CN212868644U - 一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座，包括一体成型的上部接头和下部法兰；上部接头和下部法兰形成中空环形阀座；中空环形阀座内壁面固定连接非金属内胆，中空环形阀座外壁面与复合层相接触；上部接头外径固定，且上部接头外壁面设置有包含至少一个垂直切面的旋转限位结构；下部法兰外径由上至下平滑增大形成凹面曲面连接面，且下部法兰与上部接头衔接位置外径小于上部接头外径，形成环形轴向限位凹槽，在不增加金属阀座整体体积的情况下通过设置与复合层之间的限位连接结构实现金属阀座相对复合层的旋转、轴向位移限制，不会产生相互转动，同时还能够向复合层分担施加在瓶口的轴向作用力，减少非金属内胆承受的外力，在使用或安装过程中不易损坏，有效的消除高压气瓶容易损坏和重量大的问题，同时能够消除安全隐患，安全可靠。

Description

一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座

技术领域

本实用新型涉及压力容器技术领域，尤其涉及一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座。

背景技术

气瓶通常是指可重复充气使用，用于盛装永久性气体、液化气体或溶解气体的移动式压力容器。随着复合材料成型技术的发展与轻量化的市场发展趋势，复合气瓶，尤其是非金属内胆全缠绕气瓶(IV型瓶)迅猛发展，已经成为国际上的主流。复合气瓶由复合层和内胆两部分组成。其中，IV型瓶是指内胆为非金属材料的气瓶。与其他气瓶产品相比，非金属内胆缠绕气瓶具有：不会产生应力腐蚀和氢脆现象、优异的抗疲劳性能、优越的耐腐蚀性能(耐酸、碱腐蚀)及优越的抗冲击性能。

非金属内胆全缠绕气瓶的瓶口需要承受充、放气时的高压高温等状态，一般使用额外的金属阀座提高气瓶瓶口的耐压能力。在现有技术中，一般采用非金属内胆与金属阀座相互粘连的设计，使两者相互之间形成完全限位连接，无相对移动或转动，但往往缺少金属阀座与外层缠绕复合层的限位连接结构，使金属阀座与复合层有可能发生相对转动或者轴向位移，容易造成气瓶复合层、非金属内胆的损坏，对产品产生不可逆的危害。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座，在不增加金属阀座整体体积的情况下通过设置与复合层之间的限位连接结构实现金属阀座相对复合层的旋转、轴向位移限制，在使用或安装过程中不易损坏，有效的消除高压气瓶容易损坏和重量大的问题，同时能够消除安全隐患，安全可靠。

为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：

一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座，其特征在于，包括一体成型的上部接头和下部法兰；所述上部接头和下部法兰形成中空环形阀座；所述中空环形阀座内壁面固定连接非金属内胆，所述中空环形阀座外壁面与复合层相接触；

所述上部接头外径固定，且所述上部接头外壁面设置有包含至少一个垂直切面的旋转限位结构；

所述下部法兰外径由上至下平滑增大形成凹面曲面连接面，且所述下部法兰与所述上部接头衔接位置外径小于所述上部接头外径，形成环形轴向限位凹槽。

进一步地，所述旋转限位结构包括若干个以通过所述中空环形阀座圆心的直线为对称轴的轴对称排列垂直切面。

进一步地，所述垂直切面为自所述上部接头上端面至所述环形轴向限位凹槽之上的非贯穿垂直切削平面。

进一步地，所述中空环形阀座内壁面由上至下依次设置有螺纹、沟槽、垂直连接面和凸面曲面连接面。

进一步地，所述沟槽与所述垂直连接面之间设置倒角过渡。

进一步地，所述凸面曲面连接面外沿与所述凹面曲面连接面外沿形成锐角连接。

进一步地，所述凸面曲面连接面外沿边缘垂直位置高于所述凸面曲面连接面内侧垂直位置形成倒锥形连接面。

进一步地，所述复合层缠绕覆盖所述旋转限位结构的下部部分、所述环形轴向限位凹槽和所述凹面曲面连接面。

进一步地，所述非金属内胆固定成型在所述沟槽、垂直连接面和凸面曲面连接面。

本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型所述非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座作为非金属内胆全缠绕气瓶(IV型瓶)的瓶口加强件能够同时提供对非金属内胆和外部缠绕复合层的完全限位，特别是通过额外增加的旋转限位结构与环形轴向限位凹槽为复合层提供了旋转限位与轴向位移限位，使复合层与阀座位置相对固定，不会产生相互转动，同时还能够向复合层分担施加在瓶口的轴向作用力，减少非金属内胆承受的外力，提高了气瓶的安全性能；在金属阀座上增加的结构并没有增大阀座体积或质量，对复合层缠绕结构影响非常小，也符合气瓶小型化、轻量化的要求。使用本实用新型所述金属阀座作为瓶口组件制备非金属内胆全缠绕气瓶能够简便的获得高硬度、高强度气瓶，在使用或安装过程中不易损坏，有效的消除高压气瓶容易损坏和重量大的问题，同时能够消除安全隐患，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例横截面示意图。

图2为本实用新型第一实施例气瓶组合横截面示意图。

图3为本实用新型第二实施例正视示意图。

图4为本实用新型第二实施例俯视示意图。

图5为本实用新型第二实施例三维示意图。

附图编号说明：1-上部接头、11-旋转限位结构、2-下部法兰、21-凹面曲面连接面、3-环形轴向限位凹槽、41-螺纹、42-沟槽、43-垂直连接面、44-凸面曲面连接面、5-非金属内胆、6-复合层。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。

本实用新型所述上、下、内、外等方位限定用语仅为表达本实用新型所述金属阀座中各部件、结构之间的相对位置关系，而非对于金属阀座在实际空间中放置位置、方向的限定。

如图1所示为本实用新型非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座的第一实施例横截面示意图，金属阀座整体呈现为中空环形阀座结构，依照实现功能区别可以分为上部接头1与下部法兰2，但在实际制造过程中金属阀座为一体成型，所述上部接头1与下部法兰2之间不需要额外的连接结构。上部接头1外径固定且大于下部法兰2与所述上部接头1相连接位置外径，形成环形轴向限位凹槽3，即所述上部接头1下沿直径方向超出下部法兰2相连位置，超出部分能够形成一个有效的轴向位移止推受力面，不需要额外设置凸台等结构，满足气瓶整体小型化、轻量化的需求；同时所述上部接头1部分外壁面设置有包含至少一个垂直切面的旋转限位结构11，在实施例1中选择为包含一个切面的结构，该切面自上部接头1上端面开始向下延伸垂直切削上部接头1，但并不贯穿上部接头1整体，保留上部接头1下沿部分，所形成的垂直切面替代原本圆弧面能够提供旋转止推受力面。所述下部法兰2外径由上至下平滑增大形成凹面曲面连接面21。所述中空环形阀座内部由上至下依次设置有螺纹41、沟槽42、垂直连接面43和凸面曲面连接面44；沟槽42与垂直连接面43之间优选的采用倒角过渡，避免出现过于尖锐的突出折角影响气瓶制造；凸面曲面连接面44优选的采用中间低、外围高的倒锥形面，能够在满足阀座自身强度需求的基础上提供更大的接触面积，有助于增加粘合性、提高连接牢固度；所述凹面曲面连接面21外沿向上翘起并与凸面曲面连接面44外沿相连形成锐角，可以使得金属阀座与非金属内胆外形过渡更加圆滑，内胆壁厚更加均匀，使得气瓶受力更加合理；为了便于气瓶加工，垂直连接面43和凸面曲面连接面44之间的过渡优选采用大R角圆弧过渡，流体状态的物料流过圆弧过渡位置时所受到的阻力较小，有助于提高物料成型。

如图2所示为本实用新型所述金属阀座第一实施例在气瓶中实际应用组合示意图，由上部接头1与下部法兰2组合形成的中空环形阀座可以依照连接部件不同区分为外壁面和内壁面，其中外壁面部分负责与气瓶外部的缠绕复合层6相接触连接，内壁面部分负责与气瓶内部的非金属内胆5固定连接。复合层6缠绕覆盖旋转限位结构11的下部部分、环形轴向限位凹槽3和凹面曲面连接面21，使用过程中通过旋转限位结构11提供金属阀座与复合层6之间的相对旋转限位能力，通过环形轴向限位凹槽3提供金属阀座与复合层6之间的轴向相对位移限位能力；非金属内胆5优选的直接成型在金属阀座内壁面的沟槽42、垂直连接面43和凸面曲面连接面44上，形成与金属阀座之间的固定连接。复合层6相对金属阀座的限位能力也实现了复合层6相对非金属内胆5的相对限位，当瓶口受到外力作用时，可以避免复合层6相对金属阀座和非金属内胆5产生旋转或轴向位移，避免损伤复合层6以及非金属内胆5。金属阀座上的螺纹41部分用于连接阀门等其他结构，非金属内胆5成型过程中只从螺纹41之下的沟槽42开始填注物料。

图3、图4、图5所示为本实用新型的第二实施例示意图，区别于第一实施例，第二实施例中采用了包含有6个轴对称排列垂直切面的六方形旋转限位结构11，能够提供更多的旋转限位受力面，具有更佳的旋转限位能力，同时有助于金属阀座的进一步减重，有效减少气瓶的重量和制造成本，类似于螺母的外形也更加美观。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种非金属内胆全缠绕气瓶瓶口金属阀座，其特征在于，包括一体成型的上部接头和下部法兰；所述上部接头和下部法兰形成中空环形阀座；所述中空环形阀座内壁面固定连接非金属内胆，所述中空环形阀座外壁面与复合层相接触；

所述上部接头外径固定，且所述上部接头外壁面设置有包含至少一个垂直切面的旋转限位结构；

所述下部法兰外径由上至下平滑增大形成凹面曲面连接面，且所述下部法兰与所述上部接头衔接位置外径小于所述上部接头外径，形成环形轴向限位凹槽。

2.如权利要求1所述的金属阀座，其特征在于，所述旋转限位结构包括若干个以通过所述中空环形阀座圆心的直线为对称轴的轴对称排列垂直切面。

3.如权利要求2所述的金属阀座，其特征在于，所述垂直切面为自所述上部接头上端面至所述环形轴向限位凹槽之上的非贯穿垂直切削平面。

4.如权利要求1所述的金属阀座，其特征在于，所述中空环形阀座内壁面由上至下依次设置有螺纹、沟槽、垂直连接面和凸面曲面连接面。

5.如权利要求4所述的金属阀座，其特征在于，所述沟槽与所述垂直连接面之间设置倒角过渡。

6.如权利要求4所述的金属阀座，其特征在于，所述凸面曲面连接面外沿与所述凹面曲面连接面外沿形成锐角连接。

7.如权利要求4或6所述的金属阀座，其特征在于，所述凸面曲面连接面外沿边缘垂直位置高于所述凸面曲面连接面内侧垂直位置形成倒锥形连接面。

8.如权利要求3所述的金属阀座，其特征在于，所述复合层缠绕覆盖所述旋转限位结构的下部部分、所述环形轴向限位凹槽和所述凹面曲面连接面。

9.如权利要求7所述的金属阀座，其特征在于，所述非金属内胆固定成型在所述沟槽、垂直连接面和凸面曲面连接面。

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