[发明专利]瓶口密封结构及高压复合容器

说明书

本发明公开了一种瓶口密封结构及高压复合容器，其中，该密封结构包括金属接头和金属端头；其中，金属接头上设置有台阶，台阶用于压紧在塑料壳体的瓶口上；金属端头上设置有安装槽，安装槽压紧在台阶上，且安装槽与瓶口密封连接。本发明提供的瓶口密封结构及高压复合容器，通过金属端头和金属接头的配合，实现了对瓶口外侧面、内侧面和上端面的完整包覆密封，有效防止了高压气体的泄露；同时，通过金属接头和金属端头对瓶口的完整包覆，可以防止瓶口处的直径在温度和压力的作用中发生变化，具有优异的耐高低压力和温度交变性能。

技术领域

本发明涉及一种高压复合容器，尤其涉及一种瓶口密封结构及高压复合容器。

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。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和纤维复合材料层3，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与纤维复合材料层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密封结构十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种瓶口密封结构及高压复合容器，以解决上述现有技术中金属端头与塑料壳体之间密封性差的问题，使高压复合容器具有优异的密封性能，同时具有优异的耐高低压力和温度交变性能。

本发明提供了一种瓶口密封结构，其中，包括：

金属接头，所述金属接头上设置有台阶，所述台阶用于压紧在塑料壳体的瓶口上；

金属端头，所述金属端头上设置有安装槽，所述安装槽压紧在所述台阶上，且所述安装槽与所述瓶口密封连接。

如上所述的瓶口密封结构，其中，优选的是，所述台阶到所述金属接头的一端形成密封部，所述密封部占所述金属接头总长度的1/3。

如上所述的瓶口密封结构，其中，优选的是，所述安装槽与所述瓶口的侧壁螺纹连接。

如上所述的瓶口密封结构，其中，优选的是，还包括金属支撑，所述金属支撑固定嵌设在所述瓶口的侧壁中，所述瓶口在轴向上的两侧分别通过所述台阶和所述金属支撑压紧；

所述金属支撑与所述安装槽螺纹连接。