燃料罐的制作方法_2

文档序号:9916321阅读:来源:国知局
密封圈对容器提供支撑,密封圈固定在容器上并与 容器一同被柔性覆盖物包围。在经常打开和关闭盖板时可以保证燃料罐的高压力稳定性和 长使用寿命。
[0052] 盖板和容器之间的连接还可通过形状匹配、力量匹配和/或材料匹配完成,其特点 在于,可实现很好的密封性、压力强度和耐机械载荷性能。
[0053]自膨胀的密封件或部件是一种材料制成的部件或装置,采用了通过触发装置使体 积增加数倍的烟火技术。
[0054]形状记忆部件是一种材料制成的部件或一种通过触发装置形成规定形状的装置。 例如是一种含镍钛合金的金属部件。
[0055] 通过自膨胀部件或一个形状记忆部件可以实现特别可靠的机械性形状或力量匹 配连接,或采用烟火制造术触发技术实现。螺旋连接或粘接连接特别简单,而且价格低廉。
[0056] 在本发明的一个实施例中,盖板至少有一个通道和/或一个或多个阀门。
[0057] 采用一个带通道的盖板或盖板可以实现装料和排料,而无需打开盖板。设置该通 道的优点在于,盖板可以与容器紧密连接,还能打开和闭合。阀门或带有阀门的装置可提供 超压保护。
[0058] 在符合本发明的结构形式中,盖板上可加装其他部件和/或与盖板连接、邻接或穿 过盖板的部件,例如一个阀门或输入管或排放管,一个高品质镍钢合金,优选地镍含量约为 20%。使用此种材料的膨胀系数非常小,在非常低的温度下可以保证非常好的密封性并形 成稳定的形状或力量匹配连接,例如螺旋连接。
[0059]在本发明的一个实施例中,只有一个开口和一个密封开口的盖板。燃料罐上设置 了一个开口和一个盖板,燃料罐的所有操作部件以及进出管道均可穿过盖板或位于盖板中 间位置,其操作性简单,安全性高并减轻了重量。
[0060] 在本发明的一个实施例中,容器的开口向上形成锥形结构和/或开口是椭圆形的, 容器的开口范围优选采用密封性材料,保证盖板的良好密封紧密性,盖板通过本体重量在 接口位置形成紧密连接。此种容器开口向上形成锥形的结构,其特点在于,形成一种椭圆形 的开口,通过这种非常简单的方式固定盖板,并且盖板可以开合。优选地,此种容器具有一 种向上形成锥形结构的开口,而且开口是椭圆形的。在上述所有结构形式中,通过采用一种 密封性材料,例如一种密封性合成材料或金属获得耐磨性良好和使用寿命长的盖板开口结 构
[0061] 在本发明的一个实施例中,盖板可以设置成一种可开关结构,盖板有部分部件设 置在容器内部,另一部分部件设置在容器外部,两种部件优选采用磁性部件。
[0062] 设置在开关位置的盖板可以开关,一部分设置在容器内部,另一部分设置在容器 外部,能够实现密封性良好和可靠的开关。此种基本原理已经应用在潜水艇和汽车的结构 中,能够获得非常良好的密封性。
[0063] 在内外相对位置上采用磁性部件的优点在于,在盖板闭合状态时,两个磁性部件 彼此之间的吸引力还能保证盖板更好的密封效果,实现了容器盖板在关闭时良好的密封 性。
[0064] 在本发明的一个实施例中,容器至少有两个优选通过力量配合、形状配合彼此连 接的部件,尤其是一个自膨胀部件或一个形状记忆部件。
[0065] 至少两部分构成的容器生产过程非常简单,尤其是特别长的容器或开口向上形成 锥形的容器。连接两个容器部分时,优选采用一种自膨胀或形状记忆部件,参照容器-盖板-连接章节中所述。
[0066] 在本发明的一个实施例中,覆盖物在容器内部采用多层缠绕结构,覆盖物形成密 封空间,在密封空间中可设置螺旋形围绕的冷却管道,优选地设置能够经受低温和/或压力 载荷的冷却剂输出/输出管道。
[0067] 符发明的燃料罐实施例中,采用了一种例如套筒状的覆盖物,封闭端深入到容器 中,覆盖物的开放端进入到容器内部或在容器中间方向覆盖,优选地,覆盖物在内部形成第 二层圆柱形结构层。在容器底部重新包裹住容器内部。覆盖物贴住容器延伸至容器开口位 置,在容器内部采用相同覆盖物层层贴在容器上,容器内部空间被包围成一个圆柱形。覆盖 物的开放端沿着容器开口向外延伸,并包围住容器外部,直至覆盖物的开放端汇集到容器 底部中间位置,例如形成非常结实和密封的结构。从而达到非常良好的耐冲击安全性和隔 热性。
[0068] 如果覆盖物在容器内部构成密封的圆柱形空间,在夹层结构中填充例如合成材料 小球并形成真空夹层结构可以起到优良的隔热作用。
[0069] 本发明的另一个实施例中,容器内部的覆盖物还可形成密封的圆筒形空间,四周 可设置螺旋形缠绕的冷却管道,强化结构的冷却管道置于真空中,还可增加覆盖物的保温 作用。
[0070] 在冷却管道中通入冷却剂对燃料罐进行冷却。如果未设置冷却管道还可直接将冷 却剂装入到覆盖物形成的空间中,也可以对燃料罐进行冷却。此种冷却方式的特点是,在装 入燃料时不会出现汽化现象,在汽车长时间停止时可以减少或基本避免汽化现象。
[0071] 燃料罐的冷却还可通过其他方式实现,可在耐低温和/或耐高压的冷却剂进出管 道上设置一个控制装置。在低温燃料罐中的气体压力超过规定极限值时,会自动通入冷却 剂。在低温燃料罐中的气压下降时,可减少输入的冷却剂,直至达到低温燃料罐中的极限温 度。根据制冷需要和压力条件计算输入的冷却剂量。
[0072] 可直接在覆盖物空间内或螺旋冷却管中加入冷却剂,在覆盖物空间或冷却管道中 加入冷却剂时,会造成膨胀且面积变大。覆盖物空间可能会像手风琴一样膨胀,然后再次收 缩。在该过程中可有效的达到冷却效果。
[0073] 在汽车中使用上述冷却方式的燃料罐可避免或减少出现添加燃料时的汽化现象, 对于使用者来说在每次添加燃料时非常易于操作。符合本发明的其他结构形式,燃料罐垂 直放置并通过一根设置在燃料罐上部的加油管向燃料罐中添加燃料。
[0074] 在向燃料罐中添加燃料时,例如液化天然气,可通过竖直安装的方式并通过燃料 罐上部设置的加油管添加燃料,冷却装置插入到液体燃料中,对蒸发的气体燃料进行冷却。 从而可以避免在燃料罐的上部位置出现更多的CH4和N2,从而减少了甲烷,并避免了对其他 燃料罐和发动机造成损坏并保证了良好的防爆性,目前使用的常规液化天然气罐会出现上 述情况,增加了发动机厂家的维修费用并影响了发动机的功率。
[0075] 本发明的另一个实施例中,还可使用不止一种的柔性式套筒状覆盖物,其覆盖和 缠绕的特征在于,覆盖物覆盖在容器内部并形成封闭空间,比如在燃料罐中向内形成凸起。 在加入冷却剂时,产生的汽化燃料可保持在汽化压力界限值以下,从而减少了燃料罐中的 压力。此外还可安装一个真空栗抽出冷却剂如N2气体,使燃料罐内部凸出的覆盖物收缩,从 而腾出更多空间添加更多的燃料。本发明的另一个实施例中,盖板的内部和外部部件之间 形成了真空隔热层。具有很高的隔热效果。
[0076] 本发明还涉及一种包括多种上述燃料罐的组合罐,所有燃料罐彼此相连,介质可 从一个燃料罐进入到其他燃料罐中,尤其是可通过管道系统,控制装置和/或连接法形成多 个燃料罐的不同连接。
[0077] 介质可以是液态燃料或气态燃料。不论是液态燃料还是气态燃料均可保存在容器 中。根据最新技术水平,可以连接多个燃料罐储存不同状态的介质,例如液态燃料的连接管 和其他气态燃料的管道。
[0078]组合罐的优点在于结构多样性。可根据目前的结构空间或必要的装油量要求,通 过连接多个燃料罐形成组合罐,用来满足不同的使用要求。
[0079] 保存高压介质时,组合罐可根据实际空间情况选择组合任意数量的燃料罐,一方 面可以充分利用空间,另一方面可以充分存储更多的燃料介质。高压燃料罐必须能够经符 合出现高压汽化燃料的条件,即在沸点升高时,必须能够承受受住温度_120°C时的超压 20bar。使用芳纶/Kevlar-覆盖物的燃料罐的重量更低,并可承受内压达250bar,圆筒状的 结构具有更高的强度和密封性。矩形结构的燃料罐内部空间的耐压性有限。而且必须采取 更多的隔热和防汽化措施,如果使用液化天然气/压缩天然气时,在尚有少量液化天然气和 压缩天然气的加气站管网中可能会出现甲烷燃料。组合罐的每个燃料罐的直径较小,能够 更好的充分利用空间并节省能源。
[0080] 本发明的规定方式,组合罐可以节省车内的空间,可以安装在货车司机驾驶室的 后侧或顶部,用来存储并提供汽车运行所需要的燃料,如液态气体,比如液化天然气。保存 液态气体需要采用耐低温的密封防冲击燃料罐。本发明如上所述的组合罐满足所有要求。
[0081] 在燃料罐中温度升高时,保存的液态气体会发生汽化。使用本发明的上述组合罐 可以有效避免出现这种情况:在液化天然气/压缩天然气组合罐中产生的汽化气体可与中 间位置燃料罐中的燃料传递到旁侧的燃料罐中,从而导致温度升高,造成出现更多的汽化 气体。在旁侧的燃料罐中聚集的汽化气体可直接用于驱动货车,并可以直接溢出并充分利 用。从而增加汽车的燃料利用率,行使里程也更多。
[0082] 本发明的另一个特点是,在混合燃料罐中使用液化天然气和液态生物甲烷气体。 生物甲烷气体与液化天然气的混合物穿过盖板并通过至少一个喷嘴喷射,即盖板上的牵拉 螺栓26和27,至少一个输料管道中的生物甲烷通过牵拉螺栓上的混合喷嘴环状喷入到存储 在燃料罐中的液化天然气中进行混合。可以在内盖板上增加更多的喷嘴,可更加充分地混 合燃料。生物甲烷气体的充分混合决定了发动机燃烧是否充分。充分混合对于加气站和配 电站也具有重要的意义,因为高于一定比例的生物甲烷会减少上部燃料罐中的浓度并在抽 吸时改变燃料的浓度。液化天然气和生物甲烷气体的混合物还可在燃料燃烧过程中通过一 个循环栗实现。
[0083] 图1所示的是一种包含一个容器2的燃料罐1,容器2上有一个开口 3和盖板4,盖板4 可覆盖开口 3。一种柔性覆盖物5覆盖在容器2的内部和外部。覆盖物5为套筒状结构。覆盖物 5的密封端7位于容器2的内部底部。套筒状的覆盖物还可覆盖住开口 3,从内向外覆盖。套筒 状的覆盖物开放端扭转聚集在容器外侧底部并通过一个夹紧装置6形成力量配合连接。套 筒状的覆盖物是一体化结构,由编织芳纶/Kevlar纤维制成。为了提高燃料罐1收到外部冲 击的强度,在容器2上安装覆盖物5之前可涂上一层石墨烯涂层8。容器盖板连接12可采用螺 旋连接或粘接等方式,同时盖板4也可与覆盖物5形成容器盖板连接12。通过一根管道,一个 阀门,一个控制器和/或线路输入和输出介质的一个或多个装置13见图1所示的燃料罐1图 不。
[0084] 图2所示的是燃料罐的另一个实施例,套筒状覆盖物5与第一实施例不同,覆盖物5 的闭合端位于容器的外侧底部。覆盖物5同样覆盖住出口 3,并包围住容器2的内部和外部。 如图2所示容器2仅用虚线表示。容器2内部底部中的覆盖物5采用了其他覆盖方式,即覆盖 物5在容器2的内部多层围绕。
[0085] 在容器2内部夹紧固定,覆盖层5贴在容器内壁上并在容器内底部夹紧固定。
[0086] 本发明的进一步实施例,图中未显示,燃料罐1中含有的容器2与上述结构形式类 似,由一个套筒状或筒状的覆盖
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