專利名稱：流體容器及其制造方法
專利說明
本

發(fā)明內(nèi)容
涉及一種用于任意流體，如10至500巴(10至500×105帕)壓力下的氣體，或易燃的揮發(fā)性液體或者液壓流體的容器。
這種容器具有兩個同心殼體，也就是說，這種容器具有一個內(nèi)殼體和一個外殼體，所述的內(nèi)殼體用于實現(xiàn)流體密封，所述的外殼體用于保證機(jī)械強(qiáng)度。
通過在兩個殼體之間配置一個罩來加強(qiáng)容器封閉端的機(jī)械強(qiáng)度。在容器開口端，一般考慮在兩個殼體之間配置一個罩，與形成細(xì)頸的構(gòu)件組合成一體，細(xì)頸上有與管接頭、膨脹閥、流體開關(guān)等相連接的連接件。
在法國專利FR2301746中特別描述了這樣的容器。在這種容器中，罩和細(xì)頸具有朝外的輔助喇叭口，可以夾緊容器的開口邊。
由于這樣的解決方法仍然令人不滿意，因此，為確保在內(nèi)殼體開口端安裝罩，首先要使該殼體開口端變形，將罩嵌入后，再使該開口端成形，以便它剛好貼著罩的喇叭口部分。
而且，這種喇叭口不利于實現(xiàn)良好的密封。
其它具有兩個同心殼體的容器，其中，內(nèi)殼體由金屬材料制成。這些容器的缺點，一是比較重，二是在爆炸情況下很危險，因為爆炸時它們就象一個噴發(fā)金屬碎片的真炸彈那樣。
申請人的法國專利申請8609126號中描述了這樣一種改進(jìn)的容器，其中，細(xì)頸和罩組合在一起，它們位于容器的開口端，內(nèi)殼體由熱塑材料制成。該容器的密封是借助環(huán)形接頭來保證的。但是，這些環(huán)形接頭在安裝時有可能出現(xiàn)故障或受到損傷，因為安裝比較復(fù)雜，因而在長時期中將會存在密封問題。
本發(fā)明目的旨在提供這種類型的容器，其制造簡易，保證容器內(nèi)部的良好密封，無需使用密封元件，如接頭。
為此，本發(fā)明涉及的普通圓柱形流體容器包括，一個由熱塑材料制成的用于實現(xiàn)密封的內(nèi)殼體，一個由纖維纏繞制造的并用于保證機(jī)械強(qiáng)度的外殼體。在兩殼體之間，于容器底部嵌入一個罩，并于容器開口端嵌入另一個罩，其與連接細(xì)頸制成一個整體，本發(fā)明流體容器的特征在于，在兩構(gòu)件之間的接觸表面上，至少位于容器開口端的部分內(nèi)殼體固定在形成細(xì)頸和罩的金屬件上，而罩的外表面以及細(xì)頸的部分外表面則被外殼體所覆蓋。
裝配之后，細(xì)頸和罩兩構(gòu)件與內(nèi)殼體彼此完全連接成一體，因此而形成的容積就不會因有接頭而發(fā)生漏泄的危險，在容積受到高壓作用時，例如儲存壓縮氣體的情況下，也不會在內(nèi)殼體和加強(qiáng)件之間產(chǎn)生脫離現(xiàn)象。這些連接件給容器提供了良好的密封性能和機(jī)械強(qiáng)度。
比較好的做法是，使細(xì)頸的內(nèi)表面在其被內(nèi)殼體所覆蓋的區(qū)域有一個厚度與殼體厚度相一致的凹口。
采用這種方法，在上述構(gòu)件安裝部位上，把內(nèi)殼體嵌入細(xì)頸。所述的這種方法還改進(jìn)了兩個構(gòu)件之間密封連接條件。
根據(jù)用所有熱塑材料可以構(gòu)成內(nèi)殼體的最佳實施例，在兩構(gòu)件連接之前，至少給用于同殼體相接觸的金屬件表面涂覆熱塑材料層，該熱塑材料構(gòu)成內(nèi)殼體，能使上述構(gòu)件之間進(jìn)行連接。
最好的做法是，把由彈性材料制成的環(huán)形帶嵌入外殼體和位于其傾斜表面上的至少一個罩之間，所述的環(huán)形帶以便加固兩構(gòu)件之間的機(jī)械連接，并使外殼體相對于罩作徑向移動具有一定的可能性。
根據(jù)另一個實施例，容器在金屬件和內(nèi)殼體之間的所有接觸表面上，有一種由酚醛環(huán)氧樹脂和構(gòu)成所述內(nèi)殼體的熱塑材料的混合物所形成的雙組分粘著材料。
在內(nèi)殼體用聚酰胺熱塑材料制成的情況下，容器在金屬件和內(nèi)殼體之間的所有接觸表面上，有一種由酚醛環(huán)氧樹脂和聚酰胺的混合物所形成的雙組分粘著材料。
這樣，兩構(gòu)件之間的連接的抗拉強(qiáng)度可以大于150kgf/cm2。
爆炸時，為了達(dá)到所要求的安全狀態(tài)，容器應(yīng)制成整件，為了提高機(jī)械強(qiáng)度，構(gòu)成外殼體的纖維卷繞是交叉卷繞，該交叉卷繞是沿圓柱形容器兩對角線平面卷繞的纖維以及沿其圓周卷繞的纖維的交叉卷繞，使圓柱形容器端面的纖維密度大于其壁的纖維密度。
容器最好由耐火和耐熱保護(hù)層覆蓋，該耐火和耐熱保護(hù)層至少由不同的內(nèi)層和外層構(gòu)成。該內(nèi)層由陶瓷纖維薄片構(gòu)成，它用于其一面固定在容器的外殼體上，并形成一種熱障;該外層形成一種可以與火接觸的耐火保護(hù)層，它由一種玻璃布/不透明玻璃的復(fù)合物構(gòu)成，其中，玻璃布機(jī)械連接在不透明玻璃上，而其本身固定在內(nèi)層上。上述復(fù)合物被涂覆或浸潤一種起化學(xué)催化作用的加強(qiáng)劑。
這種涂覆層耐火期限可以大于30分鐘。
本發(fā)明也涉及容器的制造方法。
單張附圖
是容器的縱向剖面圖，參照附圖，本發(fā)明將會得到較好了解，本發(fā)明其它特征也可從下面的描述中得出。
如附圖所示，用2標(biāo)示容器，該容器呈圓柱形，它包括一個用例如聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯制成的內(nèi)殼體3，一個用例如玻璃纖維加強(qiáng)的環(huán)氧樹脂制成的并由纖維纏繞所獲得的外殼體4。
采用公識方法，這種容器在封閉端配置底罩5，該底罩5布置在內(nèi)殼體3和外殼體4之間，它由剛性材料制成，如青銅、鋁合金和不銹鋼。
在容器的開口端配置最好是金屬的構(gòu)件6，它同時起細(xì)頸和罩的作用。為此，這種金屬件6包括形成細(xì)頸的管部7，具有中央通道8。位于外部的中央通道8的端部由與管部或膨脹閥或流體開關(guān)相連的螺絲9的表面加以限定。管部7位于容器內(nèi)的端部由罩10加以延伸，它由一個以外向內(nèi)和從容器開口端向其封閉端的傾斜表面12沿內(nèi)殼體3，以及由一個從內(nèi)向外和從容器開口端向其封閉端的傾斜表面13沿外殼體4加以限定。
罩10的形狀只在實施例中提及，實際上，表面12也可以差不多與容器2的軸線相垂直，這就取決于金屬件6的材料性質(zhì)和容器中可以裝有的流體所施加的壓力。
在這種實施例中，如圖所示，底罩5的形狀同金屬件6的形狀相同。這樣就可以實現(xiàn)金屬件6和底罩5的標(biāo)準(zhǔn)化，只要對底罩5進(jìn)行鏜和攻絲，就可以獲得具有中央通道8的金屬件6，該中央通道8由螺絲9加以限定。
使內(nèi)殼體3成形，該內(nèi)殼體3具有在細(xì)頸的部分長度上伸展的圓柱形頸4，并將其嵌入凹口15，以便在安裝后，內(nèi)殼體3的內(nèi)表面和細(xì)頸8的內(nèi)表面具有良好的連貫性。
凹口15的表面和表面12構(gòu)成金屬件6與內(nèi)殼體3之間的接觸表面16，金屬件6和內(nèi)殼體3在所有的這種接觸表面16上彼此連成一體。
根據(jù)最佳實施例，將金屬件6安裝到內(nèi)殼體3上之前，它被涂上一層構(gòu)成內(nèi)殼體3的熱塑材料，該熱塑材料能使上述兩個構(gòu)件之間實現(xiàn)連接。
根據(jù)其它實施例，如果內(nèi)殼體用聚酰胺制成的話，上述這種連接可以通過用一種由酚醛環(huán)氧樹脂和聚酰胺的混合物組成的雙組分粘著材料涂覆所有接觸表面16來實現(xiàn)。這種粘著材料可能涉及到例如已知商品“RILPRIM204”和“RILSANNATURELES4”的混合物。
根據(jù)這個實施例，首先，把“RILPRIM204”涂在金屬件6上，然后，在噴涂“RILSANNATURELES4”及連接合成材料制成的殼體之前，要將整件保溫，例如在模具里進(jìn)行。
這樣實現(xiàn)的金屬一合成材料的連接具有較大的機(jī)械強(qiáng)度，確保良好的密封性。
顯然，根據(jù)具有前面所述及的特征的連接，底罩5可以采用與金屬件6同樣的方式固定在內(nèi)殼體3上。
外殼體4覆蓋罩10的傾斜外表面13和細(xì)頸7的部分外表面。實際上，構(gòu)成外殼體14的纖維纏繞是按照圓柱形容器2的兩對角線平面和其圓周方向進(jìn)行的交叉卷繞，使圓柱形容器2端部的纖維密度大于其圓柱形壁的纖維密度。
這種布置可以改善容器的機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)由于內(nèi)部超壓而爆炸時，這種布置可以避免容器碎裂成多塊金屬片。事實上，在附圖中示出的情況里，僅僅在強(qiáng)度較小的圓柱形壁上沿著所限定的表面范圍產(chǎn)生破裂。
為了保證罩10和5以及外殼體4之間良好的機(jī)械連接，同時，在容器進(jìn)行充填和排空時容器內(nèi)部超壓和低壓的情況下，使外殼體4相對于罩10和5具有作徑向移動的可能性，就把用彈性材料制成的環(huán)形帶22嵌入外殼體4和罩10及5之間的傾斜表面13上。
這種配置可以大大減小容器2兩端的應(yīng)力。
本發(fā)明流體容器2還包括圖中局部示出的耐火耐熱保護(hù)層17，該保護(hù)層17包括兩層，也就是一個內(nèi)層18和一個外層19。內(nèi)層18是由陶瓷纖維制成的一層薄片。這種內(nèi)層18具有0.5～5毫米的可選厚度，它的導(dǎo)熱率很小，它的耐熱度達(dá)1400℃。所述的內(nèi)層18的一面固定在外殼體4上，而其另一面同保護(hù)層17的外層19連在一起。后者根據(jù)已知方法，特別是采用接點法機(jī)械連接的玻璃布20/不透明玻璃21的耐火復(fù)合層19所構(gòu)成的。復(fù)合層19的不透明玻璃21在制造過程中被粘接在內(nèi)層18上，而玻璃布20則形成可以暴露在火中的保護(hù)層19的表面。
復(fù)合層19具有0.9～2毫米的厚度。該復(fù)合層也可預(yù)先涂一層尿素樹脂/酯化甲醛，這種涂覆操作可采用裝有硫氰酸鹽作催化劑的丙烯腈/丁二烯丙烯酸酯的反應(yīng)裝置來進(jìn)行。
涂覆的這種樹脂是一種能提高復(fù)合層19不燃性的起化學(xué)催化作用的加強(qiáng)劑。
用于連接外層19和內(nèi)層18以及用于把保護(hù)層17固定在外殼體4上的膠，是一種不易燃燒的合成膠，例如是一種無溶劑的、熱固性的和耐800℃以上高溫的單組分環(huán)氧樹脂。
保護(hù)層17的厚度為5～6毫米，由于它具有柔韌性能，因此能同所有形狀相貼合。
下面述及的實施例中容器的制造方法在于，首先，把金屬件6清理干凈，并用有機(jī)溶劑如丙酮去除油污，然后，在大約300℃下，將其置于加熱爐中脫氣，以除去全部油污和溶劑。這樣，至少還要在與內(nèi)殼體3相接觸的金屬件6的表面16上涂上一層構(gòu)成該內(nèi)殼體3的熱塑材料。通過噴涂熱塑材料或?qū)⒔饘偌?浸入所述熱塑材料變成流體的熱浴中來實現(xiàn)這種涂覆。
然后，把位于容器2底面的金屬件6和罩5布置在本身屬于公知的輪轉(zhuǎn)模壓裝置的內(nèi)殼體3的模具的頂端，其中，模具一方面繞其軸轉(zhuǎn)動，而另一方面則繞與模具的該軸相垂直的另一個軸轉(zhuǎn)動。
將模具加熱，使預(yù)先引入該模具的熱塑材料在其內(nèi)熔化，以便通過模壓制成內(nèi)殼體3。
應(yīng)當(dāng)注意，模具的加熱方法是集中在其每一端部，使該端部的加熱溫度高于連接該端部的中央部分的溫度。
這樣，就能補(bǔ)償金屬件6和罩5的熱慣性，因而在模具內(nèi)部各處獲得差不多均勻的溫度。
在進(jìn)行一定的必要的冷卻之后，將圓柱形內(nèi)殼體3脫模，然后，沿其兩對角線平面和其圓周方向進(jìn)行纖維纏繞以獲得外殼體4。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于實施例中所述及的容器的實施方案及其制造方法，相反，本發(fā)明還包括其它實施例及其制造方法。
權(quán)利要求
1.普通圓柱形流體容器包括一個由熱塑材料制成的用于實現(xiàn)密封的內(nèi)殼體(3)和一個由纖維纏繞用于保證機(jī)械強(qiáng)度的外殼體(4)，在兩個殼體之間嵌入罩(5)和罩(10)，所述的罩(5)位于容器底部，所述的罩(10)位于容器開口端，金屬件(6)與連接細(xì)頸(7)制成一個整件，其特征在于，在兩個構(gòu)件(3，6)之間的接觸表面(16)上，至少位于容器開口端的部分內(nèi)殼體(3)固定在形成細(xì)頸(7)和罩(10)的金屬件(6)上，而罩(10)的外表面(13)以及細(xì)頸(7)的部分外表面則被外殼體(4)所覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的容器，其特征在于，在由內(nèi)殼體(3)所覆蓋的區(qū)域中，細(xì)頸(7)的內(nèi)表面有一個厚度差不多同內(nèi)殼體(3)厚度相一致的凹口(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中所述的容器，其特征在于，把金屬件(6)裝到內(nèi)殼體(3)上之前，至少給用于同內(nèi)殼體(3)相接觸的金屬件(6)表面(16)涂覆熱塑材料，該熱塑材料構(gòu)成內(nèi)殼體(3)，這種熱塑材料還能使上述兩個構(gòu)件(3，6)之間實現(xiàn)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的容器，其特征在于，在金屬件(6)和內(nèi)殼體(3)之間的所有接觸表面(16)上，有一種由酚醛環(huán)氧樹脂和聚酰胺的混合物所形成的雙組分粘著材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的容器，其特征在于，內(nèi)殼體(3)由聚酰胺熱塑材料構(gòu)成，在金屬件(6)和內(nèi)殼體(3)之間的所有接觸表面(16)上，有一種由酚醛環(huán)氧樹脂和聚酰胺的混合物所形成的雙組分粘著材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的容器，其特征在于，雙組分粘著材料是由一種公知的名為“RILPRIM204”和“RILSANNATUREL ES4”的混合物構(gòu)成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的容器，其特征在于，首先，把“RILPRIM204”涂在金屬件(6)上，然后，在噴涂“RILSANNATUREL ES4”及連接合成材料制成的殼體之前，要將整體保溫，例如在模具里面進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中之一所述的容器，其特征在于，把由彈性材料制成的環(huán)形帶嵌入外殼體(4)和位于其傾斜面(13)上的至少一個罩(10，5)之間，以便加固兩個構(gòu)件之間的機(jī)械連接，并使外殼體相對于罩(10，5)作徑向移動具有一定的可能性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一的權(quán)利要求中所述的容器，其特征在于，纖維纏繞是一種具有沿圓柱形容器(2)兩對角線平面卷繞的纖維和沿其圓周卷繞的纖維的交叉卷繞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中之一的權(quán)利要求中所述的容器，其特征在于，給它涂覆一層由至少內(nèi)層(18)和外層(19)兩層所構(gòu)成的耐火和耐熱保護(hù)層(17)，內(nèi)層(18)由一種其一面固定在容器(2)的外殼體(4)上并形成熱障的陶瓷纖維薄片構(gòu)成，外層(19)是由一種玻璃布(20)/不透明玻璃(21)復(fù)合層構(gòu)成的可以與火接觸的耐火保護(hù)層，其中，玻璃布(20)機(jī)械地連接到不透明玻璃(21)上，而它本身固定在內(nèi)層(18)上，給這種復(fù)合層(19)涂上或浸潤上一種起化學(xué)催化作用的加強(qiáng)劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3、9和10中之一的權(quán)利要求中所述的容器的制造方法，其特征在于，-把金屬件(6)清理干凈并去除油污，-至少在與內(nèi)殼體(3)相接觸的金屬件(6)的表面(16)上涂覆構(gòu)成上述內(nèi)殼體(3)的熱塑材料，-把金屬件(6)和位于容器(2)底面的罩(5)布置在屬于轉(zhuǎn)輪模壓裝置的內(nèi)殼體(3)的模具的頂端，-把所述的熱塑材料引入模具并對其進(jìn)行加熱，使熱塑材料熔化，以便通過模壓制成內(nèi)殼體(3)，-把這樣制成的圓柱形內(nèi)殼體(3)冷卻并脫模，然后，沿其兩對角線平面和其圓周方向繞內(nèi)殼體進(jìn)行纖維纏繞，以制成容器(2)的外殼體(4)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的方法，其特征在于，模具的加熱方法是這樣的，靠近罩(5，10)的端部的加熱溫度高于連接上述端部的中央部分的加熱溫度。
全文摘要
本容器包括一個用于實現(xiàn)流體密封的內(nèi)殼體(3)和一個用于保證機(jī)械強(qiáng)度的外殼體(4)，在兩個殼體之間嵌入一個位于容器底面的罩(5)和一個位于容器開口端的罩(10)，它與連接細(xì)頸(7)制成一個整體，其特征在于，在兩構(gòu)件(3、6)之間的所有接觸面上(16)上，位于容器(2)開口端的部分內(nèi)殼體(3)固定在形成細(xì)頸(7)及罩(10)的金屬件(6)上，而罩(10)的外表面(13)和細(xì)頸(7)的部分外表面則被外殼體(4)所覆蓋。
文檔編號F17C1/16GK1031273SQ8810651
公開日1989年2月22日 申請日期1988年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月21日
發(fā)明者卡勞得·里昂·安伯特 申請人:卡勞得·里昂·安伯特