[发明专利]用于容纳挥发性流体的防故障封闭装置

说明书

本发明公开了一种防故障容器和容器插入件。柔性容器插入件可以将来自灾难性事件的能量转换成防故障容器的插入件的内部结构的拉伸，以最小化或防止容器插入件和/或容器的故障，其中所述灾难性事件包括但不限于碰撞、事故、冲击、压力容器故障或诸如爆燃的爆炸或者其他灾难性事件。容器插入件的可拉伸性可以适应温度和形状变化，以保护容器(包括但不限于压力容器)免于破裂或其他故障。因此，容器插入件可以被认为是自动恢复的，这是因为所述容器插入件可以吸收灾难性事件的影响以防止出现故障，可以返回到先前的大致状态和/或在确实发生违规行为时可以密封或以其他方式减少或最小化违规行为。

相关申请

本申请要求以下申请的优先权：(1)2014年10月24日提交的名称为“A DEVICEASSEMBLAGE FOR PRESSURIZED CONTAINERS”的美国临时 专利申请62/068,574号；(2)2015年1月11日提交的名称为“A DEVICE ASSEMBLAGE FOR PRESSURIZED CONTAINERS”的美国临时专利申请 62/102,087号；和(3)2015年3月4日提交的名称为“A DEVICE ASSEMBLAGE FORPRESSURIZED CONTAINERS”的美国临时专利申请 62/128,493号。上述每个申请的内容整体并入本文作为参考。

技术领域

本发明通常涉及用于容纳和运输挥发性、易燃且易爆的物质的系统和 方法，更具体地涉及当暴露于爆燃、超压、穿透或冲击时这些材料的防故 障封闭和运输。

背景技术

当容器暴露于爆炸、超压、穿透或冲击时，容纳和运输挥发性、易燃 且易爆的材料具有严重的风险。当材料和相关联的容器被集成到具有这种 事件较高发生率的系统中时尤其如此。例如，当存储容器在车辆中被运输 或用作燃料源时，容器在事故期间遭受碰撞或穿透的损坏。一旦材料暴露， 则乘客和应变小组的健康和安全可能面临重大风险。

用于包含或容纳易燃、可燃、压缩和/或挥发性的流体的危险压力容 器的运输、存储和处理可能会暴露于碰撞、事故、降解或变质，这可能导 致压力容器的(多个)壁以潜在的秘密、快速、微妙或隐伏的方式过早且 不期望有的出现故障，这可能会使寿命受到损害，同时也有重大的生命损 失或经济损失的可能性。这些类型的事故可能发生在运输行业中常见的正 常运行环境中。

气体研究所(GRI)在压缩天然气(CNG)气瓶发生几次灾难性爆炸 之后希望了解汽车威险环境。在1994年，GRI与Battelle签约，以确定“汽车 服务环境”。Battelle列出了四(4)项行业建议。迄今为止，世界上没有汽 车或汽缸制造商遵守Battelle的建议。

行业调查的目的是限定具体由NGV燃油缸遇到且通常用于底部部件 材料(特别是复合材料)的机械和化学环境。机械环境包括由于疲劳和安 装方法造成的长期负荷以及诸如石头或挡板事故造成的冲击损伤的短缺 负荷。潜在的化学环境包括车辆内部和外部的流体和化学品。¹

今天，在巴基斯坦、阿根廷、巴西、印度和亚太地区有数以百万计的 压缩天然气车辆。这些地区的经验显示，由于故障和老化的压力容器，CNG 气瓶(额定值为3600psig)的过早压力容器故障和爆炸正在上升。在2009 年，中国在众多难以忍受的悲剧性事故之后禁用所有IV型CNG气瓶。在 2013年，巴基斯坦在过去连续两年分别报告了超过2000起和3000起的CNG 事件相关的死亡事件。在2014年，汽车和压力容器制造商继续制造和生产 具有危险后果的产品，这些产品是基于声称“足够好”的未经证实的技术。 很快，高压力和/或高度易燃的汽车压缩燃料容器(3600-10,000psig或更高) 可能会被推向世界各地的公共公路。

目前，随着国家争取和努力快速节约燃油消耗，科学上未经证实、老 化且易损坏的轻型危险压力容器的使用可能会占上风。在2014年，EPA发 出警告：“由于氢表现出一些特殊的特性，例如高易燃性和爆炸性，因此 爆炸的可能性可能会由于其储罐故障而增加。”²