專利名稱：流體容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力流體容器。
這種如用于貯存和分配各種用途的二氧化碳的容器是公知的。這些容器在某些方面存在有缺點(diǎn)，缺點(diǎn)中的一部分已在相關(guān)參考文獻(xiàn)PCT專利申請NO.WO82/03441中公開。雖然人們相信在申請WO82/03441中所述的發(fā)明方案已克服了現(xiàn)有技術(shù)中的某些缺點(diǎn)，但現(xiàn)在人們也相信這些設(shè)計方案還可在多方面進(jìn)行較大的改進(jìn)。
因此，本發(fā)明提供一種壓力流體容器，該容器包括一個通過一個閉合元件密封的管狀元件，上述元件通過徑向向外作用在閉合元件上的流體壓力而連接在一起。
根據(jù)本發(fā)明還提供一種壓力流體容器，該容器包括一個通過一閉合元件而密封的管狀元件。所述的閉合元件具有一通常軸向延伸到管狀元件內(nèi)部的管狀部分，在閉合元件和管狀元件之間至少形成一個圓周空間，該空間與容器內(nèi)部隔開，并至少具有一個從該空間通向容器外部的通道。
容器最好有一個降壓安全裝置，它至少是以通常軸向排列的容器內(nèi)壁的易碎壁部分形式存在。當(dāng)容器內(nèi)的壓力超過安全極限時，所配置的壁部分被打碎。因此該安全裝置保護(hù)了管狀元件與閉合元件之間的密封，防止最終事故的發(fā)生。這樣安排的本發(fā)明可稱為上述兩元件之間的“壓力活動安全連接”。
通過本發(fā)明的安排，在沒有由于換算影響而產(chǎn)生所不希望的近似值的條件下，對于安全裝置有可能更接近模擬管狀元件，換算影響容易出現(xiàn)已知的使安全裝置爆炸的現(xiàn)象。
本發(fā)明可適用于再裝填或非再裝填的流體容器。
內(nèi)壁最好位于閉合元件的管狀部分上面，這樣，在易碎壁部分和管狀元件之間構(gòu)成一個間隙，在管狀元件上至少帶有一個從該間隙通到容器外面的通氣孔或通道。所述的管狀件可以是圓柱形的，最好所述的內(nèi)壁直徑與該管狀元件的直徑相同，以便更精密地模擬壓力下的管狀元件的性能。
管狀元件的材料可與閉合元件的材料相同，如塑料或金屬，閉合元件的材料也可與管狀元件的材料不同。閉合元件可以通過例如摩擦焊接永久地附加到管狀元件上，或通過機(jī)械方法連接到管狀元件上。
在本發(fā)明的一個實例中，閉合元件的管狀部分一般與管狀元件是同軸的，并且至少有一個定位區(qū)，該區(qū)的壁厚(對于塑料來說約2.5～3.5mm，對金屬約1～2mm)比管狀部分的其他部分要薄。這樣，在流體容器內(nèi)部壓力增加的情況下，薄壁部分(易碎壁部分)有可能向管狀元件和所述的管狀部分之間的環(huán)形間隙膨脹，一直至破碎為止，并使壓力(和來自該容器的流體)排到大氣中。
閉合元件可有一個頭部(該閉合元件可帶有該頭部的圓頂)，該頭部包括一個閥，例如提升或懸浮微粒閥，或者所述頭部可由包括一個易碎壁代替，該壁被設(shè)計成為排出內(nèi)裝物而穿破的形式(例如以發(fā)火花的燈泡方式)。
閉合元件可允許選擇使用不同類型閥門或易碎壁的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，并對可再裝填和不可再裝填的容器來說使用同樣工具。
閉合元件可有一連到所述管狀部分的環(huán)形肩部(例如通過焊接)，在管狀部分形成一個臺階，因此萬一在肩部從管狀部分脫開時，用于制止閉合元件被推出管狀元件之外。
管狀元件可帶有一個用于將閉合元件夾持到管狀元件上的環(huán)狀凸緣，或管狀元件可被鍛壓或卷曲到閉合元件上。閉合元件可擰到管狀元件上。
閉合元件可通過具有傾斜邊緣的鎖定或夾持環(huán)夾持到管狀元件上，該傾斜邊緣與位于閉合元件上的傾斜凸圓相嚙合匹配。凸圓相對徑向平面的角度為5°至50°，最好在10°至30°之間，例如相對所述的徑向平面的角度為20°至25°。夾持環(huán)可用一個位于管狀元件上、與它的開口端有一定距離的內(nèi)部槽進(jìn)行密封，閉合元件可通過一個鎖定環(huán)上的“楔”作用阻止從管狀元件脫開。
閉合元件的管狀部分最好在一端，以便安裝用于閉合元件與管狀元件之間密封的圓周密封裝置(通常是以O(shè)-形密封環(huán)的形式)。
閉合元件可能包括一個帶有內(nèi)金屬襯里的外殼(例如用塑料制成)。外殼的一個或多個部位可移動，以便在襯里和管狀元件的壁之間產(chǎn)生一個或多個間隙。這樣在壓力下，金屬襯可膨脹到外殼中的一個或多個間隙中，直到襯里破裂使壓力經(jīng)過所述間隙或通到容器外部間隙的通道排出為止。
閉合元件可帶有一簡單結(jié)構(gòu)的閥(例如懸浮微粒閥)。閉合元件可加工成形以便安裝閥門元件(例如閥門的提動頭)，彈簧裝置和一個夾持板(閉合元件包括有一個內(nèi)襯，該襯可起夾持板的作用)，該閥門另件從閉合元件內(nèi)部引伸到位。這樣閉合元件本身可具有一閥門外殼。與一般設(shè)計相比較，帶有這種閥門的成本大大降低。另外，比較容量的容器根據(jù)閥門設(shè)計可制造成較短的總長度。
容器可以是標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，并依據(jù)各種予選的管狀元件和包括不同閥門或壓力安全元件的兩部分閉合元件進(jìn)行裝配。
按照本發(fā)明還提供一種壓力流體容器，該容器包括一個管狀元件和一個閉合元件;其中閉合元件包括一個具有選定尺寸孔的可替換的閥門塞，和一個當(dāng)容器內(nèi)部的壓力超過最低限度時用于破碎的前部，閥門塞適于封閉破碎的前部，以控制容器內(nèi)裝物的排放。
另一方面，發(fā)明提供一種壓力流體容器，包括一個裝有閉合元件的管狀元件，該容器帶一個以至少一易碎壁部分形式存在的減壓安全裝置，該易碎壁部分通常位于容器軸向排列的內(nèi)壁上，在容器內(nèi)部的壓力超過予定的安全極限時，易碎壁部分破碎。
流體容器的其它優(yōu)點(diǎn)從以下的詳細(xì)說明中可明顯看出。本發(fā)明所述的流體容器方案，結(jié)合簡單附圖僅以實施例的方式加以說明。


圖1為容器第一實例剖視圖;
圖2為圖1Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖;
圖3為類似圖1的、容器第二實例的剖視圖;
圖4為容器第三實例的半剖視圖;
圖5為容器的第四實例剖視圖;
圖6為本發(fā)明第五實例的剖視圖;
圖7為容器的第六實例，并表示出通過摩擦焊接方法將閉合元件連接到容器的管狀部件上的方法;
圖8表示一種改進(jìn)的容器。
附圖1和2表示一種流體容器1，它包括一個被一個底部(位于圖1的右端)和一個閉合元件3(位于圖1的左端)密封的容器體或管狀元件2。
管狀元件2和閉合元件3通常都是圓柱形的。閉合元件3有一個在管狀元件2內(nèi)部延伸一定長度的，例如約元件長度的五分之一的管狀部分3a。閉合元件3有一個使用時通常向上的圓頂3b，圓頂3b帶一個安裝有中心定位的提升閥或懸浮微粒閥4，閥4沿管狀元件2的軸線X-X排列。閉合元件3上的環(huán)狀肩部3c位于圓頂3b和管狀部分3a的結(jié)合處，在本例中，例如通過摩擦焊接將肩部3c焊接到管狀元件2的環(huán)形端面2e的方法，將肩部3c永久性地連接到管狀元件2上。
從圖1和圖2中顯示看出，在管狀部分3a和管狀元件2之間限定一個環(huán)形間隙G。在本例中，管狀元件2和閉合元件3都是用金屬合金制成的，但它們其中的一個或兩個最好用高強(qiáng)度塑料或金屬涂層塑料制成。管狀部分3a的局部區(qū)域R的厚度被減小(見圖2)，并設(shè)計成使在特定的安全壓力時局部區(qū)域R破裂，允許流體通過由三個等角分布的徑向孔5形成的通道，從容器1排放到大氣中，徑向孔5將環(huán)形空間G與大氣相通。閉合元件的彈性模數(shù)最好明顯地低于管狀元件的彈性模數(shù)，以致徑向向外的壓力驅(qū)使元件壓在一起。另外，管狀部分3a在遠(yuǎn)離它的肩部3c的端部帶有一個環(huán)狀末端肩部S形式的加厚部分，以便安裝一個用于密封管狀元件2內(nèi)部的O-形環(huán)。這樣，閉合元件3具有一與管狀元件2同軸的內(nèi)壁W，并具有一個易碎壁部分R。在這個例子中，壁R的厚度為1-2mm，并設(shè)計成大約在2250P.S.i.g(15513kpa)時破裂，管狀元件2的破裂壓力大約為3000p.s.i.g(20684kpa)。
當(dāng)流體使用容器1時，內(nèi)壁W處于壓力之下，而且由于壓力增加，易碎壁部分R越來越向外膨脹，進(jìn)入到環(huán)狀間隙G。易碎壁部分R設(shè)計成在它與管狀元件2的內(nèi)部有效地接觸或支承之前破裂(即在移動到環(huán)狀間隙G之前)。環(huán)狀間隙G通常處于同樣壓力如周圍大氣壓力下，這樣由內(nèi)壁W提供的降壓裝置摸擬管狀元件2的圓柱壁2b。所述的這種安排提供了一個非常簡單的安全裝置，該裝置在比較有真實代表性的圓柱壁2b上的壓力情況下運(yùn)行。另外有利的是，肩部3c和邊緣2a之間的焊接破壞時，閉合元件3也不能被推進(jìn)到管狀元件2之外(象炮彈那樣)，因為在管狀元件2上面靠近邊緣2a處有一個向內(nèi)凸臺L，它將與安裝有O-形密封環(huán)的環(huán)狀肩部S相嚙合，并將其夾持住(如閉合元件3沿軸線X-X被推進(jìn)到圖1的左端)。雖然上述圖1中所示的實例帶有一個易碎壁部分R的內(nèi)壁W，但可有許多上述的易碎壁部分，按照一定角度分布在軸線X-X的周圍，在一個實例中，提供三個等角度分布的易碎壁部分。有許多易碎壁部分并附加有一組等角分布的徑向排氣孔5，允許氣體從容器中以某一種控制速率和一種能使噴射作用力減小的多向方法排出。
環(huán)狀間隙G和排出孔5可以這樣設(shè)計，環(huán)狀間隙G中的流體壓力基本上維持在一定值之上，當(dāng)?shù)陀诖藟毫χ禃r，排出的流體可能形成固相，例如對二氧化碳液體來說，間隙G中的壓力大于60.4p.s.i.g(416kpa)，所以固態(tài)二氧化碳不能形成(固態(tài)可能堵塞排氣孔使壓力不能釋放)。這樣，上述實例不需高價的黃銅閥體和破碎盤部件，為更加安全，易碎部分R和閉合元件的管狀部分3a更加模擬圓柱壁2b。實際上，流體容器1在具有O-形環(huán)(圓形密封裝置)的它的長度部分上面為雙壁，圓形環(huán)用于閉合元件3和管狀元件2之間的流體密閉密封，環(huán)狀間隙G允許易碎壁部分R的空間在沒有過度擠壓在圓柱壁2b上的情況下膨脹和破碎。如圖2所示，易碎壁部分R可通過在內(nèi)壁W上提供一個平面而產(chǎn)生，但很清楚，也可提供許多其他形式的易碎壁部分(例如內(nèi)壁W開槽，頸縮或其他使局部變薄或消弱的方法都可提供)。因為如前所述的單一的減壓安全裝置可有效地取代所述的三個減壓安全裝置，例如前面提到的申請WO82/03441中，當(dāng)不排除在直徑達(dá)100mm或更大的容器中使用時，閉合元件可有利地被加工成某尺寸如直徑為17mm。
另外，它基本上是兩部分(通常是管狀元件2和閉合元件3)，這也是如圖1和圖2所述的容器設(shè)計的一個重要優(yōu)點(diǎn)。容器的這種雙部件結(jié)構(gòu)(不是一個構(gòu)件整體構(gòu)成容器)在設(shè)計中為達(dá)到更多的功能是允許的。如圖1所示，閉合元件3的圓頂3b安裝一個提升閥4，它的各種另件從圓頂?shù)膬?nèi)部插入到圓頂3b的頭部H。這樣可用少量部件和廉價的方法提供很簡單的閥門結(jié)構(gòu)。提升閥4與頭部H成一整體，結(jié)果頭部H本身為閥門提動頭4a提供一個外殼。提動頭4a安裝在一由螺旋壓力彈簧4c彈性加載的接收罩4b中，壓力彈簧4c與在頭部H上構(gòu)成的閥門座4d相接觸。彈簧4c以從圖1和其它附圖(見如圖6)可看出的方式支承在保持板4e上。
容器1的設(shè)計可以改進(jìn)，如閉合元件3可機(jī)械地與管狀元件2相連接而不是用焊接方法連接，提升閥4可用其它閥門裝置代替，如據(jù)容器的應(yīng)用采取易碎壁部分代替。
另外，圖3所示為本發(fā)明的第二實例，其中提升閥4可用厚度約1mm的易碎部分Z代替，為排放容器1’的內(nèi)裝物，該部分可用一刺破針(未示出)刺破。
另外，閉合元件3’通過一壓制的連接凸緣2’a(或另外一種不同形式的連接凸緣2’b)連接到管狀元件2’上，連接凸緣與閉合元件3的外部圓周上的凸出部分相連接。凸緣2’a向內(nèi)彎曲并向上折迭，凸緣2’b向內(nèi)折迭。閉合元件3可通過各種方法的任一種如折曲或擠壓連到管狀元件2上。凸緣的密封依靠凸緣(2’a，2’b)的變形，因此要求在碎裂或破碎約7%長度之前，最好是10%或更多一些，位于凸緣區(qū)域的管狀元件2’材料延伸，以便利于凸緣密封工作。在此實例中，環(huán)狀間隙G的徑向?qū)挾葹?.25mm，閉合元件3’的管狀部分長度為30mm。
圖4為本發(fā)明第三實例，其中閉合元件3’’用高沖擊塑料制成，管狀元件2’’用金屬合金制成。在此實例中，閉合元件3’’插入到管狀元件2’’的開口端，管狀元件引入一個壓模，將管狀元件2’’牢固地壓入閉合元件3’’上。四個圓周隔開軸向延伸的排氣孔槽V與環(huán)形間隙G’’相連通，如圖所示，在閉合元件3’’的內(nèi)壁部分W的外部具有一加厚帶B，并在管狀圓柱元件2’’壁2’’b內(nèi)部的內(nèi)凹部分D處銜接。
圖5為本發(fā)明的第四實例，其中閉合元件203被擰入管狀元件202中，軸向排氣孔槽V圍繞容器201軸線間隔分布，如圖所示，并與環(huán)狀間隙相連通。一個破裂圓頂204(最好與閉合元件203模鑄)代替提升閥4(如圖1所示)，一個尾部限制器或插頭205從圓頂204內(nèi)部被插到如圖所示位置。這就提供一種比提升閥便宜的另一方案，通過選擇具有不同排氣孔尺寸的限制器可提供不同的流動速率。
圖6為本發(fā)明第五實例，它包括上述各種實例的發(fā)明特性。如圖所示，閉合元件403基本上是由二個部件組成，即一個外部塑料管狀殼404和一個可以簡單的低成本沖壓制造的內(nèi)部金屬襯405。閉合元件403被引入到一個合金的管狀元件402中，并通過一閉鎖環(huán)γ將其定位。閉合元件403軸向地插入到如圖所示位置之外的管狀元件402內(nèi)部。然后一個最好是剖分金屬環(huán)的閉鎖環(huán)γ插入到管狀元件402的開口端，當(dāng)它進(jìn)入到管狀元件402的內(nèi)槽后，將閉鎖環(huán)向外張開，以便安放在槽中。這樣閉合元件403可以沿軸向從管狀元件402向外移動，直到其上面的成一定角度的凸緣靠上閉鎖環(huán)γ鈄邊緣為止。因此閉鎖環(huán)γ起到防止閉合元件403進(jìn)一步向外軸向運(yùn)動的楔的作用。凸緣的角度與閉鎖環(huán)γ邊緣的角度相匹配，這個角度相對垂直面(徑向平面)最好為25°，但可以在5°至50°之間。閉鎖環(huán)γ距管狀元件402的開口端一定距離，管狀元件402的圓柱壁的這個長度提供了一個防止塑料膨脹的附加載荷承受元件，以便分擔(dān)該載荷。閉合元件403的彈性模數(shù)最好約為管狀元件402的1/7。在此實例中，閉合元件403具有一提升閥406，在閉合元件403的內(nèi)壁W周圍，不存在構(gòu)成所有通道的連續(xù)環(huán)狀間隙G。而間隙407是通過局部切除一部分閉合元件殼404的塑料面積形成的，以這種方法，在高壓情況下，位于間隙407下面的金屬襯405的面積允許向間隙407膨脹，直至它破裂，使壓力經(jīng)過4個等角度分布的與間隙407和大氣相連通的槽V排放到大氣中。有利的是，在這個實例中，由于閉合元件的塑料外殼通過襯405防止直接流體壓力而進(jìn)行保護(hù)，所述的塑料材料可采用低等便宜的品種(即該塑料不需高強(qiáng)度塑料)。
圖7為流體容器501的第六個實例，它包括一個用金屬制成的主體或管狀元件502，它的第一端由一個底部密封，而第二端由一個塑料制成的閉合元件503密封。管狀元件502的第二端的內(nèi)側(cè)通過如一組槽502’的方式變得不平滑。典型的槽502′的深度為0.8mm，寬度為1.2mm，間距為1.6mm。閉合元件503具有一個管狀部分503a，它的相當(dāng)大的一部分位于管狀元件502的內(nèi)部。管狀部分503a具有一個安裝在管狀元件502內(nèi)部的內(nèi)端，該端帶有一具有槽的環(huán)狀端肩部S，槽中安裝一個用于密封管狀元件502內(nèi)部的O-形環(huán)。管狀部分503a的外端安裝在具有一個如0.6mm阻礙物的管狀元件502的外側(cè)，并有帶有一個頭部H的圓頂503b，在頭部中央沿管狀元件502的軸線安裝有提升閥或懸浮微粒閥504。帶有一個法蘭的另一個環(huán)狀肩部506在位于圓頂503b遠(yuǎn)離頭部H處形成。環(huán)狀間隙G限定在管狀部分503a和管狀元件502之間。間隙G的一端用帶有圓形環(huán)的肩部S密封，并通過排氣孔505與大氣相通。每個排氣孔505都是由一個與位于肩部506法蘭內(nèi)部、并與大氣相連的徑向排氣槽相連的軸向排氣槽組成。徑向槽的橫截面積要比相對應(yīng)的軸向槽的橫截面積明顯的小，因此它們起到瓶口狹道的作用，這樣使長軸向槽內(nèi)的壓力增高，以防止二氧化碳變成固態(tài)，如前所述。在典型例子中，當(dāng)徑向槽的深度約為0.3-0.5mm，寬度約為0.3-0.5mm時，軸向槽的深度可約為1.5mm，寬度約為2mm。自然，橫截面積取決于某一特定實例中的槽的數(shù)量和在容器中所存儲的氣體。管狀部件503a的局部區(qū)域R具有減小的厚度，并設(shè)計成在如前所述的特定的安全壓力下破裂。管狀元件502和閉合元件503最好通過超聲波振動方法連接到一起，這種方法使閉合元件503的塑料材料部分熔化或再成型，結(jié)果流入到槽502’中并在那里凝固?？蛇m用的機(jī)器可從如Megasonics s.A(法國)的子公司Forward Ultrasonics有限公司和Herfurth Gmbh(聯(lián)邦德國)的子公司Herfurth Uk有限公司得到。機(jī)器的速率為2-3KW，合適的頻率約為20KHZ，保持最大壓塑力的時間約1秒。機(jī)器的振動傳送元件工作時壓在肩部506上。另一種方案是加熱管狀元件502的開口端如用感應(yīng)加熱、火焰噴射、激光、或在烘箱中將其加熱到塑料熔點(diǎn)之上，然后將閉合元件503壓入到管狀元件502中。另外一種可能性是將管狀元件502加熱到例如500℃，使閉合元件503冷卻到例如-500℃，將兩個元件放在一起，使熱管狀元件502在冷閉合元件503上收縮，這樣使進(jìn)入槽中的塑料部分熔化和再變形。
至少管狀元件或閉合元件之一可以是另外一種材料，如塑料，或用一種在室溫或加熱時是軟的材料如塑料涂覆，使元件變形為以致連接元件。代替螺旋連接可另外通過一種裝置，例如一個或多個肋或突起物。肋或突起物可以是鋸齒形，并可位于管狀元件內(nèi)部，和(或)閉合元件外部。它們的排列最好通過選擇節(jié)距或其他方法，具有小的棘輪效應(yīng)，即直到元件幾乎完全回復(fù)原位以前，齒端部并沒有正常嚙合，以避免齒端部經(jīng)度磨損在一個實例中，閉合元件可加熱到100℃歷經(jīng)15分鐘，最后浸在沸騰的水中。
O-形環(huán)遠(yuǎn)距離地安裝在閉合元件503中，以避免對附近加熱的管狀元件和(或)閉合元件的有害影響。
在本發(fā)明的上述實例中，有一個可以以一個單一圓周空間或許多圓周空間形式存在的間隙G，該圓周空間通過適當(dāng)?shù)呐艢饪着c大氣相連通，并位于被帶有O-形環(huán)的環(huán)狀端肩S密封的內(nèi)端。排氣空間G促進(jìn)了較大壓力差(例如在CO2情況下為50μpa)的產(chǎn)生，結(jié)果容器內(nèi)部的較大壓力徑向向外作用在閉合元件的管狀部分上，該元件改進(jìn)了密封，并產(chǎn)生一種情況，其中容器中的較大壓力試圖使它破裂，除了較硬處本身夾持在一起以外，因為這個壓力改進(jìn)了管狀元件和閉合元件不光滑的內(nèi)表面之間的密封或連接。這個實例使上述的變薄部分起壓力破裂膜的作用。
在前所述的實例中，沒有一個排氣孔穿過閉合元件的端壁，有利的是不需要一個頂罩(如在申請WO82/03441中所述的方案)用于防止降壓閥的老化。排除頂罩的需要，這減少了產(chǎn)品的總成本和重量，并增加可靠性。排氣孔的橫截面積是這樣的，當(dāng)易碎內(nèi)壁部分破裂時，位于管狀部分和管狀元件之間的間隙中的壓力基本保持在60.4p.s.i.g(415kpa)以上，即低于此壓力時固態(tài)CO2可能形成，這樣避免了由于存在固態(tài)物質(zhì)而使排氣孔堵塞的可能。
上述全部容器的有利方面是可以采用單一的雙級合乎標(biāo)準(zhǔn)的試驗。在最小的破裂壓力為3000p.s.i.g(20684kpa)的容器情況下，合乎標(biāo)準(zhǔn)的試驗通常是在2000p.s.i.g(13790kpa)下進(jìn)行的。這樣首先以2000p.s.i.g(20684kpa)的內(nèi)部壓力對容器試驗，并用500p.s.i.g(3447kpa)的偏置壓力作用到內(nèi)壁和容器壁之間的環(huán)狀間隙中(通過排氣孔)。因此，內(nèi)壁試驗為1500p.s.i.g(10342kpa)的壓力差。然后偏置壓力增加到2000p.s.i.g(1370kpa)，這就對容器壁進(jìn)行了檢驗，因此容器可完全符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗。
在上述實例情況下，容器裝入物的過剩壓力通過易碎部分破裂降壓，它使裝入物通過通道和排氣孔相對緩和地降低壓力。在一個最佳方案中有兩個排氣孔，它們相互徑向?qū)χ靡缘窒幌Ｍ械膰娚渥饔?。在某些方案中，排氣孔的設(shè)計使圓柱體的內(nèi)裝物相對緩慢地排出，例如300克的內(nèi)裝物采用大約每秒10-20克的速率。然而，這種速率在惡劣情況下如圓柱體起火時并不夠迅速，在此情況下壓力提高到危險程度，并可能引起容器爆炸。
圖8所示為一種改進(jìn)裝置，該裝置試圖解決這個問題。圓柱體頭部包括一個安裝有閥門提動頭604和閥門彈簧605的小腔，和一個其中安裝閥門塞606的較大腔，閥門塞606通過兩個咬接的隆起物607被夾持。閥門塞包括軸向和徑向縫槽，以便于迅速重新裝填和通氣。最接近圓柱體頂部的較大腔的(左手)端有一銳角608，它傾鈄地與圓柱的聯(lián)軸器螺紋611下端的切去部分的銳角609相對準(zhǔn)。當(dāng)圓柱處于壓力作用時，銳角引起應(yīng)力集中，應(yīng)力集中造成初始裂紋。其它任何引起應(yīng)力集中導(dǎo)致產(chǎn)生初始裂紋的裝置均可選擇使用。
在使用中的一種極端情況下，如果圓柱部分的易碎部件破碎但又不能迅速降低足夠氣體的壓力，那么頸狀物將沿著角608和609之間的裂紋破裂。這將導(dǎo)致閥門塞606受到一個圖中向左的較大力(典型力為2500N)，將它移動到緊靠圓頂內(nèi)壁612。在此位置，使圓柱再裝填的徑向縫槽613被堵塞。這樣，容器的內(nèi)裝物可以只通過小的軸向排放孔614排出，它的尺寸由所選擇的排放速率選定。例如，它的典型直徑為0.6-1.5mm，允許的排放速率為30-180克/秒。
當(dāng)然，圓柱頭部的圓頂部分在破裂之后將很快被排除，但能量是很小的，因為它只是由于包含在閥門塞法蘭左面(在圖中)空隙中的較少量容積氣體。釋放的能量可以是20焦耳，如果圓柱失效爆炸，所釋放出的能量相當(dāng)于14000焦耳。隨后緩慢安全排放氣體使容器排空。
圖8所述實例對其它情況也進(jìn)行保護(hù)。例如當(dāng)圓柱被擰到一個設(shè)備的座上時(例如壓力飲料接合器或輪箍)，一個偶然大的橫向力可使未保護(hù)的圓柱產(chǎn)生危險的損壞。采用本實例頸狀物可少量控制角608和609之間的破裂，局部控制氣體迅速排放(如上述20焦耳能量)，隨后基本上是安全排放。
權(quán)利要求
1.一種壓力流體容器，包括一個由閉合元件密封的管狀元件，所述的閉合元件帶有一個通常軸向延伸到管狀元件內(nèi)部的管狀部分，在閉合元件和管狀元件之間至少形成一個圓周空間，該空間從容器內(nèi)部密封，并至少有一個從空間通向容器外部的排氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征是圓周空間從容器內(nèi)部通過在靠近容器底部一端的一個圓周密封裝置密封，并且從外部除排氣孔外，通過閉合元件和管狀元件之間的容器頂端的一種連接密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體容器，包括以至少一個管狀部分的一個易碎壁部分形式存在的降壓安全裝置，所述的易碎壁部分在容器內(nèi)部壓力超過予定的安全極限時破裂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的流體容器，其特征是閉合元件的管狀部分通常與管狀元件同心，并至少有一個局部區(qū)域，其壁厚要比管狀部分的其余部分的壁厚要薄，這樣在流體容器內(nèi)部壓力增加的情況下，薄壁部分向圓周空間膨脹，直到該壁破裂使壓力排放到大氣中為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的流體容器，其特征是設(shè)計圓周空間和一個排氣孔或多個排氣孔，使間隙內(nèi)的流體壓力基本保持在低于選定的逸出流體形成固相的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體容器，其特征是每個排氣孔包括一個與通向大氣的徑向排氣槽相連通的軸向排氣槽，每個徑向槽的橫截面積比向它輸送流體的軸向槽的橫截面積小，結(jié)果它起到瓶頸的作用，致使軸向槽中的壓力保持在某一數(shù)值，低于此值時所選擇的逸出氣體可能形成固相。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的流體容器，其特征是管狀元件和閉合元件用連接件機(jī)械互鎖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述容器，其特征是管狀元件和閉合元件之間的連接處的匹配表面帶有鋸齒狀的凸起和槽，它們相互配合形成連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體容器，其特征是管狀元件和閉合元件的匹配表面是螺紋嚙合形成連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述流體容器，其特征是管狀元件和閉合元件在其結(jié)合處為非機(jī)械連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流體容器，其特征是至少管狀元件和閉合元件之一可以變形，以形成連接。
12.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的流體容器，其特征是閉合元件包括一個連接到管元件或管狀部分的一個環(huán)狀肩部，管狀部分在其上具有臺階，用于限制閉合元件從管狀元件移出。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體容器，其特征是閉合元件包括一個具有一個選定尺寸小孔的可替換的閥門塞，和一個萬一在容器中的壓力超過最低極限時用于破碎的前部，閥門塞用于制止閉合前部破碎，以控制通過小孔的容器內(nèi)裝物的排出。
14.一種壓力流體容器，包括有一個管狀元件和一個閉合元件，其特征是閉合元件包括一個具有一選定尺寸小孔的可替換的閥門塞，和一個萬一在容器內(nèi)壓力超過最低極限時用于破碎的前部，閥門塞用于制止前部的破碎，以控制通過小孔的容器內(nèi)裝物的排出。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的流體容器，其特征是閉合元件具有第一和第二軸向空腔，閥門塞起閉合第二空腔的作用。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述流體容器，其特征是只有在第一空腔中的氣體壓力下萬一破碎，該前部被用于脫開。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16任一所述的流體容器，其特征是閉合元件具有一個至少在一個內(nèi)表面和外表面上感受應(yīng)力集中的剖面，以產(chǎn)生初始破碎通道。
18.根據(jù)前面任一所述的流體容器，其特征是閉合元件材料的彈性模量基本上小于管狀元件材料的彈性模量。
19.一種壓力流體容器，包括一安置閉合元件的管狀元件，所述閉合元件密封管狀元件，所述容器安設(shè)一個以至少一個通常軸向分布在容器內(nèi)壁上的易碎壁部分形式存在的降壓安全裝置，在萬一容器中的壓力超過予定安全極限時該壁破碎。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至16任一所述的流體容器，其特征是在應(yīng)用予定的橫向力情況下前部適于破碎。
全文摘要
一種壓力流體容器，包括一個由一個閉合元件密封的管狀元件。所述閉合元件具有一個通常軸向延伸到管狀元件內(nèi)部，以便在閉合元件和管狀元件之間至少形成一個圓周空間的管狀部分。該空間從容器內(nèi)部密封，并至少有一個連通該空間到容器外部的通道。這種結(jié)構(gòu)使容器內(nèi)部的徑向壓力有助于提供一個強(qiáng)有力的連接。容器可包括一個以所述管狀部分的至少一個易碎部分形式存在的降壓安全裝置，在萬一容器中的壓力超過預(yù)定的安全極限時，該易碎壁部分破裂。
文檔編號F17C13/12GK1064536SQ91112758
公開日1992年9月16日 申請日期1991年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月10日
發(fā)明者約翰·沃爾特·雷里特 申請人:約翰·沃爾特·雷里特