一种高效密封的高压IV型瓶密封结构的制作方法

一种高效密封的高压iv型瓶密封结构
技术领域
1.本实用新型涉及高压气体储存设备技术领域，特别是涉及一种高效密封的高压iv型瓶密封结构。


背景技术：

2.目前，高压iv型瓶需解决内胆气瓶密封结构、对密封结构加工精度要求高等问题。目前行业内有多种密封结构用于iv型瓶，虽然已有成功开发案列，但目前的密封结构依旧有泄露的风险，且目前的密封结构对成型工艺和加工精度要求极高，还存在产品稳定性且有较大偏差、成本高的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种高效密封的高压iv型瓶密封结构，以解决上述现有技术存在的问题，只要保证平面的平整度和粗糙度即能满足高效密封条件，对成型工艺和加工精度要求低，成本低结构简单易实现。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种高效密封的高压iv型瓶密封结构，包括内胆、瓶阀座、端塞和密封圈；
6.所述瓶阀座套设于内胆瓶口外部，且与所述内胆一体成型，所述瓶阀座凸出于所述内胆瓶口的座体内部设置有螺纹孔；
7.所述端塞的外壁上由内到外依次为过盈配合部、台肩密封部、外螺纹部和卡接部，所述台肩密封部的轴向台肩面和径向台肩面上分别设置有径向密封槽和轴向密封槽，所述径向密封槽和所述轴向密封槽内均设置有所述密封圈；所述端塞的内部设置有用于与阀门连接的内螺纹孔；
8.所述内胆瓶口的内孔由内到外依次为过盈配合孔和密封孔，所述过盈配合孔的孔径小于所述密封孔，使所述过盈配合孔与所述密封孔之间形成与所述端塞的台肩密封部配合的孔台肩；
9.所述端塞的过盈配合部深入所述内胆瓶口内并与所述过盈配合孔过盈配合连接，带有所述密封圈的所述台肩密封部与所述密封孔的孔内壁和孔底配合实现径向密封和轴向密封，所述外螺纹部则与所述瓶阀座的螺纹孔螺纹连接，所述卡接部卡接在所述瓶阀座的外端面上。
10.优选地，所述过盈配合孔外周的瓶口外壁上设置有一圈环形的限位槽，所述瓶阀座孔腔内端设置有一圈加强环，所述加强环嵌于所述限位槽内，所述加强环上设置有若干漏胶孔。
11.优选地，所述漏胶孔的孔径小于所述加强环宽度的一半，所述漏胶孔在所述加强环上周向均布，所述漏胶孔的数量小于20个。
12.优选地，所述瓶阀座包括座盘和座柱，所述座盘位于所述座柱的内侧，所述座盘一
体成型于所述瓶口外周的内胆外壁上，所述座柱套设于所述瓶口的外部，且所述螺纹孔设置于所述座柱的内孔的孔外端，所述加强环设置于所述座柱的内孔的孔内端。
13.优选地，所述瓶阀座的座柱的外壁上还设置有一圈环形凸起。
14.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
15.1、本实用新型提供的高效密封的高压iv型瓶密封结构，结构简单且易实现，结构上考虑到避免内胆在受内压时因受向外的压力变形导致密封失效的情况，通过平面密封和径向密封能够有效实现高压密封；在滚塑或注塑工艺时，考虑到胶液流动性问题，在加强环上开孔，以保证胶液能够流入到目标位置；在瓶阀座上增加了加强环设计，以保证在受内压时，平面密封位置塑料不发生变形，以保证密封的有效性；
16.2、本实用新型中的高效密封的高压iv型瓶密封结构，只要保证平面的平整度和粗糙度即能满足高效密封条件，其他密封结构则即需要保证平整度、粗糙度，又要保证端塞、瓶阀座、塑料内胆之间的同心度、塑料内胆满料等条件，相对于其他密封结构本实用新型结构更为简单易实现。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型中高效密封的高压iv型瓶密封结构的结构示意图；
19.图2为本实用新型中瓶阀座的结构示意图；
20.图3为本实用新型中瓶阀座的立体结构示意图；
21.图4为本实用新型中端塞的结构示意图；
22.图5为本实用新型中端塞的立体结构示意图；
23.图6为本实用新型中内胆瓶口的结构示意图；
24.图中：1-内胆、11-内胆瓶口、12-过盈配合孔、13-密封孔、14-限位槽、2-瓶阀座、21-螺纹孔、22-加强环、23-漏胶孔、24-座盘、25-座柱、26-环形凸起、3-端塞、31-过盈配合部、32-台肩密封部、33-外螺纹部、34-卡接部、35-径向密封槽、36-轴向密封槽、4-密封圈。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.本实用新型的目的是提供一种高效密封的高压iv型瓶密封结构，以解决现有技术存在的问题。
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
28.本实施例中的高效密封的高压iv型瓶密封结构，如图1-图6所示，包括内胆1、瓶阀
座2、端塞3和密封圈4；
29.瓶阀座2套设于内胆瓶口11外部，且与内胆1一体成型，瓶阀座2凸出于内胆瓶口11的座体内部设置有螺纹孔21；内胆1采用滚塑或注塑工艺成型，在成型过程中，将瓶阀座2放入特定模具中，滚塑或注塑完成后，内胆1即与瓶阀座2相连接；
30.端塞3的外壁上由内到外依次为过盈配合部31、台肩密封部32、外螺纹部33和卡接部34，台肩密封部32的轴向台肩面和径向台肩面上分别设置有径向密封槽35和轴向密封槽36，径向密封槽35和轴向密封槽36内均设置有密封圈4；端塞3的内部设置有用于与阀门连接的内螺纹孔；
31.内胆瓶口11的内孔由内到外依次为过盈配合孔12和密封孔13，过盈配合孔12的孔径小于密封孔13，使过盈配合孔12与密封孔13之间形成与端塞3的台肩密封部32配合的孔台肩；
32.端塞3的过盈配合部31深入内胆瓶口11内并与过盈配合孔12过盈配合连接，带有密封圈4的台肩密封部32与密封孔13的孔内壁和孔底配合实现径向密封和轴向密封，外螺纹部33则与瓶阀座2的螺纹孔21螺纹连接，卡接部34卡接在瓶阀座2的外端面上。
33.本实施例中，端塞3与瓶阀座2之间通过螺纹机械连接，且通过轴向和径向两道密封，保证气体不泄露；端塞3与内胆1之间有过盈配合(过盈率小于塑料内胆1材质线弹性阶段最大形变值)，进一步提高塑料内胆1、瓶阀座2、端塞3的整体性；在气瓶装有气体时，气瓶有向外膨胀的趋势，会使瓶阀座2外侧和向外周膨胀，在此情况下，内胆1和端塞3之间的密封圈4会被压紧，所受力越大、压的就越实，密封效果就越好；即使发生泄露，径向密封提供第二道保护，进一步提高气密能力；因为是内胆1与端塞3之间平面密封，只要保证密封面平整且料充足，即能满足密封的要求；此结构对阀座同心度和端塞3加工进度要求低，能够进一步提高气瓶性能的一致性。
34.于本具体实施例中，端塞3的外螺纹与瓶阀座2螺纹匹配，端塞3的内螺纹可用1.125、1.25、1.5、2英寸螺纹，根据与内螺纹连接的阀门尺寸可定。
35.于本具体实施例中，过盈配合孔12外周的瓶口外壁上设置有一圈环形的限位槽14，瓶阀座2孔腔内端设置有一圈加强环22，加强环22嵌于限位槽14内，加强环22上设置有若干漏胶孔23；加强环22的设置能够避免密封圈4平面密封时端塞3与内胆1间发生较大位移，为内胆1平面密封面提供支持力，避免变形；瓶阀座2设计时考虑了滚塑或注塑时胶液流动问题，在加强环22上增加漏胶孔23，有利于胶液流通，提高产品的成型合格率。漏胶孔23的直径小于加强环22宽度的一半，以保证加强环22的强度；漏胶孔23在加强环22上周向均布，漏胶孔23的数量小于20个，避免影响加强环22强度。
36.于本具体实施例中，瓶阀座2包括座盘24和座柱25，座盘24位于座柱25的内侧，座盘24一体成型于内胆瓶口11外周的内胆1外壁上，座柱25套设于内胆瓶口11的外部，且螺纹孔21设置于座柱25的内孔的孔外端，加强环22设置于座柱25的内孔的孔内端。瓶阀座2的座柱25的外壁上还设置有一圈环形凸起26。在纤维缠绕时纤维将环形凸起26覆盖，增强纤维纵向的拉紧效果，使内胆1整体与纤维层在受力情况下整体变形，不产生瓶阀座2、内胆1和端塞3的相对位移。
37.于本具体实施例中，内胆1为hdpe高密度聚乙烯材质或pa尼龙；瓶阀座2和端塞3为4130x合金钢或316l合金钢或t6061铝合金材质。密封圈4为丁腈橡胶或其他高压密封材质。
38.本实施例中的高效密封的高压iv型瓶密封结构的制作工艺，包括以下步骤：
39.1)单独加工好瓶阀座2和端塞3，备用；
40.2)在滚塑或注塑内胆1时，将瓶阀座2放入到滚塑或注塑固定摆放位置处，进行滚塑或注塑；
41.3)滚塑或注塑过程中，通过瓶阀座2与模具间的缝隙以及瓶阀座2上均布的漏胶孔23保证了内胆1与瓶阀座2结合处的注胶饱和度，从而保证了内胆1与瓶阀座2注塑成型后的结构强度及密封效果；
42.4)成型后，对内胆1进行车销，保证密封孔13处密封面的平整度和光洁度；
43.5)在端塞3台肩密封部32的径向密封槽35和轴向密封槽36内装好密封圈4，安装至带瓶阀座2的内胆1上，实现高效密封iv型瓶内胆1制造。
44.本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的工艺及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种高效密封的高压iv型瓶密封结构，其特征在于：包括内胆、瓶阀座、端塞和密封圈；所述瓶阀座套设于内胆瓶口外部，且与所述内胆一体成型，所述瓶阀座凸出于所述内胆瓶口的座体内部设置有螺纹孔；所述端塞的外壁上由内到外依次为过盈配合部、台肩密封部、外螺纹部和卡接部，所述台肩密封部的轴向台肩面和径向台肩面上分别设置有径向密封槽和轴向密封槽，所述径向密封槽和所述轴向密封槽内均设置有所述密封圈；所述端塞的内部设置有用于与阀门连接的内螺纹孔；所述内胆瓶口的内孔由内到外依次为过盈配合孔和密封孔，所述过盈配合孔的孔径小于所述密封孔，使所述过盈配合孔与所述密封孔之间形成与所述端塞的台肩密封部配合的孔台肩；所述端塞的过盈配合部深入所述内胆瓶口内并与所述过盈配合孔过盈配合连接，带有所述密封圈的所述台肩密封部与所述密封孔的孔内壁和孔底配合实现径向密封和轴向密封，所述外螺纹部则与所述瓶阀座的螺纹孔螺纹连接，所述卡接部卡接在所述瓶阀座的外端面上。2.根据权利要求1所述的高效密封的高压iv型瓶密封结构，其特征在于：所述过盈配合孔外周的瓶口外壁上设置有一圈环形的限位槽，所述瓶阀座孔腔内端设置有一圈加强环，所述加强环嵌于所述限位槽内，所述加强环上设置有若干漏胶孔。3.根据权利要求2所述的高效密封的高压iv型瓶密封结构，其特征在于：所述漏胶孔的孔径小于所述加强环宽度的一半，所述漏胶孔在所述加强环上周向均布，所述漏胶孔的数量小于20个。4.根据权利要求2所述的高效密封的高压iv型瓶密封结构，其特征在于：所述瓶阀座包括座盘和座柱，所述座盘位于所述座柱的内侧，所述座盘一体成型于所述内胆瓶口外周的内胆外壁上，所述座柱套设于所述内胆瓶口的外部，且所述螺纹孔设置于所述座柱的内孔的孔外端，所述加强环设置于所述座柱的内孔的孔内端。5.根据权利要求4所述的高效密封的高压iv型瓶密封结构，其特征在于：所述瓶阀座的座柱的外壁上还设置有一圈环形凸起。

技术总结
本实用新型公开了一种高效密封的高压IV型瓶密封结构，包括内胆、瓶阀座、端塞和密封圈；结构上考虑到避免内胆在受内压时因受向外的压力变形导致密封失效的情况，通过平面密封和径向密封能够有效实现高压密封；在滚塑或注塑工艺时，考虑到胶液流动性问题，在加强环上开孔，以保证胶液能够流入到目标位置；在瓶阀座上增加了加强环设计，以保证在受内压时，平面密封位置塑料不发生变形，以保证密封的有效性；只要保证平面的平整度和粗糙度即能满足高效密封条件，其他密封结构则即需要保证平整度、粗糙度，又要保证端塞、瓶阀座、塑料内胆之间的同心度、塑料内胆满料等条件，相对于其他密封结构本实用新型结构更为简单易实现。密封结构本实用新型结构更为简单易实现。密封结构本实用新型结构更为简单易实现。


技术研发人员：李明 蒋敏 郭永智
受保护的技术使用者：中材科技（苏州）有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/8/26