MX2013006032A - Recipiente. - Google Patents

Abstract

Se describe un recipiente que comprende un revestimiento sustancialmente hermético de fluido es proporcionado con una capa de material de fibra, y un montaje para el montaje de apéndices o estructuras externas en el recipiente. El montaje comprende una porción de cuello sustancialmente cilíndrica con una pestaña de base que se extiende en dirección radial hacia afuera. La pestaña de base es mantenida en una posición axialmente fija, aunque es mantenida rotacionalmente libre entre el revestimiento y la capa de material de fibra.

Description

RECIPIENTE Descripción de la Invención La invención se refiere a un recipiente que comprende un revestimiento sustancialmente hermético de fluido sobre enrollado con una capa de material de fibra, y un montaje para el montaje de apéndices o estructuras externas en el recipiente.

Estos recipientes reforzados con fibra son utilizados, de manera exitosa, como recipientes de presión y ofrecen la ventaja de una construcción de peso ligero. De manera ventajosa, estos tipos de recipientes son utilizados como recipientes de presión, por ejemplo, como recipientes de presión para fluidos gaseosos con presiones hasta de 700 bares. Estos recipientes también podrían ser utilizados para retener fluidos líquidos o incluso fluidos sólidos y fluidos a presiones atmosféricas. Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil el montaje de los apéndices o estructuras externas en estos recipientes en un modo satisfactorio. En particular, ha sido difícil evitar que las fuerzas a las que estos apéndices son sometidos durante el uso, dañen la construcción de peso ligero del recipiente.

La invención tiene por objetivo aliviar el problema mencionado con anterioridad.

Con lo cual, la invención proporciona un recipiente, REF. 241613 que comprende un revestimiento sustancialmente hermético de fluido sobre enrollado con una capa de material de fibra, y un montaje para el montaje de los apéndices o estructuras externas en el recipiente, el montaje comprende una porción de cuello sustancialmente cilindrica con una pestaña de base que se extiende en dirección radial hacia afuera, en donde la pestaña de base es mantenida, en una posición axialmente fija aunque es mantenida rotacionalmente libre entre el revestimiento y la capa de material de fibra. Mediante la retención de la pestaña de base del montaje rotacionalmente libre entre el revestimiento y la capa de material de fibra, cualquier momento de torsión que es ejercido sobre el apéndice alrededor de su eje longitudinal no necesita ser absorbido por la estructura del recipiente. Más que provocar el rompimiento del montaje, el momento de torsión simplemente provoca el movimiento rotacional del montaje.

Mediante la conexión de la base de pestaña con una porción rígida del revestimiento por medio de una conexión de presión, puede ser facilitado el sobre enrollado del revestimiento con el material de fibra, mientras se tiene el montaje unido con el mismo. Mediante la inclusión de la conexión de presión como una ranura que se extiende en dirección circunferencial y una conexión de muesca que actúa en dirección radial entre el montaje y el revestimiento, podría ser obtenida una conexión de presión simple y todavía elegante.

Mediante el suministro del revestimiento con un rebajo de montaje, de manera que la superficie exterior del revestimiento se conecta de una manera sustancialmente suave con la superficie superior de la pestaña de base, puede ser aplicada una capa de material de fibra al revestimiento y puede ser conectada con el montaje en una transición suave sin riesgo de reducción de la resistencia del material de fibra .

Mediante el suministro del montaje con una porción cilindrica de cuello que rodea una apertura del revestimiento, el montaje podría ser muy adecuado para el montaje de un apéndice o estructura externa de manera que controle la comunicación de fluido con el recipiente, tal como una válvula. De manera ventajosa, este apéndice del recipiente podría extenderse hacia el interior de la porción tubular de cuello. En particular, el apéndice podría ser montado, directa o indirectamente, en el interior de la porción tubular de cuello. El montaje directo podría ser incluido, por ejemplo, por medio de una conexión de rosca de tornillo .

De manera ventajosa, el revestimiento podría ser proporcionado con una porción de borde que se extiende hacia el interior de la porción tubular de cuello, mientras una porción inferior del apéndice embraga, en forma sellada, con la porción de borde del revestimiento. Esto permite una construcción hermética de fluido simple y todavía confiable del recipiente. De manera ventajosa, el apéndice podría ser mantenido en una posición axialmente fija, aunque es mantenido rotacionalmente libre en el interior de la porción tubular de cuello. Esto permite una prevención de doble etapa de la carga de torsión del recipiente por medio del apéndice. Esta construcción podría ser incluida, por ejemplo, mediante el suministro de una ranura circunferencial en el apéndice de agujeros cruzados en la porción tubular de cuello, a través de los cuales se extienden pernos o sujetadores de retención.

En el recipiente, el revestimiento podría proporcionar la hermeticidad de fluido, mientras la capa de fibra podría proporcionar la resistencia de la construcción. El revestimiento podría ser flexible y podría ser elaborado, por ejemplo, de una hoja delgada de metal. Sin embargo, el revestimiento también podría ser construido de modo más rígido, de manera que. retenga su forma en la condición descargada. En esta configuración, podría ser facilitado el revestimiento sobre enrollado con el material de fibra por las propiedades de retención de forma del revestimiento. En una construcción muy elegante, la capa de material de fibra podría ser libre de material de matriz que impide el movimiento de la fibra. Esto permite que las fibras se muevan en función de la deformación del recipiente, de manera que la resistencia de impacto del recipiente podría ser incrementada en gran medida si se compara con un recipiente en el cual es enrollado el material de fibra en un material de matriz que mantiene la fibra en el lugar. De preferencia, la capa de material de fibra comprende una o más fibras que son enrolladas alrededor del revestimiento en un patrón geodésico, de manera que la o cada fibra sólo es cargada a lo largo de su eje. Este recipiente es descrito, por ejemplo, en el documento US 7219812. De esta manera, el material flexible de fibra podría proporcionar resistencia estructural al recipiente, mientras el revestimiento simplemente proporciona la hermeticidad de fluido.

El exterior radial de la capa de material de fibra podría ser proporcionado con un recubrimiento, por ejemplo, un recubrimiento de protección para evitar que se dañe el material de fibra. De preferencia, ese recubrimiento es elaborado de un material dúctil aunque flexible, por ejemplo, un poliuretano suave (PUR) .

El exterior radial del recipiente podría ser proporcionado con una porción de agarre manual que rodea el montaje. Esta porción de agarre manual podría facilitar la manipulación o manejo del recipiente, aunque también podría servir como una estructura de protección que proteja el montaje y el apéndice de las fuerzas transversales y los momentos colgantes .

La porción de agarre manual podría ser proporcionada con una superficie inferior que es unida con el exterior del recipiente. Esta unión podría realizarse, por ejemplo, mediante la fusión o el encolado de la superficie inferior de la porción de agarre manual con la superficie exterior del recipiente que rodea el montaje. De manera ventajosa, esta porción de agarre manual podría ser unida con un recubrimiento que ha sido proporcionado en el exterior radial de la capa de material de fibra. De manera ventajosa, esta porción de agarre manual podría ser montada en otra estructura diferente del montaje, por ejemplo, en el exterior del recipiente, de modo que es evitada la transferencia directa de las fuerzas ejercidas sobre la porción de agarre manual en el montaje. De manera ventajosa, esta porción de agarre manual también podría ser utilizada en cualquier tipo de recipiente, que comprende un revestimiento sustancialmente hermético de fluido sobre enrollado con una capa de material de fibra con la cual es unida la porción de agarre manual .

De preferencia, el exterior radial de la capa de material de fibra es entonces proporcionado con un recubrimiento, (es decir, también en recipientes con un montaje convencional para el apéndice) .

Las modalidades ventajosas adicionales de la invención son descritas en las reivindicaciones dependientes.

A continuación, la invención será explicada adicionalmente utilizando un número de modalidades de ejemplo que son mostradas en las figuras.

La Figura 1 muestra una vista de un recipiente de acuerdo con la invención; La Figura 2 muestra una sección transversal de la porción superior del recipiente de la Figura 1, y La Figura 3 muestra una construcción alternativa para la porción superior del recipiente de la Figura 1.

Las figuras son representaciones esquemáticas de las modalidades preferidas de la invención, las cuales son proporcionadas como ejemplos no limitantes.

La Figura 1 muestra un recipiente 1. El recipiente 1 podría ser en esta modalidad, por ejemplo, un recipiente de presión de peso ligero. En péirticular, el recipiente 1 podría ser utilizado para contener propano, y podría tener una presión de prueba de 30 bares. El volumen del recipiente 1 podría ser, por ejemplo, de 30.5 litros, y el peso vacío podría ser, por ejemplo, de 6.5 kg. El peso del gas propano contenido en el recipiente 1 podría ser, por ejemplo, de 12.8 kg. La altura del recipiente podría ser, por ejemplo, de 710 mm, y el diámetro podría ser, por ejemplo, de 296 mm. Este recipiente 1 podría ser utilizado, por ejemplo, para retener gas propano para un camión de horquillas de elevación.

Con referencia a la Figura 2, el recipiente 1 comprende un revestimiento sustancialmente hermético de fluido 2. El revestimiento 2 es diseñado para retener fluidos, en particular, gas licuado y gas a presiones hasta de 30 bares durante un periodo prolongado de tiempo, por ejemplo, varios días o meses. El revestimiento 2 de. la modalidad de ejemplo mantiene su forma cuando no es sometido a la carga de los contenidos presurizados . El revestimiento 2 podría ser elaborado, por ejemplo, de un material plástico sustancialmente rígido, por ejemplo, HDPE y podría ser manufacturado, por ejemplo, en un proceso de moldeo de rotación o un proceso de moldeo de soplado. El revestimiento 2 también podría ser manufacturado como una alternativa a partir de un material flexible tal como una hoja delegada única o múltiples hojas delgadas de metal.

El revestimiento 2 ha sido proporcionado sobre su superficie exterior 33 con una capa 3 de material de fibra. Este material de fibra podría ser, por ejemplo, filamentos cortos o largos de fibra embebida en un material de matriz que impide el movimiento de las fibras de una con respecto a la otra. Esta capa 2 podría ser construida, por ejemplo, utilizando esteras impregnadas con resina de material de fibra tejida o no tejida. El material de fibra podría ser, por ejemplo, fibra de carbono, fibra de vidrio, fibra de Kevlar o fibra de Aramida o combinaciones de las mismas.

En la modalidad de ejemplo, la capa de material de fibra es formada por medio de un número de filamentos de fibra con los cuales ha sido enrollado el revestimiento 2. De manera ventajosa, los filamentos de fibra podrían ser enrollados secos, y por lo tanto, podrían estar libres del material de matriz que impide el movimiento de la fibra. En esta configuración, la capa 3 de material de fibra podría comprender una o más fibras que son enrolladas alrededor de la superficie exterior 33 del revestimiento en un patrón geodésico, de manera que la o cada fibra sólo es cargada a lo largo de su eje longitudinal. De preferencia, la superficie exterior 33 del revestimiento podría ser sustancialmente cubierta en su totalidad con una capa 3 de material de fibra, de manera que el material de fibra absorbe la carga mecánica, y el revestimiento 2 funciona para proporcionar hermeticidad de fluido. El exterior radial 34 de la capa 2 de material de fibra podría ser proporcionado con un recubrimiento 32, por ejemplo, para proteger del daño a la capa 3 de material de fibra. De manera ventajosa, el recubrimiento 32 es elaborado de un material flexible para así permitir el movimiento de las fibras con las que se encuentra en contacto.

El recipiente 1 es proporcionado con un montaje 4 para el montaje de apéndices o estructuras externas en el recipiente 1. Este apéndice o estructura externa podría ser, por ejemplo, una válvula 13, aunque también podría ser, por ejemplo, un medidor de presión, de línea de flujo o redactor de presión. El montaje 4 comprende una porción de cuello sustancialmente cilindrica 5 con una pestaña de base que se extiende en dirección radial hacia afuera 6. La pestaña de base 6 es mantenida en una posición axialmente fija, aunque es mantenida rotacionalmente libre entre el revestimiento 2 y la capa 3 de material de fibra. Por lo tanto, el montaje 4 podría ser impedido de su movimiento a lo largo de su eje 7 con respecto al recipiente 1, aunque podría permitirse que gire alrededor de su eje 7 sin dañar el revestimiento 2 o la capa 3 de material de fibra. La rotación podría ser libre porque podría girar sin los topes de extremo. Sin embargo, esta rotación libre todavía podría incluir una cantidad significante de fricción, o podría incluir la indexación a través de un mecanismo de trinquete.

Con referencia una vez más a la Figura 2, esta muestra que la pestaña de base 6 es soportada en la superficie exterior 33 del revestimiento 2. En esta modalidad, el revestimiento 2 es proporcionado con un rebajo de montaje 12, de manera que la superficie exterior 33 del revestimiento se conecta de una manera sustancialmente suave con la superficie superior de la pestaña de base 6. En esta modalidad, la pestaña de base 6 es conectada con una porción rígida del revestimiento 2 por medio de una conexión de presión 9. La conexión de presión 9 podría comprender una ranura que se extiende en dirección circunferencial 10 que coopera con una muesca 12, de manera que la conexión de ranura y muesca actúa en dirección radial entre el montaje 4 y el revestimiento 2.

En la modalidad mostrada, la porción cilindrica de cuello 5 es tubular y corresponde con una apertura 20 del recipiente 1. Como se muestra, la porción cilindrica de cuello 6 rodea en forma circunferencial un orificio 21 en el revestimiento 2. Una porción de borde 14 del revestimiento 2 se extiende hacia el interior 15 de la porción tubular de cuello 5. La porción de borde 14 es embragada, en forma sellada, por medio de una porción inferior 16 del apéndice 13. En la modalidad mostrada, el apéndice 13 es mantenido en una posición axialmente fija aunque es mantenido rotacionalmente libre en el interior 15 de la porción tubular de cuello 5.

Un anillo de sellado 22 ha sido proporcionado en una ranura 23 de una base o pie cilindrico 24 del apéndice 13. En esta modalidad, la porción de borde 14 del revestimiento 2 que se extiende hacia el interior 15 de la porción de cuello 5 ha sido maquinada para proporcionar una superficie suave para la cooperación de sellado con el anillo de sellado 22 del apéndice. El pie cilindrico 24 por sí mismo ha sido fijado contra el movimiento axial con relación al montaje 4 por medio de un conjunto de pernos de bloqueo o inmovilización 25. Los pernos de bloqueo 25 se extienden a través de la porción de cuello 5 del montaje 4 y son recibidos en una ranura circunferencial 26 del pie cilindrico 24 del apéndice 13 de modo que puede girar con libertad alrededor de su eje longitudinal 7 con relación a la porción de cuello 5 del montaje 4. El alojamiento de válvula 27 ha sido embragado, en forma roscada, en el pie cilindrico 24 por medio de una rosca de tornillo 28. Un conjunto de agujeros 29 ha sido proporcionado en la porción superior del pie cilindrico 24, de modo que ésta podría ser embragada por medio de una herramienta pa.ra restringirla en contra de la rotación, de modo que el alojamiento de válvula 27 puede ser roscado dentro o fuera del pie cilindrico 24.

Una porción de agarre manual 18 ha sido proporcionada en la superficie superior del recipiente 1 que rodea el montaje 4. La porción de agarre manual forma una corona que protege el montaje 4 y el apéndice montado con el mismo de las cargas transversales. La porción de agarre manual 18 ha sido proporcionada con una superficie inferior 19 que es unida con la superficie exterior del recipiente 1. En esta modalidad, la superficie inferior 19 de la porción de agarre manual 18 es encolada en la superficie exterior del recubrimiento 32 que es aplicada a la capa 3 de material de fibra. Las cargas que son aplicadas a la porción de agarre manual 18 son transferidas hacia el recubrimiento 32.

Con referencia a la Figura 3, es mostrada una modalidad simplificada del apéndice 13. En esta modalidad, el apéndice 13 es proporcionado sin una base o pie cilindrico, de modo que la porción inferior del alojamiento de válvula 27 es embragada en una forma directamente roscada en el interior 15 de la porción de cuello 5 del montaje 4. Entonces, el apéndice 13 podría girar en forma unida con el montaje 4. La barrera de protección 31 de la porción de agarre manual 18 durante el uso protege la porción de cuello 5 del montaje 4 contra el embrague mediante las fuerzas transversales . Durante la operación normal,, la barrera de protección 31 protege la porción de cuello 5 del montaje 4, de modo que es evitado el desenroscado del alojamiento de válvula 27 de la porción de cuello con la cual gira en forma libre y unida.

Debe ser claro para la persona experta que la invención no es limitada a las modalidades de ejemplo descritas con anterioridad, sino que son posibles muchas variaciones dentro del alcance de la invención como es definido en las reivindicaciones adjuntas.

Signos de Referencia 1 Recipiente 2 Revestimiento 3 Capa 4 Montaje 5 Porción de cuello 6 Pestaña de base 7 Eje A 8 Porción rígida 9 Conexión de presión 10 Ranura 11 Muesca 12 Rebajo de montaje 13 Apéndice 14 Porción de borde 15 Porción interior de cuello 16 Apéndice de porción inferior 17 - 18 Porción de agarre manual 19 Superficie inferior 20 Apertura 21 Orificio 22 Anillo de sellado 23 Ranura 24 Pie cilindrico 25 Pernos de bloqueo 26 Ranura circunferencial 27 Alojamiento de válvula 28 Rosca de tornillo 29 Agujeros 30 Pie cilindrico de porción superior 31 Barrera de protección 32 Recubrimiento 33 Superficie exterior 34 Exterior radial Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un recipiente que comprende un revestimiento sustancialmente hermético de fluido proporcionado con una capa de material de fibra, y un montaje para el montaje de apéndices en el recipiente, el montaje comprende una porción de cuello sustancialmente cilindrica con una pestaña de base que se extiende en dirección radial hacia afuera, caracterizado porque la pestaña de base es mantenida en una posición axialmente fija aunque es mantenida rotacionalmente libre entre el revestimiento y la capa de material de fibra.

2. El recipiente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pestaña de base es conectada con una porción rígida del revestimiento por medio de una conexión de presión.

3. El recipiente de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la conexión de presión comprende una ranura que se extiende en dirección circunferencial y una conexión de muesca que actúa en dirección radial entre el montaje y el revestimiento.

4. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el revestimiento es proporcionado con un rebajo de montaje, de manera que la superficie exterior del revestimiento se conecta de una manera sustancialmente suave con la superficie superior de la pestaña de base.

5. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la porción cilindrica de cuello es tubular, y corresponde con una apertura del recipiente .

6. El recipiente de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el apéndice del recipiente se extiende hacia el interior de la porción tubular de cuello.

7. El recipiente de conformidad con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque una porción de borde del revestimiento se extiende hacia el interior de la porción tubular de cuello, mientras una porción inferior del apéndice embraga, en forma sellada, con la porción de borde del revestimiento.

8. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el apéndice es mantenido en una posición axialmente fija aunque es mantenido rotacionalmente libre en el interior de la porción tubular de cuello .

9. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el revestimiento retiene su forma en la condición descargada.

10. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de material de fibra es libre de material de matriz que impide el movimiento de la fibra.

11. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de material de fibra comprende una o más fibras que son enrolladas alrededor del revestimiento en un patrón geodésico, de manera que la o cada fibra sólo es cargada a lo largo de su eje longitudinal.

12. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el exterior radial de la capa de material de fibra es proporcionado con un recubrimiento.

13. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el exterior radial del recipiente es proporcionado con una porción de agarre manual que rodea el montaje.

14. El recipiente de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la porción de agarre manual es proporcionada con una superficie inferior que es unida con la superficie exterior del recipiente.