一种IV-型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构制造技术

本发明专利技术公开了一种IV

【技术实现步骤摘要】
一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构


[0001]本专利技术涉及高压气瓶
，特别涉及一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构。

技术介绍

[0002]复合材料氢气容瓶也常称为IV
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型氢气瓶。它在接口处涉及到非金属塑料内胆和金属阀座两种异型材料的连接问题。由于两种材料的机械性质和热膨胀系数差别很大，因此在高压力(例如70MPa)和温度变化(例如从
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40℃到85℃)工况条件下，如何防止氢气在两种材料间的缝隙中泄漏是高压IV
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型氢气瓶关键的技术挑战之一。
[0003]从目前公示的专利申请可以看到，常用的IV
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型氢气瓶的接口密封结构大致可以分为4类：
[0004](1)阀座的法兰盘在内胆的外部；公示的专利申请CN208253177U、CN215259183U和CN112833329A采用这样的结构形式。
[0005](2)阀座的法兰盘在内胆的内部；公示的专利申请CN208253177U、CN215229183U和CN112833329A采用了这一类的装配方式。
[0006](3)内胆瓶口嵌套在双层(外壳+内衬)金属接口中；公示的CN212456270U、CN113669617、CN212298516、CN110107798A、CN212456270U、CN113669617A、CN210372854U、CN212298516U、CN212298545U、CN110848558U、CN215259171U、CN2159819676U和CN210687763U采用了这类或类似的装配结构。
[0007](4)内胆颈部放置在阀座孔腔内；公示的技术专利ZL202123366227.2是基于该种结构形式的设计。该种结构与前面3种密封设计的一个基本不同点在于：内胆的颈部出口内置在阀座的中心孔内壁和阀芯之间，内胆颈部的外壁面与金属阀座孔腔内壁面紧密贴合，内胆颈部的内表面与阀芯导管的外表面紧密贴合，以此起到防止氢气从中泄漏的作用。这样的结构与前面三种结构形式相比，优点是氢气在瓶口处仅可能在阀座与阀芯之间的缝隙中泄漏。理论上讲，当塑料内胆与金属阀芯或金属阀芯与金属阀座间的密封有一处满足要求时，即可以对氢气进行有效的密封。但ZL202123366227.2介绍的方法是基于塑料内胆一次整体成型后，再将阀座，阀芯和增强的密封构件在内胆外部由外向内进行装配；这样的装配方式对内胆、阀芯和阀座间的装配精度要求很高；另外，增强的密封构件是通过粘结的方式进行固定，其在高压力、大温差的循环工况下较易出现疲劳失效问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构，以解决上述问题。
[0009]本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0010]一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构，包括塑料内胆本体、与塑料内胆本体的颈部配合的阀芯、阀座，所述塑料内胆本体包括相互连接的上半内胆和下半内胆，所述
上半内胆的顶部具有所述颈部，所述阀座包括与所述颈部配合的颈部导管以及设置在所述颈部导管上用以与上半内胆的顶部外部弧形面相适配的法兰盘，所述颈部导管的内壁设置有内螺纹，所述阀芯包括上阀芯和下阀芯，所述下阀芯包括下导管，所述下导管的下部插入上半内胆的颈部内，所述下导管的上部外壁设置有与所述内螺纹下段连接的第一外螺纹，所述下导管的中部外周设置有第一环形密封面，所述第一环形密封面与上半内胆的颈部底部内表面之间通过第一密封结构配合密封，所述上阀芯包括上导管，所述上导管的下部外壁设置有与所述内螺纹上段连接的第二外螺纹，所述上导管的下部插入颈部导管中并与所述内螺纹连接，所述上导管的中部外周设置有第二环形密封面，所述第二环形密封面与阀座的顶部之间通过第二密封结构配合密封。
[0011]在本专利技术的一个优选实施例中，所述上半内胆的底部外缘与所述下半内胆的顶部外缘通过插接结构对接，然后再通过焊接的方法将上半内胆和下半内胆焊接成一体。
[0012]在本专利技术的一个优选实施例中，所述颈部的底部外周的上半内胆的外表面设置有环形限位凸台，所述法兰盘的底部设置有与所述环形限位凸台配合的环形限位凹槽。
[0013]在本专利技术的一个优选实施例中，所述环形限位凸台的外周周向间隔设置有若干凸台，所述法兰盘的底部设置有与所述凸台对应的凹槽。
[0014]在本专利技术的一个优选实施例中，所述凸台为半球形凸台，所述法兰盘的底部设置有与所述半球形凸台对应的半球形凹槽。
[0015]在本专利技术的一个优选实施例中，所述下导管的中部外周设置有由上至下逐渐变大的第一锥面结构，所述颈部导管的内壁中部设置有与所述第一锥面结构配合的第二锥面结构。
[0016]在本专利技术的一个优选实施例中，所述第一密封结构包括密封圈。
[0017]在本专利技术的一个优选实施例中，所述第二密封结构包括密封圈。
[0018]在本专利技术的一个优选实施例中，所述阀座和上半内胆相接触的表面铺涂结构胶或者密封胶。
[0019]由于采用了如上的技术方案，本专利技术将塑料内胆本体分为上半内胆和下半内胆，方便装配。另外，通过第一密封结构、第二密封结构形成双重密封作用，只要其中的一个不失效，就可以有效地防止氢气从两者之间的缝隙中泄漏，使得在塑料内胆和金属阀座两种异型材料间有了双重的密封措施，同时结构工艺装配合理、简单，易于实现。再者，本专利技术还可以通过设置环形限位凸台和环形限位凹槽配合的结构，可以有效地增加阀头的抗扭能力和增强内胆与阀座间抵抗由于加载
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卸载引起的内胆与阀座间的剪应力。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术一种实施例的结构示意图。
[0022]图2是图1的剖视图。
[0023]图3是图2从另外一个角度看的结构示意图。
[0024]图4是本专利技术一种实施例的塑料内胆本体的剖视图。
[0025]图5是图4的I处放大图。
[0026]图6是本专利技术一种实施例的阀座的结构示意图。
[0027]图7是本专利技术一种实施例的上阀芯的结构示意图。
[0028]图8是本专利技术一种实施例的下阀芯的结构示意图。
[0029]图9是图2的I处放大图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本专利技术。
[0031]参见图1至图9所示，一种IV
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型氢气瓶接口处内胆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构，包括塑料内胆本体、与塑料内胆本体的颈部配合的阀芯、阀座，其特征在于，所述塑料内胆本体包括相互连接的上半内胆和下半内胆，所述上半内胆的顶部具有所述颈部，所述阀座包括与所述颈部配合的颈部导管以及设置在所述颈部导管上用以与上半内胆的顶部外部弧形面相适配的法兰盘，所述颈部导管的内壁设置有内螺纹，所述阀芯包括上阀芯和下阀芯，所述下阀芯包括下导管，所述下导管的下部插入上半内胆的颈部内，所述下导管的上部外壁设置有与所述内螺纹下段连接的第一外螺纹，所述下导管的中部外周设置有第一环形密封面，所述第一环形密封面与上半内胆的颈部底部内表面之间通过第一密封结构配合密封，所述上阀芯包括上导管，所述上导管的下部外壁设置有与所述内螺纹上段连接的第二外螺纹，所述上导管的下部插入颈部导管中并与所述内螺纹连接，所述上导管的中部外周设置有第二环形密封面，所述第二环形密封面与阀座的顶部之间通过第二密封结构配合密封。2.如权利要求1所述的一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构，其特征在于，所述上半内胆的底部外缘与所述下半内胆的顶部外缘通过插接结构对接，然后再通过焊接的方法将上半内胆和下半内胆焊接成一体。3.如权利要求1所述的一种IV
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型氢气瓶接口处内胆内置式密封结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆萌，朱甜甜，何庆浩，叶林，石功奇，李富才，
申请(专利权)人：江苏集萃复合材料装备研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：