[发明专利]卡装式的衬套-凸嘴连接

说明书

技术领域

本发明涉及压力容器。更具体地，本发明涉及一种凸嘴接合器以及一种用于成形包括凸嘴接合器的压力容器的方法。

背景技术

用于存储加压流体介质(例如氢气)的压力容器通常包括压力腔，其中包含以受控的方式流入或流出容器的加压流体介质。在某些设计中，压力容器包括具有设置在相对端上的两个金属接口(凸嘴)的内部塑料衬套，以及用于支撑内部容器衬套的纤维缠绕的外壳。

通常，容器衬套是利用常规的注塑、吹塑、旋转模塑或热成型工艺加工而成的。例如，以下的专利文献中介绍了容器衬套(WO 1999/039896 Dulisse, JMK; WO 2007/079971 Müller, Xperion; DE 19526154 Lange, Mannesmann等;以及WO 1999/013263 Jensen, Raufoss)，其中的每一篇都通过引用其全部内容而并入本文。

为了允许流体流入或流出压力腔的受控流动，容器通常被设置为具有压力腔开口并且凸嘴被装在该开口内。凸嘴带有螺纹或以其他方式被成形用于连接至喷嘴、阀门、测量仪器、管路以及引导和控制流体流动的类似固定件。因此，凸嘴由金属或具有所需性质的其他常规材料构成。

凸嘴通常包括圆柱形的颈部，具有在压力腔和容器以外的环境之间提供流体连通的纵向通道。在某些设计中，法兰被固定至颈部的一端。比压力腔开口更大的法兰被固定至压力容器的衬套以避免凸嘴和衬套之间的相对移动。

首先，希望避免凸嘴相对于衬套平移。也就是说，凸嘴不应被允许沿着颈部的中心纵向轴线移动以使其完全落入压力腔内。凸嘴也不应被允许沿相反方向移动并使其自身与容器脱离。

其次，希望避免凸嘴相对于衬套旋转。也就是说，凸嘴不应被允许相对于衬套围绕颈部的中心轴线或围绕压力腔开口旋转。因此，在容器被固定并企图将固定件螺接至带有螺纹的凸嘴内时，凸嘴不应由于相对于衬套的旋转而妨碍这种企图。

因此出现的问题是如何将凸嘴牢固地连接至非金属衬套以阻止凸嘴的平移和旋转同时在凸嘴和容器衬套之间提供基本上不透流体的密封。一种方法简单地依赖于容器内的内压以连接凸嘴和衬套。尽管该压力在某些容器中可能足以在凸嘴和非金属衬套之间形成密封，并且也可以阻止凸嘴平移，但是它通常不能阻止凸嘴旋转。

另一种方法是将凸嘴设置在部分分叉的衬套的两个唇缘之间。这样的衬套包括设置在压力腔开口周围的两个唇缘层。凸嘴的凸缘被设置在唇缘层之间的环形凹口内并且由衬套的唇缘封装。在凸嘴和衬套唇缘之间没有使用粘合剂。尽管这种方法限制了凸嘴的平移，但是它基本上无法限制凸嘴的旋转。

用于将凸嘴固定至衬套的一种不同的方法包括在凸嘴和衬套之间设置粘合剂层。粘合剂至少在最初将凸嘴和衬套粘接在一起。可惜的是部分粘合剂会随着时间而退化。因此，粘合剂可能无法在容器的整个使用寿命内持续有效，特别是如果容器内引入了压力和温度应力或者化学污染物时更是如此。

而且也难以将金属凸嘴粘接至某些热塑性材料例如尼龙和聚烯烃，原因在于石油基的热塑性材料天然地具有所谓“润滑”表面。使用粘合剂将金属粘接至这样的材料通常都要包括复杂的表面预加工和处理步骤以确保足够的粘性。充分粘合的可重复性也会变得对操作人员敏感，并且因此在大规模加工中存在问题。

希望研发出一种用于和压力容器一起使用的凸嘴以及一种用于将凸嘴连接至压力容器的容器衬套的方法，其中凸嘴被牢固地连接至容器衬套以在其间形成基本上不透流体的密封。

发明内容

根据并且适合于本发明，令人惊讶地提出了一种用于和压力容器一起使用的凸嘴以及一种用于将凸嘴连接至压力容器的容器衬套的方法，其中凸嘴被牢固地连接至容器衬套以在其间形成基本上不透流体的密封。

在一个实施例中，一种用于存储流体的压力容器包括：具有内表面和外表面的环形内凸嘴，内表面构成了适合用于在其中接纳实用设备的通道，其中内凸嘴进一步包括在内表面和外表面中间形成的衬套槽道；将其一部分设置在内凸嘴的衬套槽道内的容器衬套；以及固定至内凸嘴外表面的外凸嘴。

在另一个实施例中，一种用于存储流体的压力容器包括：具有内表面和外表面的环形内凸嘴，其中内凸嘴包括在内表面和外表面中间形成的衬套槽道；将其一部分设置在内凸嘴的衬套槽道内的容器衬套；以及包括用于接纳内凸嘴的内凸嘴槽道的外凸嘴，其中内凸嘴的内表面和外表面中的至少一个表面被设置为邻接内凸嘴槽道的一部分。

本发明还提供了用于生产压力容器的方法。