CN109690167A - 用于容纳加压流体的由复合材料制成的容器 - Google Patents
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Abstract
一种由复合材料制成的容器,包括管状元件(15)、分别插入所述管状元件的端部的两个尖端(11,13;111)、包围所述管状元件和所述尖端的周向层(9)。所述周向层由浸渍树脂的缠绕的纤维形成。每个尖端(11,13;111)的至少一个区段具有朝向外侧变窄的形状,并且所述管状元件(15)在其每个端部处具有变细部,使得在每个端部处,壁压靠在形状变窄的区段的表面上。所述管状元件(15)包括被纵向层(7)包围的塑料材料制成的管(5),所述纵向层基本上由在树脂基质中平行设置的纤维形成,平行的纤维沿着塑料材料制成的管(5)的纵向轴线的方向定向。最后,所述周向层(9)基本上由围绕所述管状元件(15)和所述尖端(11,13;111)彼此平行地周向缠绕的纤维形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于容纳加压流体的由复合材料制成的容器,该容器包括管状元件、插入管状元件的一个端部的轴向尖端以及由树脂饱和纤维形成的周向层,该周向层围绕管状元件和轴向尖端。轴向尖端的至少一个区段具有朝向外侧逐渐变窄的形状,并且管状元件的壁的端部具有变细部,使得该端部压靠形状逐渐变窄的区段的表面放置。本发明还涉及一种用于制造根据上文定义的由复合材料制成的容器的方法。
背景技术
由复合材料制成的容器是已知的。专利文献FR 2 923 575特别地描述了一种用于容纳加压流体的容器,其对应于前文中给出的定义。在该已知的容器中,管状元件由聚酰胺-6制成的圆筒形成,并且插入管状元件的端部的两个尖端由铝合金制成。以传统方式,两个尖端中的至少一个尖端设置有包括阀的输入/输出接口。上述文献教导了,在容器的制造过程中,使用旋压工艺在每个端部处产生聚酰胺制成的圆筒的壁的变细部。因此,管状元件的端部可以在两个尖端上成形。
根据上述文献,然后通过同时缠绕两个条带来制造结构层,每个条带包括大量热固性浸渍树脂的纤维。两个条带以基本上关于管状元件的轴线对称的方式螺旋地缠绕在管状元件上。通常,使用上述专利文献中描述的螺旋缠绕的技术来制造容器壳体的结构层具有一些缺陷。
第一,用于保持尖端所需的螺旋层的所有纤维都通过容器的圆柱形部分,导致尺寸变得过大。而且,从结构的角度来看,纤维在尖端区域中的积聚导致相对于严格所需的材料而言需使用过多的材料。
第二,通常从与容器轴向方向偏离最小的取向的层开始增加叠置的螺旋缠绕层,以便有效地保持尖端并防止尖端在容器中的压缩液体的压力的作用下喷出。由于缠绕层的增加,螺旋缠绕方法要求非常多的纤维交叉,因此形成的结构类似于织物的结构,其中纤维不是直的而是通过在其它纤维的下方和上方通过而呈波状。然而,已知的是,当使用复合材料时,织物结构的性能与不具有波状纤维的单向或多轴结构的性能相比较差,特别是在张力方面。不具有纤维交叉并因此不具有波状的实施方法将允许更好地优化增强纤维的性能潜力。
第三,细丝的缠绕方法尽管可以自动化进行并且针对具有小尺寸的容器相对较快,但因为缠绕机器需要花费大量时间以进行来回运动从而以每单位时间非常少量的缠绕方式来围绕尖端缠绕纤维,所以针对非常长的容器该方法变得非常低效。允许必要量的纤维和树脂以单次通过或有限次数通过的连续或半连续方法将显著提高生产率。
另一方面,根据专利文献FR 2 923 575,用作结构层纤维的基质的树脂是热固性树脂。最常用于制造容器的热固性树脂的类型是环氧树脂,但环氧树脂在其运输、储存和制备及其固化阶段期间需要特别小心以获得预期的性能。而且,热固性树脂不可再循环。从实施和可再循环性的角度来看,使用来自热塑性家族的树脂将是有利的。但是,热塑性树脂必须加热到其熔化温度以上,以使其具有更好的流动性且有助于其实施和纤维的浸渍。然而,热塑性树脂通常比环氧树脂更粘稠并且在复合结构中通常产生更大的孔隙率。
发明内容
本发明的一个目的是克服上述现有技术的缺陷。根据本发明的第一方面,本发明通过提出一种由权利要求1所述的复合材料制成的容器来实现其目的。根据本发明的第二方面,本发明通过提出一种用于制造如权利要求10所述的由复合材料制成的容器的方法来实现其目的。
在本说明书中,表述“纵向纤维”是指与管状元件的轴线平行取向的纤维,并且表述“周向纤维”是指具有由一系列螺旋圈形成的路径的纤维,每个螺旋圈在基本垂直于管状元件的轴线的平面中延伸。
应当理解,根据本发明,管状元件的纵向层的纤维都具有相同的纵向取向。而且,周向层的纤维都具有相同的周向取向。因此,本发明的一个优点是其允许仅使用严格所需的纤维量以使容器能够抵抗容纳在其内部的流体的压力。其结果为,大量节省材料。
还应当理解,由于单层纤维平行取向,因此本发明的容器能够被制造而不具有纤维交叉,并因此不产生波状。该特征的一个优点是其允许以更优化的方式利用增强纤维的性能潜力。
根据本发明的有利实施例,浸渍管状元件的周向层的纤维和纵向层的纤维的树脂是热塑性树脂。事实上,应当理解,本发明的容器中不存在纤维交叉使得能够使用热塑性树脂,同时限制了孔隙的风险。
附图说明
通过阅读仅作为非限制性示例给出的以下描述并参照附图,使得本发明的其它特征和优点将变得清楚,其中:
-图1A是根据本发明第一实施例的由复合材料制成的容器的横向剖视图;
-图1B是图1A的容器的局部纵向剖视图;
-图2是示出了管状元件的端部处的凸片(onglet)如何折叠在尖端的凸形区段上以形成根据本发明第一实施例的特定变型的容器的端部的示意图;
-图3是示出了管状元件的端部的凸片如何折叠在尖端的锥形区段上以形成根据本发明第一实施例的第二特定变型的容器的端部的示意图;
-图4是允许连续制造本发明的容器的管状元件的装置的示意性透视图;
-图5A和图5B是示出了周向缠绕操作以形成根据本发明第一实施例的第二变型的容器的周向层的示意性透视图;
-图6是根据本发明第二实施例的第一变型的容器的中间区段的局部透视图;
-图7是图6的容器在内环处的局部纵向剖视图,该内环设置成用于接收减压装置;
-图8A和8B是类似于图7的局部纵向剖视图,但是示出了根据本发明第二实施例的第二变型的容器。
具体实施方式
图1A是根据本发明第一实施例的由复合材料制成的容器的横向剖视图。可以看出,容器的复合材料制成的壁3具有环形横截面。该壁3首先包括多层管状元件,所述多层管状元件包括覆盖有复合材料制成的第一层7的塑料材料制成的管5。管5的一个功能是确保容纳在容器中的流体的良好密封性。为此,在本示例中,管5由热塑性材料形成。有利地,用于形成层7的复合材料中使用的树脂也可以是热塑性的。根据本发明的优选变型,层7由嵌入热塑性基质中的碳纤维形成。碳纤维彼此平行并且在容器的纵向轴线的方向上取向。因此,下文将复合材料制成的层7称为纵向层。多层管状元件本身被复合材料制成的第二层9包围,在下文中称为周向层9。该层由围绕管状元件彼此平行缠绕的碳纤维形成。层9的纤维沿周向缠绕,或者换言之,基本上垂直于容器的轴线缠绕。纤维还嵌入热塑性基质中。通过上文可以理解到,图1A所示的容器的壁3由三层形成。然而,根据其它实施例,本发明的容器可具有更多数量的层。特别地,本发明的容器可包括另外的复合材料制成的层,例如由玻璃纤维制成,用作外保护层。
图1B是图1A的容器的局部纵向剖视图。该容器可以具有相当长的长度。事实上,如下文将更详细地看到的,本发明的一些优点被证明为,容器相对于其直径越长就越有利。由于本示例的容器具有相当长的长度,图1B的局部视图仅示出了两个端部且在两个端部之间具有切口。可以看出,容器的每个端部包括尖端11,13。该尖端优选地是金属尖端,例如铝合金材料制成的尖端。在所示的示例中,两个尖端均通常呈尖拱形(ogive)形状,并且每个尖端同轴地插入多层管状元件的端部中。每个尖拱形尖端的凸形外表面朝向容器的外侧定向。图1B还示出了其中一个尖端具有为加压流体提供的中心小开口。另一个不具有开口的尖端形成容器的底部。最后,图1A和图1B还示出了复合材料制成的壁3通常呈圆柱形,其在两个尖端11,13之间轴向延伸。
根据本发明,壁3的轮廓在其每个端部处具有变窄部,使得壁压靠每个尖端的外表面的凸形区段。作为示例,图2和图3示出了给出根据本发明的容器的端部的这种构造的一种可能的方式。如这两幅图所示,管状元件15的壁的端部可各自设置有一排凸片(分别在图2和3中用附图标记17和117表示)。在制造容器时,一旦将一个尖端插入管状元件15的相应的齿状端部,就将凸片折叠在尖端的凸形外表面上,从而形成变细的端部。
基本上正是尖端的形状才将图3所示的元件与图2所示的元件区分开。更具体地参照图2,可以看出所示的尖端(附图标记为11)具有尖拱形的一般形状,并且根据已经关于图1B描述的内容设置有中心开口。还可以看出,尖端11还具有圆柱形部分19,该圆柱形部分19朝向容器的内侧的方向延伸尖拱形的边缘。图2还示出了管状元件15的壁的端部处的凸片17具有圆角边缘。应当理解,凸片具有圆角形状是因为尖端11的外壁具有弧形形状。事实上,凸片的形状被选择为一方面使得凸片被折叠以抵靠尖端11的凸形外表面而不会产生重叠,另一方面使得被折叠的凸片优选地覆盖凸形表面而不留下任何未被覆盖的缝隙。
现在参照图3,可以看出,所示的尖端(附图标记为111)具有设置有中心开口的锥形的一般形状。如在上文的示例,尖端111还包括圆柱形部分119,该圆柱形部分119朝向容器的内侧的方向延伸锥形的边缘。图3还示出了管状元件15的壁的端部处的凸片117具有等腰三角形或等腰梯形的形状。同样,凸片具有三角形的形状是尖端111的外壁的形状的结果。事实上,凸片的形状被选择为一方面使得凸片被折叠以抵靠在尖端111的锥形外表面上且不产生重叠,另一方面使得被折叠的凸片优选地覆盖锥形表面而不留下任何未覆盖的缝隙。然而,应当理解,根据本发明的其它实施例(未示出),凸片可以重叠,或者相反地,可以在两个凸片之间留下较大的未覆盖空间。下面将结合用于制造本发明的容器的创造性方法再次讨论图2和3。
再次参照图1B,可以理解,容器的内部压力倾向于朝向容器的外侧轴向推动尖端11,13。在这些情况下,每个尖端11,13的外表面的周边部分楔入容器的壁3的一个变细端部。为了确保结构的刚性,装置优选地设置成确保凸片17,117粘附到每个尖端11,13的凸形外表面上。此外,为了确保管状元件15和两个尖端之间的接口的密封性,装置还优选地设置成确保管状元件15的内壁粘附到每个尖端的圆柱形部分19,119的外廓上。
如已经提到的,图1A和图1B所示的容器的管状元件15的内层5由热塑性材料制成的管5形成。热塑性树脂与热固性树脂相比的一个优点在于,热塑性材料制成的衬里的密封性随着老化能够保留得更长。事实上,热塑性材料通常比热固性树脂更具弹性,因此热塑性材料更耐受大量的增压/减压循环,这延长了容器的寿命。
图3至图5B示出了用于制造根据本发明的容器的方法的不同步骤。首先,图4说明了实施本发明方法的第一步骤的一个特定实施例。在图4中,首先可以看到挤出机(附图标记为21),其被布置成产生成型管5并且与分别与成型管5的纵向轴线的上方、下方、后方和前方布置的四个卷筒相关联。在图4中可以看到三个卷筒(附图标记分别为23,25和27),并且应当理解,位于该设备后方的第四卷筒是隐藏的。在图4中还可以看出,辊子(附图标记为33)与每个卷筒相关联。
每个卷筒基本上由宽线圈形成,在该线圈上缠绕有大量的平行纤维。如图4所示,平行纤维盘绕,使得当其从卷筒展开在一起时形成扁平束。扁平束具有恒定的宽度和较小的厚度。在所示的示例中,来自每个卷筒23,25,27的扁平束的宽度几乎等于塑料材料制成的管的直径。在这些情况下,单个扁平束足以覆盖管5的周向的大约四分之一。这就是为什么图4中的设备仅具有四个卷筒的原因。然而,应当理解,也可以使用提供较窄扁平束的卷筒。当然,在这种情况下,围绕成型管5的纵向轴线布置的卷筒的数量必须大于四个。
根据本发明,管状元件15由塑料材料制成的成型管5形成,该塑料材料制成的管覆盖有沿成型管的纵向方向定向的直纤维。图4示出了根据本发明方法的一个特定实施例的管状元件的制造。为此,图4中的设备首先允许通过挤压生产塑料材料制成的成型管5,并且还允许将成排的预浸渍纤维条(towpreg)或纤维带放置在管5的外壁上以形成纵向层7。
仍然参照图4,可以看到所示的设备的辊子33如何允许将纤维的扁平束引导并压靠在管子5的外壁上,使得扁平束在成型管被推到挤出机21外之后完全覆盖壁。上文已经提到,根据本发明的优选变型,形成纵向层7的纤维浸渍有热塑性树脂。因此,必须加热树脂以便能够加工。因此,在纤维浸渍有热塑性树脂的情况下,图4的设备还包括加热装置(未示出),以使管的表面和纤维之间的交汇区达到接近树脂的熔化温度的温度,以确保纤维在管5上的良好接合。
在使用的树脂是热固性树脂的情况下,纵向层7通常可以冷成形。应再次注意,本发明不限于使用预浸渍纤维。事实上,以已知的方式,主要存在两类用于施加浸渍树脂的纤维的方法。以“湿式缠绕方法”的名称已知的第一类方法在于,在将纤维放置在待覆盖的表面上之前使用液体浸渍树脂的纤维。该结果例如可以通过将纤维置于在卷筒和待涂覆的塑料材料制成的管之间的浴槽中来获得。另一方法以“干式缠绕方法”的名称已知。在这种情况下,之后进行树脂浸渍。
然后,应当将由图4的设备制成的管状元件15切割成具有期望长度的区段,以制造本发明的容器。一旦制造成管状元件15,随后的步骤包括组装该元件和端部的两个尖端11,13。根据图2和图3中所示的特定实施例,首先在管状元件的壁的端部中切开等距的切口,以形成凸片的冠部。因此,每两个相邻的突出部由切口分开,并且如特别是在图2的B和图3的B中可见,切口呈渐细的形状且在管状元件的纵向轴线的方向上平行定向。由于该特征,管状元件的纵向层7的直纤维与凸片的纵向轴线平行地延伸直到每个凸片的端部。这种布置方式使得凸片在纵向方向上具有更大的拉伸强度。根据本发明,可以有任何数量的凸片。但是,为了限制工作量并因此限制成本,应将凸片的数量保持为最小限度。相反,数量过少的凸片导致在容器的端部附近出现不期望的小平面。因此,凸片的数量不能太少。作为示例,图2中形成的齿部具有10个凸片。
一旦产生了一排凸片,就将尖端11,13放置在管状元件15的每个端部内。应当理解,尖端的圆柱形部分19或119的直径被选择成使得尖端的尺寸很好地适配管状元件15中的环形开口的尺寸,使得尖端的轴线与管状元件15的纵向轴线很好地对齐。尖端优选地轴向定位,使得尖端的圆柱形部分和凸形部分之间的边界大致位于面对分开凸片的渐细切口的端部处。一旦尖端11,13已经定位在管状元件15的端部中,就折叠凸片17或117以抵靠尖端的凸形部的外表面,以获得类似于图2的D中或图3的D中所示的组装。为了有助于后一操作,可以加热凸片以软化热塑性树脂。为了确保尖端与管状元件15的内表面以及与凸片17或117的良好粘附,可以预先对尖端的外表面进行处理。该表面处理可以是例如火焰处理、等离子处理、化学处理、机械处理等。
在尖端是金属制成的情况下,在每个金属制成的尖端上包覆成型热塑性材料层(未示出)以代替根据本发明的有利变型进行表面处理。此外,在尖端上包覆成型的热塑性材料优选地与形成塑料材料制成的管5的热塑性材料的类型相同。该热塑性材料可以是例如PE、PP、PET、PA、PVDF或PPS材料。该特征具有的优点在于,仅通过加热就可以使管状元件的内壁和凸片牢固地焊接到尖端的外壁上。此外,在焊接操作期间,凸片之间的切口闭合,并且凸片也彼此焊接在一起。应当理解,为了保证容器的良好密封性,焊接操作优选地不限于将凸片焊接到尖端的凸形部分,而是还包括将圆柱形元件的内壁的一部分焊接到尖端的圆柱形部分19或119。
一旦尖端11,13和管状元件15已经组装和焊接,随后的步骤包括围绕管状元件15和尖端11和13周向缠绕浸渍树脂的纤维,以形成容器的周向层9。图5A和图5B是示出了周向缠绕的原理的示意图。在所示的示例中,从一个尖端的末端开始沿周向缠绕的纤维条或纤维带的扁平束,并沿着容器逐渐移动,以完全覆盖容器。仍然参照图5A和图5B,可以理解,当纤维条或纤维带缠绕在尖端的朝向外侧方向变窄部的周围时,纤维条或纤维带的宽度应当足够小以使纤维条或纤维带可以适应其两个边缘之间随尖端周长的变化。根据本发明,如此形成的周向层9包括周向缠绕的至少一层纤维。然而,有利地,层9可包括周向缠绕的多层纤维。因此,一旦容器完全被周向缠绕的第一层纤维覆盖,至少一个第二层纤维可以优选地缠绕在第一层上。
如关于图1B已经提到的,容器的内部压力倾向于朝向容器的外侧轴向推动尖端11,13。因此,压力还倾向于使已折叠的凸片与尖端的外表面隔开。在这些情况下,围绕管状元件15周向缠绕的纤维使得能够确保凸片不彼此分离并且不与尖端分离。事实上,围绕尖端的周向纤维保持了压靠在尖端的外表面上的凸片。
根据本发明方法的一个特定实施例的变型,一旦形成周向层,将填充有加压流体的容器放置在反模具中并加热,以使每个层5,7和9均匀化并且使每个层彼此接合在一起。
图6和图7涉及对应于本发明第二实施例的第一变型的长容器。图6和图7中所示的容器具有包括内环的特征,每个内环设有突出的导管,该导管具有穿过其中的孔,所述孔与外部连通。提供该导管以接收减压装置(减压装置)。图6是局部透视图,其示出了容器的中间区段,该中间区段包括用于减压装置的突出的两个导管31a,31b。
图7是图6的容器的局部剖视图,其示出了承载突出的导管31a的内环29。不考虑内环和相关导管的存在,根据本发明第二实施例的容器可以与根据第一实施例的容器相同。根据已经关于第一实施例描述的内容,图6和图7的容器的壁由三层形成。这些层是由塑料材料制成的管5形成的内层、围绕管5并由与容器的纵向轴线平行取向的碳纤维形成且称为纵向层的复合材料制成的第一层7以及最后是由围绕层7周向缠绕的碳纤维形成且称为周向层的复合材料制成的第二层9。更具体地参照图7,应当理解,在第二实施例的第一变型中,层5实际上由塑料材料制成的两个管5a和5b在内环29处端对端地彼此连接组装而形成。
以与上文关于尖端11,13描述的方式类似的方式,可以预先对内环29进行表面处理。可替换地,根据本发明的有利变型,内环29不完全由金属制成。事实上,与管5a和5b相同的热塑性材料的层(未示出)优选地包覆成型在环的外壁上。该特征的优点在于,可以将管5a和5b的内壁密封地焊接到环21的外壁上。根据本发明第二实施例的第一变型,优选地仅在使用内环29与这些管连接之后,其中管5a和5b是涂覆有在容器的纵向轴线的方向上定向的纤维以形成纵向层。应当理解,导管31a和31b在放置纵向纤维期间形成障碍物。然而,这些障碍物具有有限的尺寸,并且可以在不使纤维显著偏离路径的情况下绕过这些障碍物。
图8A和图8B是类似于图7的局部纵向剖视图,但是示出了根据本发明第二实施例的第二变型的容器。首先参照图8A,可以看出,与图7中所示的相反,图8A的内环129不具有突出于容器外部的导管。实际上,根据该第二变型,环129包括螺纹孔130来代替第一变型的导管。应当理解,由于内环129的外壁不具有突出部分,因此容器可以通过管的一端插入塑料材料制成的管5中。
图8B是类似于图8A的局部横向剖视图,但是示出了配备有减压装置133的成品容器。为了从图8A变为图8B,可以执行以下步骤。一旦形成了容器的纵向层7和周向层9,就穿过容器壁形成开口,以提供通向内环129的螺纹孔130的入口。然后,具有较短长度的导管131插入开口中,使得导管突出到容器的外部。在本示例中,导管131的一个端部带有螺纹,以便允许将导管螺纹连接到内环的孔130中。然后,通过以与图6和图7中所示的第一变型相同的方式将减压装置133固定到导管131并固定到容器的壁上。
还应当理解,本领域技术人员可以对本文所述的实施例进行显而易见的各种修改和/或改进,而不会脱离由权利要求书限定的本发明的范围。
Claims (15)
1.一种由复合材料制成的容器,用于容纳加压流体,所述容器包括管状元件(15)、分别插入所述管状元件的端部的两个尖端(11,13;111)、由缠绕和浸渍树脂的纤维形成的周向层(9),所述周向层包围所述管状元件和所述尖端,每个尖端(11,13;111)的至少一个区段具有朝向外侧变窄的形状,并且所述管状元件(15)在其每个端部处具有变细部,使得在每个端部处,壁压靠在形状变窄的区段的表面上;其特征在于,
所述管状元件(15)包括塑料材料制成的管(5)和纵向层(7),塑料材料制成的管上覆盖有所述纵向层,并且所述纵向层基本上由在树脂基质中平行设置的纤维形成,平行的纤维沿着塑料材料制成的管(5)的纵向轴线的方向定向;并且
所述周向层(9)的缠绕纤维围绕所述管状元件(15)和所述尖端(11,13)彼此平行地周向缠绕。
2.根据权利要求1所述的由复合材料制成的容器,其特征在于,所述管状元件(15)的壁的端部是齿状的,使得每个端部都具有一排凸片(17;117),所述凸片被折叠在所述尖端(11,13;111)上,以形成变细部。
3.根据权利要求1或2所述的由复合材料制成的容器,其中所述管状元件(15)具有圆柱形的形状。
4.根据权利要求1、2和3中任一项所述的由复合材料制成的容器,其中所述两个尖端(11,13;111)由金属或复合材料制成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的由复合材料制成的容器,其中每个尖端(111)的具有朝向外侧变窄的形状的区段的形状为锥形或截锥形。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的由复合材料制成的容器,其中每个尖端(11,13)的具有朝向外侧变窄的形状的区段的形状为凸形或抛物线形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的由复合材料制成的容器,其中每个所述尖端(11,13;111)还具有管状部(19;119),所述管状部具有与所述管状元件的横截面互补的截面,所述管状部从具有朝向外侧变窄的形状的区段向所述容器的内侧延伸所述尖端。
8.根据前述权利要求中任一项所述的由复合材料制成的容器,其中所述尖端(11,13;111)由金属制成,热塑性材料制成的层包覆成型在每个所述尖端上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的由复合材料制成的容器,其中,所述容器包括至少一个内环(29),所述内环与突出到所述容器外部的导管(31a,31b;131)相关联,且适于接收减压装置(133)。
10.一种用于形成根据前述权利要求中任一项所述的由复合材料制成的容器的方法,所述方法包括以下步骤:
a.提供塑料材料制成的成型管(5);
b.使浸渍树脂的平行的纤维覆盖塑料材料制成的管(5)的外壁,平行的纤维是直的并且在成型管的纵向方向上取向;
c.将尖端(11,13)插入管状元件(15)的端部;
d.使管状元件(15)的每个端部处的壁变形,以使管状元件的端部成形为与尖端(11,13;111)的形状相匹配;
e.围绕管状元件(15)和尖端(11,13;111)周向缠绕浸渍树脂的纤维,以形成容器的周向层(9)。
11.根据权利要求10所述的用于形成由复合材料制成的容器的方法,其特征在于,所述容器在挤出生产线上实施,所述挤出生产线包括挤出机(21)和布置成平行展开浸渍树脂的纤维条或纤维带的多个卷筒(23,25,27),并且通过挤出制造所述塑料材料制成的成型管来实施“提供塑料材料制成的成型管(5)”的步骤(a),通过将从卷筒拉出的纤维条或纤维带连接到管(5)的外壁上来实施“使浸渍树脂的平行的纤维覆盖塑料材料制成的管(5)的外壁”的步骤(b)。
12.根据权利要求11所述的用于形成由复合材料制成的容器的方法,其特征在于,步骤(a)和步骤(b)是在线上实施的。
13.根据权利要求10、11和12中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法在步骤b和步骤c之间包括步骤b',所述步骤b'包括在所述管状元件(15)的壁的端部中切开等距的切口以形成具有凸片(17;117)的冠部。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤a期间,提供至少两个塑料材料制成的成型管(5a,5b),并且所述方法在步骤a和步骤b之间包括步骤a',所述步骤a'包括使用设有突出的导管(31a,31b)的内环(29)来将两个成型管端对端地彼此连接在一起。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法在步骤c之前包括步骤b”,所述步骤b”包括通过管的一端将具有穿孔(130)的内环(129)插入所述成型管(5)内,并且在步骤e之后,所述方法包括一个步骤,该步骤包括首先提供穿过容器的壁(3)的开口以提供通向穿孔(130)的通路,然后将导管(131插入开口,使得导管突出到容器的外部。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111336400A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-26 | 山东大学 | 一种高压储氢瓶的内胆及制备方法 |
CN113757550A (zh) * | 2020-06-05 | 2021-12-07 | 麦格纳能源储存系统公司 | 高压容器 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6766756B2 (ja) * | 2017-06-08 | 2020-10-14 | 豊田合成株式会社 | 耐圧容器 |
EP3832189A4 (en) * | 2018-07-31 | 2021-09-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | PRESSURE VESSEL AND PRESSURE VESSEL MANUFACTURING METHOD |
JP7098668B2 (ja) * | 2020-02-19 | 2022-07-11 | 矢崎総業株式会社 | スパイラルチューブの製造方法 |
GB202016223D0 (en) * | 2020-10-13 | 2020-11-25 | Rolls Royce Plc | Organic composite gas storage tank |
JP7603495B2 (ja) * | 2021-03-19 | 2024-12-20 | 本田技研工業株式会社 | 高圧タンク及びその製造方法 |
FR3125741B1 (fr) | 2021-07-27 | 2023-12-22 | Arkema France | Réservoir comportant un élément cylindrique pultrudé |
FR3125742B1 (fr) * | 2021-07-27 | 2024-03-01 | Arkema France | Tube comportant un élément cylindrique pultrudé |
DE102023102709A1 (de) * | 2023-02-03 | 2024-08-08 | Thomas Bäumer | Verfahren zur Herstellung einer Polkappenverstärkung für einen Druckbehälter sowie Druckbehälter mit Polkappenverstärkung |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3282757A (en) * | 1962-12-14 | 1966-11-01 | Structural Fibers | Method of making a filament reinforced pressure vessel |
US3508677A (en) * | 1968-08-20 | 1970-04-28 | Whittaker Corp | Vessel for storing high-pressure gases |
CN1378052A (zh) * | 2001-04-04 | 2002-11-06 | 中国科学院金属研究所 | 正交缠绕的复合高压气瓶 |
FR2923575A1 (fr) * | 2007-11-13 | 2009-05-15 | Michelin Soc Tech | Reservoir de fluide sous pression, methode et appareil pour la fabrication d'un tel reservoir. |
CN101676595A (zh) * | 2008-09-15 | 2010-03-24 | 本特勒Sgl有限责任两合公司 | 用于制造储气罐、特别是机动车用的储气罐的方法 |
DE102008059591A1 (de) * | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Xperion Gmbh | Behälter |
US20120000916A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Composite pressure vessel and method of assembling the same |
US20150292677A1 (en) * | 2012-03-22 | 2015-10-15 | Fives Machining Systems, Inc. | Method of manufacturing a compressed gas cylinder |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR903442A (fr) * | 1943-11-22 | 1945-10-04 | Bouteille soudée en acier destinée à contenir des gaz comprimés, liquéfiés ou dissous sous pression | |
US2744043A (en) * | 1950-01-23 | 1956-05-01 | Fels & Company | Method of producing pressure containers for fluids |
JPS57197125A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-03 | Fumio Usui | Manufacturing method and apparatus of hollow object |
JPH0942596A (ja) * | 1995-08-04 | 1997-02-14 | Kokan Drum Kk | 強化プラスチック容器及びその製造方法 |
JP2005214271A (ja) | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Mitsuboshi Belting Ltd | 繊維補強圧力容器 |
JP2009174554A (ja) | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | タンクの製造方法及びタンク |
US9829153B2 (en) | 2014-09-18 | 2017-11-28 | Spencer Composites Corporation | Composite pressure vessel and method of construction |
-
2017
- 2017-05-18 EP EP17731284.0A patent/EP3458767B1/fr active Active
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-
2021
- 2021-07-26 US US17/385,426 patent/US20210364127A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3282757A (en) * | 1962-12-14 | 1966-11-01 | Structural Fibers | Method of making a filament reinforced pressure vessel |
US3508677A (en) * | 1968-08-20 | 1970-04-28 | Whittaker Corp | Vessel for storing high-pressure gases |
CN1378052A (zh) * | 2001-04-04 | 2002-11-06 | 中国科学院金属研究所 | 正交缠绕的复合高压气瓶 |
FR2923575A1 (fr) * | 2007-11-13 | 2009-05-15 | Michelin Soc Tech | Reservoir de fluide sous pression, methode et appareil pour la fabrication d'un tel reservoir. |
CN101676595A (zh) * | 2008-09-15 | 2010-03-24 | 本特勒Sgl有限责任两合公司 | 用于制造储气罐、特别是机动车用的储气罐的方法 |
DE102008059591A1 (de) * | 2008-11-28 | 2010-06-02 | Xperion Gmbh | Behälter |
US20120000916A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Composite pressure vessel and method of assembling the same |
US20150292677A1 (en) * | 2012-03-22 | 2015-10-15 | Fives Machining Systems, Inc. | Method of manufacturing a compressed gas cylinder |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111336400A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-26 | 山东大学 | 一种高压储氢瓶的内胆及制备方法 |
CN113757550A (zh) * | 2020-06-05 | 2021-12-07 | 麦格纳能源储存系统公司 | 高压容器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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