專利名稱：高壓瓶套圈及其制造方法
高壓瓶套圈及其制造方法應用領域本發(fā)明涉及高壓瓶套圈(及其實施方法)，由不同的金屬元件相互牢固耦合組成， 其集成在由材料、金屬材料、合成材料、樹脂、強化纖維形成的容器主體本身。噴嘴由若干金屬或者合金制備的元件組成，通過螺紋和/或焊接和/或粘結(jié)相互牢固鎖定，集中在核心(內(nèi)襯)的末端，同時被固定在其兩面上，內(nèi)部和外部。這樣的分組有一個外部多邊形形式以便于其與復合材料構(gòu)成的瓶子主體集成，避免其被擰緊時(插入活塞或者閥門的情況下)自身旋轉(zhuǎn)的可能性并保證其即使在高壓下完美密封。在復合材料制成的、不同容量的、在高壓下的瓶子、合成材料或者金屬(鋼板、鋁、 合金)制成的核心的生產(chǎn)中，本發(fā)明是非常有用的和有優(yōu)勢的。
現(xiàn)有技術(shù)目前技術(shù)中，在外部襯有若干層加固纖維和/或合成樹脂的高壓瓶或者容器生產(chǎn)中各種類型的活塞或者閥門套圈是廣為周知的。壓力容器主要由鋼或者鋁合金生產(chǎn)，伴隨各種直接形成噴嘴材料主體的起始材料的熱成型連續(xù)階段，設有適合鎖定活塞或者閥門的螺紋是已知的，這些技術(shù)保證了含有氣體或液體的容器的抗?jié)B性，但這種技術(shù)方案是昂貴的，在設備和占地面積上要求高投入，最終的產(chǎn)品是沉重的，難于移動。因此，可以相信首先要克服這些問題，通過實施以加固纖維和/或樹脂環(huán)形包裹，減少金屬結(jié)構(gòu)的厚度約一半；然后。次要的，通過在軸向方向?qū)嵤┉h(huán)形包裹，進一步削減金屬結(jié)構(gòu)的厚度和質(zhì)量；最后，以非結(jié)構(gòu)性熱塑料制成的核心，在各個方向?qū)ΠM行外部強化。第一種解決方案，雖然從經(jīng)濟角度看是有優(yōu)勢的，導致一個很重的實物，其他條件是生產(chǎn)成本和重量降低之間的妥協(xié)。最新的實例是非常輕量的，但是存在氣體部分可泄露的缺點，對于某些類型的氣體，如甲烷，氫氣，氦氣和更普遍的各種有毒混合物，這是不可接受的。這些產(chǎn)品的關(guān)鍵問題在于圓錐形螺紋套和排放孔之間的相同耦合。排出孔必須采用金屬材料實現(xiàn)以保證螺紋閥的完美匹配；塑料材料和排出孔表面的接口，氣體容易滲出并與隨之逃逸的氣體產(chǎn)生分層效果。為了克服這些缺點，專利W02006/034439 A2提供的構(gòu)造高壓容器噴嘴的方法是已知的，其中提供了分體式的彈性類型的內(nèi)部圓環(huán)以允許其擴張，這樣的內(nèi)部不容許在核心 (內(nèi)襯)和噴嘴材料之間插入密封件；另外，由于是彈性的，這樣的內(nèi)部環(huán)不能軸向阻塞；尤其的，它可能掉在容器內(nèi)失去功能。這種環(huán)不能是錐形的，因為這種幾何形狀不能使其固定在位置上，反而會增加其軸向不穩(wěn)定性。所采用的技術(shù)必須提供至少兩個密封件一個在外部包裹和套圈體之間；其他的在噴嘴的外部包裹和內(nèi)部核心(內(nèi)襯)之間。另外，由于它們集成在同樣的包裹上，這種系統(tǒng)不允許噴嘴外部包裹和容器核心之間的密封替換。接下來參考專利W02007/079971 Al 所實施的系統(tǒng)不允許密封件的拆卸和替換， 由于噴嘴的外部包裹集成在防止密封環(huán)被移動，釋放密封環(huán)自身底座的加固材料上。參考專利W02005/0993313 Al, EP 1228862 Al 和 WO 96/99142 三個提供的系統(tǒng)總體上是等同的它們提出的噴嘴的金屬結(jié)構(gòu)通過熔化或者浸潤核心的塑料材料到各自內(nèi)腔的方式集成在容器的核心內(nèi)，以多種方式提供噴嘴自身的金屬結(jié)構(gòu)。所有這些已知的系統(tǒng)具有與金屬表面和塑料聚合物內(nèi)襯之間粘合相連的缺點，當用于高氣壓時，隨著時間推移粘合崩解越來越多的氣體從接口面逃逸。另外，在不損壞內(nèi)襯的前提下日常維護無法干預噴嘴。在專利W02006/034439 A2和W02007/079971 Al的情況下，如所述的，日常維護更換密封件是不可能地(容器保修效力隨著時間和使用減少)。發(fā)明目標本發(fā)明的目標是克服現(xiàn)有技術(shù)所遇到的缺陷，實現(xiàn)了一種高壓加固瓶(復合材料的)的套圈或噴嘴和制造方法，具有下述特征噴嘴適應的和聯(lián)接的，對于金屬材料和/或塑料材料的核心(內(nèi)襯)具有密封安全性；整體的內(nèi)部密封環(huán)，非彈性分割的，錐形的，在所述環(huán)和瓶子的核心之間能夠包含環(huán)形密封件；密封環(huán)可以是錐形的以增加核心的內(nèi)表面和外表面到環(huán)的外表面和噴嘴外包裹表面之間的各自的附著力；內(nèi)部環(huán)優(yōu)選的位置固定并擰緊在噴嘴的外部包裹上；密封環(huán)的內(nèi)部形狀具有一個六角形底座以便于其裝配和拆卸的；噴嘴的外部為多邊形(例如八邊形)，其上包裹有加固纖維和樹脂形成一個整體與其結(jié)合；擰緊活塞或者閥門到噴嘴內(nèi)部限定了特別的緊固力矩，這樣的力矩在噴嘴和包裹外部卸載，不在瓶子的核心內(nèi)。避免正常放置于核心末端的張力，將其分散在內(nèi)部和外部同樣部分更大的表面 在內(nèi)部，通過環(huán)與光滑面和/或螺紋、圓柱和/或圓錐表面直接接觸的方式，在外部，通過光滑面和/或螺紋，圓柱和/或圓錐表面。發(fā)明實質(zhì)依照本發(fā)明的主權(quán)利要求和/或其它權(quán)利要求，通過實施內(nèi)襯若干層加固纖維和樹脂的高壓瓶套圈和各自構(gòu)建方法的實施例，發(fā)明目標得以實現(xiàn)。套圈(或者金屬材料制成的附加元件)的實施方式被提供，適于與核心(內(nèi)襯，由薄鋼板或者輕質(zhì)鋁合金或者塑料材質(zhì)組成)搭配，以此種方式形成了一個與外部加固合成襯體主體組合在一起的排出孔，相繼容納一個氣體供應閥門，避免通過核心和排出孔自身之間連接接口的損失。在第一個方案中，排出孔的內(nèi)部由環(huán)形圓柱狀金屬材料組成，有第一上部內(nèi)部螺紋適于通過擰緊容納閥門；第二部分作為六邊形是明顯的穿孔的和具有特定形狀的(橫向部分)，可以使用六角扳手維護取出；擰緊到排出孔外部的第二元件。在環(huán)的第一外面部分有擰緊到排出孔第二外面部分的螺紋，在較低部分，外表面是完全光滑的并被一個適合容納環(huán)形密封件的環(huán)形槽中斷；此表面粘附在瓶子的核心(金屬或塑料板的)。排出孔的外體也是金屬制造的，或者形成排出孔的第二元件以如下形成在第一上部內(nèi)部部分，有螺紋擰緊到內(nèi)部環(huán)；在第二部分有表面光環(huán)的圓柱形凹槽容納瓶子的核心，被容納環(huán)形密封件的環(huán)形槽中止；此內(nèi)部部分終止于向外的連接處，伴隨的核心，連續(xù)和寬闊的擴展的薄材料，從而在核心自身形成一個寬闊支撐表面。在該部分的外面部分，第一簡化圓柱形部分被提供，擴大與多邊形(例如八邊形)形成一個具有突出齒狀結(jié)構(gòu)片段然后變細直到其達到該部分的最后末端部分。這種解決方案允許內(nèi)部圓環(huán)完全取出以維護或者控制和/或內(nèi)部密封件的替換。采用下述方法將排出孔固定到瓶子的核心首先將外部環(huán)形密封件定位到排出孔外部的合適的底座中；所述外部元件與瓶子的核心靠近并完全依附；其他的內(nèi)部密封件插入到內(nèi)部環(huán)元件的合適的底座中；同樣的完全擰緊到排出孔的外體，封閉附著元件之間的核心；最后以若干層纖維和樹脂進行外部加固包裹，封閉，尤其是，與排出孔外部靠近的厚度過大的外面部分，以及覆蓋多邊形。以此種方式獲得的產(chǎn)品在技術(shù)上是完美的由于兩個環(huán)型密封件，核心自身的內(nèi)部和外部，以及充足的排出孔到瓶子核心的粘結(jié)區(qū)域附近的加固纖維和樹脂包裹厚度，排出孔避免了在瓶子的核心和排出孔自身接觸壁之間的高壓的氣體逃逸。在第二個方案中，排出孔內(nèi)部在其較低的內(nèi)部形狀是不同的它是加寬的，而非終止圓柱形，增大了直徑和隨之的瓶子核心的連接，有兩個容納密封件的底座(一個是圓柱形，其它的與最終的面接觸部分有更大的直徑)。在這種情況下，核心外部的密封件是沒有正面的；對于其他情況，與上述的第一種情況相同。此種解決方案不能拆卸，因此不能維修。 此種情況下建議瓶子沿著瓶子本身的縱向部分與核心的交接處構(gòu)建。如下排出孔到核心的附著與前述例子是不同的，由于排出管的內(nèi)部配備了兩個環(huán)形密封件，從瓶子的內(nèi)部插入(不能再拔出)并被制成粘結(jié)到核心的末端部分；隨后擰緊在到排出孔第二外面部分的排出孔上，其沒有用于密封件的底座。一旦排出孔的兩個附著部件被鎖定，瓶子核心的末端部分同時在它們之間閉合。隨后排出孔和瓶子主體的主要附著區(qū)域?qū)掗煹耐獠堪约庸汤w維和樹脂進行完成。本發(fā)明的另一個變化關(guān)系到瓶子核心的末端部分提供的可能性，無論其是金屬的還是塑料制成的，并提供了足夠的厚度，內(nèi)部和外部的螺紋。外部的螺紋用于擰緊到排出孔的外部元件(在此種方式下，另一個密封件是不必要的)，內(nèi)部的螺紋用于擰緊形成排出孔的內(nèi)部環(huán)(在插入內(nèi)部密封件合適的底座后)。通過這種方式，瓶子核心的末端部分封閉在排出孔的兩部分之間；然后以加固纖維和樹脂進行外部包裹(厚度充足)，完全覆蓋噴嘴和核心的連接區(qū)域。本發(fā)明的另一個變化是實際上包括兩個螺紋-內(nèi)部和外部-瓶子的核心的末端部分是錐形的，因此相應的這些內(nèi)部環(huán)部分和外部環(huán)部分形成排出孔，這種技術(shù)尤其提高了瓶子的密封性和時效性。本發(fā)明實現(xiàn)了要達到的目標克服本領域已知的缺點，通過使用封閉瓶子核心末端部分的兩個金屬部件的模塊化噴嘴隨著時間流逝保證緊密性，避免即使高壓下的氣體分層；在重量明顯降低的情況下允許高壓瓶的實現(xiàn)，便于其搬運和運輸；在一些描述的情況下，允許內(nèi)部環(huán)的可更換性，便于維護，使得能替換內(nèi)部密封件。


依據(jù)上述發(fā)明的四個解決方案為優(yōu)選示范的目的，不受限制的，在下述五個附圖中，其中，圖1顯示了前視圖，高壓瓶由金屬板制成的核心或者內(nèi)襯有塑料和/或加強纖維或者樹脂，指出套圈的區(qū)域或者在內(nèi)部裝備僅一個密封的模塊化噴嘴和可拔出環(huán)組件組成；圖2顯示了截面和主視圖，具有內(nèi)部附著元件帶有環(huán)形可拔出密封件的噴嘴，有兩個密封底座(一個在核心末端部分內(nèi)側(cè)，一個在核心末端部分外側(cè))；圖3顯示了截面和主視圖，模塊化噴嘴設有一個有兩個密封底座的內(nèi)部，無法拔出的類型，僅在制備階段插入瓶子里；圖4顯示了截面和主視圖，模塊化的噴嘴具有可拔出的內(nèi)部環(huán)組件，瓶子核心末端部分的內(nèi)部和外面都帶螺紋；圖5顯示了截面和主視圖，模塊化噴嘴與上圖類似，但是核心末端部分的內(nèi)部和外部螺紋為圓錐形，在兩個噴嘴組件的各自表面有類似的螺紋。從各種附圖可以看出，高壓瓶的套圈或者噴嘴用于瓶子(1)的核心(2)的末端部分，由鋼板或者輕材料或者塑料或者合成材料制成，以合成樹脂吸漲的多層復合材料(3) 作為加固纖維極度加固，將噴嘴整合到高壓瓶體中。本發(fā)明在各種各樣的噴嘴(4)制造方案中得以體現(xiàn)，采用不同元件相互結(jié)合形成，以保證氣密性，避免包含于瓶子自身內(nèi)的氣體分層。首先，噴嘴⑷是由兩個精確工作的金屬部分組成的，外部(4. 1)和內(nèi)部(4. 2)，同軸都是環(huán)形，由于外部元件的內(nèi)部螺紋和內(nèi)部環(huán)形元件的外部螺紋兩者相互可以擰緊。除這些部分外，存在一個底部空間，適合容納、封閉和鎖定瓶子核心(內(nèi)襯)( 的末端部分。在內(nèi)部環(huán)0.2)內(nèi)部部分的上面，設有限制瓶子(1)內(nèi)所含有的氣體供應的閥門或者活塞的螺紋。在環(huán)元件(4. 外部的底層，設有至少一個環(huán)形底座(7)容納至少一個與瓶子(2)核心直接接觸的環(huán)形密封件(5)。此環(huán)是可拆卸的，在需要維護和更換密封件 (5)時可以被擰開。為了便于將環(huán)鎖定在噴嘴的外部(4. 1)和/或移走，在中央穿孔部分設有一成形底座，例如六角形(9)，從而可以通過插入一個合適的扳手使扭矩被應用。出于同樣的原因， 噴嘴的外部元件在外面部分上部，在外表面，相對位置安置有雙平底座，平行和同軸以插入扳手，在鎖定和解鎖形成噴嘴的這兩個元件的行動中實現(xiàn)更高的效率。在外部元件1) 的中央底部，設有一個多邊形結(jié)構(gòu)(8)(例如八邊形)，目的在于在包裹若干層加固纖維和樹脂后提供更多的表面空間抗軸向旋轉(zhuǎn)。實現(xiàn)套圈和固定其到瓶子核心(金屬或者塑料制成的)的相關(guān)步驟包括內(nèi)部元件(4.2)的底座(7)中插入密封件(5)；然后同樣定位到瓶子(1)核心O)的內(nèi)部末端部分；然后噴嘴的外部元件(4. 1)大力擰緊到內(nèi)部元件2)，然后封閉瓶子核心；一旦鎖定發(fā)生，外部執(zhí)行包裹若干層加固纖維和樹脂，形成堅固的覆蓋和整合外形部分的復合材料厚度。在此實施方案后，圖2中展示了一個實施例，其中可預期的提供了可選的可能性， 在噴嘴的外部元件(4.9)上，內(nèi)部的環(huán)形底座(7)，與形成于噴嘴的內(nèi)部元件(4.2)的底座相對安置。為了能準確插入一個環(huán)形密封件(5)到核心0)，在這種情況下，噴嘴的內(nèi)部組件(4. 2)是針對維護可拔出的類型。在第三個表述中，與前述不同的解決方案被說明，其中噴嘴的內(nèi)部元件(4.3)是不可拔出的，只能從瓶子核心的內(nèi)部被應用(在瓶子足夠長度情況下焊接兩個部分形成核心是可預見的)，所述元件的底部G.3)以圓形加寬，因此不能通過開啟噴嘴拔出。在與瓶子核心接觸的面上它有兩個環(huán)形底座(7)，一個在圓柱部分，其余的在所述核心的傾斜部分。在這種情況情況下，外部元件(4.4)與第一個表述中的元件(4. 1)相同。第四個表述是第一個表述的變形，存在的唯一區(qū)別在核心O)的末端部分。其描述的，在內(nèi)部和在外部，螺紋(6)相似的在形成噴嘴(4)的兩個元件的各自部分，內(nèi)部(4. 5) 和外部(4. 6)。最后，第五個表述與前述類似，僅有的區(qū)別是核心(6. 1)末端部分和噴嘴的兩個部件，內(nèi)部(4.8)和外部7)，的螺紋都是圓錐形的，如液壓部件常用的。在此種情況下， 元件在使用中越是收緊(噴嘴和瓶子核心的元件)，元件自身部分越是擰緊，最大的保證了部件的密封性，以此種方式避免了所含氣體分層。當然，本發(fā)明并不僅限于上述的實施例體現(xiàn)，與其不同的其他類型和其他的實施例可以被提出，在任何情況下實施的細節(jié)不脫離在其公開和下述權(quán)利要求中的本發(fā)明的實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.高壓瓶套圈及其制造瓶子的方法，優(yōu)選的以金屬或者塑料材料板制成的內(nèi)部核心， 在外面內(nèi)襯有若干層加固纖維和樹脂，其特征在于-它由兩個相互連接的元件組成，形成噴嘴圓柱環(huán)形狀的內(nèi)部部分G.2)，其上部有一個擰緊到外面部分(4. 1)的外部螺紋和擰緊到供應閥門或者活塞上的內(nèi)部螺紋，和外面部分(4. 1)，其第一上面部分為圓柱環(huán)形，以圓形傾斜逐漸加寬的方式在底部終結(jié)與法蘭連接，在內(nèi)部上層有擰緊到形成于內(nèi)部的螺紋的螺紋；-形成噴嘴(4)或套圈的兩個相互連接的元件(4. 1)和(4. 2)，以金屬材料制成和限定，耦合發(fā)生時，在其和瓶子(1)的核心( (內(nèi)襯)的空間足夠封閉，包含和鎖定；-形成噴嘴的兩個相互連接的元件中的至少一個在與瓶子(1)的核心( 相接觸的表面上有至少一個底座或者環(huán)形槽(7)，適于容納環(huán)形密封件，優(yōu)選的形狀為0形或者唇形；-噴嘴(4)的外部附著元件通過以若干層外部包裹的方式鎖定到瓶子的核心O)，所述若干層優(yōu)選的以加固纖維和樹脂(復合材料)制成，幾乎全部集成在瓶子主體上；
2.用復合材料實現(xiàn)固定權(quán)利要求1的套圈到瓶子瓶體的方法，其特征在于在位于套圈自身的內(nèi)部附著元件相應底座插入密封件，或者在形成噴嘴的元件上插入密封件； 附著在瓶子(1)的核心O)的內(nèi)部終端部分同樣放置；擰噴嘴的第二外部附著元件到第一個，以這種方式鎖定瓶子O)的終端部分；在整個輕型瓶子的最終制造過程以一系列重復的加固纖維層，優(yōu)選的是玻璃纖維和其等效物，和樹脂層包裹噴嘴的外面部分，由核心包裹獲得，優(yōu)選的是金屬板、塑料或者類似的，和復合材料，優(yōu)選的是強化纖維和合成樹脂。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求的一個或多個的套圈，其特征在于環(huán)形的內(nèi)部元件(4.2)(4. 5) (4. 8)是可拔出的，通過松開和擰緊能拆解和重組，方便維修和更換包含在其中的環(huán)形密封件。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求的一個或多個的套圈，其特征在于噴嘴的內(nèi)不環(huán)原件G.2) (4.3) (4.5) (4.8)的中央部分有一個內(nèi)部軸向底座(9)，優(yōu)選六角形，適于容納一把扳手以便于鎖定和/或拆卸各自的外部部分(4. 1) (4. 9) (4. 4) (4. 6) (4. 7)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求的一個或多個的套圈，其特征在于噴嘴的內(nèi)部元件(4.3)不能通過中央開啟拔出，因為其內(nèi)部是喇叭形-向外擴大的環(huán)形，具有至少兩個包含密封件 (5)的底座(7)，一個在圓柱部分，一個在擴大部分，直接與瓶子(1)的核心( 接觸。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求的一個或多個的套圈，其特征在于形成噴嘴的元件(4.6)和 (4.5)各自有內(nèi)外向螺紋與核心(2. 1)的終點直接接觸，還有同樣的螺紋(6)，都位于內(nèi)部終端部分和外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的套圈，其特征在于在核心(2.2)(外部和內(nèi)部)的終端部分和噴嘴 (4)的元件(4. 7)和(4. 8)上的螺紋都是圓錐形(6. 1)的。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求的一個或多個的套圈，其特征在于噴嘴(4)的外部元件G.9)，在其與核心( 接觸的內(nèi)部部分有至少一個槽形底座(7)適于容納相匹配的環(huán)形密封件(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓瓶套圈(4)(及其實施方法)，其特征在于它由兩個相互連接的元件組成，集成在容器自身的主體(3)，由復合材料、合金、合成材料、樹脂和加固纖維形成。噴嘴(4)的內(nèi)部可拔出元件(4.2)位于其內(nèi)部六角通孔(9)內(nèi)，上部設有固定閥門或者活塞的螺紋，在上部外部設有與外部元件(4.9)相耦合的螺紋，在其下面部分有一個容納直接與核心(2)接觸的密封件(5)的環(huán)形底座。類似的密封件(5)設在外部元件(4.9)，在兩元件(4.2)和(4.9)之間，在下面部分，核心(2)的末端被固定裝置閉合于具有多個加固纖維和合成樹脂制成的包裹層的外部。
文檔編號F17C1/16GK102459989SQ200980160157
公開日2012年5月16日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者法拉蒂·吉奧瓦尼 申請人:C.T.S.公司