雨水罐筒体的封头的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种雨水罐筒体的封头，包括封头基体和围绕在封头基体外周、与封头基体垂直相连的封头侧壁；封头基体的内表面为长轴：短轴＝1.5?2.2的椭圆形，内表面上设置有一与封头内表面形状为相似图形的椭圆环，椭圆环的外壁与经过内表面中心O点的长轴、短轴的交点分别为A、D，经过O点的长轴、短轴与内表面外周的交点为分别为B、C，CD：CO＝BA：BO＝1:(4?8)；在长轴方向上，椭圆环的外侧设置有两个圆弧形凸起，圆弧形凸起的圆弧段与所述椭圆环相接。本申请封头在各种厚径比上，均可实现最优的应力减小效果，有利于提高封头的抗压强度和安全系数。
【专利说明】
雨水罐筒体的封头
技术领域
[0001] 本发明涉及玻璃钢罐体的封头制作技术领域，特别地，涉及一种雨水罐筒体的封 头。
【背景技术】
[0002] 水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质，是工农业生产、经济发展 和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。水资源从广义来说是指水圈内水量的总体， 对人类活动具有使用价值和经济价值的地表水和地下水，地表水可包括江河、湖泊和养殖 水域等，主要的自然来源为该集水区的降水和此集水区中地表径流。世界许多地区对水的 需求已经超过水资源所能负荷的程度，而我国由于人口众多，当前中国人均水资源占有量 为2500立方米，约为世界人均占有量的1/4,排名百位之后，被列为人均水资源贫乏的国家 之一。水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。我国 的可利用水资源水资源供需矛盾日益尖锐。
[0003] 气候条件变化使得各种水资源的时空分布不均，人们往往采用修筑水库来调蓄水 源，或采用回收和处理的办法，二次利用工业用水、生活污水和自然降水，扩大可利用水资 源的来源渠道。
[0004] 雨水罐是指以合成树脂为基体、玻璃纤维增强材料制作而成的专门用于处理生活 污水和回收自然降水的设备，一般包括卧式圆筒形的筒体和位于筒体两端的凸形封头，筒 体和凸形封头形成密闭空间。
[0005] 在凸形封头中，椭圆封头由于经线曲率半径平滑连续，应力分布比较均匀，尤其对 于a/b = 2的标准椭圆封头，边缘应力小至可不予以考虑，故从受力来看，椭圆封头的优势仅 次于半球形封头，而优于碟形封头，同时椭圆封头兼有碟形封头深度较浅的优点，工业制造 程序比半球封头容易，因此椭圆封头广泛应用于中低压容器，如雨水罐、储水罐等。但该种 外凸椭圆封头普通存在抗压强度较小，易变形的缺陷。
[0006] 参见图1和图2,中国专利CN201320078329.0提供了一种圆筒形玻璃钢化粪池筒体 的车轮型封头，封头呈辐板式车轮凹凸设计，车轮中心周边设有圆环凸起，圆柱面的外端部 设有圆环凸起，辐板与辐板空隙之间呈凹凸设计，可提高封头的抗压强度。
【发明内容】
[0007] 本发明目的在于提供一种雨水罐的筒体封头，以解决封头抗压强度不高的技术问 题。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供了一种雨水罐筒体的封头，封头包括封头基体和围 绕在所述封头基体外周、与封头基体垂直相连的封头侧壁;所述封头基体的内表面为长轴： 短轴= 1.5-2.2的椭圆形，内表面上设置有一与封头内表面形状为相似图形的椭圆环，所述 椭圆环的外壁与经过内表面中心〇点的长轴、短轴的交点分别为A、D，经过0点的长轴、短轴 与内表面外周的交点为分别为B、C，CD:C0 = BA:B0 = 1: (4-8);
[0009] 在长轴方向上，椭圆环的外侧设置有两个圆弧形凸起，圆弧形凸起的圆弧段与所 述椭圆环相接；
[0010] 椭圆环的高度由短轴与椭圆环相交点处沿长轴方向，向两侧逐渐增高；圆弧形凸 起的高度由长轴与圆弧形凸起交点处沿短轴方向，向两侧逐渐降低。
[0011] 优选地，所述圆弧形凸起的高度最高点等于或低于椭圆环的高度最低点。
[0012] 优选地，所述椭圆环的侧面上设置若干通孔，所述通孔所占面积为椭圆环的侧面 面积的30-50 %。
[0013] 优选地，所述通孔形状为圆形或者半圆形。
[0014] 优选地，所述封头基体的厚径比为1.5-2.5。
[0015] 优选地，所述封头基体的厚径比为1.5-2时，经过0点的长轴、短轴与内表面外周的 交点为分别为B、C，CD:C0 = BA:B0=(3-4):16。
[0016] 优选地，所述封头基体的厚径比为2-2.5时，经过0点的长轴、短轴与内表面外周的 交点为分别为B、C，CD:C0 = BA:B0=(2-3):16。
[0017] 优选地，所述椭圆环的最高点低于封头侧壁的高度最低点。
[0018] 本发明具有以下有益效果：
[0019] 本发明将雨水罐筒体的封头基体的内表面设置为长轴:短轴= 1.5-2.2的椭圆形， 并在内表面上设置一从中心位置高度逐渐降低的椭圆形环状突起。参见图5,经发明人测 试:长短轴之比为1.5-2.2的椭圆形封头的最大应力位于长半轴中点(F)与长半轴八分之一 点(G)之间，因此将可以起到加强作用的椭圆形环状突起设置在此范围内，对于减小封头的 应力有明显作用。并且，针对厚径比越高，最大应力的出现范围就越靠近长半轴八分之一点 的特性，本申请对于不同厚径比的封头，将椭圆形环状突起设置在不同的范围内，达到在各 种厚径比的封头上，均实现最优的应力减小效果。
[0020] 另外，在椭圆环的侧面上设置若干通孔，利用通孔将椭圆环上的应力消散，使得椭 圆环不在纵向方向上产生阻力而形成应力集中点。
[0021] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0022] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0023] 图1是现有技术的车轮式结构的封头正视图；
[0024]图2是现有技术的车轮式结构的封头侧视图；
[0025] 图3是本发明优选实施例的封头结构正视图；
[0026] 图4是本发明优选实施例的封头结构侧向剖面视图；
[0027] 图5是本发明优选实施例的封头结构横向剖面视图；
[0028] 图6是本发明优选实施例的封头结构立体视图之一；
[0029] 图7是本发明优选实施例的封头结构立体视图之二；
[0030] 其中，1、封头基体，2、椭圆环，21、椭圆环侧面，22、通孔，3、圆弧形凸起，4、封头侧 壁。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限 定和覆盖的多种不同方式实施。
[0032] 参见图3、图4和图5,本申请提供了一种雨水罐筒体的封头，其特征在于，所述封头 包括封头基体1和围绕在所述封头基体1外周、与封头基体1垂直相连的封头侧壁4;所述封 头基体1的内表面为长轴:短轴= 1.5-2.2的椭圆形，内表面上设置有一与封头内表面形状 为相似图形的椭圆环2,所述椭圆环2的外壁与经过内表面中心0点的长轴、短轴的交点分别 为A、D，经过0点的长轴、短轴与内表面外周的交点为分别为B、C，⑶:C0 = BA:B0=l:(4-8); 也就是说，在半长轴的中点和外1/4点之间的高应力范围内，设置有椭圆环2,使得该区域内 的封头厚度被加强，从而分散该区域内的应力。
[0033] 椭圆环侧面21上可设置若干通孔22,所述通孔所占面积为椭圆环侧面21面积的 30-50%，避免因通孔面积过大而影响椭圆环本身的强度，也避免因通孔面积过小而达不到 分散集中在此的应力的作用。通孔形状可为圆形或者半圆形，弧形的边缘不会导致应力的 汇集，顺势分散传导至此的应力。
[0034] 在长轴方向上，所述椭圆环2的外侧设置有两个圆弧形凸起3,所述圆弧形凸起3的 圆弧段与所述椭圆环相接，以将椭圆环上的应力顺势分散至封头侧壁。
[0035] 参见图6,所述椭圆环2的高度由短轴与椭圆环相交点处沿长轴方向，向两侧逐渐 增高，使得越靠近封头基体的长轴两端，椭圆环厚度越大;所述圆弧形凸起3的高度由长轴 与圆弧形凸起交点处沿短轴方向，向两侧逐渐降低，使得越靠近圆弧形突起的尾端，圆弧形 凸起的厚度越来越小，越来越与封头基体表面接近。
[0036] 在圆弧形凸起的高度最高点等于或低于所述椭圆环的高度最低点时，其对封头整 体强度的影响较大，效果较佳。
[0037] 另外，封头基体的厚径比（封头基体厚度与最长半径即长半轴之比）为1.5-2.5为 佳。特别是，当封头基体的厚径比为1.5-2时，经过0点的长轴、短轴与内表面外周的交点为 分别为B、C，CD:⑶= BA:B0=(3-4):16,椭圆环的位置偏向于半长轴的中点一侧；当封头基 体的厚径比为2-2.5时，经过0点的长轴、短轴与内表面外周的交点为分别为B、C，CD:C0 = BA: B0 =( 2-3): 16，椭圆环的位置偏向于半长轴的四分点一侧，对应力的分散效果较优。 [0038]以下为具体实施例。各个实施例选用同样材料、体积的筒体作为载体进行实验，选 用玻璃钢材质，其实验过程的具体参数和实验结果数据如下表所示。其中对比实施例为与 对应实施例选用同样材质、长短轴比、厚径比，但未设置椭圆环和通孔的常规封头。
[0039]表一实施例的实验过程具体参数和实验结果数据
[0040]
[0041]
[0042] 由上表可知，本申请设置了椭圆环和通孔的封头，在各种长短轴比、厚径比的规格 差异下，对封头应力的减小效果均优于现有技术。可见，本申请结构的封头可有效减小封头 内壁的径向应力，有利于提高封头的抗压强度和安全系数。
[0043] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种雨水罐筒体的封头，其特征在于，所述封头包括封头基体和围绕在所述封头基 体外周、与封头基体垂直相连的封头侧壁;所述封头基体的内表面为长轴:短轴=1.5-2.2 的椭圆形，内表面上设置有一与封头内表面形状为相似图形的椭圆环，所述椭圆环的外壁 与经过内表面中心O点的长轴、短轴的交点分别为A、D，经过O点的长轴、短轴与内表面外周 的交点为分别为B、C，CD:C0 = BA:B0 = 1: (4-8); 在长轴方向上，所述椭圆环的外侧设置有两个圆弧形凸起，所述圆弧形凸起的圆弧段 与所述椭圆环相接； 所述椭圆环的高度由短轴与椭圆环相交点处沿长轴方向，向两侧逐渐增高;所述圆弧 形凸起的高度由长轴与圆弧形凸起交点处沿短轴方向，向两侧逐渐降低。2. 根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述圆弧形凸起的高度最高点等于或低于 所述椭圆环的高度最低点。3. 根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述椭圆环的侧面上设置若干通孔，所述 通孔所占面积为椭圆环的侧面面积的30-50 %。4. 根据权利要求3所述的封头，其特征在于，所述通孔形状为圆形或者半圆形。5. 根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述封头基体的厚径比为1.5-2.5。6. 根据权利要求5所述的封头，其特征在于，所述封头基体的厚径比为1.5-2时，经过O 点的长轴、短轴与内表面外周的交点为分别为B、C，CD:CO = BA:BO=(3-4):16。7. 根据权利要求5所述的封头，其特征在于，所述封头基体的厚径比为2-2.5时，经过O 点的长轴、短轴与内表面外周的交点为分别为B、C，CD:CO = BA:BO=(2-3):16。8. 根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述椭圆环的最高点低于封头侧壁的高度 最低点。
【文档编号】B65D90/54GK105947461SQ201610362867
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月28日
【发明人】不公告发明人
【申请人】湖南细心信息科技有限公司