使用高径向冲击速率的磁脉冲密封高压容器的方法及依照该方法制造的容器技术

技术编号:5396224 阅读:174 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供了一种密封容器(20)的脉冲磁方法。该方法包括提供具有至少一个开口端的容器主体(21)、提供具有焊接部分(24)的盖子(23)。将盖子(25)的焊接部分(24)放置在容器主体(21)的开口端上,以重叠容器主体(21)的至少一部分,从而界定容器主体(21)的所述部分和盖子(23)的焊接部分(24)之间的空隙(26)。在容器主体(21)周围,至少在盖子(25)的焊接部分(24)所处的位置设置焊接感应线圈(22)。激励焊接感应线圈(22),以产生足以造成盖子(21)的焊接部分(24)在容器主体(21)的所述部分周围沿径向向内方向在空隙(26)内弯曲的脉冲磁力。脉冲磁力所具有的值使得在与容器主体(21)冲击时提供盖子焊接部分(24)的在150m/sec到600m/sec范围内的有效径向速率值,从而提供容器主体(21)和盖子(23)的原子在它们冲击时的相互扩散。

【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用于通过脉冲磁力(pulsed magnetic force ) ( PMF )密 封容器,且特别是用于密封高压容器的方法和装置。
技术介绍
用于例如气体和/或液体贮藏的容器例如罐、筒、箱、瓶等等通常通过 分别制造容器主体部分和盖子部分来生产。为了密封容器,焊接(welding )、 硬焊(brazing )、软焊(soldering)或巻边(crimping)方法可被用于将盖 子部分结合到容器主体部分。焊接以下指的是一种工艺,在这个工艺中,第一工件和第二工件的两 个相对表面形成"真正的"冶金结合(分子间键合),也就是,当第一工 件和第二工件由于它们的原子的相互扩散而变得相互结合时的这样的物理接合。硬焊是一种接合工艺,由此有色填充金属或合金被加热到熔化温度 (通常450。C以上),并通过毛细作用分布到两个或更多个紧贴的工件之 间。在它的液体温度,熔化的填充金属和焊剂与基体金属的薄层相互作用, 从而由于晶粒结构的相互作用而冷却至形成密封接合。硬焊接合成为有不 同层的分层结构,每个层都冶金结合到相邻层。软焊指的是使用熔化温度通常低于450。C的填充材料(焊料)接合金 属部件的工艺。软焊由于较低熔化温度的填充金属而区别于硬焊;软焊由 于在接合工艺中基体金属并不熔化而区别于焊接。在软焊工艺中,热被应 用到待接合的部件,从而造成焊料熔化并通过毛细作用吸入到接合处,并 通过润湿作用结合到待接合的材料。6依次,巻边指的是通过使两个工件中的一个或两个都变形(或型锻) 来支承另一个工件的这样的两个工件接合。巻边的结果,至少一个工件的 表面变得巻曲、弯曲或收缩,以便提供两个工件之间"纯粹的"机械接合, 而第一工件的原子没有渗透到第二工件的主体内。巻边通常由冲压或滚轧来完成。此外,在本领域中用于密封容器的各 种巻边技术也是已知的,其利用由瞬变磁场产生的力。例如,Gere的美国专利第3,581,456号描述了 一种用于在充装罐的口 径(neck finish)上形成封闭的方法,其利用由瞬变磁场产生的力。设置在 罐的颈部上的盖子的裙边由所述场推动贴着口径,以便使裙边符合口径的 轮廓,并由此保持盖子在罐的颈部上与口径接合。Koide等人的美国专利第4,934,552号描述了 一种用于制造密封容器的 方法,该密封容器包括具有开口端的圓柱形主体部分和安装在主体部分的 开口端内的盖子。通过从主体部分的外部将主体部分的开口端压到盖子的 外围表面来制造密封容器,在盖子的外围表面周围设置有至少一个环形凹 槽。在使用电磁力作为压力加工的方式的情况下,主体部分的一部分立刻 被严格且气密地固定到环形凹槽,且因而制造出密封容器。Shiina等人的美国专利第5,191,775号描述了一种用于密封冷冻介质贮 藏容器的技术,该容器包括具有底部和开口上端部分的管状主体以及安装 在开口端部分内的闭合件(closure)。开口端部分由电磁成形收缩和巻曲, 并因此通过弯曲和配合凹槽固定到闭合件。美国专利第5,191,775号声明, 该方法不使用焊接来将闭合件接合到主体。Aronne的美国专利第5,671,522号描述了用于通过磁脉冲成形技术 (magnetic pulse forming technique)密封罐的另一种型锻技术。罐依靠一 对特别构造的端盖闭合,每个端盖具有形成在它们的圓周周围的环形凹入 部分。罐的末端接合在凹入部分内,并由》兹脉冲成形接合。要求》兹脉沖力 径向向内指向与形成在盖子中的凹陷相匹配的芯棒(mandrel )。应该理解,通过巻边密封气体贮藏容器可被用于设计的压力不超过几 巴的压力容器,例如,用于密封在充满氯氟烃(CFC)制冷剂如氟利昂的电水箱和空气调节系统中使用的压力容器。然而,应认识到,CFC是使全 球变暖和臭氧损耗的化学物质,对地球的大气造成有害影响。特别地,南极上方发现了臭氧洞,且增强的世界关注导致了 1989的蒙特利尔议定书。 在同一时期,据发现,CFC对世界的温室变暖问题也有重大影响。因此, 用不危害环境的材料替代全球变暖和臭氧损耗的化学物质是现在的一个 主要论点。减轻CFC对全球大气的有害影响的一个解决方案是使用对环境无害 的二氧化碳作为制冷剂,代替常规的使全球变暖和臭氧损耗的化学物质。 尽管二氧化碳是使全球变暖的气体,但常规的制冷剂(例如氯氟烃和氢氟 碳)造成的全球变暖比同等数量的二氧化碳多大约1000倍。同时,从空 调释放出的微小量的二氧化碳与从燃烧矿物燃料制造出来用于能量和运 输的庞大数量相比是微不足道的。二氧化碳空气调节系统的一个缺点是,其必须在高压下运转,例如3 倍或更高于CFC技术中通常所见的。高压运转的需要造成某些工程挑战, 并需要使用厚且重的管道系统。例如,与充满氟利昂的容器相比,充满二 氧化^^友的容器的壁厚要增加1.5到4.5倍。当容器中的压力增加到二氧化碳贮藏容器所需要的值时,基于巻边的 密封方法就会失败。为了克服这些困难,容器的密封就要使用焊接而不是 巻边来完成。附图说明图1说明了当通过在高温下使用熔焊技术(fusion welding technique ) 由盖子1密封圓柱形容器主体2时的例子。熔焊:汰术的一个缺点在于由于 高温形成了热影响区3这个事实。材料在热影响区3的机械和冶金特性可 能与原始材料的特性显著不同,这降低了密封容器的品质和性能。特别地, 可能需要使用厚的容器壁来在高压下贮藏二氧化碳。本领域中已知的(见,例如本申请的受让人的美国专利第5,824,998 号),脉沖磁成形技术(pulsed magnetic forming technique)不但可以用于 巻边,如上所述美国专利第3,581,456、 4,934,552、 5,191,775和5,671,522 号,而且用于冷焊接两个金属工件而不形成退火过渡区域(annealed transition zone )。用于通过焊接密封容器的磁脉冲技术(magnetic pulse technique)描述 在归属本申请的受让人的WO 05002777中。该方法包括提供具有开口端的 容器主体和包含焊接部分和边缘部分的盖子。盖子在焊接部分的直径小于 容器主体的直径,以便在容器主体与焊接部分之间提供空隙。盖子放在容 器主体的所述开口端内。在容器主体周围、盖子的焊接部分所处的位置设 置焊接感应线圈。焊接感应线圈受激励,产生足以造成容器主体的一部分 沿径向向内方向围绕盖子在空隙内弯曲的脉冲磁力。脉冲磁力的值能够提 供容器主体和盖子的原子在它们冲击时的相互扩散,从而将容器主体和盖子焊接到彼此。尽管WO 05002777描述的方法可用于密封高压容器,但是本方法的应 用限于特定容器结构,即当盖子^皮放置在容器主体的内部时。专利技术概述尽管有通过磁脉冲成形技术密封容器的领域内的现有技术,但是本领 域中一种用于通过利用脉冲磁力(PMF)在容器主体和盖子间提供原子的 相互扩散来密封高压容器的新颖方法仍然有需要,并将会有用。因此,依照本专利技术的一个宽泛方面,提供了一种密封容器的方法,其 包括(a) 提供具有至少一个开口端的容器主体;(b) 提供具有焊接部分的盖子;(c )将盖子的焊接部分放置在容器主体的所述至少一个开口端上,以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封容器的脉冲磁方法,其包括: (a)提供具有至少一个开口端的容器主体(21); (b)提供具有焊接部分(24)的盖子(23); (c)将所述盖子(23)的所述焊接部分(24)放置在所述容器主体(21)的所述至少一个开 口端上,以重叠所述容器主体的至少一部分,由此界定所述容器主体(21)的所述部分与所述盖子(23)的所述焊接部分(24)之间的空隙(26); (d)在所述容器主体周围,至少在所述盖子(23)的所述焊接部分(24)所处的位置设置焊接感应线 圈(22);以及 (e)通过将工作电压U应用到所述焊接感应线圈(22)之间来激励所述焊接感应线圈(22),所述工作电压U具有产生足以造成所述盖子(23)的所述焊接部分(24)在所述容器主体(21)的所述部分周围沿径向向内方向在所述空隙 (26)内弯曲的脉冲磁力所需的预定值,工作电压的所述预定值所具有的值使得在与所述容器主体(21)冲击时提供所述盖子的焊接部分(24)的在150m/sec到600m/sec范围内的有效径向速率值,由此提供所述容器主体(24)和所述盖子(23)的原子在它们冲击时的相互扩散。...

【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:奥伦加弗里尤里利夫希茨
申请(专利权)人:帕尔萨焊接有限公司
类型:发明
国别省市:IL[以色列]

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