[发明专利]一种设置有密封结构的高压复合容器

说明书

本发明涉及一种置有密封结构的高压复合容器，所述容器包括塑料内胆，所述塑料内胆具有一个与塑料内胆连接的颈部件，以及一个至少部分包围塑料内胆和颈部件的支承罩，所述颈部件设置在容器颈部的开口区域，在颈部件与塑料内胆之间设有至少一种密封圈；所述颈部件包括圆筒部分和圆片部分，其中圆筒部分与塑料内胆开口内壁贴合，圆片部分与容器开口周围的内壁贴合，当容器内部充入高压介质时，压力将颈部件向塑料内胆内壁压紧，以内部增压的方式增强了颈部件与塑料内胆间的密封；整个方案采用在吹塑塑料内胆时置入颈部件的成型方式，避免了在塑料内胆成型后再进行安装，从而降低了塑料内胆的结构、工艺等要求，减少开发制造成本。

技术领域

本发明涉及一种复合容器，具体涉及一种设置有密封结构的高压复合容器，属于油箱结构部件技术领域。

背景技术

大部分出租车改装压缩天然气(CNG)以代替燃油，一般CNG高压气瓶的工作压力为20MPa；部分车辆生产制造商已推广CNG或CNG与燃油混用的车辆，如奥迪、通用等。采用了氢燃料电池汽车也是当前的热点，储氢高压气瓶的工作压力一般为35MPa、70MPa，且70MPa的IV型瓶(高压塑料内胆复合容器)是当前的研发热点。除了车用，高压气瓶在其他领域也得到充分的应用，例如欧洲的部分液化石油气采用塑料内胆复合容器(工作压力2MPa)。大量的高压容器在日常生活中得到广泛使用，传统的纯金属或金属内衬复合容器存在重量偏大的问题，不易运输；且存储压力越高，金属内胆生产工艺越复杂，成本越高，还存在被高压气体腐蚀的风险。为了满足轻量化的要求，高压塑料内胆复合容器产生，因为塑料的特性，该类产品具备耐腐蚀、耐疲劳等优越性能，主要生产厂商为丰田、Hexagon(挪威)、Quantum(美国)等。相对于纯金属或金属内衬复合容器，高压塑料内胆复合容器的密封性的保证更为苛刻，主要原因是塑料内胆与金属端头的材料不同，在反复的使用过程中，塑料内胆与金属端头连接会松动，密封性能下降。

鉴于现状，金属端头与塑料内胆的连接成为了研究的热点与难点。图7所示为一个高压塑料内胆复合容器，金属端头1安装在塑料内胆2上，之后通过纤维复合材料层3进行缠绕包裹形成。图8对端面的密封结构进行说明：金属端头1与塑料内胆的大面接触在工艺上是不可行的，即使可行成本也是高昂的；该结构未考虑金属端头1与塑料内胆2轴线上的限位；该结构未考虑缠绕时塑料内胆的内压不断改变的充压，会导致金属端头1及塑料内胆连接处产生缝隙引起泄漏；该结构未考虑瓶口承受安装扭矩时的限位，安装后导致金属端头1与复合层3的结合强度降低；该结构中压缩气体的逃逸路径P较短，会增加压缩气体逃逸的风险，尤其是小分子气体氢气、氦气；因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种设置有密封结构的高压复合容器，该技术方案设计巧妙、结构紧凑，整个方案采用在吹塑塑料内胆时置入颈部件的成型方式，避免了在塑料内胆成型后再进行安装，从而降低了塑料内胆的结构、工艺等要求，减少开发制造成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种设置有密封结构的高压复合容器，所述容器包括塑料内胆，所述塑料内胆具有一个与塑料内胆连接的颈部件，以及一个至少部分包围塑料内胆和颈部件的支承罩，所述颈部件设置在容器颈部的开口区域，在颈部件与塑料内胆之间设有至少一种密封圈，颈部件自身设有容纳连接附件的结构。该方案避免了在塑料内胆成型后再进行安装，从而降低了塑料内胆的结构、工艺等要求，减少开发制造成本。

作为本发明的一种改进，本发明中压力容器由塑料内胆、优选铝合金制造的金属颈部件、缠绕在塑料内胆外表面的纤维支承罩构成。所述金属颈部件包括圆筒部分和圆片部分，颈部件中的安装螺纹孔用于安装阀门、接头等附件，此外颈部件的安装螺纹孔与塑料内胆的容器开口同轴设置。

作为本发明的一种改进，所述容器优先选用挤出吹塑成型获得塑料内胆，所述塑料内胆由增强纤维构成的纤维支承罩包围，纤维嵌入由合成树脂构成的基体中。作为用于塑料内胆2的材料，考虑采用尼龙、HDPE、PP、POM、聚酯或类似物。