一种复合容器组件及制造方法技术

一种复合容器组件包括周向连续的壁和端盖。所述壁包括多个层，并且所述端盖包括多个台阶。所述多个台阶中的每个台阶与所述多个层中的相应层啮合。

Composite container assembly and manufacturing method thereof

A composite container assembly includes a circumferential continuous wall and an end cap. The wall comprises a plurality of layers, and the end cover comprises a plurality of steps. Each step in the plurality of steps is meshed with corresponding layers in the plurality of steps.

【技术实现步骤摘要】
一种复合容器组件及制造方法关于联邦政府资助研究或开发的声明本专利技术是在政府支持下根据用于ARPA-E低成本混合材料和适形CNG罐制造的DE-AR0000254协议进行的。政府享有本专利技术的某些权利。专利技术背景本公开涉及一种容器组件，并且更具体地涉及一种制造容器组件的无模制固化方法。压力容器可以用作各种消费者、商业和工业过程的储存介质（例如，气体）。为了在给定容积内为任何操作储存足够量的气体，气体储存在高压下。传统上，压力容器具有典型的球形或圆柱形设计，其均匀分布密封周边的应力。不幸的是，这种罐不能有效利用分配的空间。例如，球形容器以约百分之五十二的效率填充立方体空间，并且圆柱形容器以大约百分之七十的效率填充矩形容积。通常符合矩形容积的压力容器的较新的改进可以相对于真正的矩形容积以约百分之九十的效率来填充该空间。支持高内压的非球形/圆柱形压力容器的设计是复杂的，包括可变曲率外表面和用于传递机械载荷的内部结构。高适形容器的大尺寸和复杂形状可能对制造造成挑战。另外，制造业需要持续提供可靠、高容积、轻质和低成本的结构以及高强度机械性能。专利技术概要一种根据本公开的一个非限制性实施方案的复合容器组件包括：包括多个层的周向连续的第一壁；以及包括多个台阶的第一端盖，其中所述多个台阶中的每个台阶与所述多个层中的相应层啮合。除了前述实施方案之外，所述复合容器组件还包括限定腔室的内衬，其中所述壁围绕所述内衬延伸。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述第一端盖覆盖所述内衬的端部。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述第一端盖是预先模制的。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述第一端盖由块状模塑料（BMC）制成，并且所述第一壁由片状模塑料（SMC）制成。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述复合容器组件包括与所述第一端盖相对设置的第二端盖，所述第二端盖包括多个台阶，其中所述多个台阶中的每个台阶与所述多个层中的相应层啮合。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述第一壁围绕中心线延伸，并且所述多个层中的每个层包括彼此轴向交错的周向连续的端部。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述复合容器组件包括多个轴向交错的接缝，其中所述多个轴向交错的接缝中的每个接缝包括所述多个层中的相应层的端部以及所述多个台阶中的相关联的台阶，并且其中所述接缝横向地、轴向地跨越。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述复合容器组件包括围绕相应的中心线周向延伸的并排对齐的多个内壁，其中第一壁是所述多个内壁中的一个；以及多个内端盖，每个内端盖与所述多个内壁中的相应一个相关联，其中所述第一端盖是所述多个内端盖中的一个。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述复合容器组件包括围绕所述多个内壁延伸的外壁，所述外壁包括多个层；以及设置在所述多个内端盖上的外端盖，其中所述外端盖包括多个台阶，并且所述外壁的所述多个层中的每一个与所述多个台阶中的相应台阶啮合。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述复合容器组件包括设置在所述相邻的内壁和所述外壁之间的至少一个联结带。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述至少一个联结带被预先模制。一种根据另一非限制性实施方案的制造复合容器组件的方法包括：预先模制具有第一和第二台阶的第一端盖；将所述第一端盖放置在第一内衬的端部上；用第一壁的第一层覆盖所述第一内衬的中间部分和所述第一台阶；并且用所述第一壁的第二层覆盖所述第一层和所述第二台阶。除了前述实施方案之外，所述端盖由块状模塑料（BMC）制成，所述壁由片状模塑料（SMC）制成。替代地或附加地，在前述实施方案中，当所述第一和第二台阶被所述第一和第二层覆盖时，所述端盖被部分地固化。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述方法包括：预先模制具有第一和第二台阶的第二端盖；将所述第二端盖放置在第二内衬的端部上；用第二壁的第一层覆盖所述第二内衬的中间部分和所述第二端盖的所述第一台阶；并且用所述第二壁的第二层覆盖所述第二壁的所述第一层和所述第二端盖的所述第二台阶。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述方法包括用外壁覆盖所述第一和第二壁。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述方法包括在用所述外壁覆盖所述第一和第二壁之前，在所述第一和第二壁之间放置预先模制的联结带。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述方法包括将所述容器组件放置在模具组件中以进行复合固结。替代地或附加地，在前述实施方案中，所述方法包括将所述容器组件放置在模具组件中以进行复合固化。前述特征和元件可以各种组合非排他性地进行组合，除非另有明确指示。根据以下描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更为明显。然而，应理解的是以下描述和附图意图在本质上是示例性的而非限制性的。附图简述本领域技术人员将从以下对所公开非限制性实施方案的具体实施方式中明白各种特征。具体实施方式的附图可如下简述：图1是根据本专利技术的示例性实施方案的被构造成储存加压流体的容器组件的透视图；图2是容器组件的多个内衬的分解透视图；图3是沿图1中箭头3-3的方向观察的容器组件的剖面图；图4是去除外壁和外端盖以显示内部细节的容器组件的分解透视图；图5是去除外壁以显示内部细节的容器组件的分解透视图；图6是容器组件的容器的透视图，其中部分被去除以显示内部细节；图7是容器的端盖的透视图；图8是容器的局部剖面图；图9是制造容器组件的方法的流程图；和图10是用于制造容器组件的模具组件的透视图。具体实施方式通过参考附图举例的方式说明了本专利技术的实施方案以及优点和特征。具体实施方式现在参考图1，如图所示，容器或罐组件20（也称为复合容器组件20）的一个示例可以被构造成储存高压流体。可以储存在压力容器组件20内的示例性流体包括但不限于例如压缩天然气（CNG）、氢气、丙烷、甲烷、空气和液压流体。容器组件20通常可以包括两个侧面容器22、24和至少一个内部容器26（即所示的三个容器），所述至少一个内部容器26被接合到并设置在侧面容器22、24之间。每个容器22、24、26通常可以是细长的，而容器组件20的总体构造通常是矩形形状，但是从这里的描述可以理解，可以设想其他形状。进一步设想和理解的是，本公开的一些应用可以包括不处于显着压力下并且可以不包括任何内部容器和/或内衬的容器组件20。参考图2，每个容器22、24、26可以包括相应的内衬28、30、32，每个内衬28、30、32限定用于流体储存的相应的腔室34、36、38的边界。每个内衬28、30、32通常可以沿着相应的中心线C延伸，所述中心线C可以基本上彼此平行。每个内衬28、30、32可以包括中间部分40、42、44（即，瓣），所述中间部分40、42、44可以围绕相应的中心线C周向地且连续地延伸。每个中间部分40、42、44可以在相对轴端开放。中间部分40的开放端可以由内衬28的一对端部46封闭。中间部分42的开放端可以由内衬30的一对端部48封闭，并且中间部分44的开放端可以由内衬32的一对端部50封闭。在一个实施方案中，端部46、48、50（即，端盖）的形状可以是大致半球形的。进一步设想和理解的是，内衬28、30、32可采取限定能够储存流体的内部腔室的边界的任何形状的形式。尽管未示出，但是腔室34、36、38可以与相邻的腔室流体连通。内衬28、30、32可以是具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种复合容器组件，其包括：包括多个层的周向连续的第一壁；和包括多个台阶的第一端盖，其中所述多个台阶中的每个台阶与所述多个层中的相应层啮合。

【技术特征摘要】
2017.04.07 US 15/4815971.一种复合容器组件，其包括：包括多个层的周向连续的第一壁；和包括多个台阶的第一端盖，其中所述多个台阶中的每个台阶与所述多个层中的相应层啮合。2.根据权利要求1所述的复合容器组件，其还包括：限定腔室的内衬，其中所述壁围绕所述内衬延伸。3.根据权利要求2所述的复合容器组件，其中所述第一端盖覆盖所述内衬的端部。4.根据权利要求1所述的复合容器组件，其中所述第一端盖是预先模制的。5.根据权利要求4所述的复合容器组件，其中所述第一端盖由块状模塑料（BMC）制成，并且所述第一壁由片状模塑料（SMC）制成。6.根据权利要求1所述的复合容器组件，其还包括：与所述第一端盖相对设置的第二端盖，所述第二端盖包括多个台阶，其中所述多个台阶中的每个台阶与所述多个层中的相应层啮合。7.根据权利要求1所述的复合容器组件，其中所述第一壁围绕中心线延伸，并且所述多个层中的每个层包括彼此轴向交错的周向连续的端部。8.根据权利要求7所述的复合容器组件，其还包括：多个轴向交错的接缝，其中所述多个轴向交错的接缝中的每个接缝包括所述多个层中的相应层的端部和所述多个台阶中的相关联的台阶，并且其中所述接缝横向地、轴向地跨越。9.根据权利要求1所述的复合容器组件，其还包括：围绕相应的中心线周向延伸的并排对齐的多个内壁，其中所述第一壁是所述多个内壁中的一个；和多个内端盖，每个内端盖与所述多个内壁中的相应一个相关联，其中所述第一端盖是所述多个内端盖中的一个。10.根据权利要求9所述的复合容器组件，其还包括：围绕所述多个内壁延伸的外壁，所述外壁包括多...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文平，AE克鲁切克，EY孙，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：美国,US