大的复合材料的圆柱形凸台设计的制作方法

本发明涉及加压流体的储存罐。更具体地，本发明涉及一种复合纤维圆柱形罐，该罐容纳由凸台密封件所密封的加压流体。

背景技术：

1、本领域中已知容纳加压流体的金属圆柱形罐(或容器)。

2、但是，在金属罐中的流体内容可以是侵蚀性的(即，腐蚀)，并且可以使罐的结构和焊接破裂或削弱。

3、本领域中也已知圆柱形复合纤维罐。

4、与金属罐相比，圆柱形复合纤维罐重量轻、由于其厚度而具有更大的储存容量、更可能地是耐腐蚀和耐疲劳，并且需要更少的维护。

5、需要这些罐具有至少一个开口，该开口用于插入和移除装置，如量器、管道或催化器。当这些罐被加压和具有至少一个大的开口(大于50mm)时，结构问题可以迅速地发展。

6、具有复合纤维结构将不匹配重金属设备来密封开口，因为它可能导致结构故障。

技术实现思路

1、对于圆柱形罐的装置存在一种需要，该装置具有至少一个耐腐蚀的开口，该开口被轻且耐压力和腐蚀的设备密封，并且具有更长的寿命。

2、为此，本发明涉及一种用于容纳流体的复合纤维圆柱形罐，该罐具有直径为d0的至少一个开口和具有内表面a1，并且被凸台密封件密封所述开口，其特征在于，凸台密封件包括：

3、-第一凸台区段，其具有的直径d1大于开口直径d0，以及

4、-第二凸台区段，其具有的直径d0等于开口直径d0，

5、并且

6、-第一区段通过加压流体而倾斜抵靠在罐的内表面上，

7、-第二区段适配开口，以及

8、-直径d2大于开口直径d0的垫圈被放置在第二凸台区段上。

9、在本发明的本说明书中，术语“凸台密封件”用于描述一种特定的插塞机构，用于密封罐开口。本发明中描述的凸台密封件包括两区段，即第一凸台区段和第二凸台区段。

10、第一凸台区段是凸台密封件的具有大于开口直径d0的直径d1的区段。第二凸台区段与罐a1的内表面接触，罐a1的内表面是与容纳的流体接触的表面，并且在一些实施方式中，第二凸台区段可以与肩台接触。

11、第二凸台区段是凸台密封件的具有与开口(d0)的直径相同的直径的区段。当开口被密封时，第一凸台区段是凸台密封件的外部部分，该外部部分离被容纳的流体最远。

12、具有比开口更大的第二凸台区段将使加压流体所施加在凸台密封件上的负载在大表面上扩散。凸台密封件将在罐的生产阶段之前被放置在加工工具内部，因为凸台密封件大于开口，并且在生产之后不能被插入罐中。

13、在本发明的本说明书中，术语“垫圈”是指一片柔软的橡胶、复合材料、弹性体、塑料、聚四氟乙烯或热塑性的材料，他被放在第一凸台区段上，以便防止任何流体从罐中逸出。

14、罐的特征还在于，第一凸台密封区段和第二凸台密封区段被分开成彼此适配的两个不同的零件。当开口需要被密封时，这两个区段将被锁定和组装到彼此中，即分开的第一凸台区段零件和分开的第二部凸台区段零件。因此，具有两个分开的区段零件将易于封闭过程。由于第一凸台区段大于开口，所以在罐的生产阶段之前，分开的第一凸台区段零件将被放置在罐内部。

15、分开的第一凸台区段零件可以由至少两个子零件组成，子零件具有比直径d0更小的长度，允许这些子零件穿过开口。具有至少两个第一凸台区段子零件将使得在生产罐之后，分开的第一凸台区段零件的插入成为可能。因此，增加第一凸台区段子零件的数量将易于设置凸台密封件。至少两个第一凸台区段子零件可以通过设计(例如，互锁机构)保持在一起。同样，通过所容纳的加压流体，在开口处，朝向罐的内表面被推动。

16、在本发明的本说明书中，术语“肩台”用于描述加厚罐开口的圆形加强件。该肩台还可以具有用作开口套环的圆柱形顶部区段。这样的肩台通常围绕开口模制到罐上。

17、在本发明的本说明书中，使用术语“罐外壳”，并且指罐的基本硬结构。

18、在开口处罐的内表面a1还可以具有模制的肩台。这样的肩台将增加在开口处罐的外壳厚度，使其更耐应力和应变。肩台可以由增强的连续纤维制成，这些增强的连续纤维是长的、短的或不具有增强，并且不同于缠绕以制造该罐的增强。它可以是分离的环或包括在罐表层中。该环可以由工业聚合物或金属制成。优选地，由与罐相同的树脂制成肩台。

19、凸台密封件可以由金属、包覆模制的金属或塑料增强的金属制成。塑料部分或包覆模制件优选地由短纤维制成。凸台密封件的材料将取决于不同的变量，例如储存的流体、工作温度、压力，……。在其中金属未被包覆模制的情况下，所使用的金属将优选地是耐腐蚀的。

20、在本发明的本说明书中，术语“包覆模制的金属部分”是指以不同于金属的材料(例如，热塑性材料)覆盖的金属部分。保护金属免于与所容纳的流体接触(例如，它可以保护金属免于腐蚀)。

21、罐可以由混合纤维和树脂的复合材料制成，其中，罐的内表面是分开的聚合物衬里。这种类型的罐通常被称为“iv型”容器。iv型容器由复合纤维长丝缠绕制成，该复合纤维长丝放置在热塑性聚合物衬里上。

22、可替代地，罐的内表面可以是由与罐相同的树脂制成的均匀衬里。这种类型的罐通常被称为“v型”容器。v型容器由复合纤维长丝制成，该复合纤维长丝用与用作罐衬里相同的树脂缠绕，使得容器更均匀。可替代地，v型容器可以不具有任何衬里。

23、在本发明的本说明中，术语“衬里”用于描述罐内表面上的保证罐密封性的部分。根据罐的类型，衬里可以由与罐不同的材料制成(例如，热塑性聚合物)或与罐相同的树脂制成。一些罐可以不具有任何衬里。

24、直径d2大于开口直径d0的垫圈被放置在凸台密封件的第二区段上方。该垫圈与所储存的流体相容，并且用于通过朝向开口壁推动来使罐密封。

25、可以在第二凸台区段上放置凹槽，以适配垫圈，并且压缩垫圈。垫圈将确保密封性，并可以确保过程是等容的。

26、弹簧保持环可以被放置在罐的开口处。“弹簧保持环”是指多匝、螺旋缠绕的保持环，该保持环由具有圆形边缘。盘绕于边缘上的扁平线材料构成，以提供具有360度保持的无间隙环。

27、在本发明的本说明书中，术语“罐的内表面”用于描述罐的处于罐内部的表面，与所容纳的流体相接触的表面。

技术特征：

1.一种用于容纳流体的复合纤维圆柱形罐(5)，所述罐具有直径为d0的至少一个开口(2)和具有内表面a1，由凸台密封件(1)密封所述开口，其特征在于，所述凸台密封件(1)包括：

2.根据前述权利要求所述的罐(5)，其特征在于，所述第一凸台区段由至少两个子零件(100和101)构成，所述子零件具有比直径d0小的较大尺寸，从而允许这些子零件穿过开口(2)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的罐(5)，其特征在于，在开口(2)处的内表面a1具有模制的肩台(6)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的罐(5)，其特征在于，所述凸台密封件(1)是金属的或者包覆模制的金属零件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的罐((5)，其特征在于，由混合纤维和树脂的复合材料制成所述罐，其中，罐的内表面是分开的聚合物衬里。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的罐(5)，其特征在于，由混合纤维和树脂的复合材料制成所述罐，所述罐的内表面为由与所述罐相同的树脂所制成的均匀衬里或者根本不具有衬里。

7.根据前述权利要求中任一项所述的罐(5)，其特征在于，所述第二凸台区段(11)具有与垫圈(3)适配的凹槽。

8.根据前述权利要求中任一项所述的罐(5)，其特征在于，由复合纤维材料缠绕所述罐。

9.根据前述权利要求中任一项所述的罐(5)，其特征在于，所述罐(5)用于容纳加压流体。

技术总结
本发明涉及加压流体储存罐。更具体地，本发明涉及由凸台密封件所密封的容纳加压流体的复合纤维圆柱形罐。本发明涉及一种容纳加压流体的复合纤维圆柱形罐(5)，所述罐具有直径为D<subgt;0</subgt;的至少一个开口(2)和具有内表面，并且由凸台密封件(1)密封该开口，其特征在于，所述凸台密封件(1)包括具有大于开口直径D<subgt;0</subgt;的直径D<subgt;1</subgt;第一凸台区段，以及直径D<subgt;0</subgt;等于开口直径D<subgt;0</subgt;的第二凸台区段，并且第一区段通过加压流体而倾斜抵靠在罐5的内表面上，第二区段适配开口2，并且直径D<subgt;2</subgt;大于开口直径D<subgt;0</subgt;的垫圈3被放置在第二凸台区段上。

技术研发人员：托尼·范斯维根霍文,菲利普·帕潘
受保护的技术使用者：液态空气乔治克劳德方法研究开发股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31