一種復合容器組件及制造方法技術

一種復合容器組件包括周向連續的壁和端蓋。所述壁包括多個層，并且所述端蓋包括多個臺階。所述多個臺階中的每個臺階與所述多個層中的相應層嚙合。

Composite container assembly and manufacturing method thereof

A composite container assembly includes a circumferential continuous wall and an end cap. The wall comprises a plurality of layers, and the end cover comprises a plurality of steps. Each step in the plurality of steps is meshed with corresponding layers in the plurality of steps.

【技術實現步驟摘要】
一種復合容器組件及制造方法關于聯邦政府資助研究或開發的聲明本專利技術是在政府支持下根據用于ARPA-E低成本混合材料和適形CNG罐制造的DE-AR0000254協議進行的。政府享有本專利技術的某些權利。專利技術背景本公開涉及一種容器組件，并且更具體地涉及一種制造容器組件的無模制固化方法。壓力容器可以用作各種消費者、商業和工業過程的儲存介質（例如，氣體）。為了在給定容積內為任何操作儲存足夠量的氣體，氣體儲存在高壓下。傳統上，壓力容器具有典型的球形或圓柱形設計，其均勻分布密封周邊的應力。不幸的是，這種罐不能有效利用分配的空間。例如，球形容器以約百分之五十二的效率填充立方體空間，并且圓柱形容器以大約百分之七十的效率填充矩形容積。通常符合矩形容積的壓力容器的較新的改進可以相對于真正的矩形容積以約百分之九十的效率來填充該空間。支持高內壓的非球形/圓柱形壓力容器的設計是復雜的，包括可變曲率外表面和用于傳遞機械載荷的內部結構。高適形容器的大尺寸和復雜形狀可能對制造造成挑戰。另外，制造業需要持續提供可靠、高容積、輕質和低成本的結構以及高強度機械性能。專利技術概要一種根據本公開的一個非限制性實施方案的復合容器組件包括：包括多個層的周向連續的第一壁；以及包括多個臺階的第一端蓋，其中所述多個臺階中的每個臺階與所述多個層中的相應層嚙合。除了前述實施方案之外，所述復合容器組件還包括限定腔室的內襯，其中所述壁圍繞所述內襯延伸。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述第一端蓋覆蓋所述內襯的端部。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述第一端蓋是預先模制的。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述第一端蓋由塊狀模塑料（BMC）制成，并且所述第一壁由片狀模塑料（SMC）制成。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述復合容器組件包括與所述第一端蓋相對設置的第二端蓋，所述第二端蓋包括多個臺階，其中所述多個臺階中的每個臺階與所述多個層中的相應層嚙合。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述第一壁圍繞中心線延伸，并且所述多個層中的每個層包括彼此軸向交錯的周向連續的端部。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述復合容器組件包括多個軸向交錯的接縫，其中所述多個軸向交錯的接縫中的每個接縫包括所述多個層中的相應層的端部以及所述多個臺階中的相關聯的臺階，并且其中所述接縫橫向地、軸向地跨越。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述復合容器組件包括圍繞相應的中心線周向延伸的并排對齊的多個內壁，其中第一壁是所述多個內壁中的一個；以及多個內端蓋，每個內端蓋與所述多個內壁中的相應一個相關聯，其中所述第一端蓋是所述多個內端蓋中的一個。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述復合容器組件包括圍繞所述多個內壁延伸的外壁，所述外壁包括多個層；以及設置在所述多個內端蓋上的外端蓋，其中所述外端蓋包括多個臺階，并且所述外壁的所述多個層中的每一個與所述多個臺階中的相應臺階嚙合。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述復合容器組件包括設置在所述相鄰的內壁和所述外壁之間的至少一個聯結帶。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述至少一個聯結帶被預先模制。一種根據另一非限制性實施方案的制造復合容器組件的方法包括：預先模制具有第一和第二臺階的第一端蓋；將所述第一端蓋放置在第一內襯的端部上；用第一壁的第一層覆蓋所述第一內襯的中間部分和所述第一臺階；并且用所述第一壁的第二層覆蓋所述第一層和所述第二臺階。除了前述實施方案之外，所述端蓋由塊狀模塑料（BMC）制成，所述壁由片狀模塑料（SMC）制成。替代地或附加地，在前述實施方案中，當所述第一和第二臺階被所述第一和第二層覆蓋時，所述端蓋被部分地固化。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述方法包括：預先模制具有第一和第二臺階的第二端蓋；將所述第二端蓋放置在第二內襯的端部上；用第二壁的第一層覆蓋所述第二內襯的中間部分和所述第二端蓋的所述第一臺階；并且用所述第二壁的第二層覆蓋所述第二壁的所述第一層和所述第二端蓋的所述第二臺階。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述方法包括用外壁覆蓋所述第一和第二壁。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述方法包括在用所述外壁覆蓋所述第一和第二壁之前，在所述第一和第二壁之間放置預先模制的聯結帶。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述方法包括將所述容器組件放置在模具組件中以進行復合固結。替代地或附加地，在前述實施方案中，所述方法包括將所述容器組件放置在模具組件中以進行復合固化。前述特征和元件可以各種組合非排他性地進行組合，除非另有明確指示。根據以下描述和附圖，這些特征和元件及其操作將變得更為明顯。然而，應理解的是以下描述和附圖意圖在本質上是示例性的而非限制性的。附圖簡述本領域技術人員將從以下對所公開非限制性實施方案的具體實施方式中明白各種特征。具體實施方式的附圖可如下簡述：圖1是根據本專利技術的示例性實施方案的被構造成儲存加壓流體的容器組件的透視圖；圖2是容器組件的多個內襯的分解透視圖；圖3是沿圖1中箭頭3-3的方向觀察的容器組件的剖面圖；圖4是去除外壁和外端蓋以顯示內部細節的容器組件的分解透視圖；圖5是去除外壁以顯示內部細節的容器組件的分解透視圖；圖6是容器組件的容器的透視圖，其中部分被去除以顯示內部細節；圖7是容器的端蓋的透視圖；圖8是容器的局部剖面圖；圖9是制造容器組件的方法的流程圖；和圖10是用于制造容器組件的模具組件的透視圖。具體實施方式通過參考附圖舉例的方式說明了本專利技術的實施方案以及優點和特征。具體實施方式現在參考圖1，如圖所示，容器或罐組件20（也稱為復合容器組件20）的一個示例可以被構造成儲存高壓流體?？梢詢Υ嬖趬毫θ萜鹘M件20內的示例性流體包括但不限于例如壓縮天然氣（CNG）、氫氣、丙烷、甲烷、空氣和液壓流體。容器組件20通?？梢园▋蓚€側面容器22、24和至少一個內部容器26（即所示的三個容器），所述至少一個內部容器26被接合到并設置在側面容器22、24之間。每個容器22、24、26通常可以是細長的，而容器組件20的總體構造通常是矩形形狀，但是從這里的描述可以理解，可以設想其他形狀。進一步設想和理解的是，本公開的一些應用可以包括不處于顯著壓力下并且可以不包括任何內部容器和/或內襯的容器組件20。參考圖2，每個容器22、24、26可以包括相應的內襯28、30、32，每個內襯28、30、32限定用于流體儲存的相應的腔室34、36、38的邊界。每個內襯28、30、32通常可以沿著相應的中心線C延伸，所述中心線C可以基本上彼此平行。每個內襯28、30、32可以包括中間部分40、42、44（即，瓣），所述中間部分40、42、44可以圍繞相應的中心線C周向地且連續地延伸。每個中間部分40、42、44可以在相對軸端開放。中間部分40的開放端可以由內襯28的一對端部46封閉。中間部分42的開放端可以由內襯30的一對端部48封閉，并且中間部分44的開放端可以由內襯32的一對端部50封閉。在一個實施方案中，端部46、48、50（即，端蓋）的形狀可以是大致半球形的。進一步設想和理解的是，內襯28、30、32可采取限定能夠儲存流體的內部腔室的邊界的任何形狀的形式。盡管未示出，但是腔室34、36、38可以與相鄰的腔室流體連通。內襯28、30、32可以是具有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.?一種復合容器組件，其包括：包括多個層的周向連續的第一壁；和包括多個臺階的第一端蓋，其中所述多個臺階中的每個臺階與所述多個層中的相應層嚙合。

【技術特征摘要】
2017.04.07 US 15/4815971.一種復合容器組件，其包括：包括多個層的周向連續的第一壁；和包括多個臺階的第一端蓋，其中所述多個臺階中的每個臺階與所述多個層中的相應層嚙合。2.根據權利要求1所述的復合容器組件，其還包括：限定腔室的內襯，其中所述壁圍繞所述內襯延伸。3.根據權利要求2所述的復合容器組件，其中所述第一端蓋覆蓋所述內襯的端部。4.根據權利要求1所述的復合容器組件，其中所述第一端蓋是預先模制的。5.根據權利要求4所述的復合容器組件，其中所述第一端蓋由塊狀模塑料（BMC）制成，并且所述第一壁由片狀模塑料（SMC）制成。6.根據權利要求1所述的復合容器組件，其還包括：與所述第一端蓋相對設置的第二端蓋，所述第二端蓋包括多個臺階，其中所述多個臺階中的每個臺階與所述多個層中的相應層嚙合。7.根據權利要求1所述的復合容器組件，其中所述第一壁圍繞中心線延伸，并且所述多個層中的每個層包括彼此軸向交錯的周向連續的端部。8.根據權利要求7所述的復合容器組件，其還包括：多個軸向交錯的接縫，其中所述多個軸向交錯的接縫中的每個接縫包括所述多個層中的相應層的端部和所述多個臺階中的相關聯的臺階，并且其中所述接縫橫向地、軸向地跨越。9.根據權利要求1所述的復合容器組件，其還包括：圍繞相應的中心線周向延伸的并排對齊的多個內壁，其中所述第一壁是所述多個內壁中的一個；和多個內端蓋，每個內端蓋與所述多個內壁中的相應一個相關聯，其中所述第一端蓋是所述多個內端蓋中的一個。10.根據權利要求9所述的復合容器組件，其還包括：圍繞所述多個內壁延伸的外壁，所述外壁包括多...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙文平，AE克魯切克，EY孫，
申請(專利權)人：聯合工藝公司，
類型：發明
國別省市：美國,US