带摩擦焊接插头的吹塑压力罐的制作方法

专利名称：带摩擦焊接插头的吹塑压力罐的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种由聚合物组件制造压力罐的方法和装置，更具体地说，本发明涉及一种将这种压力罐的吹模组件与其注塑组件连接在一起的方法和装置。
这种现有技术中的方法已经被证明是昂贵的，并且其实用性也值得怀疑；由这种方法连接的插头在罐体和插头之间没有产生足够的紧密密封，尤其是如果罐在使用期间经受内部压力或温度循环的情况下。
解决现有技术缺陷的一种尝试在Liekens等人的专利号为4994132的美国专利中描述。按照Liekens的专利，所述压力罐体是由一个围绕插头的型坯吹塑制成的，所述插头与型坯的内表面充分间隔开，以致在侧壁的形成过程中不会被热量损坏。当所述吹塑体形成后但是在其被冷却前，将所述插头从正好在所述腔体内的一个位置向着在所述吹塑体的开口的内表面移动。然后所述插头由包围所述开口的热塑性罐体材料熔化，将保持固定插头的装置抽出。Liekens的这种方法有一些缺点，该方法需要复杂的制造设备和几乎熔化连接的组件，这样有形成热变形的危险，并且有损坏离开熔化位置的罐体侧壁的危险。
被称作摩擦焊接的工艺技术在将两个容器组件焊接在一起时的某些容器应用场合中也是已知的。授予Fortuna等人的美国专利4762249描述了一种将热塑性材料容器端摩擦焊接到由一种复合材料制成的圆柱体容器体上的工艺技术。所述圆柱体具有一个厚纸板体和一层热塑性塑料涂层。这种圆柱体涂层是摩擦焊接到所述容器端的。这种类型的容器对于包装无压力的液体如冷冻橘汁和油是有用的。Fortuna等人的美国专利4762249描述了在复合材料圆柱体的热塑塑料层和热塑塑料容器端之间的一个竖向界面(即，与所述圆柱体轴线对准的一个)。授予Fortuna的其它美国专利(如US4584037和US4534751)描述了类似的制造方法。授予Woerz的美国专利4353761和4411726描述了带有一个向下悬垂凸缘边的热塑塑料端件，该件摩擦焊接到由内衬以热塑塑料的纸板制成的一个复合材料圆柱体开口端的内部热塑塑料涂层上。所述向下悬挂的凸缘边或片带有一个稍稍向内的斜度。
授予Fortuna的美国专利4466845描述了两个吹塑容器组件(一个顶部和一个底部)。沿纵向设置的所述顶部和底部组件的边缘以过盈配合配合在一起并且摩擦焊接起来。所披露的这些容器为一些相对小的容器，并提供用于加压的液体，如啤酒和汽水。
授予Barlics的美国专利4606470描述了一个容器的颈部，该颈部适合于通过摩擦焊接到一个容器盖上而永久地被闭合。所述摩擦焊接沿着一个竖向界面进行，由摩擦焊接产生的碎屑被置于为此目的而设置的一个槽内。
这些现有技术中没有一个披露用摩擦焊接方法制造大型的塑料压力罐，而沿着圆柱形界面的粘结方法在长时间的压力下可能不足以保持完全密封。
提供一个设备来旋转所述容器体和插头中的至少一个，使得它们中的一个相对于另一个旋转，并且沿轴线将它们移动靠近在一起直到所述旋转非圆柱表面接触为止。响应于这种接触以及一个组件相对于另一个组件的旋转运动，所述旋转非圆柱形表面相互摩擦焊接在一起而在所述两个部件之间形成一个不透液体的接合，所述接合足以承受加压的液体和由于温度循环过程中不同的挠曲性所产生的分离力。
按照本发明的另一方面，在将容器体和插头接合在一起之前，在邻近容器体孔的外表面上提供一个被牺牲消耗掉的焊道。在至少是围绕所述孔的区域内形成所述容器体的所述热塑塑料的粘度被选择成低于所述插头的粘度。以这种方式，所述焊道的材料被用于形成所述两个组件沿着其界面的摩擦焊接。
按照本发明的又一个方面，所述容器体的初始轮廓包括一个区域，在摩擦焊接过程中，该区域最先被接触，并且被牺牲消耗掉而形成熔化的焊道。在所述容器体上形成的凸肩作为一个进一步的焊接面，它保证在加工完成后的容器的温度循环期间，所述插头和容器体组件将不分离。
按照本发明的进一步的方面，邻近所述孔的吹塑容器体的外表面相对于远离所述孔的容器体的外表面被成形为一个凹陷部分。换言之，所述容器体的外表面靠近所述孔径向向内呈台阶状。所述插头的第二个界面被容纳在所述凹陷部分内。所述凹陷部分用于引导被牺牲消耗焊道的所述熔化材料，以便将该被熔化的材料置于一个有益位置，并且一旦所述两个组件被接合在一起就形成一个大体上连续的外表面。
图5是本发明插头和罐衬套的详细轴向剖面图，交叉重叠的插头和罐衬套的图象表示在摩擦焊中牺牲消耗的材料；图6是本发明罐的衬套/插头部分剖面图和其摩擦焊机的部分正视图；图7是图6的详图，表示本发明的插头驱动头组件；图8是本发明衬套侧壁的一部分被去除后的插头和罐衬套体的轴向剖面示意图，表示组装的第一步骤；图9类似于图8是一个剖面示意图，表示组装的第二步骤；图9a是图9中一部分的放大图；

图10是类似于图8和图9的剖面示意图，表示组装的最后步骤；图10a是图10的详图；图11是按照本发明第二实施例的一个完整容器的端部等轴视图，表示两个插头的使用；图12是图11所示的容器的端视图；图13是图11所示容器的端部的侧视图。
所示实施方案详述图1示出一个如罐衬套体20这样的容器的本体件。在所述的实施例中，罐衬套体20绕轴线22形成。罐衬套20的缩短型的一端24以虚线表示，所述罐衬套20的缩短型的整体长度稍微小于一英尺。所述的具有相同直径的罐衬套体20和较长的罐衬套体可以采用吹塑法工艺容易地制造。较长的罐衬套体20(长度约18英寸)具有在26处虚线表示的一个端壁。更长一些的罐衬套体按照本发明制造。罐衬套体20的圆柱形侧壁28可延伸一段距离，使得整个罐衬套的长度为三英尺或更多。
所述罐衬套体20由热塑性材料制成，在所描述的实施例中是由比重为0.940的高密度聚乙烯(HDPE)聚合物制成。其它在摩擦热作用下熔化的合适的热塑性材料也可被采用，例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，其它苯乙烯聚合物例如SAN、聚丙烯、尼龙和聚亚苯基氧化物(PPO)。所述罐衬套体20的壁30足够厚可以承受例如200psi压力下的液体。
所述罐衬套体20在其两个轴向端具有弯曲端壁32和24或26。在图2中以正面视图表示一个相对的或无开口端壁26。
所述衬套体20有一个将该衬套体20的内部与外界连通的开口34。在所描述的实施例中，圆形开口34端接在端壁32上并且绕本体轴线22形成。至少在开口34的附近，形成成形为非圆柱形旋转面的端壁32的外表面36，例如在所述实施例中表示的平直凸出弯曲表面36。在可替换实施例中，所述表面36可以是一个圆盘、一个抛物面、一个旋转椭圆球面、一个截头圆锥面或一个更复杂的形状，其截面可以是光滑连续的或不连续的或呈台阶状，或者向着外面翻转或者向着内部翻转。一个通常的凸出弯曲面36是优选的，这是由于其承受压力的特性和通过吹塑法比较容易加工生产的特性决定的。
在未示出的又一个实施例中，开口34不必与衬套体轴线22共轴。开口34可被改为在圆柱形侧壁30的一部分上形成，只要侧壁30的外表面的附近部分与围绕开口34轴线旋转的非圆柱形表面相符即可。在这些可替换的实施例中，在绕开口34的周边形成一个凸台，其具有一个偏离于侧壁30的总圆柱形外表面的表面。
所述外表面36具有绕开口34形成的一个凹陷部分38。该凹陷部分38具有上部侧表面或交界面41。
在图3和图4中表示的衬套体20的示例性插头42是一个螺纹接头。类似于衬套体20，所述插头也是由如高密度聚乙烯这样的热塑性材料制成，代替这种材料可以采用其它的热塑性聚合物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、其它如SAN这样的苯乙烯共聚物、聚丙烯、尼龙和聚亚苯基氧化物(PPO)。优选地，在熔化状态下插头42的粘度高于在相同温度下的本体20的粘度，或者至少高于开口34周围的本体20的组分粘度。在插头42的组分中玻璃纤维颗粒中的夹杂物将其粘度提高了一个量，该量足以引起所述的摩擦熔化并且将开口34周围的衬套体材料的某些部分移动，而插头42的材料一点也没有移动。在插头玻璃纤维颗粒中的夹杂物也使得插头表面磨耗更大，加强了下面描述的摩擦焊过程。在所描述的实施例中，插头42的组分中含有约30％的玻璃纤维，插头42的熔点为约204℃。衬套体20的熔点约为204℃。在一个可替换实施例中，可选择使插头42的组分比衬套体20的组分的熔点高。
由于其作为如其它管道装置或流体运载部件的一个接头的特定作用，插头42的制造公差比吹塑法制成的衬套体20的公差窄，并且其具有不同的组分，即将玻璃纤维吹制其内。为此，将插头42作为一个单独件通过注塑法形成。所描述的插头42是一个螺纹接头，在其向下延伸的主侧壁48的圆柱表面46的内侧具有螺纹44。侧壁48的外表面50是一个从上部边界凹进环形表面或止挡部分52到插头42之下端54的圆柱形。
凹进表面52在本实施例中是一个在垂直于轴线22的平面内形成的环状盘，该凹进表面52沿向外辐射的方向由一个向下延伸的圆柱表面56限制，该表面56向下延伸一段短的距离，如延伸0.16％英寸。在其底端，所述向下延伸的表面与径向向外辐射的延伸表面58形成一个角，该角在所述实施例中垂直于轴线22并向外延伸约1/10英寸。进一步，更向外隔开的圆柱形表面59从水平面58的外边缘向下延伸到一个点61。一个边缘或凸缘62的下表面或界面60从该点向下并向外相对于轴线22以一个锐角延伸。界面60是一个绕轴线22旋转的非圆柱形表面，以致它可以将一个轴向力的分力传递给被设计为与之匹配的凹陷部分38的表面41(图4)。在所描述的实施例中，界面60呈凹形弯曲，其弯曲形状与凹陷部分38的凸出弯曲表面41互补。所述裙缘62终止于一个外边界64。选择凹陷部分38的深度和外径边界尺寸以及裙缘62的厚度和外径裙界尺寸，以致所述裙缘62与经过摩擦焊接而熔化的材料一起填充所述凹陷部分38。在这种方式中，完成后的容器端壁的外表面将大体上是连续的。
如图5所示，当插头重叠在被设计用来与之连接的开口34之上时，很清楚衬套体20的直立侧壁或边缘40的一部分68与插头42的轮廓不符合。通过部分68的顶面70与凹进表面52接触并且相对于其旋转所述表面52，侧壁40的部分68和在其下面一个较小程度形成的衬套凸肩70由所产生的摩擦而发生熔化，随后在所述摩擦焊接中，接触并旋转在侧壁40之凸肩70上的插头表面58以形成一个熔化焊缝。这种热塑性材料的流体焊缝流到一面由裙缘62的下部内表面60界定、另一面由凹陷部分38的表面41界定的槽74中。当熔化材料离开产生摩擦热的区域时，其冷却并且再凝固，在下部插头表面60和凹陷部分38的横向表面41之间形成一个坚固且宽的圆周焊缝。凹陷部分38的端部凸缘76作为凹陷部分38的边界并用于保持熔化材料。
图6是由80表示的机器一部分的正视图，该机器用来将插头42摩擦焊接到衬套体20的开口34内。图6表示刚刚连接到衬套体20上的插头42和在一个缩回位置的机器80。一个马达82(在本实施例中是一个线性液压马达)控制框架83的水平位置。连接到框架83上的是一个旋转头86，，该旋转头适合于由一个也安装在框架83上的旋转马达84以高速旋转，如4000rpm(转/分)。一个由87示意性地表示的夹紧机构相对于轴线22沿轴向和角度方向固定所述衬套体20和其开口34，例如所述夹紧机构87可以是一个自动定心的V形块夹紧机构，其中V形块的支架面被设置在平行于轴线22的平面内并且相互交叉。旋转头86被设置成与开口34共轴。插头42被放置在头86上。头86然后旋转，最好具有一个平行于轴线22的冲程的气缸82将旋转头86向着本体22移动。
在图7中更详细地表示出旋转头86的一定结构特征的正视图。驱动头插入板88包括一个插入接头42开口内的中心插头90。接头42(图3)的凸肩92被插入到一个环形接收槽94中。凸肩92装备有一系列键或扳手面96，在所描述的实施例中它们是在凸肩92的外侧壁上形成的凸出的半圆柱形凸起。这些键表面96配合在所述驱动头插入板88中的相应的凹形键或扳手面98内。所述键表面98在驱动头插入板88的外侧壁100的内表面上形成。
参看附图6，驱动头86通过螺栓102安装在一个夹紧机构104上。该夹紧机构104有选择地由旋转马达84如一个液压马达给驱动头86施加扭矩。在所描述的实施例中，通过管路108将泵106连接到一个液压口109，一返回液压管路110将液压口112连回到所述泵106。液压传感器114安装在管路108用于检测管路108的压力。泵106由一电源116启动。
可采用两个控制线路的一个或两个来控制液压马达84是否将旋转力施加到所述驱动头86。首先，可以由检测线路118将压力传感器114连接到一个控制器120，该控制器通过一个适当的控制线路122控制所述夹紧机构104。可借助液压阀和与其连接的脉冲宽度调制(PWM)信号线路来控制所述夹紧机构104。此外，可通过一个检测线路124将压力传感器114连接到一个可用开关控制的电源116；如果由传感器114检测到的压力变得太高，将中断电源116通过电源线126供应到泵106上的电能。由于由传感器114检测到的液压与由驱动头86施加的扭矩有关，所以传感器114有效地检测驱动头扭矩，电源116和/或控制器120可采用来自传感器114的信号来有效地检测何时驱动头186的扭矩增加超过预定的界限，反过来指示出在槽74内的熔融焊缝熔化的开始。
可替换地，所述摩擦焊接过程可被简单地定时并在预定的可调节的时限端终止。
线性液压缸82带有液压口128和130，用来控制线性液压缸82的启动。通过适当的电路控制和液压阀(未示出)将液压流体供应到缸体82；在一个实施例中，泵106可将加压后的液压流体供应到机器的所有液压马达。气缸82被安装在一个机械调节螺杆132上以调节其冲程和位置。
参看图7，驱动头86进一步包括一个其上支撑有所述驱动头插入板88的螺旋加压弹簧134。所述螺旋弹簧134设置在所述插入板88和驱动头安装板136之间。弹簧134用来调节由驱动头86抵靠着所述衬套20传递的轴向力。所述螺旋弹簧134存在于一个圆柱件138内，该件终止于一个环形前端面140。该端面140有助于限定由142表示的行程范围。只要插入板88的后表面144处在所述行程142的范围内，则由驱动头86给插头42和圆柱体20施加的力将大体上被所述螺旋弹簧134提供的压力所决定。只要表面144处在行程142的范围内，则由驱动头86施加的压力将与表面144从所示位置向后的位移量和加压弹簧134的弹性常数成正比。插入板88的弹性载荷防止将过量的轴向力传递到插头42和衬套体20上，并保证所述两个衬套件20和42在摩擦焊接过程中处于恒定的压力下。
图8-图10a描述出本发明的摩擦焊接过程的连续阶段。图8表示这个过程的第一阶段。将插头42安装在驱动头插入板88内并绕开口轴线22例如以顺时针方向旋转，并且通过线性气缸82(图6)沿轴向向着衬套体20移动该插头42。下一阶段由图9示出，其中已使得插头42的凹进表面52与牺牲消耗部分68的顶面72接触。如在图9a中详细描述的那样，在这种情况下直立边缘40的凸肩66和插头42的水平面58之间仍有一个间隙。当表面52和72接触时，由于摩擦产生的热，使得边缘40的牺牲消耗部分68将开始熔化。这些熔化材料流入插头界面60和凹陷部分38的横向表面41之间的槽74内。
图10表示在连接过程最后阶段的插头42和衬套体20。在该图中，表面66和58(图10a)相互抵靠在一起。表面66和58提供了一个与所述牺牲消耗部分68间隔开的进一步熔化的界面，这形成了一个进一步的焊接面。在所述完成后的容器的热循环过程中，第二焊接面对于防止插头与衬套体的分离是重要的。因为插头42的形状和截面轮廓必然与罐衬套体20的形状和轮廓不同，并且由于两个组件的组分也不同，所以当罐被加热和冷却时它们将以不同的方式膨胀和弯曲。如果这种不同的弯曲不相抵消，将会引起分离和损坏。与牺牲消耗的焊道68间隔开提供的这一焊接面与边缘界面41/60存在不同的柔性，并且使得这两个组件的热膨胀和收缩更加在几何上相适应。从旋转开始到完成焊接的整个结合过程需要约3秒钟。
本发明的主要工艺优点在于用于将插头与衬套体20连接的焊道150穿过一个相对大的界面41/60。这种连接方法的强度足以承受几百psi的罐内部的内部压力。在一个相对短的时间内，插头42连接到衬套体20上的连接过程可用相对简单的机械设备完成，并且要被连接的组件的热变形没有产生大的变形或结构损坏。
图11-13表示本发明的第二实施例200，其中，一个主要连接插头202和一个侧连接插头204已被连接到圆柱形罐衬套体容器组件208的一个弯曲端壁206上。采用前述的方法和一个在开口34周围的凹陷部分36将主要插头202摩擦焊接到端壁206上，在所述凹陷部分内容纳有一个向下弯曲的插头裙缘62。如前所述，连接插头202的轴线22与容器组件208的轴线共轴。
然而，第二开口212的轴线210与容器轴线不共轴，而是与之以一个角度形成。端壁206的外表面在平凸台214处改变其通常的扁球状。当凸台214的表面如图所示在一个与轴线210垂直的平面内时，它可以与任何绕轴线210旋转的表面相符。在所述实施例中，凸台214没有被形成为一个凸缘状凹陷部分，但在其它的实施例中可以形成。如图13所示，侧插头204具有一个摩擦焊接到凸台214上的简单的平环形表面216。在这一个和其它的实施例中，侧插头204的裙缘可以在形状方面与形成凸台214的至少一部分的旋转表面相符。
虽然结合附图对本发明的优选实施例和它们的优点已进行了描述，但是本发明并不仅限于此，而是由后面的权利要求所确定的范围限定。
权利要求
1．一种制造容器的方法，包括下列步骤利用吹塑法将一个容器体组件吹塑成一个侧壁、一个由所述侧壁界定的腔体和一个孔，所述孔在所述侧壁的一端将所述腔体与外界连通；用注塑法生产一个插头组件；在容器体组件外的一个位置沿着容器体组件孔的轴线对准所述插头组件；使得所述插头组件相对于所述容器体组件产生轴向移动，以减小插头组件与容器体组件之间的距离；绕所述轴线使所述插头组件和容器体组件中的至少一个相对于所述插头组件和容器体组件中的另一个旋转；响应于产生轴向移动的这一步骤，沿着邻近于容器体组件孔的至少一个界面配合所述插头组件，同时实施旋转步骤；响应于所述旋转和配合步骤，熔化所述容器体组件和插头组件中的至少一个的材料，以响应于在所述容器体组件和插头组件之间产生的摩擦热来形成一个焊道；以及再凝固所述焊道，从而将所述插头组件焊接到所述容器体组件上。
2．一种由热塑塑料制成的容器，包括一个容器体组件，该组件具有一个孔、包围所述孔的边缘和在所述边缘处相互连接的容器体的一个外端壁和一个内端壁；以及一个插头组件，该组件具有接合到所述容器体组件的所述外端壁上的基本上非圆柱形的第一界面和邻接于所述容器体组件之所述内端壁的第二界面，至少所述插头组件的第一界面通过摩擦焊接接合到所述容器体组件上。
3．如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述插头组件通过注塑方法制成，所述容器体组件通过吹塑法制成。
4．如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述插头组件和容器体组件具有不同的成分。
5．如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述孔的轴线和所述容器体组件的轴线是对准的。
6．如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述孔的轴线和所述容器体的轴线相互之间成一个角度。
7．一种将热塑塑料插头组件接合到一个热塑塑料容器体组件的孔上的方法，包括下列步骤选择一个插头组件使之具有一个焊接界面和第一熔化粘度；选择一个容器体组件使之具有邻近于所述孔的一个焊接界面并具有低于所述第一熔化粘度的第二熔化粘度；绕所述孔的轴线使该插头组件和容器体组件中的一个相对于所述插头组件和容器体组件中的另一个旋转；将所述插头组件与所述孔配合；响应于所述旋转步骤，在所述容器体组件孔的附近产生摩擦热；响应于产生摩擦热的所述步骤，由所述容器体组件的材料熔化一热塑塑料焊道；以及利用热塑塑料焊道熔化所述插头组件和容器体组件的所述焊接界面。
8．一种通过摩擦焊接被接合到一个容器体组件的一个端壁上的插头组件，包括一个带有贯穿通道和内表面的本体，所述本体具有一个外表面、一个底部和一个顶部，所述底部适合于被插入到所述容器体组件的孔内；一个从其与所述本体外表面的接合处以与其呈一个角度的方式向外延伸的焊接裙缘，所述焊接裙缘具有焊接到所述容器体上的下表面；以及在所述焊接裙缘和本体的接合处的下方位置形成的一个本体侧壁部分，所述裙缘的下表面适合于被摩擦焊接到绕容器体组件孔形成的旋转表面上，所述侧壁部分适合于邻接着所述孔的凸缘。
9．一种如权利要求8所述的插头组件，其特征在于，所述焊接裙缘的下表面是一个平面。
10．一种如权利要求8所述的插头组件，其特征在于，所述焊接裙缘的下表面向下弯曲。
11．一种如权利要求8所述的插头组件，其特征在于，所述本体的内表面有螺纹。
12．一种如权利要求8所述的插头组件，其特征在于，所述插头组件是注塑而成的。
13．一种如权利要求8所述的插头组件，其特征在于，所述插头组件是由包括具有磨蚀作用的颗粒的热塑塑料制成。
14．一种如权利要求13所述的插头组件，其特征在于，所述颗粒由玻璃纤维形成。
15．一种构成一个容器的容器体组件，包括一个具有外表面的中空体，一个穿过所述外表面并具有一个边缘和一轴线的孔；以及一个焊接界面，该界面包括一个围绕所述边缘的并且作为一个绕所述轴线旋转的非圆柱形表面形成的凹陷部分，所述凹陷部分适合于接收插头的边缘并且适合于被摩擦焊接在其上，所述凹陷部分用作一个接收在摩擦焊接期间所形成的熔化材料的槽。
16．一种如权利要求15所述的容器体组件，其特征在于，所述孔在所述容器体组件的一个端壁内形成，该端壁被成形为绕一轴线对称，该孔的所述轴线与所述端壁的轴线对准。
17．一个用于通过摩擦焊接形成容器的热塑塑料容器体组件，包括一个容器体组件的外表面，一个穿过所述外表面形成的与所述容器体组件内部连通的孔，所述孔具有一个边缘和一轴线；一个邻近于所述孔边缘形成的作为一个绕所述轴线旋转而成的表面的焊接界面；以及一个邻近于所述边缘形成的直立侧壁，一个所述直立侧壁的牺牲消耗部分，该部分用于形成将所述焊接界面熔合到另一个组件上的焊道。
18．如权利要求17所述的热塑塑料容器体组件，其特征在于，所述界面设置于所述侧壁的径向外部位置。
19．如权利要求17所述的热塑塑料容器体组件，其特征在于，所述侧壁具有远离于所述容器体组件外表面的一个上表面，所述牺牲消耗部分邻近于所述上表面形成。
20．如权利要求17所述的热塑塑料容器体组件，其特征在于，所述侧壁具有一个与所述牺牲消耗焊道和焊接界面间隔开的凸肩，以提供一个摩擦焊接到另一组件上的第二焊接界面。
21．一种容器，包括具有一个外表面和一个孔的热塑塑料容器体组件，所述孔将所述容器体的外表面与其内部连通，该孔具有一个边缘和一轴线；绕所述边缘在所述外表面上形成的一个焊接界面，所述焊接界面成形为一个绕所述轴线旋转而成的非圆柱形表面；所述容器体组件的一个环形牺牲消耗部分，该部分用于在所述焊接界面上形成一个熔化焊道；具有一个侧壁的插头组件，所述侧壁的下部分的尺寸被设计为能够被接收到所述孔中；以及一个在所述侧壁下部分的上方可操作地连接于所述侧壁的裙缘，该裙缘被成形为从此处径向向外延伸，一个成形为旋转非圆柱形表面的所述裙缘的焊接界面，该界面与所述容器体组件的焊接界面互补，所述插头和容器体组件被摩擦焊接在一起，所述容器体组件的牺牲消耗部分形成一个焊道，该焊道将所述裙缘的焊接界面与所述容器体组件熔合在一起。
22．如权利要求21所述的容器，其特征在于，所述插头的一个凸肩将所述裙缘连接到该插头的侧壁上，在所述凸肩内形成的一个凹进部分用于接收所述牺牲消耗部分并且具有一个表面，在所述凹进表面和牺牲消耗部分之间产生的摩擦使得所述牺牲消耗部分形成一个熔化焊道，在熔化之前，所述熔化焊道径向向外移动到所述插头组件焊接界面和容器体组件焊接界面之间的一个位置。
23．如权利要求21所述的容器，其特征在于，所述容器体组件的所述焊接界面包括一个绕所述轴线旋转成一个表面的凹陷部分，所述凹陷部分的一个区域被选择为用以接收所述插头的所述裙缘。
24．如权利要求23所述的容器，其特征在于，所述凹陷部分具有一个外径向边缘，其适合于限制所述熔化焊道的外径向前端。
25．如权利要求23所述的容器，其特征在于，在所述容器体组件的焊接界面内的所述凹陷部分具有一个预定的深度，该深度适合于接收所述插头的裙缘，以致于使完成后的容器的外表面在所述裙缘位置大体上是连续的。
26．如权利要求21所述的容器，其特征在于，所述容器体组件邻接于所述边缘具有一个基本上是圆柱形的侧壁，该侧壁从所述边缘向上直立，所述牺牲消耗部分形成所述侧壁的一个端部；以及从所述牺牲消耗部分轴向向内移动的所述侧壁的一个凸肩，一个一旦所述牺牲消耗部分已被熔化形成所述焊道后与所述插头侧壁的凸肩配合的插头表面，所述凸肩形成一个将所述插头组件定位焊接到容器体组件上的第二焊接界面。
全文摘要
一种如一个罐衬套这样的压力容器(20),它由一个热塑塑料注塑而成的接头或插头(42)和一个热塑塑料吹塑而成的容器体(20)组成。所述插头(42)的一个非圆柱形裙缘(62)具有一个大体上的表面区域,其摩擦焊接到在邻近于孔的容器体外表面上形成的一个配合界面上,在所述孔内接收所述插头。在一个优选实施例中,一个直立的孔侧壁(40)的牺牲消耗部分(68)形成一个熔化焊道,其流入一个槽(74)内以将所述边缘熔合到所述配合界面上。
文档编号B65D1/02GK1298341SQ9980473
公开日2001年6月6日 申请日期1999年2月4日 优先权日1998年2月4日
发明者M·杜利斯, C·D·佩莱特, R·福格勒 申请人:M 管理－得克萨斯州有限公司