[发明专利]一种高压复合容器的塑料内胆

说明书

本发明涉及一种高压复合容器的塑料内胆，塑料内胆具有包含塑料壳体、塑料密封件及金属端头的组成；塑料密封件与塑料壳体之间通过熔接密封；塑料密封件包括密封件本体及设置于密封件本体外侧表面周向的热熔齿，热熔齿插入塑料壳体的内表面形成熔接密封。本技术的此密封结构的塑料内胆，仅有塑料壳体，塑料密封件和金属端头组成，密封结构简洁；金属端头，塑料密封件，塑料壳体不论轴向还是周向，均定位良好，在高低压和温度交变情况下，塑料密封件、塑料壳体和瓶阀相对位置不发生变化，塑料密封的密封面不发生形变和失位，使得高压复合容器具有优异的耐高低压力和温度交变性能。

技术领域

本发明属于高压复合容器技术领域，特别是指一种用于盛装高压气体的高分子塑料内胆。

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，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壳体与金属端头的材料不同(因为塑料内胆需要和瓶口阀进行密封连接，因此塑料内胆的端头需要是金属材料)，在气瓶反复的使用过程中，塑料内胆与金属端头连接会松动，密封性能下降。因此，如何使塑料壳体和金属端头形成优异耐久的密封和耐气体渗透性能，是塑料内胆的高压复合容器突破的核心技术。

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 所示为一个高压塑料内胆复合容器，金属端头01安装在塑料内胆02上，之后通过纤维复合材料层03进行缠绕包裹形成。图2对端面的密封结构进行说明：金属端头01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01与塑料内胆02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01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01与纤维复合材料层03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。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压复合容器的塑料内胆，以解决现有的塑料壳体和金属端头在气瓶反复的使用过程中，塑料内胆与金属端头连接会松动，密封性能下降的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高压复合容器的塑料内胆，塑料内胆具有包含塑料壳体、塑料密封件及金属端头的组成；

所述塑料密封件与所述塑料壳体之间通过熔接密封，所述金属端头与所述塑料壳体之间熔接配合；

所述塑料密封件包括密封件本体及设置于所述密封件本体外侧表面周向的热熔齿，所述热熔齿插入所述塑料壳体的内表面形成熔接密封。

优选的，所述热熔齿沿所述塑料密封件的轴向均匀排布。

优选的，所述热熔齿的轴向截面呈三角形，齿尖的角度为20-45°。

优选的，所述塑料密封件的材质与所述塑料壳体的材质相同。

优选的，所述塑料壳体根据承载不同高压气体的分子量渗透特性，选择包括但不限于PA、PE、PPA,PPS,聚酯、PP、POM或EVOH中的一种或一种以上的热塑性塑料。