CN202024074U

CN202024074U - 塑料内胆全缠绕气瓶

Info

Publication number: CN202024074U
Application number: CN2011200914211U
Authority: CN
Inventors: 张建伟; 陈红卫; 张永明; 许守龙
Original assignee: HANGZHOU YUHANG ZHANGSHAN STEEL CYLINDER CO Ltd
Current assignee: Essex (Hangzhou) Composite Material Co., Ltd.
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-03-31

Abstract

本实用新型涉及一种液化石油的存储瓶，公开了一种塑料内胆全缠绕气瓶，包括瓶身、瓶口，所述的瓶身包括塑料内胆，内胆外部设有缠绕层；所述的瓶口包括阀座，阀座和内胆相配合。采用金属法兰密封原理，通过独特的成型工艺，以内胆口为密封基面，密封垫为密封介质，金属阀座为密封受力基体，通过紧固法兰施加额定的密封力解决了塑料与金属连接的可靠性问题和由此带来的密封性问题，使气瓶具有良好的气密性；通过紧固法兰外壁的铣口和限位凸台，提高了气瓶的抗扭和抗冲击性能，满足了可重复充装气瓶的技术和安全要求。

Description

塑料内胆全缠绕气瓶

技术领域

本实用新型涉及一种液化石油的存储瓶，尤其涉及一种盛装对塑料内胆和金属瓶嘴无腐蚀的、压力为1～100MPa的气体或气液混合体的塑料内胆全缠绕气瓶。

背景技术

塑料内胆全缠绕气瓶以其重量轻、强度高、耐腐蚀等优异性能用以替代传统的金属气瓶，具有广阔的前景。但受塑料自身强度的限制，塑料内胆气瓶的出气口通常由金属材料制成，由于两种材料的模量和热膨胀率差异较大，使两种材料的结合部位在遭受周期载荷时会因刚度不连续而出现裂缝；在环境温度的作用下，会产生热应力，也会使结合部出现裂纹，从而导致气瓶漏气。

针对这一问题，国内外出现许多改进的技术。1997年航天四院的屈永强等人提出了ZL97103911.9所示的结构，将金属瓶嘴和塑料通过滚塑一体成型，采用增大金属瓶嘴与塑料内胆的接触面积和勾结强度的方法来提高密封性能。1999年贺少瑜提出了ZL99230746.3所示的结构，采用所谓迷宫式垫圈和特殊瓶阀提高气瓶的密封性能。2006年王玉璞等人提出了ZL200620120643.1所示的结构，该结构较为复杂，利用塑料瓶嘴上的螺纹固定宽边法兰，再用宽边法兰上部窄边法兰底面为密封基面，以阀座底部的外法兰为施力端，用密封圈做介质，把塑料和金属之间密封转化为金属和金属之间的密封，从而提高气瓶的密封性能。在国外，塑料内胆气瓶生产主要集中在欧美国家，所不同的是金属瓶嘴端的内胆采用注塑或模压成型，再用焊接方法组合形成内胆，如挪威的Ragasco公司，美国lincoln公司。

这些结构都存在着塑料内胆和金属瓶嘴之间的密封力是靠成型中自然形成的力，难以控制，往往导致密封可靠性不够，容易产生泄漏。同时工艺过程复杂，降低了生产效率。

发明内容

本实用新型针对现有技术中密封可靠性不够，容易产生泄漏的不足，提供了一种塑料内胆全缠绕气瓶，能对塑料和金属瓶嘴之间的密封力进行准确控制，从而使气瓶的密封更为可靠、装配极其简单的塑料内胆全缠绕气瓶结构，满足塑料内胆全缠绕气瓶安全性要求，有利于气瓶的自动化生产。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

塑料内胆全缠绕气瓶，包括瓶身和瓶口，所述的瓶身包括塑料内胆，内胆外部设有缠绕层；所述的瓶口包括阀座，阀座和内胆相配合，阀座外部设有紧固法兰和锁紧环，锁紧环扣在紧固法兰上方。采用金属法兰密封原理，通过独特的成型工艺，以内胆口为密封基面，密封垫为密封介质，金属阀座为密封受力基体，通过紧固法兰施加额定的密封力解决了塑料与金属连接的可靠性问题和由此带来的密封性问题，使气瓶具有良好的气密性。

作为优选，所述阀座包括阀座筒体和环形法兰，阀座筒体内壁设有内螺纹，外壁设有外螺纹。

作为优选，所述环形平面A位于环形法兰上部，且沿环形法兰径向向外延伸，环形平面A的边沿有一与环形法兰边沿相连的向下斜面，环形法兰下部有一沿径向向外的环形平面B，环形平面B的边沿有一与环形法兰边沿相连的向上斜面。环形平面A和向下斜面与紧固法兰形成一个内小外大的空间，将塑料内胆，牢牢的压紧在紧固法兰的下方，曲面A增加了塑料内胆的伸缩空间，密封垫覆盖环形平面A和向下斜面，使得密封效果更好。

作为优选，所述环形法兰的边沿设有子口。子口宽度1～3mm,深度1～4mm。内筒嵌入阀座底部的环形法兰边沿的子口。子口的作用是防止内胆成型后金属阀座掉落，同时限制金属阀座的横向运动，允许其在轴向作有限运动（1～2mm）。

作为优选，所述紧固法兰内壁设有内螺纹，与阀座筒体的外螺纹紧配合连接；外壁0和180°方向各有一个宽度为10～20mm，深度0.5～2mm的铣口，与缠绕层紧密贴合，并为其提供抗扭性能；在90和270°方向各有三条间隔1～5mm，高度为1～3mm、宽度为1～5mm的梯形环状限位凸台，与缠绕层紧密贴合，并为其提供抗冲击性能。通过紧固法兰外壁的铣口和限位凸台，提高了气瓶的抗扭和抗冲击性能，满足了可重复充装气瓶的技术和安全要求。

作为优选，所述紧固法兰下方的紧固法兰盘上部为一曲面B；下部有一沿径向向外、宽度20～50mm的环形平面C，环形平面C的边沿有一与紧固法兰盘边沿相连的向上倾斜面。环形平面C压紧塑料内胆，平整平面比其他平面使用起来密封性能更好。

作为优选，所述锁紧环上部有一环状凸沿，下部有一环形平面；锁紧环的外壁光滑，内壁有螺纹与阀座筒体的外壁螺纹紧配合连接。锁紧环设在紧固法兰的上部，防止紧固法兰松动。

作为优选，所述缠绕层为复合材料缠绕层。

按照本实用新型的技术方案，气瓶成型工艺简便，密封可靠，气密性和抗扭性以及抗冲击性能良好，适于机械化、自动化生产。

附图说明

图1 为本实用新型的气瓶结构图；

图2为本实用新型的气瓶瓶口结构放大图；

图3为本实用新型的气瓶紧固法兰结构图；

图4为图2中A的放大图；

1-内胆；2-缠绕层；3-密封垫；4-紧固法兰；41-紧固法兰盘；42-铣口；43-限位凸台；44-曲面B；45-环形平面C；46-倾斜面；5-锁紧环；51-环形凸沿；6-阀座；61-阀座筒体；62-环形法兰；63-子口；64-环形平面A；65-向下斜面；66-环形平面B；67-向上斜面；68-曲面A。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

根据附图1至附图3，塑料内胆全缠绕气瓶，采用金属法兰密封原理，通过独特的成型工艺，以内胆1口为密封基面，密封垫3为密封介质，金属阀座6为密封受力基体，通过紧固法兰4施加额定的密封力解决了塑料与金属连接的可靠性问题和由此带来的密封性问题，使气瓶具有良好的气密性；通过紧固法兰4外壁的铣口42和限位凸台43，提高了气瓶的抗扭和抗冲击性能，满足了可重复充装气瓶的技术和安全要求。塑料内胆1全缠绕气瓶包括瓶身和瓶口，瓶身包括塑料内胆1，内胆1外部设有缠绕层2，本实施例中所述缠绕层2为复合材料缠绕层；瓶口包括阀座6，阀座6和内胆1相配合，内胆1与阀座6相连的水平方向为环形平面A64，环形平面A64上设有密封垫3，相连的竖直方向处为曲面A68，形状和曲率与内胆1封头外部形状一致；阀座6外部设有紧固法兰4和锁紧环5，锁紧环5扣在紧固法兰4上方。阀座6由柱状阀座筒体61与环形法兰62一体成型，柱状阀座筒体61和底部的环形法兰62通过半径为2～5mm的圆角相连。阀座筒体61内壁设有内螺纹，与紧固法兰4相连，外壁设有外螺纹，与瓶阀相连。环形平面A64位于环形法兰62上部，且环形平面A64沿环形法兰62径向向外延伸，环形平面A64中部有一凸台，环形平面A64的边沿有一与底部法兰边沿相连的向下斜面65，环形法兰62下部有一沿径向向外的环形平面B66，环形平面B66的边沿有一与环形法兰62边沿相连的向上斜面67。环形法兰62的边沿设有子口63，子口63宽度2mm,深度3mm。内筒嵌入阀座6底部的环形法兰62边沿的子口63。子口63的作用是防止内胆1成型后金属阀座6掉落，同时限制金属阀座6的横向运动，允许其在轴向作有限运动（1～2mm）。紧固法兰4内壁设有内螺纹，与阀座筒体61的外螺纹紧配合连接；外壁0和180°方向各有一个宽度为15mm，深度1mm的铣口42，与复合材料缠绕层紧密贴合，并为其提供抗扭性能；在90°和270°方向各有三条间隔3mm，高度为2、宽度为4的梯形环状限位凸台43，与复合材料缠绕层紧密贴合，并为其提供抗冲击性能。锁紧环5上部有一环状凸沿51，下部有一环形平面；外壁光滑，内壁有螺纹与阀座筒体61的外壁螺纹紧配合连接。锁紧环5设在紧固法兰4的上部，防止紧固法兰4松动。

本实用新型的气瓶成型工艺为：将密封垫3用粘接剂固定在阀座6的底部的环形法兰62的上表面，然后将其固定在内胆1的成型模具上，用吹塑成型工艺形成内胆1。将紧固法兰4沿柱状阀座筒体61的外壁螺纹旋紧，用公斤扳手施加约80N的密封力，再将锁紧环5沿柱状阀座筒体61的外壁螺纹旋紧。将装配好的内胆1置于缠绕机，用环氧树脂浸渍玻璃纤维连续缠绕，再在95℃温度下固化8小时，即可形成本实用新型所属结构的塑料内胆1全缠绕气瓶。

经试验，本实用新型实施列的气瓶经15000次疲劳试验后无泄漏；120N扭力试验后无变形和可见位移，且无泄漏；经45°、90°和180°冲击试验后无泄漏。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims

1.塑料内胆全缠绕气瓶，包括瓶身和瓶口，瓶身包括塑料内胆（1），瓶口包括阀座（6），阀座（6）和内胆（1）相配合，其特征在于：所述的内胆（1）外部设有缠绕层（2）；阀座（6）外部设有紧固法兰（4）和锁紧环（5），锁紧环（5）扣在紧固法兰（4）上方。

2.根据权利要求1所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述阀座（6）包括阀座筒体（61）和环形法兰（62），阀座筒体（61）内壁设有内螺纹，外壁设有外螺纹。

3.根据权利要求2所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述环形平面A（64）位于环形法兰（62）上部，且沿环形法兰（62）径向向外延伸，环形平面A（64）的边沿有一与环形法兰（62）边沿相连的向下斜面（65），环形法兰（62）下部有一沿径向向外的环形平面B（66），环形平面B（66）的边沿有一与环形法兰边沿相连的向上斜面（67）。

4.根据权利要求2或3所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述环形法兰（62）的边沿设有子口（63）。

5.根据权利要求1所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述紧固法兰（4）内壁设有内螺纹；外壁各有一个铣口（42）和梯形环状限位凸台（43）。

6.根据权利要求5所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述紧固法兰（4）下方的紧固法兰盘（41）上部为一曲面B（44），下部有一沿径向向外的环形平面C（45），环形平面C（45）的边沿有一与紧固法兰盘（41）边沿相连的向上倾斜面（46）。

7.根据权利要求1所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述锁紧环（5）上部有一环状凸沿（51），下部有一环形平面；锁紧环（5）的外壁光滑，内壁有螺纹。

8.根据权利要求1所述的塑料内胆全缠绕气瓶，其特征在于：所述缠绕层（2）为复合材料缠绕层。