压力容器制造技术

本发明专利技术涉及一种压力容器(1)，其包括连接元件(10)、内部容器(30)和包围所述内部容器(30)的支撑壳体(40)，所述压力容器包括以下特征：‑所述连接元件(10)包括套筒式颈部(11)和肩部(13)；‑所述连接元件(10)借助于其外表面(16)连接到所述内部容器(30)的内表面(31)；‑所述内部容器(30)连接到所述支撑壳体(40)使得所述内部容器(30)至少在一些部分中夹设在所述连接元件(10)和所述支撑壳体(40)之间；‑并且所述压力容器(1)包括由所述连接元件(10)的颈部(11)划界的至少一个开口(2)，所述压力容器(1)的特征在于，所述连接元件(10)的外表面(16)的面向所述内部容器(30)的至少一些部分具有大于50μm的平均粗糙度。

Pressure vessel

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u538b\u529b\u5bb9\u5668(1)\uff0c\u5176\u5305\u62ec\u8fde\u63a5\u5143\u4ef6(10)\u3001\u5185\u90e8\u5bb9\u5668(30)\u548c\u5305\u56f4\u6240\u8ff0\u5185\u90e8\u5bb9\u5668(30)\u7684\u652f\u6491\u58f3\u4f53(40)\uff0c\u6240\u8ff0\u538b\u529b\u5bb9\u5668\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u7279\u5f81\uff1a\u2011\u6240\u8ff0\u8fde\u63a5\u5143\u4ef6(10)\u5305\u62ec\u5957\u7b52\u5f0f\u9888\u90e8(11)\u548c\u80a9\u90e8(13)\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u8fde\u63a5\u5143\u4ef6(10)\u501f\u52a9\u4e8e\u5176\u5916\u8868\u9762(16)\u8fde\u63a5\u5230\u6240\u8ff0\u5185\u90e8\u5bb9\u5668(30)\u7684\u5185\u8868\u9762(31)\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u5185\u90e8\u5bb9\u5668(30)\u8fde\u63a5\u5230\u6240\u8ff0\u652f\u6491\u58f3\u4f53(40)\u4f7f\u5f97\u6240\u8ff0\u5185\u90e8\u5bb9\u5668(30)\u81f3\u5c11\u5728\u4e00\u4e9b\u90e8\u5206\u4e2d\u5939\u8bbe\u5728\u6240\u8ff0\u8fde\u63a5\u5143\u4ef6(10)\u548c\u6240\u8ff0\u652f\u6491\u58f3\u4f53(40)\u4e4b\u95f4\uff1b\u2011\u5e76\u4e14\u6240\u8ff0\u538b\u529b\u5bb9\u5668(1)\u5305\u62ec\u7531\u6240\u8ff0\u8fde\u63a5\u5143\u4ef6(10)\u7684\u9888\u90e8(11)\u5212\u754c\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u5f00\u53e3(2)\uff0c\u6240\u8ff0\u538b\u529b\u5bb9\u5668(1)\u7684\u7279\u5f81\u5728\u4e8e\uff0c\u6240\u8ff0\u8fde\u63a5\u5143\u4ef6(10)\u7684\u5916\u8868\u9762(16)\u7684\u9762\u5411\u6240\u8ff0\u5185\u90e8\u5bb9\u5668(30)\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e9b\u90e8 The mean roughness is greater than 50 mu m.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力容器
本专利技术涉及一种尤其是用于机动车辆的压力容器，用于容纳加压气体和/或液体，尤其是加压氢气和/或天然气。本专利技术还涉及一种生产相应的压力容器的方法。
技术介绍
压力容器用于储存加压气体和/或加压液体。例如，压力容器已被用于天然气驱动的机动车辆中。另外，已经有填充加压氢气的用于机动车辆的压力容器。氢气能在内燃机中与氧气燃烧或者能与氧气反应以提供燃料电池中的水，在此情况下，所获得的电能被供给到蓄电池或电动机。相应的压力容器必须经受巨大应力。天然气的压力容器例如填充有高达250巴的压力。氢气的压力容器填充高达700巴的压力。EP0810081A1公开了一种压力容器，其包括连接元件和内部容器以及包围该内部容器的支撑壳体。连接元件包括呈套筒形式的颈部和肩部并且通过其外表面连接到内部容器的内表面。内部容器以这样的方式结合到支撑壳体，即内部容器在到连接元件的结合区域中以三明治状方式设置在连接元件和支撑壳体之间。压力容器具有由连接元件的呈套筒形式的颈部划界的孔口。连接元件的颈部还具有供阀单元拧进的内螺纹，该阀单元可连接到供给线。由于压力容器上变化的压应力，因此尤其在连接元件到内部容器的结合区域中这些压力容器承受特别高的应力。此外，压力容器尤其是在事故的情况下必须经受非常高的应力。在使压力容器落到连接元件上的跌落试验的情况下，巨大的应力出现在附接元件和内部容器之间的结合表面处。在从EP0810081A1已知的压力容器的情况下，变化的压应力的效果在于连接元件和内部容器之间的结合表面遭受巨大的剪切力并且连接元件能从内部容器相对容易地分离。同样适用于使压力容器落到附接元件上的跌落试验。在相应的跌落试验的情况下，连接元件变得相对容易从内部容器分离，这导致氢气或天然气从压力容器逸出。此外，从EP0810081A1已知的压力容器具有以下问题，即超过施加在连接元件上的特定扭矩时，连接元件变得从内部容器分离，并且因此在该情况下氢气或天然气也从压力容器逸出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供更稳定的压力容器。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的生产相应的压力容器的方法。本专利技术的目的通过具有权利要求1的特征的压力容器实现。另外，本专利技术的目的通过具有权利要求7的特征的方法实现。更具体地，本专利技术的压力容器包括连接元件、内部容器以及包围该内部容器的支撑壳体。连接元件包括呈套筒形式的颈部和肩部。另外，连接元件通过其外表面结合到内部容器的内表面。内部容器继而以这样的方式结合到支撑壳体，即内部容器以三明治状方式至少设置在连接元件和支撑壳体之间的部分中。压力容器具有至少一个由连接元件的颈部划界的孔口。本专利技术的压力容器的独特特征在于连接元件的面向内部容器的外表面至少部分地具有大于50μm的平均粗糙度。连接元件的外表面是与内部容器相对布置的表面。平均粗糙度指的是表面上的测量点距中点线的平均距离。中点线在参考区内与连接元件的实际轮廓相交，使得轮廓偏差的总和基于中点线最小化。平均粗糙度因此对应于距中点线的偏差的算术平均值。连接元件的外表面的平均粗糙度优选地在50μm和1000μm之间，进一步优选地在50μm和500μm之间，进一步优选地在80μm和250μm之间，并且最优选地大于120μm。连接元件可以由金属、尤其是铝制造。内螺纹可以设置在连接元件的套筒状颈部内，以便拧进例如阀单元中。内部容器优选地是吹塑内部容器。内部容器优选地采取多层内部容器的形式并且可以包括例如由HDPE(高密度聚乙烯)构成的外层、例如由LDPE(低密度聚乙烯)构成的助粘剂、例如由EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)构成的阻挡层、例如由LDPE构成的另一助粘剂、以及由HDPE构成的内层。内部容器的其他层系统也是可能的；在这方面，对于内部容器的层结构没有限制。支撑壳体尤其可以由碳纤维增强塑料形成。优选地，支撑壳体由碳纤维增强的热塑性塑料构成。内部容器还可以称为衬套和/或内部壳体和/或衬里和/或内衬里。支撑壳体也可以称为外护套。连接元件也可以称为连接凸缘和/或插入件和/或附接件和/或端件。由于大于50μm的外表面的平均粗糙度，连接元件的与内部容器接触的表面积增大，使得连接元件更稳定地结合到内部容器。与现有技术已知的压力容器相比，连接元件上的轴向耐久性和径向应力两者都增大，这是因为连接元件到内部容器的结合强度增大。优选地，连接元件的外表面至少部分地设有热塑性塑料的涂层。热塑性塑料可以例如是聚乙烯，尤其是低密度聚乙烯(LDPE)。通过用热塑性塑料涂覆连接元件的外表面，可以用热塑性材料特别有效地填充连接元件的外表面中的凹陷，使得连接元件的可利用的结合表面或连接元件的外表面能被特别有效地利用。而且，连接元件的外表面的涂层能进入结合操作中与压力容器的内部容器的粘合结合。所有这些导致连接元件和内部容器之间的结合的另一加强。在将热塑性塑料构成的涂层涂覆到连接元件的外表面时，其比连接元件的外表面的平均粗糙度更薄，外表面的多个部分突出到所涂覆的涂层之外，使得外表面的这些部分在连接元件结合到内部容器时，除粘合结合之外，形成到内部容器的形式配合。优选地，连接元件的颈部的外表面具有至少一个沿该颈部的周向延伸的周向槽。该外表面当然也可以具有多个相应的周向槽。通过周向槽的设置，连接元件到内部容器的结合被加强，使得连接元件具有较高的轴向应力能力，而没有破坏到内部容器的结合。而且，为了建立连接元件到内部容器的结合，仅轴向施加力到连接元件是必需的。通过平行于连接元件的纵向轴线取向的张力将连接元件拉入或压入热塑性的内部容器。优选地，涂层完全覆盖连接元件的颈部的整个外表面并且填充至少一个周向槽。这确保了涂层特别有效地与周向槽相互啮合，使得在将涂层结合到内部容器的内表面的过程之后，特别高的力能被传输到连接元件，而没有破坏连接元件和内部容器之间的结合。涂层形成连接元件的连续表面。优选地，连接元件的肩部的外表面具有至少一个径向槽，该至少一个径向槽具有沿连接元件的径向方向的延伸部件。在连接元件的相应配置的情况下，压力容器在连接元件上的旋转应力下具有较高稳定性。因此可以将较高扭矩施加在连接元件上，而连接元件没有变得从内部容器分离。优选地，涂层完全覆盖肩部的整个外表面并且填充至少一个径向槽。其效果是径向槽可以吸收在连接元件上的径向应力下增大的力。而且，具有连续涂层表面的相应涂覆的连接元件可以改进的方式结合到内部容器的内表面。本专利技术的目的进一步通过生产具有连接元件、内部容器和包围该内部容器的支撑壳体的压力容器的方法来实现，其中该方法包括以下方法步骤：-将连接元件引入多部件吹塑模，该多部件吹塑模处于打开的接收位置并且该多部件吹塑模在关闭位置形成型腔；-将管状型坯以连接元件由该管状型坯包围的这样的方式挤压到处于接收位置的吹塑模中；-关闭吹塑模，使得型坯借助于吹塑模被挤压到连接元件的外表面上；-通过施加压差使关闭的吹塑模的型腔中的型坯成型以形成内部容器；-打开吹塑模并且从吹塑模取出内部容器；以及-用支撑壳体包围内部容器。本专利技术的方法的特征在于，在将连接元件引入吹塑模之前，使连接元件的外表面变粗糙，使得其外表面至少部分地具有50μm的平均粗糙度。优选地，连接元件的外表面通过使用其外表面上的磨料喷砂介质喷砂而变粗糙。喷砂介质可以是任何期望的磨料喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力容器(1)，包括连接元件(10)、内部容器(30)和包围所述内部容器(30)的支撑壳体(40)，其中所述压力容器(1)具有以下特征：‑所述连接元件(10)包括呈套筒形式的颈部(11)和肩部(13)；‑所述连接元件(10)经由其外表面(16)结合到所述内部容器(30)的内表面(31)；‑所述内部容器(30)以这样的方式结合到所述支撑壳体(40)，使得所述内部容器(30)以三明治状方式至少部分地布置在所述连接元件(10)和所述支撑壳体(40)之间；并且‑所述压力容器(1)具有由所述连接元件(10)的所述颈部(11)划界的至少一个孔口(2)，其中所述压力容器(1)的特征在于，所述连接元件(10)的面向所述内部容器(30)的所述外表面(16)至少部分地具有大于50μm的平均粗糙度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 DE 102014009342.51.一种压力容器(1)，包括连接元件(10)、内部容器(30)和包围所述内部容器(30)的支撑壳体(40)，其中所述压力容器(1)具有以下特征：-所述连接元件(10)包括呈套筒形式的颈部(11)和肩部(13)；-所述连接元件(10)经由其外表面(16)结合到所述内部容器(30)的内表面(31)；-所述内部容器(30)以这样的方式结合到所述支撑壳体(40)，使得所述内部容器(30)以三明治状方式至少部分地布置在所述连接元件(10)和所述支撑壳体(40)之间；并且-所述压力容器(1)具有由所述连接元件(10)的所述颈部(11)划界的至少一个孔口(2)，其中所述压力容器(1)的特征在于，所述连接元件(10)的面向所述内部容器(30)的所述外表面(16)至少部分地具有大于50μm的平均粗糙度。2.如权利要求1所述的压力容器(1)，其特征在于，所述连接元件(10)的所述外表面(16)已至少部分地设置有热塑性塑料的涂层(20)。3.如前述权利要求中的任一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述连接元件(10)的所述颈部(11)的所述外表面(16)具有沿所述颈部(11)的周向方向延伸的至少一个周向槽(12)。4.如权利要求2和3的组合所述的压力容器(1)，其特征在于，所述涂层(20)完全覆盖所述连接元件(10)的所述颈部(11)的整个外表面(16)并且填充所述至少一个周向槽(12)。5.如前述权利要求中的任一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述连接元件(10)的所述肩部(13)的所述外表面(16)具有至少一个径向槽(14)，所述至少一个径向槽具有沿所述连接元件(10)的径向方向的延伸部件。6.如当权利要求5从属于权利要求2时权利要求5所述的压力容器(1)，其特征在于，所述涂层(20)完全覆盖所述连接元件(10)的所述肩部(13)的整个外表面(16)并且填充所述至少一个径向槽(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·赫尔米希，
申请(专利权)人：考特克斯·特克斯罗恩有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE