[发明专利]具有基于带的增强结构的压力容器

说明书

本发明提出一种压力容器，所述压力容器包括主体和设置在该主体上的基于带的增强结构，该基于带的增强结构包括：‑以全围方式布置在所述主体上的初级带；‑以非全围方式布置在所述主体上的次级带，该次级带的至少一个部分附接到所述初级带上。

技术领域

本发明的领域涉及压力容器。特别地，本发明涉及一种配备有外部增强结构的压力容器。本发明还涉及用于制造这样的压力容器的方法。

背景技术

诸如CNG(压缩天然气)储箱、CHG(压缩氢气)储箱、LPG(液化石油气)储箱、LNG(液化天然气)或类似的现有压力容器一般包括主体和位于主体周边的增强结构。

已知通过使用周向丝线缠绕来获得增强结构。丝线缠绕方法是这样的方法：在该方法中，增强纤维束(纱)事先浸渍有树脂以制备拖拽绳索形的预浸渍件，增强结构通过将拖拽绳索形的预浸渍件缠绕在主体上来形成；或者在该方法中，将沿预定方向进给的纤维束用树脂浸渍以缠绕到主体上。

在配备有通过丝线缠绕技术生产的具有增强结构的压力容器中，使用大量的增强纤维。这是因为在容器上缠绕了连续的纤维，这增大容器的重量，增长其生产时间，并增大其成本。

因此期望提出一种带有更轻、成本有效且更易于制造的具有增强结构的压力容器。

发明内容

本发明的一个目的在于通过提出一种压力容器来解决上述问题，其中所述压力容器包括主体和设置在该主体上的基于带的增强结构，该基于带的增强结构包括：

-以全围方式布置在主体上的初级带；

-以非全围方式布置在主体上的次级带，该次级带的至少一个部分附接到初级带上。

换句话说，本发明的压力容器包括主体和基于带的增强结构。

本文档的主体应根据压力容器的类型(例如IV类型的压力容器和V类型的压力容器)以不同的方式来考虑。

在一个具体实施例中，主体是内衬，或其上有带或其上布置有带的内衬。

“内衬”应理解为是能够以密封方式存储气体并承载带布置(即基于带的增强结构)的空心体。

根据定义，IV类型的压力容器是包括这样的内衬的构造：在该内衬上设置有碳纤维或碳/玻璃混合纤维复合材料。该内衬在制造完成之后仍是容器的一部分。

根据定义，V类型的压力容器是这样的无内衬的构造：其包括设置在可分解或可溶解的支撑件上的碳纤维或碳/玻璃混合纤维复合材料。

优选地，压力容器主体是IV类型的。内衬由以下材料制成：聚酰胺、高密度聚乙烯、热塑性共挤出结构。内衬也可包含纤维元素，诸如碳纤维或碳/玻璃混合纤维复合材料、芳纶纤维或位于热塑性基质内的玻璃纤维。

在一个具体实施例中，内衬由能够与带焊接的材料制成；例如，内衬和带由相同的材料制成。

术语“热塑性材料”指代任何热塑性聚合物(包括热塑性弹性体)及其混合物。术语“聚合物”既指均聚物也指共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。这样的共聚物的例子有但不限于无规共聚物、线性嵌段共聚物、其它嵌段共聚物和接枝共聚物。一种经常使用的聚合物是聚乙烯。已经用高密度聚乙烯(HDPE)和纤维增强聚合物获得了良好的结果。

另一方面，压力容器主体是V类型的。主体也可包含纤维元素(诸如碳纤维或碳/玻璃混合纤维复合材料、芳纶纤维或玻璃纤维)和热塑性材料。

具有V类型的压力容器的优点在于减轻重量和减小外部构造的体积。

本发明的基于带的增强结构包括两种主要类型的带。