阅读说明：本技术 纤维增强复合材料压力容器结构 (Fiber reinforced composite pressure vessel structure ) 是由 毕金宝 胡传忠 王俊广 胡生才 于光远 高照麟 王建霞 郭奇峰 郝松松 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于压力容器技术领域,具体涉及纤维增强复合材料压力容器结构,包括复合材料缠绕层和高分子塑料内胆,所述高分子塑料内胆的开口端设有高分子塑料瓶口密封嵌件,所述复合材料缠绕层、高分子塑料内胆、所述高分子塑料瓶口密封件的外侧设有金属瓶口嵌件法兰；本发明在瓶口设置了金属瓶口嵌件法兰和金属瓶口嵌件,并且在金属瓶口嵌件法兰和金属瓶口嵌件的下部之间设置了高分子塑料瓶口密封嵌件,金属瓶口嵌件法兰和金属瓶口嵌件是通过螺纹进行连接的,当高压情况下金属瓶口嵌件法兰可以提供较好的密封能力,低温状态下,高分子塑料瓶口密封嵌件在轴向和径向伸缩,通过密封圈进一步增加与金属瓶口嵌件之间的密封性。(The invention belongs to the technical field of pressure containers, and particularly relates to a fiber reinforced composite pressure container structure which comprises a composite winding layer and a polymer plastic liner, wherein a polymer plastic bottleneck sealing insert is arranged at the opening end of the polymer plastic liner, and metal bottleneck insert flanges are arranged on the composite winding layer, the polymer plastic liner and the outer side of the polymer plastic bottleneck sealing element; the bottle mouth is provided with the metal bottle mouth insert flange and the metal bottle mouth insert, the polymer plastic bottle mouth sealing insert is arranged between the metal bottle mouth insert flange and the lower part of the metal bottle mouth insert, the metal bottle mouth insert flange and the metal bottle mouth insert are connected through threads, the metal bottle mouth insert flange can provide better sealing capacity under the high-pressure condition, the polymer plastic bottle mouth sealing insert can axially and radially extend under the low-temperature condition, and the sealing performance between the polymer plastic bottle mouth sealing insert and the metal bottle mouth insert is further improved through the sealing ring.)

纤维增强复合材料压力容器结构

技术领域

本发明属于压力容器技术领域，具体涉及纤维增强复合材料压力容器结构。

背景技术

在复合材料制得的压力容器中，用高分子材料内胆代替金属材料内胆，减少了内胆和瓶体的重量，提高了瓶体的耐疲劳强度。关于高分子材料内胆的复合材料压力容器，在国内有以下专利：(1)03210592.4“轻质复合材料压力容器”；(2)00137586.5“纤维缠绕复合材料橡胶内衬环形压力容器”；(3)01807147.3“纤维增强压力容器及其制造方法”；(4)97103911.9“车用压缩天然气全复合材料气瓶及其制造方法”。这些专利中，只有97103911.9提出了如何将高分子材料内胆和金属法兰接头连接在一起的方法：内胆在滚塑过程中直接滚塑在金属法兰表面；或者两者通过螺纹连接。这两种方法没有从根本上解决内胆和金属法兰之间界面对气体或液体的有效密封。在低温下，高分子材料，如塑料比金属在径向和轴向都有较大的收缩，这种收缩会增加内胆和法兰之间的距离，张开它们之间的界面，引起内装气体或液体的泄漏；即使没有这种收缩，当压力容器内盛装小分子气体(如氢气，天然气)时，气体分子很小，如果内胆和法兰之间没有致密的化学键，或者机械密封装置，比如密封橡胶圈，小分子气体还是可以从界面流失。

发明内容

本发明提供了纤维增强复合材料压力容器结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：纤维增强复合材料压力容器结构，包括复合材料缠绕层和高分子塑料内胆，所述高分子塑料内胆的开口端设有高分子塑料瓶口密封嵌件，所述复合材料缠绕层、高分子塑料内胆的内侧、所述高分子塑料瓶口密封嵌件的外侧设有金属瓶口嵌件法兰，所述金属瓶口嵌件法兰的内侧螺纹连接有金属瓶口嵌件，所述金属瓶口嵌件外侧与所述高分子塑料瓶口密封嵌件之间设有密封圈。

优选的，所述高分子塑料瓶口密封嵌件与高分子塑料内胆及其延伸部既可以是一体结构也可以是相同或相近材料的焊接结构,所述延伸部的内壁设有贴合面。

优选的，所述金属瓶口嵌件的底部设有与所述贴合面配合的密封部。

优选的，所述密封圈为O型密封圈。

优选的，所述金属瓶口嵌件包括台阶、螺纹连接部、第一连接部和第二连接部，所述台阶位于所述金属瓶口嵌件法兰的上端面，所述螺纹连接部位于所述第一连接部的内侧、所述金属瓶口嵌件法兰的外侧，且与所述金属瓶口嵌件法兰螺纹连接，所述密封圈位于所述第二连接部的内侧。

优选的，所述金属瓶口嵌件法兰的外侧设有螺纹锁紧部，所述螺纹锁紧部位于所述第一连接部和第二连接部之间。

优选的，所述金属瓶口嵌件法兰的底部设有向外延伸的嵌入部，所述嵌入部位于所述高分子塑料瓶口密封嵌件和所述高分子塑料内胆之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在复合材料的复合材料缠绕层和高分子塑料内胆的瓶口设置了金属瓶口嵌件法兰和金属瓶口嵌件，并且在金属瓶口嵌件法兰和金属瓶口嵌件的下部之间设置了高分子塑料瓶口密封嵌件，金属瓶口嵌件法兰和金属瓶口嵌件是通过螺纹进行连接的，当高压情况下金属瓶口嵌件法兰可以提供较好的密封能力，低温状态下，高分子塑料瓶口密封嵌件在轴向和径向伸缩，通过密封圈进一步增加与金属瓶口嵌件之间的密封性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图。

图中：1、复合材料缠绕层；2、高分子塑料内胆；3、高分子塑料瓶口密封嵌件；31、内胆延伸部；32、贴合面；4、金属瓶口嵌件法兰；41、锁紧结构；5、金属瓶口嵌件；51、台阶；52、螺纹连接部；53、第一连接部；54、第二连接部；6、密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：纤维增强复合材料压力容器结构，包括复合材料缠绕层1和高分子塑料内胆2，高分子塑料内胆2的开口端内壁设有高分子塑料瓶口密封嵌件3，复合材料缠绕层1、高分子塑料内胆2的内侧、高分子塑料瓶口密封嵌件3的外侧设有金属瓶口嵌件法兰4，金属瓶口嵌件法兰4的内侧螺纹连接有金属瓶口嵌件5，金属瓶口嵌件5外侧与高分子塑料瓶口密封嵌件3之间设有密封圈6，且金属嵌件5内侧设有用于连接瓶阀的螺纹。

本实施例中，当容器内容纳高压力的气体或液体时，瓶口处的压力大，即高分子塑料瓶口密封嵌件3向外膨胀，在径向上上延伸，即高分子塑料瓶口密封嵌件3挤压金属瓶口嵌件法兰4，使金属瓶口嵌件法兰4和复合材料缠绕层1、高分子塑料内胆2之间的连接更加紧密，而金属瓶口嵌件5和金属瓶口嵌件法兰4之间均采用不易形变的金属材质制成，且使用密封螺纹或卡扣进行连接，这样可以实现金属瓶口嵌件5和金属瓶口嵌件法兰4之间的可靠连接，当容器内容纳的是低温的液体时，高分子塑料瓶口密封嵌件3会产生一定的收缩，而密封圈6在金属瓶口嵌件5和高分子塑料瓶口密封嵌件3之间，越收缩密封性越强，实现高的密封效果。

具体的，高分子塑料瓶口密封嵌件3的内侧设有向上延伸的延伸部31，在金属镶件4的内表面与延伸部31接触的部位，设置一个锁紧结构41，用于利用塑料注塑时的收缩过程，使延伸部31与金属镶件4紧密的贴合在一起，本实施例展示了一种螺纹形式的锁脊结构，根据实际应用情况，也可选择其他形式的锁脊，如E型、C型、F型、T型、L型等，或选择不设置此锁脊结构，同时，延伸部31的内壁设有贴合面32，通过延伸部31设置在金属瓶口嵌件法兰4和金属瓶口嵌件5之间，便于填补金属瓶口嵌件法兰4和金属瓶口嵌件5之间的间隙，金属瓶口嵌件5的底部设有与贴合面32配合的密封部，密封圈6为O型密封圈，通过密封圈6，对高分子塑料瓶口密封嵌件3与金属嵌件5的结合面32进行密封。

具体的，金属瓶口嵌件5包括台阶51、螺纹连接部52、第一连接部53和第二连接部54，台阶51位于金属瓶口嵌件法兰4的上端面，螺纹连接部52位于第一连接部53的内侧、金属瓶口嵌件法兰4的外侧，且与金属瓶口嵌件法兰4螺纹连接，密封圈6位于第二连接部54的内侧，螺纹连接部52实现金属瓶口嵌件法兰4和金属瓶口嵌件5的连接，实现密封连接。

具体的，金属瓶口嵌件法兰4和内胆延伸部31之间设有锁紧结构41，所述锁紧部41是螺纹结构或者类似镶嵌结构，使结构的卡合更加紧密。

具体的，金属瓶口嵌件法兰4的底部设有向外延伸的嵌入部，嵌入部位于高分子塑料瓶口密封嵌件3和高分子塑料内胆2之间，可以增加高分子塑料内胆2和高分子塑料瓶口密封嵌件3之间的密封性。

本发明的工作原理及使用流程：当容器内容纳高压力的气体或液体时，瓶口处的压力大，即高分子塑料瓶口密封嵌件3向外膨胀，在径向上延伸，即高分子塑料瓶口密封嵌件3挤压金属瓶口嵌件法兰4，使金属瓶口嵌件法兰4和复合材料缠绕层1、高分子塑料内胆2之间的连接更加紧密，而金属瓶口嵌件5和金属瓶口嵌件法兰4之间均采用不易形变的金属材质制成，且使用密封螺纹进行连接，这样可以实现金属瓶口嵌件5和金属瓶口嵌件法兰4之间的可靠连接，当容器内容纳的是低温的液体时，高分子塑料瓶口密封嵌件3会产生一定的收缩，而密封圈6在金属瓶口嵌件5和高分子塑料瓶口密封嵌件3之间，越收缩密封性越强，实现高的密封效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。