CN215259171U - 塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，包括：外金属瓶口和螺纹连接在外金属瓶口中的内金属瓶口，塑料材质的外瓶口紧密包裹在外金属瓶口上且密封连接在塑料内胆的一端，外瓶口及塑料内胆的外壁上由内向外设有纤维增强层和纤维保护层；外瓶口上直筒段的若干嵌入凸块一一对应嵌入外金属瓶口的若干嵌入凹槽中，外瓶口下直筒段的环形定位凸块嵌入外金属瓶口的环形定位凹槽中，外金属瓶口上的环形嵌入块嵌入外瓶口的外延连接体的环形嵌入槽中，内金属瓶口的阶梯形外侧壁上的环形密封槽中设置的“O”形密封圈与下直筒段的内壁之间相互密封接触；外瓶口通过结合面上的若干凸齿与塑料内胆相互熔接密封。该瓶口结构密封性好，更稳定可靠。

Description

塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构

技术领域

本实用新型涉及储氢压力容器技术领域，具体涉及塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构。

背景技术

目前，市场上通用的车用储氢气瓶以铝内胆纤维缠绕气瓶和塑料内胆纤维缠绕气瓶为主，其中的塑料内胆纤维缠绕气瓶具有重量轻、质量储氢密度大，以及在同样的容积和压力下，塑料内胆纤维缠绕气瓶比铝内胆纤维缠绕气瓶的质量可减轻三分之一至三分之二等优点，因而得到了广泛的应用。塑料内胆纤维缠绕气瓶中的塑料内胆一体制作成型，在塑料内胆的至少一端设置有塑料材质的外瓶口。塑料内胆和外瓶口的外壁上由内向外设置有纤维增强层和纤维保护层，纤维增强层通常由碳纤维缠绕形成，纤维保护层通常由玻璃纤维缠绕形成，纤维增强层和塑料内胆紧密连接，用来增强塑料内胆的强度，纤维保护层起到保护纤维增强层的作用。由于塑料材质的外瓶口的强度不足，因此需要在外瓶口中包裹有金属材质的金属瓶口。通常的外瓶口、金属瓶口与塑料内胆的连接方式为：在外瓶口采用吹塑工艺成型时就直接包裹在金属瓶口的外壁上，成型后再密封焊接在塑料内胆的一端。由于金属瓶口和外瓶口的热膨胀系数和弹性模量相差较大，在气瓶反复使用的过程中，金属瓶口和外瓶口之间容易产生相对的转动位移及轴向、径向的相对位移，使得金属瓶口和外瓶口之间形成间隙，而塑料内胆中的高压氢气的渗透性高，容易从金属瓶口和外瓶口之间的间隙中泄漏，导致气瓶的使用寿命短。另外，外瓶口与塑料内胆之间采用焊接连接，焊接连接处在温度、压力的反复变化的情况下，也会使得外瓶口与塑料内胆之间脱离，使得高压氢气从外瓶口与塑料内胆之间的间隙中泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，该复合瓶口结构的密封性更好，且复合瓶口结构更稳定可靠，从而使采用该复合瓶口结构的气瓶的使用寿命更长。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，包括：金属材质的金属瓶口，塑料材质的外瓶口包裹在金属瓶口上，外瓶口密封连接在塑料内胆的一端，外瓶口及塑料内胆的外壁上由内向外设置有纤维增强层和纤维保护层，金属瓶口包括：外金属瓶口和螺纹连接在外金属瓶口中的内金属瓶口；外金属瓶口的上段外壁上周向间隔设置有若干个嵌入凹槽，外金属瓶口底部的外壁上设置有向外凸出的环形嵌入块, 外金属瓶口下段的内壁上设置有环形定位凹槽；外瓶口包裹在外金属瓶口上，外瓶口包括：上直筒段和下直筒段，上直筒段的内壁上周向间隔设置有若干个嵌入凸块，嵌入凸块和嵌入凹槽分别一一对应且嵌入凸块分别嵌入对应的嵌入凹槽中，外瓶口的上、下直筒段之间设置有外延连接体，外延连接体中设置有紧密包裹环形嵌入块的环形嵌入槽，下直筒段位于外金属瓶口的内侧，下直筒段的外壁上设置有与环形定位凹槽相配合的环形定位凸块，环形定位凸块嵌入环形定位凹槽中；内金属瓶口的顶部设置有凸缘，内金属瓶口的外侧壁为阶梯形外侧壁，该阶梯形外侧壁的下段上设置有环形密封槽，环形密封槽中设置有“O”形密封圈，“O”形密封圈与下直筒段的内壁之间相互密封接触；外瓶口与外金属瓶口之间紧密贴合连接，环形定位凹槽紧密包裹在环形定位凸块上；与塑料内胆相贴合的外瓶口的结合面上设置有若干个凸齿，外瓶口通过凸齿与塑料内胆相互熔接密封。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中：下直筒段顶部与内金属瓶口的阶梯形外侧壁相互卡挡，并且下直筒段顶部的卡挡住内金属瓶口的阶梯形外侧壁的卡挡面为口径由上之下逐渐变小的倒锥形面，阶梯形外侧壁上设置有对应配合卡挡接触的倒锥形面。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中，其特征在于：外金属瓶口的顶部设置有凸檐，凸檐轴向压紧贴合在外瓶口的上直筒段的顶壁上。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中：环形定位凸块的底壁为从下直筒段外壁向外且向下倾斜延伸的倾斜面、并与环形定位凸块的竖直侧壁配合，从而形成底部为勾形的环形定位凸块，环形定位凹槽为与该环形定位凸块配合的底部为勾形的环形定位凹槽。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中环形嵌入块的上表面为从外金属瓶口底部的外壁向外延伸的向下的倾斜面，环形嵌入块的下表面为从外金属瓶口的底端面向外延伸的向上的倾斜面，使得环形嵌入块的上表面和下表面从外金属瓶口底部开始由内向外逐渐靠拢。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中：外延连接体的顶壁从外瓶口的上直筒段外壁的底部向外并向下倾斜延伸，外延连接体的底壁从外瓶口的下直筒段外壁的底部向外水平延伸一段后再倾斜向上延伸，并且外延连接体的顶壁和底壁相互逐渐靠拢，直至外延连接体的顶壁和底壁的外端相互密封连接；环形定位凸块设置在下直筒段上段的外壁上，底壁的水平段与环形定位凸块的倾斜底壁及环形定位凸块下方的下直筒段的外壁之间形成环形嵌入槽的向内凸出部，且该向内凸出部的顶部为倒勾形。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中：凸齿的截面为三角形或半圆形或梯形。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中：外金属瓶口的上段外壁上周向均匀间隔设置的嵌入凹槽为半球形凹槽，上直筒段的内壁上周向间隔均匀设置有与各半球形的嵌入凹槽一一对应且相互配合的半球形嵌入凸块。

进一步地，前述塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其中：外瓶口的上直筒段、外延连接体、下直筒段通过注塑工艺一体加工成型。

本实用新型的优点是：一、内金属瓶口的阶梯形外侧壁的下段中设置的 “O”形密封圈与外瓶口的下直筒段的内壁之间相互密封接触，能防止塑料内胆中中的高压氢气通过内金属瓶口与外瓶口之间的间隙中泄漏到外界，另外，内金属瓶口的阶梯形外侧壁的上段和外金属瓶口的内壁上段螺纹连接，使得当阶梯形外侧壁下段中的“O”形密封圈失效时，可以方便地进行更换。二、外瓶口通过凸齿与塑料内胆相互熔接密封，这样提高了外瓶口与塑料内胆之间密封连接的可靠性，能防止塑料内胆中中的高压氢气通过外瓶口与塑料内胆之间的间隙泄漏到外界。三、外金属瓶口上设置的环形嵌入块及外延连接体中设置的紧密包裹环形嵌入块的环形嵌入槽，外金属瓶口上设置的环形定位凹槽及下直筒段上设置的环形定位凸块，以上的结构使得外金属瓶口与外瓶口之间不易产生轴向和径向的相对位移，设置的各嵌入凸块及与各嵌入凸块一一配合紧密贴合连接的嵌入凹槽使得外金属瓶口与外瓶口之间受力后不会产生相对的转动位移，从而使外金属瓶口与外瓶口之间可靠贴合连接。三、采用本实用新型所述的复合瓶口结构的气瓶的使用寿命更长。

附图说明

图1是本实用新型所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构的结构示意图；

图2是外金属瓶口的结构示意图；

图3是图2中A-A向的剖视结构示意图；

图4是外瓶口结构示意图；

图5是图4中C部分的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2、图4、图5所示，塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，包括：金属材质的金属瓶口，塑料材质的外瓶口2包裹在金属瓶口上，外瓶口2密封连接在塑料内胆6的一端，外瓶口2及塑料内胆6的外壁上由内向外设置有纤维增强层4和纤维保护层5，纤维增强层4和纤维保护层5将金属瓶口和外瓶口2紧密连接在内胆6上。

在本实施例中，金属瓶口包括：外金属瓶口1和螺纹连接在外金属瓶口中的内金属瓶口3；外金属瓶口1的上段外壁上周向间隔设置有若干个嵌入凹槽11，外金属瓶口1底部的外壁上设置有向外凸出的环形嵌入块12, 外金属瓶口1的下段的内壁上设置有环形定位凹槽15；外瓶口2包裹在外金属瓶口1上，外瓶口2包括：上直筒段21和下直筒段22，上直筒段21的内壁上周向间隔设置有若干个嵌入凸块211，嵌入凸块211和嵌入凹槽11分别一一对应且相互配合，外瓶口2的上、下直筒段之间设置有外延连接体23，外延连接体23中设置有紧密包裹环形嵌入块12的环形嵌入槽233，下直筒段22位于外金属瓶口1的内侧，下直筒段22的外壁上设置有与环形定位凹槽15相配合的环形定位凸块221；内金属瓶口3的顶部设置有凸缘31，内金属瓶口3的外侧壁为阶梯形外侧壁，该阶梯形外侧壁的下段上设置有环形密封槽32，环形密封槽中设置有“O”形密封圈33；外瓶口2、外金属瓶口1、内金属瓶口装配3后，各嵌入凸块211一一对应嵌入各嵌入凹槽11中，环形嵌入块12嵌入环形嵌入槽233中，且外瓶口2与外金属瓶口1之间紧密贴合连接，内金属瓶口3的凸缘31轴向压盖在外金属瓶口1的顶壁上，可以起到保护外金属瓶口1的作用；内金属瓶口3的阶梯形外侧壁被卡挡在下直筒段22的顶部、且阶梯形外侧壁的上段外壁与外金属瓶口1的上段内壁之间螺纹连接、阶梯形外侧壁的下段中的“O”形密封圈33与下直筒段22的内壁之间相互密封接触，环形定位凹槽15紧密包裹在环形定位凸块221上；与塑料内胆6相贴合的外瓶口2的结合面上设置有若干个凸齿25，外瓶口2通过凸齿25与塑料内胆6相互熔接密封。在内金属瓶口3的阶梯形外侧壁的下段中设置的 “O”形密封圈33与外瓶口的下直筒段22的内壁之间相互密封接触，能防止塑料内胆6中的高压氢气通过内金属瓶口3与外瓶口2之间的间隙中泄漏到外界，另外，内金属瓶口3的阶梯形外侧壁的上段外壁和外金属瓶口1的上段内壁螺纹连接，使得当阶梯形侧壁下段中的“O”形密封圈33失效时，可以方便地进行更换。而外金属瓶口1上设置的环形嵌入块12及外延连接体23中设置的紧密包裹环形嵌入块12的环形嵌入槽233，外金属瓶口1上设置的环形定位凹槽15及下直筒段22上设置的环形定位凸块221，以上的结构使得外金属瓶口1与外瓶口2之间不易产生轴向和径向的相对位移，设置的各嵌入凸块211及与各嵌入凸块211一一配合紧密贴合连接的嵌入凹槽11使得外金属瓶口1与外瓶口2之间受力后不会产生相对的转动位移，从而使外金属瓶口1与外瓶口2之间可靠贴合连接。外瓶口2与内胆6的结合面上设置的若干个凸齿25，由于塑料内胆6在吹塑一体成型时温度较高，此时将塑料内胆6贴合在外瓶口2的结合面上后，塑料内胆6上的热量传递到凸齿25中，使凸齿25达到熔融状态，从而使外瓶口2与塑料内胆6相互熔接密封，这样提高了外瓶口2与塑料内胆6之间密封连接的可靠性，能防止塑料内胆6中的高压氢气通过外瓶口2与塑料内胆3之间的间隙泄漏到外界。

如图1、图4所示，为了进一步增加塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口的密封性，下直筒段22顶部的卡挡住内金属瓶口3的阶梯形外侧壁的卡挡面为口径由上之下逐渐变小的倒锥形面222，阶梯形外侧壁上设置有对应配合的倒锥形面。这样，倒锥形面222与内金属瓶口3的阶梯形外侧壁上的倒锥形面之间形成内金属瓶口3与外瓶口2之间的间隙的第二道密封。

在本实施例中，在制作外瓶口2时，采用与塑料内胆6相同或相类似的塑料材料，外瓶口的上直筒段21、外延连接体23、下直筒段22通过注塑工艺一体加工成型。在实际使用中，凸齿25的截面为三角形或半圆形或梯形，凸齿25也可周向设置，为环形凸齿。

在本实施例中，为了进一步增加外金属瓶口1与外瓶口2之间轴向连接的可靠性，外金属瓶口1的顶部设置有凸檐13，凸檐13轴向压紧贴合在外瓶口的上直筒段21的顶壁上。

在本实施例中，环形嵌入块12的上表面121为从外金属瓶口1底部的外壁向外延伸的向下的倾斜面，环形嵌入块12的下表面122为从外金属瓶口1的底端面向外延伸的向上的倾斜面，使得环形嵌入块的上表面121和下表面122从外金属瓶口1的底部开始由内向外逐渐靠拢。这种结构的环形嵌入块12与对应的环形嵌入槽233之间易于装配。

在本实施例中，环形定位凸块221的底壁为从下直筒段22的外壁向外且向下倾斜延伸的倾斜面、并与环形定位凸块221的竖直的侧壁配合，从而形成底部为勾形的环形定位凸块，环形定位凹槽15为与该环形定位凸块221配合的底部为勾形的环形定位凹槽。这种底部为勾形的环形定位凹槽15使得与其相配合的环形定位凸块15不易脱离，增加了外金属瓶口1与外瓶口2之间连接的可靠性。

在本实施例中，外延连接体23的顶壁231从外瓶口2的上直筒段21外壁的底部向外并向下倾斜延伸，外延连接体23的底壁232从外瓶口2的下直筒段22外壁的底部向外水平延伸一段后再倾斜向上延伸，并且外延连接体23的顶壁231和底壁232相互逐渐靠拢，直至外延连接体23的顶壁231和底壁232的外端相互密封连接；环形定位凸块221设置在下直筒段22顶部的外壁上，从而使得底壁232的水平段与环形定位凸块221的倾斜底壁及环形定位凸块221下方的下直筒段22的外壁之间形成环形嵌入槽233的向内凸出部234，且该向内凸出部234的顶部为倒勾形，使得位于环形定位凹槽15下方的外金属瓶口1嵌入向内凸出部234后不易脱出。

如图2、图3所示，外金属瓶口1的上段外壁上周向均匀间隔设置有四个半球形的嵌入凹槽11，上直筒段21的内壁上周向均匀间隔设置有与各半球形的嵌入凹槽11一一对应且相互配合的四个半球形嵌入凸块211。这种周向间隔均匀设置的半球形的嵌入凹槽11、嵌入凸块211易于加工且易于相互一一对应装配。

本实用新型的优点是：一、内金属瓶口3的阶梯形外侧壁的下段中设置的 “O”形密封圈33与外瓶口2的下直筒段的内壁之间相互密封接触，能防止塑料内胆中6中的高压氢气通过内金属瓶口3与外瓶口2之间的间隙中泄漏到外界，另外，内金属瓶口3的阶梯形外侧壁的上段和外金属瓶口1的内壁上段螺纹连接，使得当阶梯形外侧壁下段中的“O”形密封圈33失效时，可以方便地进行更换。二、外瓶口2通过凸齿25与塑料内胆6相互熔接密封，这样提高了外瓶口2与塑料内胆6之间密封连接的可靠性，能防止塑料内胆中6中的高压氢气通过外瓶口2与塑料内胆6之间的间隙泄漏到外界。三、外金属瓶口1上设置的环形嵌入块12及外延连接体23中设置的紧密包裹环形嵌入块12的环形嵌入槽233，外金属瓶口1上设置的环形定位凹槽15及下直筒段22上设置的环形定位凸块221，以上的结构使得外金属瓶口1与外瓶口2之间不易产生轴向和径向的相对位移，设置的各嵌入凸块211及与各嵌入凸块211一一配合紧密贴合连接的嵌入凹槽11使得外金属瓶口1与外瓶口2之间受力后不会产生相对的转动位移，从而使外金属瓶口1与外瓶口2之间可靠贴合连接。三、采用本实用新型所述的复合瓶口结构的气瓶的使用寿命更长。

Claims (9)

1.塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，包括：金属材质的金属瓶口，塑料材质的外瓶口包裹在金属瓶口上，外瓶口密封连接在塑料内胆的一端，外瓶口及塑料内胆的外壁上由内向外设置有纤维增强层和纤维保护层，其特征在于：金属瓶口包括：外金属瓶口和螺纹连接在外金属瓶口中的内金属瓶口；外金属瓶口的上段外壁上周向间隔设置有若干个嵌入凹槽，外金属瓶口底部的外壁上设置有向外凸出的环形嵌入块, 外金属瓶口下段的内壁上设置有环形定位凹槽；外瓶口包裹在外金属瓶口上，外瓶口包括：上直筒段和下直筒段，上直筒段的内壁上周向间隔设置有若干个嵌入凸块，嵌入凸块和嵌入凹槽分别一一对应且嵌入凸块分别嵌入对应的嵌入凹槽中，外瓶口的上、下直筒段之间设置有外延连接体，外延连接体中设置有紧密包裹环形嵌入块的环形嵌入槽，下直筒段位于外金属瓶口的内侧，下直筒段的外壁上设置有与环形定位凹槽相配合的环形定位凸块，环形定位凸块嵌入环形定位凹槽中；内金属瓶口的顶部设置有凸缘，内金属瓶口的外侧壁为阶梯形外侧壁，该阶梯形外侧壁的下段上设置有环形密封槽，环形密封槽中设置有“O”形密封圈，“O”形密封圈与下直筒段的内壁之间相互密封接触；外瓶口与外金属瓶口之间紧密贴合连接，环形定位凹槽紧密包裹在环形定位凸块上；与塑料内胆相贴合的外瓶口的结合面上设置有若干个凸齿，外瓶口通过凸齿与塑料内胆相互熔接密封。

2.根据权利要求1所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：下直筒段顶部与内金属瓶口的阶梯形外侧壁相互卡挡，并且下直筒段顶部的卡挡住内金属瓶口的阶梯形外侧壁的卡挡面为口径由上之下逐渐变小的倒锥形面，阶梯形外侧壁上设置有对应配合卡挡接触的倒锥形面。

3.根据权利要求1或2所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：外金属瓶口的顶部设置有凸檐，凸檐轴向压紧贴合在外瓶口的上直筒段的顶壁上。

4.根据权利要求1或2所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：环形定位凸块的底壁为从下直筒段外壁向外且向下倾斜延伸的倾斜面、并与环形定位凸块的竖直侧壁配合，从而形成底部为勾形的环形定位凸块，环形定位凹槽为与该环形定位凸块配合的底部为勾形的环形定位凹槽。

5.根据权利要求4所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：环形嵌入块的上表面为从外金属瓶口底部的外壁向外延伸的向下的倾斜面，环形嵌入块的下表面为从外金属瓶口的底端面向外延伸的向上的倾斜面，使得环形嵌入块的上表面和下表面从外金属瓶口底部开始由内向外逐渐靠拢。

6.根据权利要求5所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：外延连接体的顶壁从外瓶口的上直筒段外壁的底部向外并向下倾斜延伸，外延连接体的底壁从外瓶口的下直筒段外壁的底部向外水平延伸一段后再倾斜向上延伸，并且外延连接体的顶壁和底壁相互逐渐靠拢，直至外延连接体的顶壁和底壁的外端相互密封连接；环形定位凸块设置在下直筒段上段的外壁上，底壁的水平段与环形定位凸块的倾斜底壁及环形定位凸块下方的下直筒段的外壁之间形成环形嵌入槽的向内凸出部，且该向内凸出部的顶部为倒勾形。

7.根据权利要求1或2所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：凸齿的截面为三角形或半圆形或梯形。

8.根据权利要求1或2所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：外金属瓶口的上段外壁上周向均匀间隔设置的嵌入凹槽为半球形凹槽，上直筒段的内壁上周向间隔均匀设置有与各半球形的嵌入凹槽一一对应且相互配合的半球形嵌入凸块。

9.根据权利要求1或2所述的塑料内胆纤维缠绕气瓶的复合瓶口结构，其特征在于：外瓶口的上直筒段、外延连接体、下直筒段通过注塑工艺一体加工成型。

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