一种高压储氢容器专用接头密封结构的制作方法

1.本发明涉及氢能装备行业高压密封技术领领域，尤其涉及一种高压储氢容器专用接头密封结构。


背景技术：

2.众所周知，市场上储氢分为压力容器类和气瓶类两种方式，瓶口阀和外接管道大小是工艺系统确定，作为储氢设备制造厂为能方便通用不同客户；因此，在设计进出气口时，要能灵活、方便更换为导向，设计一款通用市场的瓶口密封结构尤其重要。
3.传统的设计是直接在接口座的通孔内壁加工螺纹，通过螺纹连接瓶口阀，根据储氢容器进出气口的大小，需要选择不同的瓶口阀安装于接口座中，在高压氢气环境下，瓶口阀与接口座连接处的螺纹是锥面硬密封，反复拧几次，锥面硬密封面磨损，精度达不到密封要求，而容易出现泄漏，造成储氢容器无法使用。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种通过跟换密封塞，实现高压储氢容器进出气口大小随系统管道大小灵活替换，同时很好的保护接口座不会因为密封塞跟换而反复拧动，破坏密封面的接头密封结构。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供的一种高压储氢容器专用接头密封结构，包括焊接于储氢罐体上的接口座，所述接口座顶侧嵌入并同轴安装有密封塞，所述接口座外壁通过螺纹连接有压紧盖，所述压紧盖顶侧设置有连接孔，所述压紧盖压紧于所述密封塞顶侧，所述密封塞上端部底侧与所述接口座的上端面紧密贴合，且设置有密封元件，所述密封塞的下端部侧壁与所述接口座通槽内壁之间设置有密封组件。
7.本发明优选地技术方案在于，所述密封组件包括安装于所述接口座通槽台阶面上的垫环、o型圈ii和楔型环，所述o型圈ii位于两组所述垫环之间，所述楔型环安装于所述垫环的顶侧，所述垫环、o型圈ii和楔型环与所述通槽内壁紧密贴合，所述密封塞下端部嵌入所述通槽，并与所述垫环和o型圈ii的内圆面紧密贴合。
8.本发明优选地技术方案在于，所述密封塞的下端部设置有与所述楔型环的外锥面相适配的斜面，且所述斜面的下端面与所述楔型环的安装内圆相适配。
9.本发明优选地技术方案在于，所述密封元件包括安装于所述接口座上端面与所述密封塞上端部底侧之间的o型圈i和平键，所述平键位于所述o型圈i的外侧。
10.本发明优选地技术方案在于，所述o型圈i和平键安装于所述接口座的o型圈槽和平键槽中，并与所述密封塞紧密贴合。
11.本发明优选地技术方案在于，所述压紧盖与所述密封塞的接触面向外设置有四组锁紧工装口。
12.本发明优选地技术方案在于，所述密封塞顶侧设置有与所述连接孔相连通的通
孔，所述通孔与瓶口阀连接处采用npsm高压螺纹连接。
13.本发明优选地技术方案在于，所述接口座和密封塞采用满足高压临氢要求的316lⅳ级锻件材料制成，压紧盖采用35crmoaⅲ级或ⅳ级锻件材料制成。
14.本发明优选地技术方案在于，所述接口座与密封塞的两处轴向配合采用h8/f7和h9/f7。
15.本发明优选地技术方案在于，所述o型圈i和o型圈ii材质采用特制的改性epdm，所述垫环材质采用特制的pom，所述楔型环材质采用改性peek。
16.本发明的有益效果为：本发明针对高压储氢容器，通过接口座与密封塞、压紧盖以及密封组件和平键等结构的安装配合，代替传统的接口座直接加工瓶口阀螺纹与瓶口阀进行螺纹连接的方式，利用可灵活更换的密封塞与瓶口阀之间的连接，实现高压储氢容器进出气口大小随系统管道大小灵活替换，同时很好的保护接口座不会因为瓶口阀跟换，而反复拧动，破坏密封面，无法更换接口座，造成储氢容器报废，通过特定材料的垫环、o型圈和楔型环的设置，能够保证密封塞与接口座之间的安装精度，防止氢气泄露，提高了设备使用的密封性，延长了使用寿命。
17.本发明提供的一种通过跟换密封塞，实现高压储氢容器进出气口大小随系统管道大小灵活替换，同时很好的保护接口座不会因为密封塞跟换而反复拧动，破坏密封面的接头密封结构。
附图说明
18.图1是本发明接头密封结构示意图；
19.图2是本发明图1中a处放大示意图；
20.图3是本发明垫环与楔型环结构示意图。
21.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
22.1、接口座；11、通槽；2、压紧盖；21、连接孔；22、锁紧工装口；3、o型圈i；4、平键；5、密封塞；51、上端部底侧；52、下端部侧壁；53、斜面；54、通孔；6、垫环；7、o型圈ii；8、楔型环。
具体实施方式
23.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
24.一种高压储氢容器专用接头密封结构，包括包括焊接于储氢罐体上的接口座1，所述接口座1顶侧嵌入并同轴安装有密封塞5，所述接口座1外壁通过螺纹连接有压紧盖2，所述压紧盖2顶侧设置有连接孔21，所述压紧盖2压紧于所述密封塞5顶侧，所述密封塞5上端部底侧51与所述接口座1的上端面紧密贴合，且设置有密封元件，所述密封塞5的下端部侧壁52与所述接口座1通槽11内壁之间设置有密封组件，本发明在接口座1的基础上，使密封塞5与瓶口阀进行螺纹连接，通过密封塞5的作用实现接口座1与瓶口阀之间的密封连接，且密封塞5可以根据管道大小的要求进行对应尺寸的更换，使高压储氢容器进出气口大小适应不同系统的管道大小，代替传统的接口座1直接加工瓶口阀螺纹与瓶口阀进行螺纹连接的方式，避免了在更换和安装瓶口阀的过程中，由于瓶口阀螺纹磨损而使储氢设备报废，降低了设备的使用寿命，密封塞5在安装过程中密封元件的作用，能够防止密封塞5在压紧盖2进行安装和拆卸时随压紧盖2的旋转而发生转动，保证密封塞5安装的稳定性，同时通过密
封组件提高密封塞5与接口座1之间的密封性，防止密封组件在与密封塞5和接口座1的连接处出现泄露，整体结构简单、通用性强，在一定程度上延长了设备的使用寿命。
25.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述密封组件包括安装于所述接口座1通槽11台阶面上的垫环6、o型圈ii7和楔型环8，所述o型圈ii7位于两组所述垫环6之间，所述楔型环8安装于所述垫环6的顶侧，所述垫环6、o型圈ii7和楔型环8与所述通槽11内壁紧密贴合，所述密封塞5下端部嵌入所述通槽11，并与所述垫环6和o型圈ii7的内圆面紧密贴合，通过垫环6、o型圈ii7和楔型环8来保证密封塞5与接口座1之间连接的密封性，垫环6上下设置有两侧，能够保证在高压氢气作用下，o型圈ii7不会出现挤压变形，通过密封塞5与垫环6和o型圈ii7的作用力，使垫环6和o型圈ii7作用并紧贴于密封塞5的外壁和接口座1通孔的内壁之间，提高密封精度，防止出现泄露。
26.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述密封塞5的下端部设置有与所述楔型环8的外锥面相适配的斜面53，且所述斜面53的下端面与所述楔型环8的安装内圆相适配，通过密封塞5与楔型环8安装的结构设置，确定密封塞5安装位置的同时，通过与楔型环8外锥面之间相贴合的斜面设置，使楔型环8能够紧贴于接口座1的通孔内壁，提高了密封塞5与接口座1之间的密封性，且在高压的环境下，能够防止o型圈ii7发生变形。
27.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述密封元件包括安装于所述接口座1上端面与所述密封塞5上端部底侧51之间的o型圈i3和平键4，所述平键4位于所述o型圈i3的外侧，通过平键4的定位作用，能够防止密封塞5在压紧盖2进行安装和拆卸时，随压紧盖2的旋转而发生转动，保证密封塞5安装的稳定性，通过o型圈i3的设置，保证密封塞5与接口座1之间的密封性，防止密封组件在与密封塞5和接口座1的连接处出现泄露。
28.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述o型圈i3和平键4安装于所述接口座1的o型圈槽和平键槽中，并与所述密封塞5紧密贴合，通过平键4对密封塞5起一个定位导向作用，防止密封塞5随压紧盖2的旋转而发生转动，配合述o型圈i3的使用，提高了密封塞5与接口座1之间安装的密封性同时防止o型圈ii7出现泄露。
29.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述压紧盖2与所述密封塞5的接触面向外设置有四组锁紧工装口22，通过不同方位的四组锁紧工装口，方便与锁紧工装配合使用，提高压紧盖2与密封塞5之间连接的牢固性，提高密封塞5与接口座1安装处的接触面积，防止设备使用过程中造成氢气泄露。
30.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述密封塞5顶侧设置有与所述连接孔21相连通的通孔54，所述通孔54与瓶口阀连接处采用npsm高压螺纹连接，可以根据工艺管道的相关要求对瓶口阀进行连接，并保证两者之间的密封性。
31.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述接口座1和密封塞5采用满足高压临氢要求的316lⅳ级锻件材料制成，使两者满足高压临氢的工作要求，压紧盖2采用35crmoaⅲ级或ⅳ级锻件材料制成，保证材料硬度高于316lⅳ级锻件，防止与接口座1配合的螺纹咬死，减少磨损，提高使用寿命。
32.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述接口座1与密封塞5的两处轴向配合采用h8/f7和h9/f7，满足在装配垫环6、o型圈ii7和楔型环8后能够承受高压氢气的密封。
33.作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述o型圈i3和o型圈ii7材质采用特
制的改性epdm，邵尔a硬度91，使用温度-40～100℃，使用压力0～100mpa，可以长期在高压氢气环境下使用，满足市场要求的高压氢气使用；所述垫环6材质采用特制的pom，且设置有有上下两层，掐住o型圈ii7，保证在高压氢气作用下，o型圈ii7不会出现挤压变形，所述楔型环8材质采用改性peek，用于增强刚性，同时与密封塞32斜面配合，防止o型圈ii7变形。
34.本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本技术的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。