[发明专利]防止IV类压力容器中的波纹管失效的方法

说明书

提供了一种压力容器和一种制造该压力容器的方法，其减少了IV类压力容器中的泄漏，该IV类压力容器具有带有波纹区段的内衬。该方法包括提供具有管状部的内衬，管状部具有带有周向波纹的波纹区段，周向波纹提供从波纹区段的一端到相对端交替布置的脊部和凹槽，将屏障从波纹区段的一端到相对端施加到波纹区段的外表面，使得在内衬和屏障之间的环形腔中形成气隙，以及将树脂施加到屏障的外表面。屏障防止树脂在波纹区段中侵入到屏障和内衬之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月5日提交的美国临时申请号62/814,007的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于储存压缩气体的IV类压力容器。更具体地，本发明涉及一种具有波纹聚合物内衬的IV类压力容器，该波纹聚合物内衬具有在用纤维和树脂覆盖内衬之前被施加到内衬的屏障。

背景技术

用于储存压缩气体的IV类压力容器包括用纤维和树脂基体完全包裹的非金属内衬。树脂基体通常包括聚酯或环氧树脂。IV类压力容器通常包括金属压力容器封盖，该金属压力容器封盖包括阀。

因为与其他类型的压力容器相比，IV类压力容器的每单位体积的重量较低，所以适合在车辆中使用。IV类压力容器由非金属内衬形成，并且用纤维和树脂覆盖。由于其他类型的压力容器比IV类压力容器包括更多的金属，因此其他类型的压力容器的单位体积通常比IV类压力容器的单位体积具有更大的重量。例如，I类压力容器包括金属筒。II类压力容器包括用纤维材料部分包裹的金属筒。III类压力容器包括用纤维完全包裹的金属内衬。因此，由于与使用聚合物内衬代替金属内衬相关联的低重量，IV类压力容器对于车辆而言更优。

在车辆包括氢燃料电池和/或在车辆使用压缩天然气作为燃料时，车辆可选地配备有IV类压力容器。虽然其他类型的压力容器(例如I-III类)可用于车辆，但由于压力容器的重量低，优选IV类压力容器。

在美国出版物2016/363265中公开了一种已知的制造具有聚合物内衬的压力容器的方法，其中纤维围绕着波纹聚合物内衬进行编织，并且被树脂包覆。聚合物内衬大体具有管状形状，管状形状具有波纹部。该波纹部包括围绕内衬周向延伸的多个间隔开的脊部，在相邻的脊部之间具有凹槽。相邻的脊部之间的空气空间限定环形腔。在树脂固化以形成坚硬的外表面之前，用编织的纤维和液体树脂覆盖聚合物内衬。固化的包覆的聚合物内衬与金属压力阀组装，形成IV类压力容器。

然而，有时液体树脂不能完全填充波纹的环形腔，并且在环形腔中导致气穴。压力容器加压时，压力沿内衬的内表面被均匀施加。当环形腔中存在气穴时，特别是当气泡沿着凹槽的一侧壁被捕获时，施加到内衬上的压力无法由树脂均匀支撑。邻近气穴的内衬上的应变会导致内衬朝树脂向外鼓泡。内衬的变形会导致泄漏。在某些情况下，内衬会在气穴区域破裂，加速压缩气体通过内衬的泄漏。

因此，期望提供一种具有内衬的IV类压力容器，该内衬具有波纹区段，该波纹区段能够抵抗通过波纹区段的泄漏。还需要避免在树脂和内衬之间形成坚硬的气穴。此外，期望提供沿波纹的环形腔的均匀支撑，以减小内衬上的应变。最后，期望包括在内衬和覆盖内衬的树脂之间的屏障，使得树脂不接触内衬的波纹区段。

发明内容

提供了一种用于减少IV类压力容器中泄漏的方法，该容器具有带波纹区段的内衬。该方法包括提供具有管状部的内衬，管状部具有包括周向波纹的波纹区段，周向波纹提供从波纹区段的一端到相对端交替布置的脊部和凹槽；将屏障从波纹区段的一端到相对端施加到波纹区段的外表面，使得在内衬和屏障之间的环形腔中形成气隙；以及将树脂施加到屏障的外表面。屏障防止在波纹区段中树脂侵入到屏障和内衬之间。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细的描述，本发明的优点将显而易见并且变得易于理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的IV类压力容器的一部分的横截面图；