[发明专利]高压复合容器及其制造工艺

说明书

本发明公开了一种高压复合容器及其制造工艺，其中该容器包括塑料壳体、金属端头、密封结构、密封支撑、瓶口阀和纤维缠绕增强层；其中，塑料壳体上设置有瓶口；金属端头与塑料壳体固定连接，金属端头上设置有安装孔，安装孔与瓶口连通；密封结构固定设置在塑料壳体和金属端头之间；密封支撑的一端与塑料壳体的内表面固定连接，密封支撑的另一端从瓶口伸出后与金属端头固定连接；瓶口阀固定设置在安装孔中；纤维缠绕增强层固定缠绕在塑料壳体和金属端头的外表面上。本发明提供的高压复合容器及其制造工艺，通过密封支撑和金属端头的配合，可以将瓶口完全包裹，增强了瓶口处的承压强度，防止了高压气体的泄漏，保证了密封性。

技术领域

本发明涉及高压复合容器制造技术领域，尤其涉及一种高压复合容器及其制造工艺。

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。采用了氢介质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，金属塑料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、重量轻等优越性能。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壳体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1为现有技术中的高压塑料内胆复合容器的示意图，其包括金属端头1、塑料内胆2和加强层3，金属端头1安装在塑料内胆2上，之后通过加强层3进行缠绕包裹形成。图2为图1所示高压塑料内胆复合容器中的密封结构，如图1和图2所示，金属端头1与塑料内胆2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；该密封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2的内压不断改变的充压，会导致金属端头1及塑料内胆2连接处产生缝隙引起泄漏，如图2中箭头所示的泄露路径4；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与加强层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CNG、氢气、氦气等。因此，研究一种能够解决上述问题的高压复合容器十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压复合容器及其制造工艺，以解决上述现有技术中的问题，防止高压复合容器中高压气体介质的泄漏和渗透，保证容器的密封性。

本发明提供了一种高压复合容器，其中，包括：

塑料壳体，所述塑料壳体上设置有瓶口；

金属端头，所述金属端头与所述塑料壳体固定连接，所述金属端头上设置有安装孔，所述安装孔与所述瓶口连通；

密封结构，所述密封结构固定设置在所述塑料壳体和所述金属端头之间；

密封支撑，所述密封支撑的一端与所述塑料壳体的内表面固定连接，所述密封支撑的另一端从所述瓶口伸出后与所述金属端头固定连接；

瓶口阀，所述瓶口阀固定设置在所述安装孔中；

纤维缠绕增强层，所述纤维缠绕增强层固定缠绕在所述塑料壳体和所述金属端头的外表面上。

如上所述的高压复合容器，其中，所述密封支撑包括相互垂直设置的第一支撑段和第二支撑段，所述第一支撑段与所述塑料壳体的内表面固定连接，所述第二支撑段与所述金属端头螺纹连接。