用于高压复合容器的高气密性金属喷嘴座制造技术

本发明专利技术涉及一种具有密封装置的金属喷嘴座，所述金属喷嘴座具有高度提高的紧密性并与用作高压容器的复合容器的塑料衬套相结合。金属喷嘴座在塑料衬套中采用弹性密封环和紧固件，使得喷嘴座可靠地对喷嘴座和衬套的接合处进行密封并防止气体从容器中泄漏。喷嘴座的叶片部具有燕尾形锁定槽，在锁定槽中形成锁定脊。因此，当通过将熔融树脂注入锁定槽内而生产塑料衬套时，塑料衬套牢固地与金属喷嘴座相结合。具有金属喷嘴座的复合容器可被用作天然气车辆的燃料箱或燃料电池车辆的氢气箱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种与优选用作高压容器的复合容器(compositevessel)的塑料衬套相结合的金属喷嘴座(nozzle boss)。
技术介绍
近年来，为了生产优选用作天然气车辆的燃料箱或燃料电池车辆的氢气箱的高压复合容器，必须首先采用聚合树脂例如HDPE(高密度聚乙烯)成形塑料衬套。此后，绕塑料衬套缠绕用热固性聚合树脂例如环氧树脂浸渍的碳化纤维或玻璃纤维，由此提供轻型高压复合容器。在生产轻型高压复合容器的工艺过程中，金属喷嘴座被插入塑料衬套的端部并且与衬套端部相结合，使得调节器或阀可以通过喷嘴座连接在高压容器的端部。在相关技术中，已经提出并采用包括金属衬套和用热固性聚合树脂浸渍并绕金属衬套缠绕的碳化纤维或玻璃纤维的重型高压复合容器。但是，近年来，为了生产可以减少将气体注入高压容器内所需时间的轻型高压容器，通过注射模塑或旋转模塑成形高密度聚乙烯塑料衬套，并且此后绕塑料衬套缠绕用环氧树脂或聚脂树脂浸渍的碳化纤维或玻璃纤维，由此提供轻型高压容器。常规的具有金属衬套的复合容器存在的问题是容器较重、容易腐蚀并且增加了生产成本。然而，具有塑料衬套的复合容器的有利之处是容器较轻并且可以有效地抵制由气体反复注入容器内而产生的腐蚀和疲劳，以及减少将气体注入容器内所需的时间。因此，近年来，已经积极地研究并提出了多种具有塑料衬套的复合容器。然而，这些采用塑料衬套的复合容器存在的问题是塑料衬套和金属喷嘴座之间接合处的粘合强度降低。为了解决上述粘合强度降低的问题，早期公开号为2003-0041002(早期公开日期2003年5月23日)的韩国专利中披露了一种使金属喷嘴座与塑料衬套牢固结合的方法，该方法通过在金属喷嘴座的预定表面上提供微细粗糙表面并通过采用等离子体处理喷嘴座的粗糙表面并通过在等离子体处理的粗糙表面上涂敷热固性粘合剂，此后通过形成与注射模塑工艺制成的金属喷嘴座相结合的塑料衬套来完成，在所述注射模塑工艺中金属喷嘴座被加热并被插入模具空腔内并在将树脂注入空腔内之前被放置在空腔内的预定位置上。此外，当在复合容器中采用金属衬套时，金属衬套与金属喷嘴座结合，使得气体不会通过金属衬套和金属喷嘴座之间的接合处泄漏。但是，当在复合容器上采用塑料衬套时，由于接合处的层离，气体可以通过金属衬套和金属喷嘴座之间的接合处泄漏。常规复合容器的金属衬套和金属喷嘴座之间接合处的层离是由塑料衬套的低表面能或由塑料衬套材料的弹性降低引起的，塑料衬套材料的弹性降低是由于长期地将气体反复注入容器内产生的。在现有技术中，为了防止气体通过常规复合容器的塑料衬套和金属喷嘴座之间的接合处泄漏，该接合处可以经过化学处理或可以涂敷有粘合剂，或者金属喷嘴座可以在外形上被构造成使得喷嘴座与塑料衬套牢固结合。公开号为10-0247116(登记日期1999年12月9日)的韩国专利披露了一种采用塑料紧固件使复合容器的金属喷嘴座与塑料衬套相结合的方法。但是，上述方法需要在喷嘴座下面的位置将塑料紧固件定位在塑料衬套中并在紧固件和塑料衬套之间的接合处形成薄弱结构这一困难的工艺，由此导致气体通过紧固件和塑料衬套的薄弱接合处泄漏。此外，当复合容器一直被长期反复使用时，金属喷嘴座和塑料衬套之间的接合处会层离，使得气体可以通过层离的接合处泄漏。因此，一直需要提供一种用于高压复合容器的喷嘴座，即使在容器一直被长期反复使用之后所述喷嘴座也可以防止气体通过喷嘴座和塑料衬套之间的接合处泄漏。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种插入复合容器的塑料衬套内并与其相结合的金属喷嘴座，所述金属喷嘴座被构造成使得喷嘴座可以防止气体通过金属喷嘴座和塑料衬套之间的接合处泄漏。本专利技术的金属喷嘴座采用由弹性材料例如橡胶或硅树脂制成的密封环和在复合容器的塑料衬套中的管状紧固件，使得即使在复合容器一直被长期反复使用之后气体也不会通过喷嘴座和衬套之间的接合处泄漏。专利技术人在对采用通常的金属喷嘴座制成的常规复合容器和本专利技术的复合容器进行反复压力测试之后完成了本专利技术，其中本专利技术的复合容器的金属喷嘴座具有采用密封环和管状紧固件的密封装置。上述压力测试表明具有带密封装置的金属喷嘴座的复合容器即使在容器一直被长期反复使用之后也不会使气体从容器中泄漏。附图说明图1是示出气体通过常规复合容器的金属喷嘴座和塑料衬套之间的接合处泄漏的视图；图2是示出根据本专利技术的具有与塑料衬套相结合的金属喷嘴座的塑料衬套的剖视图；图3是示出设置在图2所示的塑料衬套和金属喷嘴座接合处的密封装置的放大视图；图4是根据本专利技术的其上设有密封装置的金属喷嘴座的一部分的透视图；图5是紧固在根据本专利技术的金属喷嘴座的密封装置上的管状紧固件的透视图；图6是表示根据本专利技术另一实施方式的具有分别安装在衬套突起和密封环安装部上的密封环的密封装置的剖视图；图7是具有根据本专利技术的金属喷嘴座的复合容器的剖视图；以及图8是相比较地表示具有根据本专利技术的金属喷嘴座的复合容器的使用寿命与具有常规金属喷嘴座的复合容器相比的曲线图。具体实施例方式本专利技术涉及一种与优选用作高压容器的复合容器的塑料衬套相结合的金属喷嘴座，更具体地涉及一种具有密封装置以提高金属喷嘴座和塑料衬套之间接合处的紧密性的金属喷嘴座。图1是示出常规复合容器的喷嘴座周围的一部分的示意图。该视图表示通过常规复合容器的金属喷嘴座1和塑料衬套2之间层离的接合处3的气体泄漏4。在图1中，箭头“→”表示气体泄漏方向。通常，塑料产品的表面具有低表面能，使得塑料表面的具有减小的粘着力和减小的润湿力。特别是，塑料表面相对于金属表面的粘着力非常低，并且当熔融树脂遇到金属表面时，塑料表面相对于金属表面的粘着力进一步被降低。因此，为了解决这一问题，金属表面可以经过化学处理以提高其粘着力，或者金属表面可以被适当地构造成使得金属表面在外形上(physically)牢固地与塑料表面相结合。然而，上述金属表面的化学处理或外形构造不能防止由金属表面和塑料表面之间接合处的层离所导致的气体从容器中的泄漏，所述接合处的层离是由于长期反复地将气体注入容器内所产生的。因此，需要提供一种用于减轻接合处层离的附加装置。根据本专利技术的金属喷嘴座包括为了防止气体通过常规复合容器的喷嘴座和塑料衬套之间的接合处泄漏而采用密封环和紧固件的密封装置。详细描述，如图2所示，本专利技术的金属喷嘴座包括具有在其中心的垂直通孔7和在垂直通孔7的内圆周表面的上部形成的内螺纹8的圆柱形喷嘴头部6，以及绕喷嘴头部6下端的外侧边缘向外突出的盘形喷嘴叶片部9。金属喷嘴座还包括设置在通孔7内圆周表面下部的密封装置12。图3是示出密封装置12的放大视图。密封装置12包括将密封环24固定在其上的密封环安装部13、与紧固件17啮合的外部紧固螺纹15、以及向紧固件17施加预定的恒定压力由此提供所需的密封作用的紧固台肩14。密封安装部13是设置在多级支承边缘16上的环状表面。密封环24被装配在密封环安装部13上并被紧固件17压缩，由此对金属喷嘴座1和塑料衬套2之间的接合处进行密封。在上述状态下，装配在密封环安装部13上的密封环24被紧固件17压缩，由此在紧固件17的凹陷的密封环座21上变形并与喷嘴座1和衬套2之间的接合处紧密接触。由此，密封环24封闭气体泄漏通道。由密封装置12的紧固件17提供的密封作用按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压复合容器的金属喷嘴座，所述金属喷嘴座与高压复合容器的塑料衬套（２）相结合并包括：具有垂直通孔（７）和在垂直通孔（７）的内圆周表面的上部形成的内螺纹（８）的圆柱形喷嘴头部（６）、绕喷嘴头部（６）下端的外侧边缘向外突出的盘形喷嘴叶片部（９）、以及分别设置在喷嘴叶片部（９）的上表面和下表面上的上倾斜表面（１８）和下倾斜表面（１９），所述金属喷嘴座（１）包括：密封环安装部（１３），其在下倾斜表面（１９）下方位置处凹入从喷嘴座（１）的外圆周表面向上并向外突出的多级支 承边缘（１６）的下表面内；密封装置（１２），其从密封环安装部（１３）向下延伸并具有绕密封装置的外圆周表面的下部形成的外部紧固螺纹（１５）以及在外部紧固螺纹（１５）的上端和密封环安装部（１３）之间形成的紧固台肩（１４），紧固台肩（１４ ）的直径等于外部紧固螺纹（１５）的根部直径；管状紧固件（１７），其具有内部紧固螺纹并与密封装置（１２）的外部紧固螺纹（１５）啮合，使得紧固件（１７）的上表面与塑料衬套（２）的内表面接触，凹陷的密封环座（２１）在与金属喷嘴座（１）和塑 料衬套（２）之间的接合处相应的位置处设置在紧固件（１７）的上表面上；以及密封环（２４），其座在紧固件（１７）的密封环座（２１）中，使得密封环（２４）的下表面与密封环座（２１）紧密接触，并且密封环的第一表面与金属喷嘴座（１）的密封环安 装部（１３）紧密接触，密封环的第二表面与塑料衬套（２）接触。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲熙，柳季亨，
申请(专利权)人：株式会社韩国复合材料研究所，李仲熙，柳季亨，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]