加压气体罐的头部的制作方法

1.本发明涉及用于诸如氢气的气体的加压气体罐的领域，更具体地涉及罐头部。


背景技术：

2.参照示出了现有技术的实施方式的图1，已知生产用于加压气体(例如，氢气)的罐，该罐包括结构32，结构32由复合材料制成并包括围绕轴线a大致呈圆形的开口33。头部31关闭所述开口33并确保罐的填充和抽吸功能。为此，所述头部31包括基部34和与基部34组装的阀35，基部34围绕轴线a大致呈圆形，并有利地以密封方式设置在开口33中。根据现有技术，基部34钻有轴向大致沿着a的螺纹孔37。阀35包括适于有利地以密封方式旋拧到所述螺纹孔37中的外螺纹部分36。阀35被成形为在罐外部容纳至少一个配件39。阀35钻有至少一个通道，该通道通过外螺纹部分36的端部将罐的内部与所述至少一个配件39流体连接。
3.这种实施方式需要大直径的基部34，因为螺纹孔37必须是大直径来承受由于罐内外压力差而轴向施加到阀35上的应力。另外，螺纹孔37和外螺纹部分36之间的组装在加工时成本高，因为必须小心地进行该组装以确保密封。此外，由于阀35的取向是由螺纹孔37中的外螺纹部分36的端部止动件决定的，因此不能调整阀35的取向。
4.当前的实施方法存在问题。因此，确实需要一种克服这些缺点的罐头部。


技术实现要素：

5.为了解决上述一个或多个缺点，本发明涉及一种罐的头部，所述罐是用于诸如氢气的气体的加压气体罐，这种类型的罐包括结构和头部，所述结构由复合材料制成并包括围绕轴线大致呈圆形的开口，所述头部包括设置在开口中的围绕轴线大致呈圆形的基部和与该基部组装的阀，其中该基部包括在罐外部的沿着轴线大致呈圆柱形的凸台、至少一个第一通道，该第一通道包括：与罐的内部连接的沿着轴线的轴向部分，该轴向部分不是敞开的；以及至少一个径向部分，该径向部分在凸台中径向钻出直到它与轴向部分连接，并且阀具有大致环形的形状，包括与凸台相对应的第一孔以便能够接合在凸台上，并且包括至少一个第二通道，该第二通道的一个端部与所述至少一个径向部分在轴向对准地通向第一孔。
6.可以单独或组合使用的特定特征或实施方式是：
7.·
阀和/或凸台包括：与至少一个径向部分或至少一个第二通道大致对准的沿着轴线的至少一个环形室，
8.·
阀和/或凸台包括适于接收密封件的沿着轴线的两个环形凹槽，每个环形凹槽轴向地布置在至少一个径向部分或至少一个第二通道的任一侧上，
9.·
基部还包括在凸台上游的肩部和在凸台下游的螺纹部分，该螺纹部分适于接收第一螺纹环，该第一螺纹环适于将阀抵靠肩部夹紧，
10.·
阀在其外表面上还包括与所述至少一个第二通道中的一个第二通道连接的至
少一个孔口，该孔口适于接收配件，
11.·
头部还包括覆盖基部和阀的保护盖，该保护盖围绕轴线大致呈钟形，包括与螺纹部分相对应的第二孔以便能够接合在螺纹部分上，并且包括能够将盖抵靠第一个螺纹环夹紧的第二螺纹环，
12.在第二方面，本发明涉及一种包括这种头部的罐。
附图说明
13.通过阅读以下仅作为例子给出并参照附图的描述，将更好地理解本发明，在附图中：
14.[图1]示出了根据现有技术的罐头部的剖面图，
[0015]
[图2]示出了根据本发明的罐头部的剖面图，
[0016]
[图3]示出了[图2]的罐头部的分解剖视图，
[0017]
[图4]以剖面侧视图示出了带有盖的[图2]的罐头部，
[0018]
[图5]以剖面侧视图示出了具有一些替代特征的罐头部。
具体实施方式
[0019]
参照图2和图3，根据本发明的罐包括结构2和头部1。结构2由复合材料制成，通常通过纤维缠绕制成。该结构2包括围绕轴线a大致呈圆形的至少一个开口3。作为本发明主题的罐头部1旨在以密封方式布置在所述开口3中。这样的罐头部1旨在执行与罐中容纳的加压气体的使用相关的各种功能：填充、抽吸、压力测量、安全阀或保险丝等。为此，头部1包括基部4和阀5。基部4围绕轴线a大致旋转对称并布置在开口3中。因此，基部4穿过形成罐壁的结构2。阀5在罐外与基部4组装。阀5允许连接各种配件19。
[0020]
根据本发明的一个重要特征，阀5与基部4的组装是根据新的和创新的原理进行的。基部4包括凸台6，阀5包括与凸台6互补的孔16。
[0021]
凸台6沿着轴线a大致呈圆柱形，并位于基部4的位于罐外的部分上。穿过基部4形成用于填充和/或抽吸气体的至少一个第一通道。它由两部分7、8组成。钻出沿着轴线a的轴向部分7，该轴向部分大致呈圆柱形，优选与轴线a对齐。该轴向部分7与罐的内部连接。相反，它在基部4离开罐的一侧不是敞开的。第一通道还包括至少一个径向部分8，该径向部分在凸台6中径向钻出直到它与轴向部分7相遇。因此，所述第一通道将罐的内部与凸台6的外表面流体连接。替代地，如图5所示，基部4可以包括不止一个第一通道。图5示出了包括具有两个轴向部分7a、7b的两个第一通道的实施方式，每个轴向部分可能与至少一个径向部分8a、8b连接。
[0022]
阀5具有大致环形的形状。它具有与凸台6相对应的孔16。这样，阀5通过其孔16可以接合在凸台6上。阀5还包括至少第二通道9。该第二通道具有在轴向上大致与所述至少一个径向部分8、8a、8b对准地通向阀5的孔16的端部。
[0023]
凸台6和孔16之间的尺寸公差以允许简单的组装和拆卸的方式进行调整，有利地无需工具，同时可以实现气密密封，如果需要可以通过诸如密封件的至少一个密封装置实现气密密封。
[0024]
本发明通过用阀5相对于基部4的径向安装代替阀35相对于基部34的轴向安装，消
除了气体施加的趋向于从基部34拔出阀35的压力应力。阀5的环形形状及其围绕基部4的凸台6的布置确保应力的平衡分布。
[0025]
另外，不再需要现有技术中承受压力应力所必需的外螺纹部分36和对应的螺纹孔37的大径向尺寸。根据本发明，基部4在其颈部水平处的径向尺寸仅由决定所述至少一个轴向部分7、7a、7b的尺寸的所述至少一个第一通道的所需流速决定。由此得出，根据现有技术的颈部的开口33的尺寸可以大大减小到根据本发明的颈部的开口3的尺寸。因此，结构2可以延伸，接近轴线a。因此，基部4在其与结构2的界面处可以更加中空。单独吸收压力应力的基部4也能够更好地承受压力应力。另外，本发明可以通过更简单并因此更便宜的加工来实现。
[0026]
根据本发明的另一特征，有利地在基部4的凸台6与阀5的孔16之间的界面处设置轴线a的至少一个环形室13。这样的环形室13有利地允许流体连接所述至少一个径向部分8和所述至少一个第二通道9。所述环形室13通常是通过在基部4的凸台6的外表面中、在阀5的孔16的内表面中或这两者中切割出轴线a的环形凹槽而形成的。这种环形室13轴向布置成与径向部分8和第二管9大致对准，并且如果需要的话具有足够的宽度，以便与多个甚至所有径向部分8以及多个甚至所有第二管9流体连通。
[0027]
即使第二通道9和至少一个径向部分8不是径向对齐的并且如果适用的话，即使它们不是完全轴向对齐的，这也允许第二通道9与至少一个径向部分8连接。这还允许不同数量的径向部分8和第二通道9成角度地对齐或不成角度地对齐。甚至更有利地，该特征允许阀5安装到基部4上，而无需担心阀5相对于基部4围绕轴线a的取向。然后可以根据例如配件19的布置任意地调整该取向。这也允许修改阀5以使其包括不同数量的第二通道9，而无需修改基部4。
[0028]
为了确保径向部分8和第二通道9以及可能的环形室13周围的气密性，基部4的凸台6与阀5的孔16之间的界面有利地配备有密封件15。这些密封件15(例如，o形环)布置在轴线a的两个环形凹槽14中，每个环形凹槽14能够容纳至少一个这样的密封件15。这些凹槽14中的每一个布置在阀5的孔16中、基部4的凸台6中或这两者中。至少一个这样的凹槽14轴向地布置在径向部分8和第二通道9的任一侧上，以便将它们作为整体进行环绕。
[0029]
为了将阀5保持在凸台6上的适当位置，基部4还包括径向尺寸大于凸台6的肩部10，以形成轴向止动件。所述肩部10轴向地位于凸台6的上游，即在凸台6与结构2之间。基部4还包括位于凸台6下游(即，在基部4的远端部处)的螺纹部分11，该螺纹部分11的径向尺寸有利地小于凸台6的径向尺寸。基部4还包括第一螺纹环12，该第一螺纹环12适于旋拧到所述螺纹部分11上并且具有大于孔16的径向外部尺寸。因此，螺纹环12允许阀5抵靠肩部10被拧紧。有利地，阀5的轴向长度略大于凸台6的轴向长度。因此，通过对螺纹环12进行旋拧，可以通过夹紧来约束阀5并因此轴向还有径向地固定阀5。与现有技术相比，阀5的取向可以自由调整，因为通过拧紧螺纹环12对阀5的固定与它的取向无关，在拧紧之前，可以通过围绕凸台6的旋转自由地改变阀5的取向。
[0030]
先前已经看到，第二通道9具有通向阀5的孔16的第一端部。第二通道9的另一个端部在阀5的外表面17处敞开。外表面17在此是指除了孔16之外的阀5的所有表面。因此，第二通道9可以如图中的实施方式所示的那样径向地通向生成表面，但也可以轴向地通向两个侧面中的一个。该开口有利地制成被成形为接收配件19的孔口18。这种构造可包括螺纹孔。
配件19可以包括填充/抽吸管线连接件、传感器、保险丝等。
[0031]
在更具体地在图4中示出的另外的特征中，头部1还可以包括保护盖20。这样的盖20有利地具有围绕轴线a大致呈圆形的钟形，以便覆盖基部4和阀5。有利地，钟形物的底部与结构2接触。盖20还可包括轴向凹口以在存在突出配件19时接合钟形物。盖20在钟形物顶部具有与螺纹部分11相对应的第二孔22，使得其可以与螺纹部分11接合。可以旋拧到螺纹部分11上的第二螺纹环21则将通过盖20的孔22接合在螺纹部分11上的盖20抵靠第一螺纹环12夹紧。
[0032]
因此，盖20有利地直接附接到基部4上。
[0033]
替代地，可以使用单个螺纹环12、21同时拧紧阀5和盖20。
[0034]
本发明还涉及配备有这样的头部1的罐。
[0035]
已经在附图和前面的描述中详细示出和描述了本发明。这应被认为是说明性的和作为示例，而不应认为将本发明仅限制于该描述。许多不同的设计是可行的。
[0036]
附图标记列表
[0037]
‑
1、31：头部，
[0038]
‑
2、32：结构，
[0039]
‑
3、33：开口，
[0040]
‑
4、34：基部，
[0041]
‑
5、35：阀，
[0042]
‑
6：凸台，
[0043]
‑
7：轴向部分，
[0044]
‑
8：径向部分，
[0045]
‑
9：第二通道，
[0046]
‑
10：肩部，
[0047]
‑
11：螺纹部分，
[0048]
‑
12：第一螺纹环，
‑
13：环形室，
[0049]
‑
14：环形凹槽，
[0050]
‑
15：密封件，
[0051]
‑
16：第一孔，
[0052]
‑
17：外表面，
[0053]
‑
18：孔口，
[0054]
‑
19、39：配件，
[0055]
‑
20：盖，
[0056]
‑
21：第二螺纹环，
‑
22：第二孔，
[0057]
‑
23、38：外壳，
[0058]
‑
36：外螺纹部分，
‑
37：螺纹孔。