[发明专利]非金属内胆缠绕气瓶的端部密封结构

说明书

本发明公开了一种非金属内胆缠绕气瓶的端部密封结构，包括复合层、阀座、阀座适配器，阀座适配器耦接至阀座的气瓶内胆。阀座与适配器间通过螺纹密封连接，适配器与气瓶内胆间通过O型圈连接。适配器与气瓶阀门间以螺纹密封连接。该非金属复合气瓶端部密封结构的设计保证气瓶的使用安全，简化了生产工艺，解决气瓶在使用过程中出现的密封失效问题。

技术领域

本发明涉及气瓶设计与制造技术领域，特别是涉及一种非金属内胆全缠绕气瓶的端部密封结构。

背景技术

气瓶通常是指可重复充气使用，用于盛装永久性气体、液化气体或溶解气体的移动式压力容器。随着复合材料成型技术的发展与轻量化的市场发展趋势，复合气瓶，尤其是非金属内胆全缠绕气瓶迅猛发展，已经成为国际上的主流。复合气瓶由复合层和内胆两部分组成。其中，气型内胆为非金属材料的气瓶。与其他气瓶产品相比，非金属内胆缠绕气瓶具有：不会产生应力腐蚀和氢脆现象、优异的抗疲劳性能、优越的耐腐蚀性能(耐酸、碱腐蚀)及优越的抗冲击性能。

气瓶内胆为非金属材料，无法直接与阀门密封连接，因此气瓶制造商设计了阀座结构以密封内胆与阀门的接口处。阀座与内胆间的密封失效会导致气瓶泄露，进而发生危险。

非金属内胆复合气瓶的失效主要发生在非金属内胆与金属阀座间的密封失效，因此气瓶端部密封结构的设计显得尤为重要。

目前常规使用的阀座结构为在阀座凸缘上设计用来加强内胆与阀座之间的连接锁槽等复杂结构的连接方式，通过增强内胆与阀座的连接强度来保证气瓶的有效密封。现有技术中国专利CN 102282409B中披露的阀座结构为例说明其中的缺陷：1、非金属内胆具有一定的气体渗透性，内胆中渗透出的可能集聚在锁槽结构中，在气瓶内压力降低时将内胆从锁槽结构中挤出，造成密封失效。2、为了改善高压下密封失效而在阀座内侧壁上设计的孔会使气瓶内胆在阀门安装过程中承受很大的扭转力，可能会使内胆局部应力集中，进而发生密封失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非金属内胆全缠绕气瓶的端部密封结构，解决气瓶在使用过程中出现的密封失效问题，且该非金属复合气瓶端部密封结构的设计，保证了气瓶的使用安全，简化了生产工艺。

为实现上述目的，本发明设计了解决气瓶在使用过程中出现的密封时效问题的技术方案，该非金属内胆缠绕气瓶的端部密封结构，气瓶包括内胆和包裹在内胆外表面的复合层，端部密封结构包括阀座，该阀座为套筒结构，阀座具有底部凸缘和颈部，该阀座的底部凸缘的内表面套接在内胆的开口外壁上，处于内胆的开口位置的复合层端面贴紧在颈部的外表面。该种气瓶端部密封结构还包括阀座适配器，其与阀座的内圈密封配合后延伸至内胆的开口位置。

上述方案中，复合层110、阀座120，阀座适配器130，耦接至阀座的气瓶内胆140。阀座与适配器间通过螺纹密封连接，适配器与气瓶内胆间通过O型圈、O型圈加挡圈等安装在适配器上的密封结构密封。阀座与适配器原材料可为不锈钢、铝、铜等金属通过旋压、冲压、车削、3D打印等方式成型。气瓶内胆可为聚乙烯、尼龙等塑料或橡胶，成型方式可为旋转模塑、吹塑、注塑、挤出、模压等方式成型。内胆与阀座一体成型或成型后安装，然后将带有密封结构的阀座适配器拧入阀座，最后打孔并装入定位销。

优选的，阀座底部凸缘和阀座颈部一体成型。

优选的，阀座的内圈壁的底部具有内凹段，内胆的端部缩口段插入阀座的内凹段，内胆的端部缩口段的内壁与阀座的内圈壁持平。

优选的，阀座的内圈壁在内凹段的台阶处设有环形凹槽，内胆的端部缩口段具有外翻凸勾，外翻凸勾卡接在环形凹槽内。

优选的，阀座上还设置有复合层锚定结构。

优选的，环形凹槽为半圆或方形或三角形，环形凹槽与凸勾的形状相匹配。

优选的，阀座颈部内表面与阀座适配器外边面以螺纹密封连接。