[发明专利]高压复合容器

说明书

本发明公开了一种高压复合容器，其包括用于储存高压气体的塑料壳体以及支撑体、金属端头、瓶口阀和增强层；其中，塑料壳体上设置有瓶口；支撑体固定贴合在塑料壳体上，金属端头与塑料壳体和支撑体互顶贴合，金属端头上设置有安装孔；金属端头上设置有凸台；瓶口阀固定穿设在安装孔中；增强层缠绕在塑料壳体和金属端头的外侧壁上。本发明提供的高压复合容器，通过金属端头和支撑体的配合，实现了对高压复合容器瓶口处的密封；通过在金属端头上设置凸台，分担承受了来自增强层的1/3的挤压力，从而可以使金属端头上的其它部分承受较少的挤压力，避免了金属端头上产生较大的应力，进而避免了金属端头材料屈服失效。

技术领域

本发明涉及高压复合容器密封技术领域，尤其涉及一种高压复合容器。

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，如奥迪、通用等。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高压复合容器，以解决上述现有技术中的问题，防止高压复合容器中高压气体介质的泄漏和渗透，保证容器的密封性。

本发明提供了一种高压复合容器，其中，包括：

用于储存高压气体的塑料壳体，所述塑料壳体上设置有瓶口；

支撑体，所述支撑体固定贴合在所述塑料壳体上；

金属端头，所述金属端头与所述塑料壳体和所述支撑体固定贴合，所述金属端头上设置有与所述瓶口连通的安装孔；所述金属端头上设置有凸台；

瓶口阀，所述瓶口阀固定穿设在所述安装孔中，用于封堵所述瓶口；

增强层，所述增强层缠绕在所述塑料壳体和所述金属端头的外侧壁上。

如上所述的高压复合容器，其中，优选的是，所述塑料壳体上设置有所述瓶口的表面为平面，所述塑料壳体的拐点位置处设置有第一弧形过渡面。

如上所述的高压复合容器，其中，优选的是，还包括加强块，所述瓶口的端部设置有翻边，所述翻边和所述平面之间设置有支撑空间，所述加强块固定设置在所述支撑空间中。