响应于温度和压力的密封件制造技术

本发明专利技术涉及响应于温度和压力的密封件。一种用于容器的密封件，密封件防止由于压力和温度改变导致的容器膨胀和收缩期间的流体泄漏。密封件的内密封表面响应于低于预定温度的温度以及低于预定压力的压力的至少一个情况形成大体上流体密闭的密封，且密封件的外密封表面响应于高于预定温度的温度以及高于预定压力的压力的至少一个情况形成大体上流体密闭的密封。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于存储流体的容器。更特定地，本专利技术针对布置在容 器内以防止流体因温度和压力改变导致的膨胀和收缩而,人容器泄漏的 密封件。
技术介绍
目前存在为多种用途开发的多种压力容器，例如设计为包含用于燃 料电池的气体的容器。燃料电池已作为清洁、有效和对于环境负责的电 源被建议用于电动车辆和多种其他应用。燃料电池的 一个例子是质子交换膜(PEM)燃料电池。在PEM型燃料电池中，氢作为燃料供给到燃料 电池的阳极，且氧作为氧化剂供给到燃料电池的阴极。氢是无色无味的， 其燃烧不产生可见火焰或辐射热，且氢难于保存。用于存储氢的通常的 技术是抗穿孔的轻量高压容器。传统地，这样的容器分为四种类型。类型I容器是金属容器。类型II 容器也是金属容器，该容器具有布置在其圆柱形部分上的外部复合壳 体。类型III容器包括由例如钢和铝的金属生产的衬，和包围该衬且防止对衬损坏的外部复合壳体。类型iv容器大体上类似于类型m容器，其中 衬由塑料生产。此外，可以开发概念上的类型v的容器，其中容器由复 合材料生产。每个类型的容器可以包括至少一个布置在其内的衬套(boss)以4妾^:阀。典型地，布置在衬套内的阀包括阀壳体，阀壳体具有终止在环形凸 缘中的外部沟槽。凸缘形成在阀壳体上邻近沟槽以邻接容器。具有内表 面和外表面的0型圈密封在阀壳体的沟槽内以防止流体从容器泄漏。O 型圈的内表面适合于邻接沟槽以在其间形成大体上流体密闭的密封。外 表面适合于邻接衬以在其间形成大体上流体密闭的密封。在运行期间， 容器的内部处于低于预定温度的温度，例如在燃料放空(defuel)期间。 低于预定温度的温度导致O型圈径向向内接触在阀壳体上。因此，在O 型圈的外表面和衬之间形成通路，从而导致流体通过所述通^各的泄漏。可希望的是产生密封件以防止因为热膨胀和收缩导致的流体泄漏，其中密封件的成本被最小化且耐久性和可靠性被最大化。
技术实现思路
根据本专利技术，令人惊奇地发现一种用于防止流体由于热膨胀和收缩 的泄漏的密封件，其中密封件的成本被最小化且密封件的耐久性和可靠 性被最大化。在一个实施例中，密封件包括大体上环形形状的主体，所述主体具 有第一内密封表面、第二内密封表面、第一外密封表面和第二外密封表面；以及形成在主体上的径向向内延伸的唇部，以将第一内密封表面和 第二内密封表面分开。在另 一 个实施例中，密封系统包括布置在凹状构件内的凸状构件， 所述凹状构件包括形成在其内表面上的环形肩；和布置在凸状构件和凹 状构件之间的密封件，所述密封件进一步包括大体上环形形状的主体， 所述主体具有第一 内密封表面和第二内密封表面，其中所述内密封表面二体上流体密闭的^一封，所';i主体进一步包括第一外密封表面和第二外密封表面，其中所述外密封表面响应于高于预定温度的温度以及高于预 定压力的压力的至少 一个形成大体上流体密闭的密封。在另一个实施例中，密封系统包括凹状构件，所述凹状构件包括形 成在其内表面上的环形肩；布置在凹状构件内的凸状构件；和在凸状构 件和凹状构件之间布置在凹状构件的环形肩内的密封件，所述密封件进 一步包括大体上环形形状的主体，所述主体具有第一内密封表面和第 二内密封表面，其中第一内密封表面适合于响应于预定温度以下的温度 以及预定压力以下的压力的至少一个情况而邻接凹状构件的环形肩，以 在其间形成大体上流体密闭的密封，且第二内密封表面适合于响应于预状构件，以在其间形成大体上流体密闭的密封，所述主体进一步包括第 一外密封表面和第二外密封表面，其中所述第一外密封表面适合于响应 于预定温度以上的温度以及预定压力以上的压力的至少一个情况而邻 接凹状构件的内表面，以在其间形成大体上流体密闭的密封，且第二外 密封表面适合于响应于预定温度以上的温度以及预定压力以上的压力 的至少 一 个情况而邻接凸状构件，以在其间形成大体上流体密闭的密6封。附图说明通过阅读如下的本专利技术的详细描述同时结合附图考虑，本专利技术的以上特征将对于本领域一般技术人员容易地显见，各图为图1是根据本专利技术 一 个实施例的包括阀和密封件的压力容器的局部 截面视图，其中密封件的内密封表面形成大体上流体密闭的密封；图2是图1中图示的压力容器的局部截面视图，其中密封件的外密封 表面形成大体上流体密闭的密封；图3是根据本专利技术的另 一 个实施例的包括阀和密封件的压力容器的 局部截面视图，其中内密封表面形成大体上流体密闭的密封；和图4是图3中图示的压力容器的局部截面视图，其中密封件的外密封 表面形成大体上流体密闭的密封。具体实施例方式如下详细描述和附图描述且图示本专利技术的实施例。描述和附图用于 使本领域一般技术人员制造和使用本专利技术，且不意图于以任何方式限制 本专利技术的范围。图1和图2示出根据本专利技术的实施例的用于类型I V压力容器10的密 封系统。应理解的是密封系统能够与其他压力容器类型一起使用，例如 类型in和类型V的压力容器。形成容器10的壁包括用以包含加压流体(未 示出)的衬14,和外部复合壳体16。衬14包括颈部部分18,颈部部分18 具有形成在其上的内表面20。如果希望，另外的颈部部分也可以形成在 衬14上。径向向内延伸的环形肩22形成在颈部部分18上。在示出的实施 例中，肩22具有大体上L形的截面，但如果希望也能够使用其他形状的 截面。衬14能够由任何常规材料生产，例如塑料。容器10设置有至少一个衬套24,用于在其内容纳阀26。外部复合壳 体16包围衬14和至少 一个衬套24以防止对它们的损坏。在示出的实施例 中，阀26与容器10的内部27和燃料电池系统(未示出)流体连通。阀26 包括一般为圆柱形的凸状部分28。凸状部分28包括径向向外延伸的凸缘 30和与凸缘30间隔开的壁32, /人而在在凸缘30和壁32之间形成通道34。 虽然阀26在实施例中示出为由金属材料生产，但应理解的是如希望能够使用任何常规材料。容器10包括密封件36。密封件36布置在容器10的凸状构件(male member)和凹状构件(female member)之间。在示出的实施例中，凸 状构件是阀26的凸状部分28且凹状构件是衬14的颈部部分18。密封件36 与环形肩22、阀26的凸缘30和壁32协作，以当处于高于和低于预定温度 的温度和高于和低于预定压力的压力的至少 一种情况时防止流体从容 器10泄漏。在示出的实施例中，预定温度在-85。C至85。C之间的范围内， 且预定压力在从最小使用压力到包括爆裂压力的耐受压力的范围内。应 理解的是预定温度能够是任何如希望的温度，且预定压力能够是任何如 希望的压力。密封件36包括大体上环形的主体38。在示出的实施例中，主体38— 般具有L形形状的截面，但主体38能够如希望地具有其他截面形状。主 体38的第一端41大体上平行于阀26的纵向轴线A延伸。主体38的第二端 42径向向内延伸。第一端41适合于被容纳在衬14的至少一个颈部部分18 的环形肩22的间隙G内。第二端42适合于被容纳在阀26的通道34中。在 示出的实施例中，密封件36由例如橡胶的弹性材料生产，其中材料的热 膨胀系数大于用于生产衬14和阀26的材料的热膨胀系数。应理解的是， 如需要也可以使用能够在高于和低于预定温度的温度下以及高于和低主体38包括邻接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封件，包括：　大体上环形形状的主体，所述主体具有第一内密封表面、第二内密封表面、第一外密封表面和第二外密封表面；和　形成在主体上的径向向内延伸的唇部，以将第一内密封表面和第二内密封表面分开。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T许茨，M林纳，W厄勒里奇，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]