[发明专利]塑料内胆全缠绕气瓶及成型工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种液化石油的存储瓶，尤其涉及一种盛装对塑料内胆和金属瓶嘴无腐蚀的、压力为1～100MPa的气体或气液混合体的塑料内胆全缠绕气瓶。

背景技术

塑料内胆全缠绕气瓶以其重量轻、强度高、耐腐蚀等优异性能用以替代传统的金属气瓶，具有广阔的前景。但受塑料自身强度的限制，塑料内胆气瓶的出气口通常由金属材料制成，由于两种材料的模量和热膨胀率差异较大，使两种材料的结合部位在遭受周期载荷时会因刚度不连续而出现裂缝；在环境温度的作用下，会产生热应力，也会使结合部出现裂纹，从而导致气瓶漏气。

针对这一问题，国内外出现许多改进的技术。1997年航天四院的屈永强等人提出了ZL97103911.9所示的结构，将金属瓶嘴和塑料通过滚塑一体成型，采用增大金属瓶嘴与塑料内胆的接触面积和勾结强度的方法来提高密封性能。1999年贺少瑜提出了ZL99230746.3所示的结构，采用所谓迷宫式垫圈和特殊瓶阀提高气瓶的密封性能。2006年王玉璞等人提出了ZL200620120643.1所示的结构，该结构较为复杂，利用塑料瓶嘴上的螺纹固定宽边法兰，再用宽边法兰上部窄边法兰底面为密封基面，以阀座底部的外法兰为施力端，用密封圈做介质，把塑料和金属之间密封转化为金属和金属之间的密封，从而提高气瓶的密封性能。在国外，塑料内胆气瓶生产主要集中在欧美国家，所不同的是金属瓶嘴端的内胆采用注塑或模压成型，再用焊接方法组合形成内胆，如挪威的Ragasco公司，美国lincoln公司。

这些结构都存在着塑料内胆和金属瓶嘴之间的密封力是靠成型中自然形成的力，难以控制，往往导致密封可靠性不够，容易产生泄漏。同时工艺过程复杂，降低了生产效率。

发明内容

本发明针对现有技术中密封可靠性不够，容易产生泄漏的不足，提供了一种塑料内胆全缠绕气瓶，能对塑料和金属瓶嘴之间的密封力进行准确控制，从而使气瓶的密封更为可靠、装配极其简单的塑料内胆全缠绕气瓶结构，满足塑料内胆全缠绕气瓶安全性要求，有利于气瓶的自动化生产。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

塑料内胆全缠绕气瓶，包括瓶身和瓶口，瓶身包括塑料内胆，瓶口包括阀座，阀座和塑料内胆相配合，塑料内胆外部设有缠绕层；阀座包括阀座筒体和环形法兰，环形法兰径向向外延伸，环形法兰的延伸部分的上端面与塑料内胆之间设有密封垫。金属阀座筒体与环形法兰一体成型，柱状圆筒体和底部的环形法兰通过半径为2～5mm的圆角相连。采用金属法兰密封原理，通过独特的成型工艺，以内胆口为密封基面，密封垫为密封介质，金属阀座为密封受力基体，通过紧固法兰施加额定的密封力解决了塑料与金属连接的可靠性问题和由此带来的密封性问题，使气瓶具有良好的气密性。

作为优选，阀座筒体内壁设有内螺纹，外壁设有外螺纹，阀座外部设有紧固法兰和锁紧环，锁紧环扣在紧固法兰上方，紧固法兰和锁紧环的内壁均设有内螺纹。阀座筒体内壁设有内螺纹，与连接件相连，外壁设有外螺纹，与紧固法兰和锁紧环相连。

作为优选，紧固法兰径向向外延伸，紧固法兰的延伸段的下端面与塑料内胆之间密封，塑料内胆的连接配合段伸入环形法兰的延伸部分的上端面与紧固法兰的延伸段的下端面之间。所述环形法兰上部有一沿径向向外、宽度5～25mm的上端面，上端面的边沿有一与底部法兰边沿相连的连接斜面，环形法兰下部有一沿径向向外、宽度20～50mm的下端平面，下端平面的边沿有一与环形法兰边沿相连的向上的斜面。环形法兰的上端面和连接斜面与紧固法兰的下端面形成一个内小外大的空间，将塑料内胆，牢牢的压紧在紧固法兰的下方。

作为优选，缠绕层与紧固法兰的延伸段的上端面密封配合。紧固法兰和瓶口的连接部分，均由缠绕层包裹而成，使得细小的缝隙不会发生泄漏。所述缠绕层为环氧树脂浸渍玻璃纤维。

作为优选，筒体和环形法兰过渡段为弧形面，塑料内胆与环形法兰过渡段配合处也为弧形，且两者的曲率半径相同。弧形过渡段增加了塑料内胆的伸缩空间，密封垫覆盖环形法兰的上端面和连接斜面，使得密封效果更好。

作为优选，环形法兰的延伸部分的上端面的边沿有一向下的连接斜面，环形法兰的延伸部分的下端平面的边沿有一向上的斜面，环形法兰的外端边沿设有齿口。齿口宽度1～3mm,深度1～4mm。内筒嵌入阀座底部的环形法兰边沿的齿口。齿口的作用是防止内胆成型后金属阀座掉落，同时限制金属阀座的横向运动，允许其在轴向作有限运动（1～2mm）。