用于制造储罐内衬的方法技术

一种用于制造储罐，特别是氢储罐的聚合物内衬的方法，其中该方法包括以下步骤：提供一个圆柱体，该圆柱体由聚合物材料制成并且包括一个结构层和一个阻挡层，所述圆柱体具有一个第一开口端部和位于所述开口端部的一个第一外周连接片；提供由聚合物材料制成的一个拱形端盖，该端盖具有一个基座，该基座具有基本上与圆柱体的第一开口端部的横截面相对应的一个横截面，并且在所述端盖一个外周端部具有一个第二外周连接片；将该端盖以其基座安置于该圆柱体的第一开口端部上，并且使所述第一和第二外周片相互接触；以及将两个连接片焊接在一起。使用这样一种内衬制成的储罐和使用这种储罐储存氢气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2006年3月29日提交的美国临时申请60A786716 的优先权，并且通过引用将其结合在此。
技术介绍
本专利技术涉及用于制造聚合物内衬的一种方法，该聚合物内衬用 于一个储罐，特别是用于氢储罐。压缩气体作为运|命燃津+正在成为一个越来越普遍的选纟奪。随着 越来越多的车辆使用压缩气体作为燃料，更多的强调需要放在这种 车辆的燃坤牛系统的排;改物上。当前，存在来自压缩气体燃料系统的 一个要求，该要求针对来自这样一个系统的气体渗透的安全风险。 然而，当前不存在4十对压缩气体渗透的环境问题的标准。当引进这 样一个标准时，它可能要比当前的排放标准限制性更强。今天，在运输车辆中使用的大多数压缩气体罐都净皮设计为存储 压缩的曱烷气(CH4)并且是类型III或类型IV。然而，由于环境 的原因，人们希望改用压缩氬气(H2)作为燃料。当前没有用压气 缩氢作为燃料的投产的车辆。与氢气相比，由于甲烷分子尺寸较大，常夫见的II型、III型和 IV型罐在充入压缩甲烷气时满足当前的渗透要求。然而，对于压缩 氢气，这些常规的罐不一定满足要求，尤其是如果，像预期的那样， 引入了更具限制性的要求。储罐已经被划分为不同的类别。II型罐涉及所有钢罐，通常它 们相当重并且因此对于车辆它们不受欢迎。III型罐是有铝4于层的复 合罐。这些罐示出了优良的排放结果，但是相当昂贵。IV型罐是带 有聚合物衬层的复合罐。IV型罐也有非常好的排放结果但是，与III型罐相比，这些罐具有更轻和较不昂贵的进一步的优点。因此，IV型罐是最可能是用于压缩氢气储罐的候选罐。IV型储罐的一个例子在US5，429,845中示出，它4皮露了一个储 罐，该储罐包括一个非金属内衬，它由塑料或其他弹性体制造并且 是通过压缩模制、吹气模制、注塑模制或者任何其他总体上已知的 技术制成一件。该内衬具有一个总体上圆柱形的中央部分和一个总 体上4共形的端部，该端部带有用于 一 个金属写 关通凸台的连4妄物。 US5，476,189中透露了另 一个相似的储罐，其中该内衬具有一个总 体上半球体的端部，该端部带有用于 一个金属3f关通凸台的连4妻物。乂人WO 03/031860中也知道制造一个压力容器，该压力容器具 有一个外部加强层和一个内4于，该内^)"包4舌在一个圓^主体上只于头焊 接的半球体的端盖。这个结构具有的优点是金属连接件(即用于固 定一个阀门，以允许在该容器中引入加压流体)可以容易地由端盖 进行包覆模制，而圓柱体可以通过常规的模制技术获得。然而，这 样的 一个衬层是一个单层的聚丙烯衬层，就:参透性而言它导致不良 结果。在DE 103 60 953中也已经提出使用 一个相似的结构(带有外 部玻璃或碳纤维复合物的内衬)，但带有基于HDPE以及EVOH的 一个多层的衬层，就渗透性而言，它产生较好的结果。然而，该文 件中披露的衬层制作方法相当复杂，因为该衬层是通过多步骤注塑 模而制成一件。结合两个文件传授的内容(即选择具有一个圆柱体和焊接端盖 的一个衬层，但其中圆柱体是有多层结构制成)将即能提供一个改 进的方法用于制造一个储罐的内衬也能提供用于获得改进的储罐 的一种改进的内衬。然而，多层结构的焊接一般在焊接区导致连接问题(即，就机 械性能和渗透性而言)。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决该问题并且提供用于制造聚合物内衬的 一种方法，该聚合物内衬用于一个储罐，特别是用于一个氢储罐，该方法包纟舌如下步,《-提供一个，该圆柱体由聚合物材料制造并且包括一个结构层 和一个阻挡层，所述圓片主体具有一个第一开口端部以及^立于所述开口端部的一个第一外周连4妾片；-提供由聚合物材料制造的 一 个拱形端盖，该端盖有 一 个基座， 该基座带有实质上与该圓柱体的第一开口端部的截面相只于应的一 个截面，并且在所述端盖的一个外周端部有一个第二外周连接片；-将该端盖以其基座安置于该圆柱体的第一开口端部上，并且 使所述第一和第二外周片相互接触；以及-将两个连4妻片焊4妾在一起。才艮据本专利技术的一个方面，该端盖的一个外周端部配备有一个外 周连接片，该外周连接片用于焊接到该圓柱体的开口端部的一个外 周连接片上。这样一种连接允许将渗透的风险限制在端盖与圆柱体 之间的连接部并且提供一个强的机械连接。"连接片"是指该圆柱体的壁和该端盖对应的 一个延伸，它允许 两个部件在他们的外表面之一的一个实质性部分上被彼此相焊接。 优选地，这些片被向内弯曲，这样使两个部件的外表面被焊在一起， 给出一个向内的突起，该突起通过其构造冲是供一个强的和不'渗透的 连接。焊接片的尺寸优选大于外壳的壁厚度，以便于材料的折叠，但 足够地小到足以保证焊接的机械性能不是显著不同于该衬层其余 部分的性能的，由此緩解由于一个应力上升引起的失效风险。焊接片的长度至少是壁厚度的两倍，但不超过衬层壁厚度的5或甚至4 倍，就此方面是一个好的折衷。用这样一种方法，具有好的排;改结果的 一个内衬可以更加成本 有效地进行生产。它不必要使用 一个复杂的注塑模制方法来生产整 个内衬。在普通燃料箱领域众所周知的常规吹气模制技术可以用于 制造圓柱体。并且，本方法为制造不同的长度的内衬提供了一种容 易和有效的解决方案。确实，为了形成完整的内4十，可将一个4共形 端盖连接到任何长度的一个圆柱体上。此外，根据本方法的内衬提 供了优良的渗透质量并且同用于压缩氢气的储罐相关联它是合适 的。最后，这些端盖例如可以在一项或多项4诸罐功能所要求的配件 上进行包覆模制或者通过将现存部件热压模制所述配件(或用于它 们的连^t妾部件)固定到这些热压才莫制的部件上。在才艮据本专利技术的方法中，该端盖优选也配备了至少一个结构层 和至少一个阻挡层。在圓柱体和端盖这两个部件中，该阻挡层优选 夹在两结构层之间，如同在常规的燃料罐中的情况。在专利技术的整个 内衬中存在的一个阻挡层进一步增强其渗透性能。其结果是，一 个具有使用该优选实施方案制造的内衬的一个储罐可以用于减少 从储罐向大气的排放。它还允许储存更小分子的气体，例如像氢气。在该结构层和阻挡层之间可以提供一个粘合剂层用于粘合这 二个层(或三个)层。该粘合剂层可以由对该结构层和阻挡层均粘合的任何材料制成，例如像以下所述的用于一种PE/EVOH构型的 文良粘附性LDPE。优选地，该结构层包4舌聚乙晞(PE)或聚酰胺(PA)。该阻挡层优选包括乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)并且具有一个 小于500 pm甚至小于300 fim的厚度。该圓柱体可以具有一个第二开口端，它与该第一开口端相对并 且同样包括一个外周连4妄片，而且该方法可以包4舌以下进一步的步 骤-提供由聚合物材料制成的一个另外的拱形端盖，该另一个端 盖具有一基座，该基座有一个实质上对应于该圆柱体的第二开口端 的截面的一个截面以及一个外周连4妄片；-将该另一个端盖以其基座安置于该圆柱体的第二开口端上， 并且使两个连接片相互接触；以及-通过把两个连接片焊接在 一起而把该另外的端盖焊接于该圓 柱体的第二开口端上。本专利技术进一 步涉及根据以上方法制造的 一个内衬和包括这样 一个内衬的一个储罐。上述的这一内衬确实整体上与一个外壳结合来4是供一个储罐。 该外壳的性质是任何适合于容纳至少10巴压力的结构。这个结构 可以由一个金属结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造储罐，特别是氢储罐，的聚合物内衬的方法，该方法包括以下步骤：　提供一个圆柱体，该圆柱体由聚合物材料制成并且包括一个结构层和一个阻挡层，所述圆柱体具有一个第一开口端部和位于所述开口端部的一个第一外周连接片；　提供由聚合 物材料制造的一个拱形端盖，该端盖具有一个基座，该基座具有一个基本上和圆柱体的第一开口端部的横截面相对应的一个横截面，并且在所述端盖的一个外周端部具有一个第二外周连接片；　该端盖以其基座安置于该圆柱体的第一开口端部上，并且使所述第一和第 二外周片相互接触；以及　将两个连接片焊接在一起。

【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：绍林梅赫塔，戴维希尔，詹姆斯爱德华汤普森，
申请(专利权)人：因勒纪汽车系统研究公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]