一种气瓶瓶口结构、高密封性的储气气瓶及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种气瓶瓶口结构，包括：金属瓶口、塑料封头和紧固件，紧固件由带外螺纹段的连接部和第一凸缘一体构成，在第一凸缘的前端面上设有带第一密封圈的第一密封槽；金属瓶口由前端内孔壁上带第一内螺纹段的颈部和第二凸缘一体构成，在颈部后端内孔壁上设有第二内螺纹段；在第二凸缘的前端面和/或后端面上、沿径向设有若干环形槽，在第二凸缘的前端面边缘和/或后端面边缘上、沿周向设有若干缺口；通过注塑形成填充各缺口和各环形槽、并包裹住第二凸缘和颈部后段的塑料封头后，紧固件旋紧于第二内螺纹段中。此外还公开了应用该气瓶瓶口结构的一种高密封性的储气气瓶及其制造方法。上述结构具有金属瓶口与塑料内胆连接可靠、耐用性好的优点。耐用性好的优点。耐用性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种气瓶瓶口结构、高密封性的储气气瓶及其制造方法


[0001]本专利技术涉及压力容器领域，尤其涉及一种气瓶瓶口结构、应用该气瓶瓶口结构的高密封性的储气气瓶、以及高密封性的储气气瓶的制造方法。

技术介绍

[0002]储气气瓶的内胆通常采用金属和塑料两种材质，金属内胆具有重量大、抗腐蚀能力弱、制造成本高等问题，而塑料内胆除解决了金属内胆存在的上述问题外，在反复充装条件下还具有抗疲劳性能高等优点。但是储气气瓶在使用时其瓶口需要与金属阀门采用螺纹连接，因而瓶口需要采用金属材质，而金属和塑料两种材料在刚度、强度、热膨胀系数上均存在较大的差异，很难使塑料与金属完美粘合，储气气瓶采用塑料内胆结构时存在金属瓶口与塑料内胆之间连接不牢靠的缺陷，使用时易出现气体泄漏风险，存在极大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术所需解决的技术问题是：提供一种金属瓶口与塑料内胆连接可靠、且耐用性好的气瓶瓶口结构，以及应用该气瓶瓶口结构的高密封性的储气气瓶，以及高密封性的储气气瓶的制造方法。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：所述的一种气瓶瓶口结构，包括：金属瓶口、塑料封头和紧固件，所述的紧固件由圆筒状的连接部和环绕于连接部后端外圆壁上的第一凸缘一体成型构成，在连接部前端外圆壁上设置有外螺纹段，在第一凸缘的前端面上、沿径向间隔开设有至少一个环状的第一密封槽，在每个第一密封槽中均嵌设有一个第一密封圈；所述的金属瓶口由圆筒状的颈部和环绕于颈部后段外圆壁上的第二凸缘一体成型构成，在颈部前端内孔壁上设置有能与金属阀门螺纹连接的第一内螺纹段，在颈部后端内孔壁上设置有与紧固件的外螺纹段对应匹配的第二内螺纹段；在第二凸缘的前端面和/或后端面上、沿径向间隔开设有若干环状的环形槽，在第二凸缘的前端面边缘和/或后端面边缘上、沿周向间隔开设有若干缺口；所述的塑料封头通过注塑成型形成填充各缺口和各环形槽、并包裹住第二凸缘和颈部后段的塑料封头后，紧固件通过其上的外螺纹段旋紧于第二内螺纹段中，使第一密封圈抵于塑料封头的内壁上。
[0005]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，在颈部后端面上向内开设有连接孔，第二内螺纹段位于连接孔的孔壁上，连接孔的轴线与颈部内孔的轴线重叠，且连接孔孔径大于颈部内孔孔径、使连接孔与颈部内孔壁之间形成阶台面；在连接部的前端面上开设有环状的第二密封槽，第二密封圈嵌设于第二密封槽中；紧固件通过其上的外螺纹段旋紧于第二内螺纹段中时，第二密封圈密封抵于阶台面上。
[0006]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，位于第二凸缘最内端的环形槽为内侧壁与槽底垂直、外侧壁与槽底呈α夹角的半燕尾槽结构，α为82
°±2°
；除去位于凸缘最内端的环形槽外的其他环形槽均为内侧壁与槽底成β夹角、外侧壁与槽底呈γ夹角的燕尾槽结构，β为82
°±2°
，γ为82
°±2°
。
[0007]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，第二凸缘的前端面为向前凸起的球面结构，第二凸缘的后端面为向后凸起的球面结构，各缺口贯穿同侧位于第二凸缘最外端的环形槽。
[0008]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，在第二凸缘的前端面和后端面上、沿径向间隔开设有若干环状的环形槽时，第二凸缘的前端面上的的环形槽和后端面上的环形槽的数量一致，且各缺口位于第二凸缘的前端面上。
[0009]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，位于同侧的各缺口沿周向均匀间隔分布，且位于同侧的缺口的数量设置为5～8个。
[0010]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，位于同侧的各环形槽沿径向均匀间隔分布，且位于同侧的环形槽的数量设置为3～5个。
[0011]进一步地，前述的一种气瓶瓶口结构，其中，位于同侧的各环形槽沿径向均匀间隔分布，位于同侧的各缺口沿周向均匀间隔分布，由高密度聚乙烯材料热熔注塑形成填充各缺口和各环形槽、并包裹住第二凸缘和颈部后段的塑料封头。
[0012]所述的一种高密封性的储气气瓶，包括：本申请所述的任一种气瓶瓶口结构两个和由高密度聚乙烯材料制成的圆筒状筒体，两个气瓶瓶口结构中的塑料封头边缘分别与圆筒状筒体的两端筒口密封连接形成一个完整的带两个金属瓶口的塑料内胆，经环氧树脂预浸后的碳纤维丝束缠绕包裹于塑料内胆上形成碳纤维层。
[0013]制造一种高密封性的储气气瓶的制造方法具体包括以下步骤：（1）制造气瓶瓶口结构：注塑模具选择具有与权利要求1至6中任一种未带紧固件的气瓶瓶口结构的外轮廓对应匹配的注塑模腔的模具，将金属瓶口放入注塑模腔的对应位置，然后将颗粒状或粉末状的高密度聚乙烯材料从注塑机的料斗送入加热料筒中加热，加热后呈流动状态的熔融物料在高压、中高速下注射入注塑模腔中、直至熔融物料充分填充于金属瓶口的各缺口、各环形槽以及注塑模腔的空余位置后冷却脱模，得到未带紧固件的气瓶瓶口结构，然后将紧固件旋紧于金属瓶口后端的第二内螺纹段中；其中颗粒状或粉末状的高密度聚乙烯材料的加热熔化温度为200～250℃，熔融物料高压注射的注射压力为70～100MPa，熔融物料高压注射的注射速度为110mm/s～140mm/s，注塑模具的温度为50～100℃；注塑模具的注口直径为4～8mm，注塑模具的注口数量为2个，注塑模具的各注口分布于金属瓶口的第二凸缘的外围的前端注塑模腔壁处；（2）制造带两个金属瓶口的塑料内胆：重复步骤（1）得到两个气瓶瓶口结构，将两个气瓶瓶口结构中的塑料封头边缘分别与圆筒状筒体的两端筒口密封焊接连接，得到一个带两个金属瓶口的塑料内胆；（3）制造储气气瓶：选择经环氧树脂预浸后的碳纤维丝束，先对塑料内胆外表面进行环向缠绕形成环向缠绕层，环向缠绕层的厚度为13
±
1mm，然后在环向缠绕层上再进行螺旋缠绕形成螺旋缠绕层，螺旋缠绕层的厚度为18
±
1mm；最后进行固化处理形成包裹于塑料内胆上的碳纤维层。
[0014]进一步地，前述的一种高密封性的储气气瓶的制造方法，其中，步骤（1）中，对颗粒状或粉末状的高密度聚乙烯材料进行干燥处理后再投入注塑机的料斗中；干燥处理的烘干温度为60
±
2℃，烘干时间为1
±
0.2小时。
[0015]进一步地，前述的一种高密封性的储气气瓶的制造方法，其中，放入固化炉中进行
固化处理时采用分段式：第一阶段为预热阶段，从室温加热至50～80℃后恒温保温20～40min，加热速度为1～2℃/min；第二阶段为快速升温阶段，加热至100～130℃后恒温保温30～50min，加热速度为2～2.5℃/min；第三阶段为冷却阶段：使温度降温至室温，降温速度为3.5～5℃/min。
[0016]本专利技术的有益效果是：对金属瓶口整体结构进行设计、并配合注塑成型的塑料封头和紧固件，使金属瓶口与塑料封头之间紧密密封连接，二者连接十分可靠，尤其在反复充装或受到外部冲击时能有效防止金属瓶口与塑料封头分离、出现气体泄漏现象，具有良好的耐用性。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气瓶瓶口结构，包括：金属瓶口和塑料封头，其特征在于：还包括紧固件，所述的紧固件由圆筒状的连接部和环绕于连接部后端外圆壁上的第一凸缘一体成型构成，在连接部前端外圆壁上设置有外螺纹段，在第一凸缘的前端面上、沿径向间隔开设有至少一个环状的第一密封槽，在每个第一密封槽中均嵌设有一个第一密封圈；所述的金属瓶口由圆筒状的颈部和环绕于颈部后段外圆壁上的第二凸缘一体成型构成，在颈部前端内孔壁上设置有能与金属阀门螺纹连接的第一内螺纹段，在颈部后端内孔壁上设置有与紧固件的外螺纹段对应匹配的第二内螺纹段；在第二凸缘的前端面和/或后端面上、沿径向间隔开设有若干环状的环形槽，在第二凸缘的前端面边缘和/或后端面边缘上、沿周向间隔开设有若干缺口；所述的塑料封头通过注塑成型形成填充各缺口和各环形槽、并包裹住第二凸缘和颈部后段的塑料封头后，紧固件通过其上的外螺纹段旋紧于第二内螺纹段中，使第一密封圈抵于塑料封头的内壁上。2.根据权利要求1所述的一种气瓶瓶口结构，其特征在于：在颈部后端面上向内开设有连接孔，第二内螺纹段位于连接孔的孔壁上，连接孔的轴线与颈部内孔的轴线重叠，且连接孔孔径大于颈部内孔孔径、使连接孔与颈部内孔壁之间形成阶台面；在连接部的前端面上开设有环状的第二密封槽，第二密封圈嵌设于第二密封槽中；紧固件通过其上的外螺纹段旋紧于第二内螺纹段中时，第二密封圈密封抵于阶台面上。3.根据权利要求1或2所述的一种气瓶瓶口结构，其特征在于：位于第二凸缘最内端的环形槽为内侧壁与槽底垂直、外侧壁与槽底呈α夹角的半燕尾槽结构，α为82
±2°
；除去位于凸缘最内端的环形槽外的其他环形槽均为内侧壁与槽底成β夹角、外侧壁与槽底呈γ夹角的燕尾槽结构，β为82
±2°
，γ为82
±2°
。4.根据权利要求3所述的一种气瓶瓶口结构，其特征在于：第二凸缘的前端面为向前凸起的球面结构，第二凸缘的后端面为向后凸起的球面结构，各缺口贯穿同侧位于第二凸缘最外端的环形槽。5.根据权利要求1所述的一种气瓶瓶口结构，其特征在于：位于同侧的各缺口沿周向均匀间隔分布，且位于同侧的缺口的数量设置为5～8个；位于同侧的各环形槽沿径向均匀间隔分布，且位于同侧的环形槽的数量设置为3～5个。6.根据权利要求1所述的一种气瓶瓶口结构，其特征在于：位于同侧的各环形槽沿径向均匀间隔分布，位于同侧的各缺口沿周向均匀间隔分布，由高密度聚乙烯材料热熔注塑形成填充各缺口和各环形槽、并包裹住第二凸缘和颈部后段的塑料封头。7.一种高密封性的储气气瓶，其特征在于：包括：权利要求1至6中任一种气瓶瓶口结构两个和由高密度聚乙烯材料制成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝，金碧辉，何春辉，成志钢，周佳琪，孙磊，陈晓阳，
申请(专利权)人：张家港氢云新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：