用于压力容器的嵌入式加强套管的制作方法

专利名称：用于压力容器的嵌入式加强套管的制作方法
技术领域：
本发明涉及压力容器，更具体地涉及一种用于压力容器的凸台(boss)和捕获套管、以及一种用于制造包括凸台和捕获套管的压力容器的方法。
背景技术：
用于储存高压气体介质(如氢气、压缩天然气、或者空气)的压力容器通常包括 内部塑料衬里、至少一个口承(mouthpiece)(金属凸台)、和支撑压力容器的缠绕式外壳。 例如，可以把压力容器包含到车辆中，用以给能够为车辆提供动力的质子交换膜(PEM)燃料电池堆提供氢气。可以将储存于容器内的氢气加压到至少70兆帕，以适应符合用户要求的车辆行程范围。因此，内部塑料衬里与所述至少一个凸台之间的充分密封对于防止气体介质的漏失是必要的。可以利用任何常规工艺来制造内部塑料衬里，如旋转成型、吹塑成型、注射成型、 或者热成型。作为实例，以下专利公开了包括内部衬里的压力容器(W0 1999/039896 ；WO 2007/079971 ；DE 195261 ；和WO 1999/013263)，所述各项专利的全部内容通过引用并入本文。气体介质在进行进入和离开压力容器中的一项时经过凸台。凸台通常构造有螺纹或其它联接装置中的一种，用以接受阀、传感器、联接器、导管或者其它装置。因此，凸台可为压力容器提供可靠和多用途的联接点。可以在凸台与内部塑料衬里之间设置密封元件(如压合接头和“0”形圈)，以防止气体介质的意外漏失。多件式凸台设计、多个密封元件、或者用凸台来压缩衬里，这些都可以用于形成内部塑料衬里与凸台之间的密封。美国专利7，032，767号公开了一种用于包括内部塑料衬里的压力容器的多件式凸台设计，其中在凸台与衬里之间设置了密封件。除了需要复杂的装配工序以外，多件式凸台设计无法适应施加在密封件上的、由反复的热循环和压力循环所导致的波动力。例如，在压力容器内流体的高压和高温会导致内部塑料衬里的尺寸增加到膨胀状态，从而增加了由密封件施加在凸台和衬里上的力。相反，在压力容器内流体的低压和低温会导致内部塑料衬里的尺寸自膨胀状态收缩，从而减小了由密封件施加在凸台和衬里上的力。凸台相对于压力容器中内部塑料衬里的运动是在压力容器的组装和使用中的一种情况下可能发生的不期望的效果。特别地，凸台的轴向运动和旋转运动中的一种运动会导致施加在密封件上的力的波动。凸台的轴向运动可使凸台和凸台部件之一掉入压力容器内部或者与压力容器分离。此外，凸台的轴向运动可使密封件与凸台和衬里中的一个脱离接触。凸台的旋转运动可使凸台和凸台部件中的一个与紧固装置分离，并且对密封件的至少一部分施加局部的力。由于无法用目视方式确认密封件的正确放置，因此设置在凸台与衬里之间的密封件的定位可能是不正确的。在压力容器的组装期间，包含到多件式凸台中的密封件是看不见的。结果，在组装期间，密封件可能被不正确地定位或者会遭受意外的力。另外，压力容器可以包括这样的凸台，该凸台通过胶粘剂和缠绕式外壳中的一种被永久地附连在衬里上。 结果，密封件的使用寿命会短于压力容器的使用寿命。期望研制出一种和压力容器一起使用的凸台和捕获套管，其中设置在压力容器的衬里与凸台之间的密封件的正确安装变得容易，并且套管和衬里防止凸台的运动，并且其中，凸台使密封件的安装和更换变得容易。

发明内容
令人惊讶地发现了本发明目前提供的一种用于和压力容器一起使用的凸台和捕获套管，其中，设置在压力容器的衬里与凸台之间的密封件的正确安装变得容易，并且套管和衬里防止凸台的运动，并且其中，凸台使密封件的安装和更换变得容易。在一个实施例中，用于容器的凸台系统包括捕获套管，其设置在容器的衬里内并邻近容器开口，该捕获套管包括带有多个附接构件的空心主体；和凸台，其设置成邻近容器开口，该凸台包括形成于其中的、适于接收所述多个附接构件的多个接收元件。在另一个实施例中，用于储存流体的容器包括容器衬里，其具有形成于其中的容器开口 ；捕获套管，其设置于容器衬里内并邻近容器开口，该捕获套管包括空心主体，该空心主体带有设置于其上的多个附接构件，该捕获套管防止容器衬里向外膨胀；凸台，其设置成邻近容器开口，该凸台包括可释放地附接到接合部的适配部，所述接合部包括形成于其中的、适于接收所述多个附接构件的多个接收元件，所述多个接收元件和所述多个附接构件相互配合以防止凸台与捕获套管之间发生相对运动；以及，密封元件，其设置在适配部与接合部之间，该密封元件对容器衬里施加大致恒定的力。本发明还提供形成包括凸台的容器的方法。一种方法，其包括以下步骤提供包括空心主体和设置在其上的多个附接构件的捕获套管；提供包括空心主体和设置在其上的多个附接构件的捕获套管；提供包括多个接收元件的凸台，该凸台适于接收实用装置(utility device)；形成具有形成于其中的容器开口的容器衬里，捕获套管设置在容器衬里内并邻近容器开口 ；将凸台设置成邻近容器开口，所述多个接收元件接收所述多个附接构件，由此将凸台固定到容器衬里；以及在容器开口与凸台之间设置密封元件。本发明还涉及以下技术方案。方案1. 一种用于容器的凸台系统，所述系统包括
捕获套管，其设置在所述容器的衬里内并且邻近容器开口，所述捕获套管包括带有多个附接构件的空心主体；以及
凸台，其设置成邻近所述容器开口，所述凸台包括形成在其中的适于接收所述多个附接构件的多个接收元件。方案2.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台包括用于接收至少一个密封元件的通道。方案3.如方案2所述的凸台紧固系统，其中，所述密封元件对所述容器衬里施加大致恒定的力。方案4.如方案2所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台包括构成所述通道的一部分的适配部，所述适配部可释放地附接到接合部。
方案5.如方案4所述的凸台紧固系统，其中，所述适配部和所述接合部均包括用于将所述适配部联接到所述接合部的螺纹。方案6.如方案4所述的凸台紧固系统，其中，所述适配部包括用于邻接所述容器衬里的凸缘。方案7.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述容器衬里包括至少一个用于与形成于所述凸台中的对准通道相接合的对准突部。方案8.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台适于接收实用装置。方案9.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述空心主体包括形成于其中的至少一个表面不规则物。方案10.如方案9所述的凸台紧固系统，其中，所述表面不规则物是孔、肋和所述捕获套管的滚花部中的一种。方案11.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述捕获套管由钢合金、高碳钢、 不锈钢、镍合金、铝、塑料和复合材料中的一种构成。方案12.如方案1所述的凸台紧固系统，还包括设置在所述容器衬里和所述凸台上的加强结构。方案13.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台由铝和钢中的一种构成。方案14.如方案1所述的凸台紧固系统，其中，所述多个接收元件与所述多个附接构件相互配合，以防止它们之间发生相对的轴向运动和相对的径向运动。方案15. —种用于储存流体的容器，所述容器包括 容器衬里，其具有形成于其中的容器开口 ；
捕获套管，其设置在所述容器衬里内并邻近所述容器开口，所述捕获套管包括空心主体，所述空心主体具有形成于其中的至少一个表面不规则物和设置在其上的多个附接构件，所述捕获套管防止所述容器衬里向外膨胀；
凸台，其设置成邻近所述容器开口，所述凸台包括可释放地附接到接合部的适配部，所述接合部包括形成于其中的适于接收所述多个附接构件的多个接收元件，所述多个接收元件和所述多个附接构件相互配合以防止所述凸台与所述捕获套管之间发生相对运动；以及密封元件，其设置于所述适配部与所述接合部之间，所述密封元件对所述容器衬里施加大致恒定的力。方案16.如方案15所述的容器，其中，所述容器衬里包括至少一个对准突部，所述对准突部用于与形成于所述接合部中的对准通道相接合。方案17方案I8
表面不规则物。方案19
强结构。方案2O
如方案15所述的容器，其中，所述适配部是实用装置。
如方案15所述的容器，其中，所述空心主体包括形成于其中的至少一个
如方案15所述的容器，还包括设置在所述容器衬里和所述凸台上的加
-种用于形成包括凸台的容器的方法，所述方法包括以下步骤 提供捕获套管，所述捕获套管包括空心主体和设置在其上的多个附接构件； 提供包括多个接收元件的凸台，所述凸台适于接收实用装置； 形成容器衬里，所述容器衬里具有形成于其中的容器开口，所述捕获套管设置在所述容器衬里内并邻近所述容器开口 ；
将所述凸台设置成邻近所述容器开口，所述多个附接构件被所述多个接收元件接收， 由此将所述凸台固定到所述容器衬里；以及
在所述容器开口与所述凸台之间设置密封元件。


从以下对优选实施例的详细描述中并结合附图，本领域技术人员将会了解本发明的上述优点以及其它优点。图1是根据本发明一个实施例的捕获套管的透视图。图2是包括图1中所示捕获套管的容器衬里的透视图。图3是根据本发明一个实施例的凸台的透视图，以截面图示出了该凸台的一部分。图4是图3中所示凸台的仰视平面图。图5是包括图3中所示凸台的压力容器的分解局部透视图；容器衬里包括图2中所示的捕获套管、和以截面图所示的设置在其上的加强结构。图6是图5中所示压力容器的局部剖视图，该压力容器包括图5中所示的设置在其上的加强结构。图7是根据本发明另一个实施例的压力容器的局部剖视图，该压力容器包括凸台、包括捕获套管的容器衬里、和设置在其上的加强结构。图8是根据本发明另一个实施例的压力容器的局部剖视图，该压力容器包括凸台、实用装置、包括捕获套管的容器衬里、和设置在其上的加强结构。
具体实施例方式以下的详细描述和附图将描述并说明本发明的各种实施例。以下描述和附图用于使本领域技术人员能够制造和利用本发明，而不是意图以任何方式限制本发明的范围。就公开的方法而言，所介绍的步骤在性质上仅为示例性的，因此步骤的顺序不是必要的或者关键性的。图1示出了根据本发明一个实施例的用于和容器一起使用的捕获套管10。捕获套管10通常是由金属(如钢合金、高碳钢、不锈钢、镍合金或铝合金)构成，但是也可以使用其它材料(如塑料和复合材料)。捕获套管10包括空心主体12。如图所示，空心主体12 是空心的直圆柱体，但是也可以采用其它形状。在空心主体12中形成有多个表面不规则物 16。如图所示，表面不规则物16是以三排的径向阵列形成于空心主体12上的圆孔，但是也可以使用任意布置和数量的表面不规则物16。表面不规则物16可以是其它的任意形状，例如卵形孔、矩形孔、多个肋、或者滚花部(knurled portion).多个附接构件17从主体12的远端悬垂并且与主体12 —体形成。图中所示的附接构件17是由金属构成，但是也可以采用其它材料(如复合材料和树脂)。附接构件17也可以独立地形成并用任何常规手段(如焊接或紧固)进行附接。如图所示，附接构件17大致呈“S”形状，但是也可以使用其它形状(如直的、“广形、或弧形)的构件。如图所示的多个附接构件17包括五个附接构件17， 但是也可以使用任意数量的附接构件17。
图2示出了设置在容器衬里18内的捕获套管10。容器衬里18通常是由聚合材料构成。然而，也可以采用其它塑料和非金属材料。容器衬里18大致呈“胶囊”形状，其包括作为中心部的空心直圆柱体、以及设置于其两个相对端的两个空心的半球体。也可以使用其它形状的容器衬里18，如长椭球、其它椭球、或者其它任何形状。容器衬里18是由注射成型、旋转成型、吹塑成型、拉注成型和热成型中的一种方法而形成。也可以采用允许将捕获套管10设置在容器衬里18内的任何其它工艺。容器衬里18包括构成容器开口 21的空心颈部20。如图所示，空心颈部20是空心直圆柱体，但是可以采用其它形状。空心颈部 20通常与容器衬里18—体形成。外密封面22构成了空心颈部20的至少一部分。在容器衬里18的外表面上形成有对准突部23。对准突部23的横截面呈矩形，但是也可以采用其它任意形状。此外，对准突部23可以与容器衬里18分别形成并通过任何常规手段进行附接，并且对准突部23设置在容器衬里18、颈部20和过渡部M中的至少一个上。设置容器衬里18的过渡部M的目的是使得能够从容器衬里18到颈部20形成大致平滑或切向的过渡。图3中示出了根据本发明一个实施例的凸台28。凸台观提供一种用于将各种固定装置和实用装置连接到容器的手段。凸台观包括接合部30和适配部32。凸台观的接合部30通常是由金属(如铝或钢)构成。然而，也可以采用其它材料(如塑料、硬橡胶和树脂基材料)。接合部30包括密封元件座34。密封元件座34具有至少一个构成凸台观的中心孔35的一部分的表面。图3示出了包括两个正交布置的表面的密封元件座34，其中一个表面设置成与中心孔35的上部相邻，该上部包括形成于其上的螺旋状凸台螺纹36。可替代地，密封元件座34可以是例如具有大致为弧形的形状或者其它所期望的形状的单个表面。螺旋状凸台螺纹36从凸台端部(finish)37朝向密封元件座34 延伸。在凸台端部37中形成有辅助密封元件座38。辅助密封元件座38是具有大致呈矩形的横截面的环形通道。也可以采用其它的横截面形状。可替代地，可以在接合部30的内表面或外表面上形成辅助密封元件座38。如图3和图4中所示，在接合部30的邻接面44中形成有多个接收元件42。接收元件42是与附接构件17的一部分的形状大致对应的孔。如图所示，所述多个接收元件42具有五个接收元件42，但是也可以使用任意数量。在接合部 30的邻接面44中形成有对准孔46。对准孔46形成为与设置在容器衬里18上的对准突部 23的形状大致对应。图中示出了单个对准孔46，但是也可以使用任意数量的对准孔46。凸台观的适配部32通常是由金属(如铝或钢)构成。然而，也可以采用其它材料(如塑料、硬橡胶和树脂基材料)。适配部32是空心的直圆柱体。接合部30将适配部 32接收在其中。适配部32包括形成于其外表面上的外部螺旋状螺纹48。如图所示，外部螺旋状螺纹48沿着外表面的全长延伸。然而，也可以使用外部螺旋状螺纹48的任何其它布置。在适配部32的内表面的至少一部分上形成有内部螺旋状螺纹50。内部螺旋状螺纹 50提供一种将各种固定装置和实用装置(未图示)连接到凸台观的手段。图3示出了邻近适配部32的端部并且朝向凸缘52延伸的内表面部分上形成的内部螺旋状螺纹50。然而，也可以采用内部螺旋状螺纹50的任何其它布置。可替代地，可以将除螺旋状螺纹36、 48、50以外的装置(如卡口式联接器)用于将适配部32联接到接合部30。凸缘52是具有大致呈梯形形状的横截面的环缘，该环缘从适配部32的内表面径向地向内延伸。然而，也可以采用其它形状(如矩形、三角形、或弧形)的横截面。图中所示的凸缘52与适配部32一体形成，但是凸缘52也可以独立地形成并通过任何常规手段进行附接。凸缘的配合表面 54呈环形形状，并且与空心颈部20的端部大致对应。如图所示，配合表面M正交于适配部 32的内表面。如图5和图6中更清楚地显示，提供了用于和容器一起使用的密封元件56。密封元件56是“0”形圈，该“0”形圈通常是由弹性体和塑料中的至少一种材料构成。然而，也可以使用具有期望特征的其它材料(如橡胶、金属和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE))。由弹性体所构成的密封元件56可以与不包括适配部32的凸台观的实施例一起使用。由金属所构成的密封元件56可以与包括适配部32的凸台28的实施例一起使用。此外，可以使用包覆“0”形圈，其中包覆“0”形圈包括由各种材料(如氟化乙烯丙烯、含氟弹性体(FKM)、和甲基乙烯基硅橡胶(VMQ))所构成的多层。密封元件56也可以是密封系统，该密封系统包括多个部件。密封元件座34接收至少一个密封元件56。提供了和容器一起使用的辅助密封元件57。辅助密封元件57是“0”形圈，其通常是由弹性体和塑料中的至少一种材料构成。 然而，也可以使用具有期望特征的其它材料，如橡胶、金属和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)。 此外，可以使用包覆“0”形圈，其中包覆“0”形圈包括由各种材料(如氟化乙烯丙烯、含氟弹性体(FKM)、和甲基乙烯基硅橡胶(VMQ))所构成的多层。辅助密封元件57也可以是辅助密封系统，该辅助密封系统包括多个部件。辅助密封元件座38接收至少一个辅助密封元件 57。如图5和图6中所示，可以把加强结构58设置在容器衬里18上。加强结构58是用丝缠绕工艺所形成的缠绕式外壳。加强结构58可以由碳纤维、玻璃纤维、复合材料纤维、和具有树脂涂层的纤维中的一种构成。应当理解的是，用于构成加强结构58的材料可以根据用来使加强结构58附接于容器衬里18的工艺以及容器的用途来选择。图5中示出了容器组件。包括捕获套管10的容器衬里18适于接收并固定凸台观的接合部30。在制造容器衬里18期间，将捕获套管10的空心主体12设置在容器衬里18 内。在形成容器衬里18之前，将捕获套管10设置在用于形成容器衬里18的模具中。包括捕获套管10的容器衬里18可以由注射成型工艺、旋转成型工艺、热成型工艺、吹塑成型工艺、拉注成型工艺、或者其任意组合而形成。在将接合部30设置在容器衬里18上之前，使对准突部23与对准孔46对准并且使附接构件17与接收元件42对准。如图5中所示，附接构件17从容器衬里18沿径向向外方向延伸。在本发明的某些实施例中，捕获套管10是由弹簧钢构成，容器衬里18是由弹性塑料构成，从而在将接合部30设置在颈部20上时允许附接构件17和容器衬里18朝向颈部20的轴线弯曲。容器衬里18和附接构件17的暂时弹性变形允许附接构件17被接收在接收元件42中，由此将接合部30固定到容器衬里18。设置在密封元件座34中的密封元件56与接合部30和空心颈部20的外密封面22 密封地接合。因此，设置在密封元件座34中的密封元件56防止流体通过流经形成于邻接面44与空心颈部20的外密封面22之间的接合处而离开压力容器。流经邻接面44与容器衬里18的接合处的流体，会导致来自压力容器的流体的损失，并且使容器衬里18与凸台观和加强结构58分开。设置在辅助密封元件座38中的辅助密封元件57与连接到凸台观的各种固定装置和实用装置中的一个密封地接合。因此，设置在辅助密封元件座38中的辅助密封元件57 防止流体通过流经形成于凸台端部37与各种固定装置和实用装置中的一个之间的接合处而离开压力容器。流经凸台端部37与各种固定装置和实用装置中的一个之间的接合处的流体，会导致来自压力容器的流体的损失。在使用中，密封元件56对空心颈部20施加大致恒定的力。容器衬里18由于聚合物所特有的相对较高的热膨胀系数而经历尺寸变化。由于压力容器使用期间的温度变化而发生所述尺寸变化。通过提供空心主体12与空心颈部20的外密封面22之间的最小距离， 而迫使容器衬里18向着空心颈部20的轴线向内膨胀。结果，空心颈部20的最外面的直径仍然保持大致恒定，从而允许设置在密封元件座34中的密封元件56与外密封面22之间保持大致恒定的密封力。另外，通过使空心主体12与容器衬里18的外密封面22之间的距离最小化，而防止由于反复的热膨胀循环所导致的衬里18的疲劳和蠕变。接合部30接收适配部32，并且接合部30通过螺旋状凸台螺纹36与外部螺旋状螺纹48的接合而被固定。如图6中更清楚的显示，凸缘52的配合表面M邻接空心颈部20 的端部，从而防止在容器衬里18内发生温度和压力变化期间容器衬里18向外膨胀。此外， 凸缘52保护容器衬里18免受损坏，该损坏可能发生在对可以附接到凸台观的各种固定装置和实用装置进行的安装和拆除中的一种期间。图7示出了类似于图6所示的本发明的另一个实施例。用于与图6的描述相类似结构的附图标记在图7中被重复使用并带有上撇号C)。图7示出了包括凸台68的压力容器。凸台68包括环形适配部70和接合部30’。 环形适配部70通常是由金属(如铝或钢)构成。然而，也可以使用其它材料(如塑料、硬橡胶和树脂基材料)。图中所示的环形适配部70是阶梯式的环缘。接合部30’将环形适配部70接收在其中。环形适配部70包括形成于其外表面上的外部螺旋状螺纹71。外部螺旋状螺纹71与螺旋状凸台螺纹36’相接合。可替代地，可以使用除螺旋状螺纹36’、71以外的装置(如卡口式联接器)而将环形适配部70联接到接合部30’。环形适配部70包括带凸缘的端部(flanged finish) 72。带凸缘的端部72是设置在环形适配部70的内表面上的环缘，该环缘具有大致呈梯形的横截面。然而，也可以采用其它形状(如矩形、三角形、或弧形)的横截面。在环形适配部70中形成有环形配合表面74。环形配合表面74呈环形形状并且与空心颈部20’的端部大致地对应。螺旋状凸台螺纹36’提供用于将各种固定装置和实用装置连接到凸台68的手段。因此，环形适配部70消除了对用于将各种固定装置和实用装置连接到凸台68的第二联接装置的需要。图8示出了与图6中所示实施例相似的本发明的另一个实施例。用于与图6的描述相类似的结构的附图标记在图8中被重复使用并带有双上撇号(’’)。图8示出了包括凸台80的压力容器。凸台80包括实用装置82和接合部30’’。 实用装置82通常是由金属(如铝或钢)构成。然而，也可以采用其它材料(如塑料、硬橡胶和树脂基材料)。接合部30’’接收实用装置82。实用装置82包括形成于其外表面上的螺旋状实用装置螺纹84。实用装置82与螺旋状凸台螺纹36’’相接合。可替代地，可以使用除螺旋状螺纹36’’、84外的装置(如卡口式联接器)将实用装置82联接到接合部30’’。 实用装置82包括邻接端部86和密封面87。密封面87是在实用装置82中所形成的环形表面，其与辅助密封元件57’’密封地接合。邻接端部86是具有实用装置配合表面88的实用装置82的阶梯状部。实用装置配合表面88呈环形并且与空心颈部20’ ’的端部大致地对应。螺旋状凸台螺纹36’’提供用于将各种固定装置和实用装置连接到凸台80的手段。因此，具有邻接端部86的实用装置82消除了对用于将各种固定装置和实用装置连接到凸台80的第二联接装置的需要。捕获套管10、10’、10’，使颈部20,20'、20，，的刚度最大化。类似地，对颈部20、 20\20"在径向向外方向上热膨胀的阻力被最大化。通过使空心主体12、12'、12'’与空心颈部20、20’、20’ ’的外密封面22、22’、22’ ’之间的距离最小化，而使刚度和对热膨胀的阻力进一步最大化。在本发明的某些实施例中，空心主体12、12’、12'’与容器衬里18、18'、 18"之间的等于或小于1.0毫米的距离产生了期望的结果。空心颈部20、20'、20'’的刚度导致空心颈部20、20’、20’ ’的最外面的直径在变化的运行条件下仍然保持大致恒定，从而允许设置在密封元件座34,34'、34' ’中的密封元件56,56'、56，’与外密封面22,22'、22，’ 之间的密封力大致恒定。在形成容器衬里18、18’、18’ ’期间，形成于捕获套管10、10’、10’ ’ 中的表面不规则物16、16’、16'’可以允许用于构成容器衬里18、18’、18'’的材料延伸穿过空心主体12、12’、12’ ’。此外，表面不规则物16、16’ ,16"防止在由容器内温度和压力变化所引起的反复的膨胀与收缩循环期间空心主体12、12’、12'’与容器衬里18、18’、18’’之间有可能会发生的分离。捕获套管12,12'、12，’，容器衬里18,18'、18，，，以及凸台28、68、80防止了凸台 28,68,80的旋转运动和轴向运动。可以采用缠绕工艺将加强结构58、58'、58' ’设置在容器衬里18、18’、18’，和凸台沘、68、80上，其中缠绕工艺要求容器衬里18,18' ,18"和凸台观、68、80旋转。在缠绕工艺期间用于使容器衬里18、18'、18'’旋转的机器通常附接到设置在容器衬里18、18’、18’，上的至少一个凸台28、68、80。该机器向凸台沘、68、80施加导致凸台观、68、80和容器衬里18、18’、18'’旋转的转动力。因为在缠绕工艺期间将加强结构58,58' ,58"设置在凸台28、68、80和衬里18,18' ,18"上，所以容器衬里18,18' ,18" 施加了转动阻力。固定到容器衬里18、18'、18'’的附接构件17、17’、17'’和对准突部23、 23’、23’’，分别对凸台28,68'、80的接收元件42、42’ ,42"和对准孔46、46’ ,46"施加转动阻力。可替代地，将凸台观、68、80联接到各种固定装置和实用装置可向凸台观、68、80 施加转动力。因此，附接构件17、17’、17’，和对准突部23,23' ,23"防止凸台观、68、80相对于容器衬里18、18'、18' ’的旋转运动(围绕颈部20、20’、20’ ’的轴线)。在容器组装期间，当附接构件17、17’、17’’被接收在接收元件42、42’、42’’中时，接合部30、30’、30’ ’被固定到容器衬里18、18’、18’’。接合部30、30’、30'，与附接构件17、17'、17'，的接合导致接合部30、30，、30，，附接到容器衬里18、18，、18，，。由于接合部30、30，、30，，的附接，防止了凸台观、68、80的轴向运动(沿着颈部20、20’、20’，的轴线)。对准突部23、23’、23’，和对准孔46、46’、46’，允许容器衬里18、18’、18’，与接合部30、30’、30’，限定的对准。对准突部23、23’、23’，、对准孔46、46’ ,46",或者其它设置在容器衬里18、18’、18’’和接合部30、30’、30'’上的标记物，在组装压力容器之前指示容器衬里18、18’ ,18"和接合部30、30’ ,30"的正确定向，从而确保将对准突部23、23’、23’， 设置在对准孔46、46’、46'’中。因此，容器衬里18、18’、18’’与接合部30、30’、30’ ’限定的对准，允许通过自动化过程来组装压力容器。当容器衬里18、18’ ,18"与接合部30、30’、 30"中的一个不对称时，限定的对准是有利的，从而确保接合部30、30’、30'’ 一致地设置在容器衬里18、18’、18’，上。此外，可以根据接合部30、30’，30’，和容器衬里18、18’、18’， 中的一个的位置，一致地设置可附接到凸台观、68和实用装置82上的各种固定装置和实用装置。在不包括适配部32和环形适配部70中的一个的凸台观、68、80的实施例中，限定的对准提供螺旋状螺纹50、36’、36'’或者其它设置在中心孔35、35’中的联接装置的一致的定位。对准突部23、23’、23’，和对准孔46、46’、46’，提供容器衬里18、18’、18’，、接合部 30,30' ,30"以及与压力容器关联的其它任何部件的一致的组装和联接。根据本发明的凸台观、68、80和捕获套管10、10' ,10"使得可以容易地安装和更换密封元件56、56，、56，，。在将接合部30、30’、30’’设置在容器衬里18、18’、18’ ’上时， 将密封元件56、56’、56'，设置在空心颈部20、20'、20'’的周围。然后利用工具和按压之中的一种，将密封元件56、56’、56’，设置成抵靠密封元件座34、34’、34’，和空心颈部20、20’、 20' ’的外密封面22、22’、22’ ’。然后，使适配部32、环形适配部70、以及实用装置82中的一个配合于接合部30、30’、30'’中，从而完成容器组装。由于压力容器的反复使用和老化，可能需要对密封元件56、56’、56’，和57、57’、57’，进行更换。更换密封元件56、56’、56’，可能需要数个步骤。首先，将该压力容器清空，并且将联接到凸台观、68、80的固定装置或实用装置拆除。将适配部32、环形适配部70、和实用装置82中的一个从接合部30、30’、30’ ’ 拆除，从而暴露出密封元件56、56’、56’ ’。然后，将密封元件56、56’、56’ ’更换。对适配部 32、环形适配部70、和实用装置82中的一个进行更换，于是可以再次使用该压力容器。类似地，可以通过将实用装置82或者其它固定装置从适配部32和接合部30’、30’ ’中的一个拆除，而对密封元件57、57’、57'’进行更换。根据以上的描述，本领域普通技术人员可以容易地确定本发明的基本特征，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种变化和更改，以使其适应各种用途和条件。
权利要求
1.一种用于容器的凸台系统，所述系统包括捕获套管，其设置在所述容器的衬里内并且邻近容器开口，所述捕获套管包括带有多个附接构件的空心主体；以及凸台，其设置成邻近所述容器开口，所述凸台包括形成在其中的适于接收所述多个附接构件的多个接收元件。
2.如权利要求1所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台包括用于接收至少一个密封元件的通道。
3.如权利要求2所述的凸台紧固系统，其中，所述密封元件对所述容器衬里施加大致恒定的力。
4.如权利要求2所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台包括构成所述通道的一部分的适配部，所述适配部可释放地附接到接合部。
5.如权利要求4所述的凸台紧固系统，其中，所述适配部和所述接合部均包括用于将所述适配部联接到所述接合部的螺纹。
6.如权利要求4所述的凸台紧固系统，其中，所述适配部包括用于邻接所述容器衬里的凸缘。
7.如权利要求1所述的凸台紧固系统，其中，所述容器衬里包括至少一个用于与形成于所述凸台中的对准通道相接合的对准突部。
8.如权利要求1所述的凸台紧固系统，其中，所述凸台适于接收实用装置。
9.一种用于储存流体的容器，所述容器包括 容器衬里，其具有形成于其中的容器开口 ；捕获套管，其设置在所述容器衬里内并邻近所述容器开口，所述捕获套管包括空心主体，所述空心主体具有形成于其中的至少一个表面不规则物和设置在其上的多个附接构件，所述捕获套管防止所述容器衬里向外膨胀；凸台，其设置成邻近所述容器开口，所述凸台包括可释放地附接到接合部的适配部，所述接合部包括形成于其中的适于接收所述多个附接构件的多个接收元件，所述多个接收元件和所述多个附接构件相互配合以防止所述凸台与所述捕获套管之间发生相对运动；以及密封元件，其设置于所述适配部与所述接合部之间，所述密封元件对所述容器衬里施加大致恒定的力。
10.一种用于形成包括凸台的容器的方法，所述方法包括以下步骤 提供捕获套管，所述捕获套管包括空心主体和设置在其上的多个附接构件； 提供包括多个接收元件的凸台，所述凸台适于接收实用装置；形成容器衬里，所述容器衬里具有形成于其中的容器开口，所述捕获套管设置在所述容器衬里内并邻近所述容器开口 ；将所述凸台设置成邻近所述容器开口，所述多个附接构件被所述多个接收元件接收， 由此将所述凸台固定到所述容器衬里；以及在所述容器开口与所述凸台之间设置密封元件。
全文摘要
本发明公开了用于压力容器的嵌入式加强套管，具体提供了一种用于压力容器的凸台和捕获套管。捕获套管设置在压力容器的衬里内并邻近开口。设置在捕获套管上的多个附接构件被凸台接收，从而将凸台固定到衬里。包括凸台和捕获套管的压力容器使压力和温度变化的影响最小化，防止凸台发生轴向运动和旋转运动，并且使设置成邻近凸台的密封件的安装和更换变得容易。
文档编号F17C1/16GK102168803SQ20111004610
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者施特拉克 L., 林德纳 M. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司