塑料内胆全缠绕气瓶的制作方法

1.本实用新型涉及储存设备领域，特别涉及一种塑料内胆全缠绕气瓶。


背景技术：

2.氢能源推广使用的需求日趋紧迫，在高压气体尤其是氢气的储存运输技术领域中，由于金属内胆质量重、气瓶容重比低，导致整体运输效率低，且由于金属材料的腐蚀、氢脆问题容易引发气瓶爆炸事故。目前，通过塑料内胆代替了金属内胆，塑料内胆全缠绕氢气瓶具有质量轻、气瓶容重比高、整体运输效率高，且耐腐蚀、不存在氢脆问题、使用寿命长等优点，成为行业关注的焦点，同时也成为行业发展前沿的技术问题。
3.全缠绕氢气瓶由于瓶口部位与瓶阀连接的刚度和密封的需求，瓶口必须采用金属材料制成。金属瓶口与塑料内胆的衔接整体性和密封性就成为塑料内胆全缠绕氢气瓶的一项关键技术。
4.现有全缠绕氢气瓶的瓶口结构通常采用在金属瓶口的外周粘接有塑料内胆，气瓶在反复装卸时压力幅变化较大，再加上金属瓶口与塑料内胆因不同材质热胀冷缩率的差异，导致金属瓶口与塑料内胆短时粘接容易，然而气瓶经长期使用疲劳后、内胆与瓶口易脱粘损坏，使气瓶承压能力和安全性能大幅降低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种塑料内胆全缠绕气瓶，以解决现有技术中氢气瓶的金属瓶口和塑料内胆易松动、脱离的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种塑料内胆全缠绕气瓶，包括具有一开口的塑料内胆和突出设于所述塑料内胆的开口处的金属瓶口；所述金属瓶口包括呈中空筒状的颈部和从所述颈部的一端端部向外折弯延伸形成的肩部；所述颈部的内壁和所述肩部的内壁分别设有凹槽；所述塑料内胆的一部分周壁伸入所述金属瓶口的内部，该周壁具有与所述凹槽相匹配的形状，以适配地贴合于所述颈部和肩部的内壁上。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽包括沿所述颈部的周向延伸的第一防脱沟槽和沿所述颈部的轴向延伸的第一防转沟槽；所述第一防脱沟槽和所述第一防转沟槽交叉并相通。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述第一防脱沟槽和所述第一防转沟槽相垂直。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述第一防脱沟槽具有多个，并沿所述颈部的轴向间隔布置；各所述第一防脱沟槽呈封闭的环状。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述第一防脱沟槽和所述第一防转沟槽的截面均呈矩形、t形或者燕尾形。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽包括沿所述肩部的延伸方向开设的第二防转沟槽以及沿所述肩部的周向延伸开设的第二防脱沟槽；所述第二防转沟槽和所述第二
防脱沟槽交叉并相通。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽包括多条沿不同的螺旋线延伸并交叉的螺旋沟槽。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽具有多个，多个所述凹槽在所述金属瓶口的内壁上呈点状分布。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽呈圆形或者多边形。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述肩部的外周壁设有多个呈周向分布的第三防转沟槽；所述塑料内胆的一部分周壁包裹在所述第三防转沟槽上。
17.根据本实用新型的一个实施例，根据上述的塑料内胆全缠绕气瓶，所述凹槽替换为突起。
18.由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种塑料内胆全缠绕气瓶至少具有如下优点和积极效果：
19.其对金属瓶口的结构作出了改进，该金属瓶口包括呈中空筒状的颈部和从颈部的一端端部向外折弯延伸形成的肩部。其中，颈部和肩部分别设有凹槽；塑料内胆的一部分周壁具有与上述凹槽相匹配的形状，以适配地贴合于颈部和肩部的内壁上，实现了内胆和瓶口的紧密连接。通过金属瓶口的设计，增大了金属瓶口和塑料内胆的连接面积，提高了金属瓶口和塑料内胆的连接强度，使得成型工艺中塑料内胆材料与金属瓶口衔接后整体更好结合，防止气瓶在长期反复装卸过程中，金属瓶口与塑料内胆出现松动、脱离、转动、窜动等问题，具有气瓶承压能力高、使用寿命长、密封性良好、制造工艺性好、耐疲劳等优势。
附图说明
20.图1为本实用新型一实施例中塑料内胆全缠绕气瓶的瓶口结构示意图。
21.图2为图1中的塑料内胆和金属瓶口的连接示意图。
22.图3为本实用新型实施例中金属瓶口的轴侧剖视图。
23.图4为图3的金属瓶口的正视图。
24.图5为本实用新型实施例中凹槽的截面呈矩形的示意图。
25.图6为本实用新型实施例中凹槽的截面呈燕尾形的示意图。
26.图7为本实用新型实施例中凹槽的截面呈t形的示意图。
27.图8为本实用新型实施例中设于金属瓶口内壁上的螺旋沟槽的结构示意图。
28.图9为本实用新型另一实施例中螺旋突起的结构示意图。
29.图10为本实用新型实施例中设于金属瓶口内壁上的凹槽呈点状分布的示意图。
30.图11为本实用新型另一实施例中突起呈点状分布的结构示意图。
31.图12为本实用新型实施例中突起的截面呈矩形的示意图。
32.图13为本实用新型实施例中突起的截面呈燕尾形的示意图。
33.图14为本实用新型实施例中突起的截面呈t形的示意图。
34.附图标记说明如下：
[0035]1‑
塑料内胆、11
‑
瓶体本体、13
‑
连接部、
[0036]2‑
金属瓶口、21
‑
颈部、23
‑
肩部、201
‑
凹槽、2011
‑
第一防脱沟槽、2012
‑
第一防转沟槽、2013
‑
第三防转沟槽、2014
‑
第二防脱沟槽、2015
‑
第二防转沟槽、2016
‑
螺旋沟槽、25
‑
螺
旋突起、26
‑
突起、
[0037]3‑
瓶口螺母。
具体实施方式
[0038]
体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0039]
本实施例提供一种塑料内胆全缠绕气瓶，其通过对其金属瓶口作出改进，使得金属瓶口和塑料内胆的连接部位具有承压高、耐疲劳的优点，实现整体瓶口处的固定、防脱和防转的目的。
[0040]
请一并参照图1和图2，其共同示出了本实施例提供的一种塑料内胆全缠绕气瓶的具体结构，其包括用以储存高压气体譬如氢气的塑料内胆1，以及突出设于塑料内胆1的开口处的金属瓶口2。
[0041]
其中，金属瓶口2由金属材料譬如锈钢、轻质高强的铝锻件或其它优质模具钢制成，从而满足其与瓶阀连接的刚度和密封的需求。
[0042]
具体地，金属瓶口2包括呈中空筒状的颈部21和从颈部21的一端端部向外折弯延伸形成的肩部23。换而言之，金属瓶口2的整体外近似喇叭状。颈部21的内壁和肩部23的内壁分别设有凹槽201。
[0043]
塑料内胆1由塑料材料譬如hepe(high density polyethylene，高密度聚乙烯)或pa(polyamide，聚酰胺)塑料材料制成，具有轻量化、耐腐蚀的优点。
[0044]
塑料内胆1的一部分周壁伸入金属瓶口2的内部，该周壁具有与凹槽201相匹配的形状，以适配地贴合固定于颈部21和肩部23的内壁上。
[0045]
在制造时，塑料内胆1通过滚塑(也可使用注塑)工艺与金属瓶口2形成一体结构。塑料内胆1包括内部中空的呈筒状的瓶体本体11和位于瓶体的一端开口处的连接部13；该连接部13呈筒状，并具有与金属瓶口2的内壁相匹配的形状，从而贴合在内壁上，实现材质不同的内胆和瓶口的连接固定。
[0046]
传统的瓶口结构采用单一方向的沟槽设计以只具备金属瓶口2与塑料内胆1的防脱功能。而在实际上，由于气瓶储运的是高压气体，金属瓶口2与瓶口螺母3在栓接时需要很大的紧固力，当装卸瓶口螺母3时，会存在金属瓶口2可能相对于塑料内胆1转动的风险；另外金属瓶口2需要通过整体气瓶的瓶口冲击试验，上述具有防脱的沟槽不能满足整体气瓶的瓶口冲击试验。
[0047]
因此，为了解决上述问题，本实施例的凹槽201至少具有两种不同延伸方向的沟槽，以同时满足防脱和防转的需求。
[0048]
请一并参照图3和图4，凹槽201包括沿颈部21的周向延伸的第一防脱沟槽2011和沿颈部21的轴向延伸的第一防转沟槽2012。
[0049]
第一防脱沟槽2011和第一防转沟槽2012交叉并相通，其目的在于：通过增设了第一防转沟槽2012，第一防转沟槽2012沿轴向与第一防脱沟槽2011交叉，限制了金属瓶口2相对于塑料内胆1沿周向的转动，实现了轴向上的定位。
[0050]
优选地，第一防脱沟槽2011和第一防转沟槽2012相互垂直。当然，第一防脱沟槽
2011也可以沿轴向倾斜并与第一防转沟槽2012成夹角相连。
[0051]
在制造时，第一防脱沟槽2011具有多个，并沿颈部21的轴向间隔布置；各第一防脱沟槽2011呈封闭的环状。第一防转沟槽2012也具有多个，沿颈部21的周向间隔布置。各第一防转沟槽2012沿轴向从上至下地与所有的第一防脱沟槽2011垂直相连以相通，上述垂直相交的各个沟槽之间形成呈点状分布的多个凸起。
[0052]
凹槽201还包括沿肩部23的延伸方向开设的第二防转沟槽2015，以及沿肩部23的周向延伸开设的第二防脱沟槽2014；第二防转沟槽2015和第二防脱沟槽2014交叉并相通。
[0053]
第二防转沟槽2015和第二防脱沟槽2014的结构分别与第一防脱沟槽2011和第一防转沟槽2012的结构和所起的作用基本相同，实现了肩部23和塑料内胆1的连接固定。
[0054]
进一步地，肩部23的外周壁还设有呈周向分布的多个第三防转沟槽2013，塑料内胆1的一部分周壁从外侧包裹在第三防转沟槽2013上。
[0055]
第三防转沟槽2013的延伸方向与肩部23的折弯延伸方向一致，第三防转沟槽2013的延伸方向与肩部23的周向为垂直关系，能够防止金属瓶口2相对于塑料内胆1沿周向的转动，起到了防转的目的。
[0056]
请一并参照图5至图7，上述各沟槽的截面均呈矩形、t形或者燕尾形。相较于常见的矩形槽，t形和燕尾形的沟槽设计能够保证在高压情况下，塑料内胆1变形时金属瓶口2与塑料内胆1的位移同步，防止高压情况下塑料内胆1变形时从金属瓶口2的连接处脱出。
[0057]
在制造时，塑料内胆1通过滚塑(也可使用注塑)的工艺包裹金属瓶口2，从金属瓶口2的肩部23的底部向上延伸至瓶口内部，依次充满了第二防转沟槽2015、第二防脱沟槽2014、第一防脱沟槽2011和第一防转沟槽2012，然后翻转至金属瓶口2的肩部23的外侧，充满了第三防转沟槽2013，从而与金属瓶口2形成一个整体，实现金属瓶口2与塑料内胆1的固定、防脱、防转与密封。
[0058]
需要说明的是，金属瓶口2在塑料内胆1滚塑之前必须使用专业的油渍清洗液进行自身的清洗，保证金属瓶口2在与塑料内胆1成型时两种材质之间良好的结合，没有明显的界面。不仅如此，在塑料内胆1滚塑(也可使用注塑)之前，需先提前对金属瓶口2充分预热。
[0059]
请返回参照图1，塑料内胆全缠绕气瓶还包括瓶口螺母3。
[0060]
瓶口螺母3的截面呈t形状，瓶口螺母3的下端为圆柱状，该下端的一部分周壁设有外螺纹；金属瓶口2的颈部21的内部上端设有适配的内螺纹，瓶口螺母3通过螺纹栓接在金属瓶口2内，瓶口螺母3的下端的另一部分且与塑料内胆1的内侧紧密贴合。上述瓶口螺母3的栓接螺纹靠上，位于金属瓶口2和塑料内胆1的密封位置外，栓接螺纹不接触高压氢气，避免了氢脆的产生，延长了瓶口螺母3的使用寿命。
[0061]
在本实施例中，塑料内胆全缠绕气瓶还包括缠绕层。缠绕层绕设于塑料内胆1的外侧，缠绕层也起到将塑料内胆1和金属瓶口2固定的作用。
[0062]
请参照图8，在另一实施例中，金属瓶口2内部的凹槽201包括多条沿不同的螺旋线延伸并交叉的螺旋沟槽2016。
[0063]
螺旋沟槽2016的数量具有两个，两个螺旋沟槽2016成型于颈部21的内壁上。两个螺旋沟槽2016按相反的螺旋方向相互交叉，整体形状呈网状。两个螺旋沟槽2016相交叉而空出的部位会形成类似呈菱形的凸起。同样地，还有两个螺旋沟槽2016呈螺旋状成型于肩部23的内壁上。
[0064]
上述螺旋沟槽2016的延伸方向同时兼具轴向和周向的限位功能，能够起到金属瓶口2与塑料内胆1之间的防脱、防转的作用。
[0065]
在其他实施例中，上述金属瓶口2的内壁和外壁防脱、防转形式并不局限于凹陷的沟槽，还可以相反地表现为突起的形式。
[0066]
请进一步参照图9，金属瓶口2的内壁突出设有多条沿不同的螺旋线延伸并交叉的螺旋突起25，该螺旋突起25与螺旋沟槽2016的形状和布置方式一致，同样能够起到金属瓶口2的防脱、防转的作用。
[0067]
请参照图10，在另一实施例中，凹槽201具有多个，并呈点状均匀分布于金属瓶口2的内壁上。
[0068]
凹槽201分为数量相等的多组，多组凹槽201沿轴向上下间隔布置，每一组的多个凹槽201呈周向布置。
[0069]
凹槽201呈点状分布的设计，同样兼具了轴向和周向的限位功能，能够起到金属瓶口2与塑料内胆1之间的防脱、防转的作用。
[0070]
优选地，凹槽201可以呈圆形或者多边形；其中，多边形可以包括方形、六边形等。
[0071]
请参照图11，在其他实施例中，上述防脱、防转功能并不局限于凹槽形式，还可以相反地表现为突起的形式。具体为，多个突起26呈点状均匀分布于金属瓶口2的内壁上。
[0072]
请结合图12至图14，上述突起26的截面可以呈矩形、t形或者燕尾形。相较于常见的矩形，t形和燕尾形的突起设计能够保证，塑料内胆1在高压情况下变形时金属瓶口2与塑料内胆1的位移同步，防止高压情况下塑料内胆1变形时从金属瓶口2的连接处脱出。
[0073]
综上所述，本实用新型提供的一种塑料内胆全缠绕气瓶至少具有如下优点和积极效果：
[0074]
其对金属瓶口2的结构作出了改进，在金属瓶口2的内壁和外壁分别设有多重沟槽，从而实现金属瓶口2与塑料内胆1的固定、防脱、防转与密封。
[0075]
具体地，该金属瓶口2包括呈中空筒状的颈部21和从颈部21的一端端部向外折弯延伸形成的肩部23。其中，颈部21和肩部23分别设有防转沟槽和防脱沟槽；其中，防转沟槽和防脱沟槽交叉并相通，具备轴向和周向的限位功能；塑料内胆1的一部分周壁具有与上述沟槽相匹配的形状，以适配地贴合于颈部21和肩部23的内壁上，起到金属瓶口2与塑料内胆1之间的防脱、防转的作用。
[0076]
本实用新型通过金属瓶口2的设计，设置了多重沟槽，增大了金属瓶口2和塑料内胆1的连接面积，使得成型工艺中塑料内胆1材料与金属瓶口2衔接后整体更好结合，防止气瓶在高压气瓶长期反复装卸过程中，使金属瓶口2与塑料内胆1出现松动、脱离、转动、窜动等问题，具有气瓶承压能力高、使用寿命长、密封性良好、制造工艺性好、耐疲劳等优势。
[0077]
虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。