[发明专利]压力容器系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月24日提交的、申请号为61/881,877且发明名称为“用于压力 容器系统和方法的机械接头(MECHANICALJOINTFORPRESSUREVESSELSYSTEMAND METHOD)”的美国临时专利申请以及2014年1月13日提交的、申请号为61/926,862且发明名 称为“用于压力容器系统和方法的空气遏制阀杆帽和膜片式静压节流器(AIRSTEMCAP ANDDIAPHRAGMHYDROSTATICRESTRICTORFORPRESSUREVESSELSYSTEMANDMETHOD)” 的美国临时专利的权益，上述申请的完整内容为了所有目的通过引用合并于本文中。

背景技术

压力容器或压力罐通常在工业和民用加压水系统中用作用于储存水的储罐。然 而，压力容器也用于储存和输送处于一定压力下的其它液体、蒸气和气体。压力容器通常与 包括泵送装置的供给源相连接。压力容器在低需求时期无需开启泵送装置即可供给处于一 定压力下的水。对于较高需求的时期，压力容器可以在不妨碍满足需求的同时允许泵持续 运行推荐的最小时期。为了使压力容器以该方式作用，当水被泵送到容器中时，包含在容器 中的处于一定压力下的空气被压缩。当更多的水进入容器时，会导致压力上升，并且泵将在 预定的感测压力下关闭。该循环将不再重复，直到需求将容器压力降低到预定的低感测压 力为止，这将会打开泵以再填充压力容器。

典型地，压力容器包括由金属制造的两个互补的杯形部分，其需要组装(例如，焊 接到)布置在两个罐部分的内部的金属夹环。压力容器还可以包括阀杆，所述阀杆典型地布 置在容器的上部分中以便测量压力容器内部的空气压力。阀杆经常由帽覆盖以防止干涉或 损坏阀杆。典型的压力容器相对昂贵，并且在制造上是劳动力密集和时间密集的。而且，金 属压力容器会由于外部环境暴露而腐蚀，这会导致压力容器和水系统的退化。这样的退化 会导致非期望的结果如容器泄漏。

常规压力容器还包括将容器分成两个部分的分离袋或可变形膜片。膜片将容器的 一个部分中的气体与容器的另一部分和系统的其余部分中的水分离。气体部分预充填有处 于一定压力下的气体，以使得膜片根据另一部分中的水的体积的变化而移位以增加或减小 气体部分的体积。空气阀延伸通过容器的一个端部，并且入口孔和出口孔设在容器的另一 端部处以便与水系统流体连通。当水被泵送到容器中时，袋或膜片由进入的水向上推压。

另外，分离袋或膜片通常以两种方式之一附连到压力容器。第一，分离袋在周边密 封到或以另外方式通常在组装接缝处附连到压力容器的侧壁。第二，压力容器可以包括当 故障时能够去除和替换的可去除单元(包括分离袋)。两种布置都具有优点和缺点。附连到 或在周边密封到侧壁的膜片型分离器的主要优点在于膜片可以由相对较重规格的塑料或 橡胶材料构造，并且可以成形为符合容器的横截面或者以消除拉伸的方式成形。然而，该布 置涉及在压力容器的配合半部之间以及在容器的侧壁与膜片之间提供耐压密闭式密封件 的问题。出于经济性的考虑，已经尝试将容器半部之间的密封件以及膜片与侧壁之间的密 封件组合成单个组件。然而，该布置尚未完全成功并且可能导致容器泄漏。此外，这些附连 布置通常涉及容器的外部上的突出凸缘和夹紧件，它们会干扰到(例如，使用细丝缠绕过 程)螺旋地缠绕容器以获得额外加强的尝试。

一种已知系统公开了用于液压气动细丝缠绕压力容器的分流罐封盖和膜片组件。 该组件包括第一和第二杯形塑料罐内衬，其具有扁球形端部部分和终止于圆柱形开口部分 中的圆柱形侧壁部分。提供环以便将开口部分联结和密封在一起，从而形成密封容器并且 将膜片安装在罐内以将罐的内部分成可变体积的室。然而，安装环和膜片是独立元件，其可 能无法在压力容器的第一和第二杯形塑料罐内衬之间以及在容器的侧壁与膜片之间提供 耐压密闭式的密封。

另一已知系统公开了与泵送系统一起使用的水压力罐。水压力罐包括一对罐部 分，其具有匹配的、由组装凸缘围绕的敞开端部。组装凸缘带有匹配螺栓孔以使得该对罐部 分可以由螺栓联合。具有同心圆形波纹的膜片的周缘夹紧在组装凸缘之间。因此，允许膜片 在任一方向上从压力罐内的中间位置膨胀。然而，组装凸缘向外突出超过压力罐的外表面 并且可能会干扰到(例如，使用细丝缠绕过程)螺旋地缠绕容器以获得额外加强的尝试。