合材料外壳1缠绕在高分子材料内胆3外面，金属法兰接口2安装在复合材料外壳1和高分子材料内胆3一端的开口处，高分子材料内胆3的开口安装在金属法兰接口2的内孔中，在金属法兰接口2与高分子材料内胆3接触面之间涂有粘结剂4，金属法兰接口2的内侧在与高分子材料内胆3开始接触的地方有一个台阶7，在金属法兰接口2内高分子材料内胆3的内壁上套装有支持圈5。支持圈5上设置有卡装在台阶7上的凸台10。支持圈5的外表面设有可以嵌入高分子材料内胆3的小锯齿6。支持圈5的外径略大于高分子材料内胆3开口处的内径。金属法兰接口2的外表面和高分子材料内胆3的外表面在连接处形成一条平滑的曲线。复合材料外壳1和高分子材料内胆3的另一端(下端)，通过高分子材料内胆3上的小突起8和复合材料外壳1的开口装有尾骨9。尾骨9的外表面和高分子材料内胆3的外表面在连接处形成一条平滑的曲线。
参照图1和图2，高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶的技术要点是用粘结剂4，如硅烷偶联剂处理金属法兰接口2的表面，在金属法兰接口2与高分子材料内胆3接口的界面上形成一层致密的化学键：硅烷偶联剂与金属法兰接口2之间形成羟基-金属键，同时与高分子材料内胆之间形成碳-碳键。这层界面物质(硅烷偶联剂与致密的羟基-金属键和碳-碳键的共存体)起到密封的作用，也阻止在低温下，高分子材料内胆3在径向和轴向相对于金属法兰接口2的收缩。同时，在高分子材料内胆3的内表面套装一个支持圈5，支持圈5将高分子材料内胆3向金属法兰接口2挤压，使高分子材料内胆3和金属法兰接口2之间的界面更加致密，也帮助阻止在低温下，高分子材料内胆3相对于金属法兰接口2的径向收缩。支持圈5外表面可以有一些可以嵌入高分子材料内胆3的小锯齿6，限制高分子材料内胆3相对于支持圈5的轴向运动；由于凸台10的存在，台阶7限制了支持圈5相对于金属法兰接口2向下的轴向运动，于是支持圈5，凸台10，台阶7，和小锯齿6的组合有效地阻止低温下高分子材料内胆3相对于金属法兰接口2的轴向收缩。如果没有小锯齿6咬合，支持圈5的外表面也可以涂上合适的粘结剂，将它粘在高分子材料内胆3的内表面。
如果高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶只有一个金属法兰接口2，另外一半完全密封，则完全密封的一头可以参照图3设计。在制作高分子材料内胆3的磨具中，涉及一个内凹的圆柱状的区域，这样得到的高分子材料内胆3就会有一个圆柱状的小突起8。将这个小突起8内嵌在尾骨9中，就可以将尾骨9与高分子材料内胆3连成一体。尾骨9的使用是为了帮助复合材料缠绕工艺，即在缠绕工程中，高分子材料内胆3和金属法兰接口2的结合体需要架在一个平台上，同时能够绕主对称轴自由旋转。尾骨9的外表面和高分子材料内胆3的外表面在连接处相切，即在连接处形成一条平滑的曲线，这样有助于复合材料的平稳缠绕和有效增强。

Claims (4)

1.一种高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶，包括复合材料外壳(1)缠绕在高分子材料内胆(3)外面，金属法兰接口(2)安装在复合材料外壳(1)和高分子材料内胆(3)一端的开口处，高分子材料内胆(3)的开口安装在金属法兰接口(2)的内孔中，其特征在于在金属法兰接口(2)与高分子材料内胆(3)接触面之间涂有粘结剂(4)，在高分子材料内胆(3)的内壁上套装有支持圈(5)。
2.如权利要求1所述的高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶，其特征在于金属法兰接口(2)内设置有台阶(7)。
3.如权利要求1所述的高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶，其特征在于支持圈(5)的外径略大于高分子材料内胆(3)开口处的内径，支持圈(5)上端设置有可卡装在台阶(7)上的凸台(10)，支持圈(5)外壁上设置有可嵌入高分子材料内胆(3)壁上的小锯齿(6)。
4.如权利要求1所述的高分子材料内胆复合材料缠绕压力瓶，其特征在于复合材料外壳(1)和高分子材料内胆(3)另一端，通过高分子材料内胆(3)上的小突起(8)和复合材料外壳(1)的开口装有尾骨(9)。
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