[发明专利]用于容纳加压流体的由复合材料制成的容器

说明书

一种由复合材料制成的容器，包括管状元件(15)、分别插入所述管状元件的端部的两个尖端(11,13；111)、包围所述管状元件和所述尖端的周向层(9)。所述周向层由浸渍树脂的缠绕的纤维形成。每个尖端(11,13；111)的至少一个区段具有朝向外侧变窄的形状，并且所述管状元件(15)在其每个端部处具有变细部，使得在每个端部处，壁压靠在形状变窄的区段的表面上。所述管状元件(15)包括被纵向层(7)包围的塑料材料制成的管(5)，所述纵向层基本上由在树脂基质中平行设置的纤维形成，平行的纤维沿着塑料材料制成的管(5)的纵向轴线的方向定向。最后，所述周向层(9)基本上由围绕所述管状元件(15)和所述尖端(11,13；111)彼此平行地周向缠绕的纤维形成。

技术领域

本发明涉及一种用于容纳加压流体的由复合材料制成的容器，该容器包括管状元件、插入管状元件的一个端部的轴向尖端以及由树脂饱和纤维形成的周向层，该周向层围绕管状元件和轴向尖端。轴向尖端的至少一个区段具有朝向外侧逐渐变窄的形状，并且管状元件的壁的端部具有变细部，使得该端部压靠形状逐渐变窄的区段的表面放置。本发明还涉及一种用于制造根据上文定义的由复合材料制成的容器的方法。

背景技术

由复合材料制成的容器是已知的。专利文献FR 2 923 575特别地描述了一种用于容纳加压流体的容器，其对应于前文中给出的定义。在该已知的容器中，管状元件由聚酰胺-6制成的圆筒形成，并且插入管状元件的端部的两个尖端由铝合金制成。以传统方式，两个尖端中的至少一个尖端设置有包括阀的输入/输出接口。上述文献教导了，在容器的制造过程中，使用旋压工艺在每个端部处产生聚酰胺制成的圆筒的壁的变细部。因此，管状元件的端部可以在两个尖端上成形。

根据上述文献，然后通过同时缠绕两个条带来制造结构层，每个条带包括大量热固性浸渍树脂的纤维。两个条带以基本上关于管状元件的轴线对称的方式螺旋地缠绕在管状元件上。通常，使用上述专利文献中描述的螺旋缠绕的技术来制造容器壳体的结构层具有一些缺陷。

第一，用于保持尖端所需的螺旋层的所有纤维都通过容器的圆柱形部分，导致尺寸变得过大。而且，从结构的角度来看，纤维在尖端区域中的积聚导致相对于严格所需的材料而言需使用过多的材料。

第二，通常从与容器轴向方向偏离最小的取向的层开始增加叠置的螺旋缠绕层，以便有效地保持尖端并防止尖端在容器中的压缩液体的压力的作用下喷出。由于缠绕层的增加，螺旋缠绕方法要求非常多的纤维交叉，因此形成的结构类似于织物的结构，其中纤维不是直的而是通过在其它纤维的下方和上方通过而呈波状。然而，已知的是，当使用复合材料时，织物结构的性能与不具有波状纤维的单向或多轴结构的性能相比较差，特别是在张力方面。不具有纤维交叉并因此不具有波状的实施方法将允许更好地优化增强纤维的性能潜力。

第三，细丝的缠绕方法尽管可以自动化进行并且针对具有小尺寸的容器相对较快，但因为缠绕机器需要花费大量时间以进行来回运动从而以每单位时间非常少量的缠绕方式来围绕尖端缠绕纤维，所以针对非常长的容器该方法变得非常低效。允许必要量的纤维和树脂以单次通过或有限次数通过的连续或半连续方法将显著提高生产率。

另一方面，根据专利文献FR 2 923 575，用作结构层纤维的基质的树脂是热固性树脂。最常用于制造容器的热固性树脂的类型是环氧树脂，但环氧树脂在其运输、储存和制备及其固化阶段期间需要特别小心以获得预期的性能。而且，热固性树脂不可再循环。从实施和可再循环性的角度来看，使用来自热塑性家族的树脂将是有利的。但是，热塑性树脂必须加热到其熔化温度以上，以使其具有更好的流动性且有助于其实施和纤维的浸渍。然而，热塑性树脂通常比环氧树脂更粘稠并且在复合结构中通常产生更大的孔隙率。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述现有技术的缺陷。根据本发明的第一方面，本发明通过提出一种由复合材料制成的容器来实现其目的。根据本发明的第二方面，本发明通过提出一种用于制造由复合材料制成的容器的方法来实现其目的。