帶有復(fù)合材料凸臺的壓力容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)輸壓縮流體的壓力容器的一件式復(fù)合材料凸臺。
【專利說明】帶有復(fù)合材料凸臺的壓力容器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于壓縮流體的裝儲和運(yùn)輸?shù)膲毫θ萜鞯膹?fù)合材料凸臺。

【背景技術(shù)】
[0002] 化石燃料燃燒對環(huán)境的不利影響正變得越來越受關(guān)注，并已經(jīng)激勵起對替代能源 的極大興趣。盡管在太陽能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮芎推渌茉捶矫孀鞒隽诉M(jìn)步，但很顯然，廣 泛地提供經(jīng)濟(jì)性替代能源、尤其是高能量使用的應(yīng)用仍然是難以捉摸的目標(biāo)。同時，對于可 預(yù)見的將來，化石燃料預(yù)期將支配能源市場。在化石燃料中，天然氣燃燒最干凈，因此對能 量生產(chǎn)來說是明確的選擇。因此，隨著世界變得越來越意識到化石燃料的燃燒對環(huán)境的相 互作用，正在掀起一場盡量用天然氣來補(bǔ)充或代替諸如煤和石油那樣的其它化石燃料的運(yùn) 動。遺憾的是，世界的很多天然氣儲量存在于遙遠(yuǎn)的、難于到達(dá)的地球區(qū)域。地形因素和地 理政治學(xué)的因素使得可靠地和經(jīng)濟(jì)地從這些區(qū)域萃取天然氣變得極其困難。已經(jīng)對管道使 用和陸上天然氣運(yùn)輸進(jìn)行了評估，在某些情形中作了努力，但發(fā)現(xiàn)是不經(jīng)濟(jì)的。然而，很有 趣的是，地球上大部分遠(yuǎn)處天然氣儲量位于相當(dāng)靠近海洋以及已經(jīng)進(jìn)入海洋的其它水體之 處。因此，從遙遠(yuǎn)地方海上運(yùn)輸天然氣將會是顯而易見的方案。海上運(yùn)輸天然氣的問題很 大程度上在于經(jīng)濟(jì)性。遠(yuǎn)洋航行船舶只能裝載如此多加載的重量，海上船運(yùn)天然氣的成本 反映了該事實(shí)，成本按照運(yùn)輸?shù)目傊亓坑?jì)算，即，產(chǎn)品的重量加上在其內(nèi)運(yùn)輸產(chǎn)品的集裝箱 容器的重量。如果產(chǎn)品凈重量與運(yùn)輸集裝箱的皮重相比較低，則每單位產(chǎn)品質(zhì)量的運(yùn)輸成 本變得不能接受。這在壓縮流體的運(yùn)輸中尤其是如此，壓縮流體傳統(tǒng)上用鋼瓶來運(yùn)輸，鋼瓶 重量比所裝流體的重量重得多。由于III型和IV型壓力容器的出現(xiàn)，該問題已經(jīng)稍稍得到 改善。III型壓力容器包括相對薄的金屬內(nèi)襯，內(nèi)襯用細(xì)絲狀復(fù)合材料包裹物纏繞，其導(dǎo)致 容器具有鋼質(zhì)容器的強(qiáng)度，卻大大地減小了容器總重量。IV型壓力容器聚合物內(nèi)襯，該內(nèi)襯 同樣用復(fù)合細(xì)絲狀材料包裹。IV型壓力容器是目前批準(zhǔn)的壓力容器中最輕的容器。使用 III型和IV型容器與將這些容器制成非常大的趨勢相關(guān)聯(lián)，目前正在制造長度18米、直徑 2. 5-3. 0米的圓柱形容器，以及在設(shè)計(jì)構(gòu)思長度30米或以上、直徑6米或以上的容器，這導(dǎo) 致在優(yōu)化壓縮流體的海上運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性上向前邁出主要的一步。
[0003] 所有壓力容器需要至少一個被稱作"凸臺"的端部配件，容器通過該凸臺連接到外 部相關(guān)設(shè)備，用以將流體加載到容器內(nèi)或從容器卸下流體。目前所用的凸臺由金屬制成，金 屬諸如是不銹鋼、鎳合金、鋁等。遺憾的是，這些凸臺、尤其是用于較大壓力容器的凸臺，重 量極重并已經(jīng)估計(jì)包括III型或IV型壓力容器重量的70%。此外，大的金屬凸臺制造困 難，并且價(jià)格趨于昂貴，常常價(jià)格在$100000或以上。這些因素對于經(jīng)濟(jì)性來說有很大不利 影響，并由此對壓縮流體的海上運(yùn)輸?shù)目尚行詭聿焕绊憽?br> [0004] 需要的是重量輕、價(jià)廉的用于尤其是用于III型和IV型的壓力容器的凸臺，這對 壓縮流體運(yùn)輸?shù)挠绊懯亲顬橛幸娴?。本發(fā)明提供如此的凸臺。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，在一個方面，本發(fā)明涉及包括一件式復(fù)合材料凸臺的壓力容器。
[0006] 在本發(fā)明的一個方面，該一件式復(fù)合材料凸臺包括：
[0007] 中空細(xì)長的圓柱，其具有近端、遠(yuǎn)端、外表面和內(nèi)表面，內(nèi)表面限定細(xì)長圓柱的中 空部分的直徑。
[0008] 圓柱的一部分外表面可與形成壓力容器中的圓形開口的壓力容器的壁厚毗連。
[0009] 圓柱的近端可止于壓力容器外的近端表面內(nèi)。
[0010] 近端表面可包括多個周向設(shè)置的螺紋孔。
[0011] 圓柱的遠(yuǎn)端可止于凸緣內(nèi)，該凸緣具有：凸緣表面，該凸緣表面與壓力容器的內(nèi)表 面毗連；凸緣直徑，該凸緣直徑大于壓力容器中的圓形開口的直徑；凸緣表面與圓形開口 的直徑相遇的點(diǎn)處的凸緣厚度，其足以承受裝在壓力容器內(nèi)的壓縮流體所作用的壓力。
[0012] 在本發(fā)明的一個方面，否則將與壓縮流體接觸的凸臺表面通過一層材料與壓縮流 體分開，該層材料在壓力容器的操作壓力下基本上不讓壓縮流體透過。
[0013] 在本發(fā)明的一個方面，該材料層基本上還對壓縮流體是惰性的。
[0014] 在本發(fā)明的一個方面，該材料層包括金屬、陶瓷或聚合物。
[0015] 在本發(fā)明的一個方面，壓力容器的形狀包括球體、扁圓球體、圓環(huán)或帶有一個或兩 個拱頂端部的細(xì)長中空的圓柱。
[0016] 在本發(fā)明的一個方面，壓力容器整個用金屬制造，金屬的厚度足以承受由裝在其 內(nèi)的壓縮流體所作用的壓力。
[0017] 在本發(fā)明的一個方面，帶有一個或兩個拱頂端部的中空圓柱包括薄的金屬內(nèi)襯， 其用聚合物的復(fù)合材料環(huán)形包裹，一個或兩個拱頂端部包括金屬，該金屬可與圓柱內(nèi)襯的 金屬相同或不同，該金屬有足夠的厚度來承受由裝在壓力容器中的壓縮流體所作用的壓 力。
[0018] 在本發(fā)明的一個方面，中空圓柱和一個或兩個拱頂端部包括薄的金屬內(nèi)襯，其中：
[0019] 中空圓柱用聚合物復(fù)合材料環(huán)形包裹，圓柱和拱頂端部用聚合物復(fù)合材料等強(qiáng)度 地包裹，此處的聚合物復(fù)合材料可與環(huán)形包裹的聚合物復(fù)合材料相同或不同。
[0020] 在本發(fā)明的一個方面，中空圓柱和一個或兩個拱頂端部包括聚合物內(nèi)襯，該聚合 物內(nèi)襯可以是用聚合物復(fù)合材料環(huán)形包裹、等強(qiáng)度包裹或兩者組合的包裹。
[0021] 在本發(fā)明的一個方面，壓力容器還包括剪切層片，其定位在凸臺表面和聚合物復(fù) 合材料包裹物表面之間的、凸臺表面否則將與包裹物表面直接接觸的部位處。
[0022] 在本發(fā)明的一個方面，凸緣直徑至少延伸到一個或兩個拱頂端部輪廓內(nèi)的拐點(diǎn)。
[0023] 在本發(fā)明的一個方面，聚合物復(fù)合材料包括熱固性聚合物基質(zhì)。
[0024] 在本發(fā)明的一個方面，該熱固性聚合物基質(zhì)選自以下組：環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙 烯基酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、二環(huán)戊二烯樹脂，以及它們的組合。
[0025] 在本發(fā)明的一個方面，熱固性聚合物基質(zhì)由包括純度至少92%的二環(huán)戊二烯在內(nèi) 的預(yù)聚物配方形成。
[0026] 在本發(fā)明的一個方面，聚合物復(fù)合材料包括纖維材料。
[0027] 在本發(fā)明的一個方面，纖維材料選自以下組：金屬纖維、陶瓷纖維、天然纖維、玻璃 纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維以及它們的組合。
[0028] 在本發(fā)明的一個方面，纖維材料選自以下組：玻璃纖維和碳纖維。
[0029] 在本發(fā)明的一個方面，壓力容器還包括金屬插入件，其具有螺紋外表面和螺紋內(nèi) 表面，該螺紋外表面與凸臺近端表面中的螺紋孔相匹配，螺紋內(nèi)表面的尺寸適于與外部管 道連接裝置的螺紋相匹配。
[0030] 在本發(fā)明的一個方面，壓縮流體包括壓縮的天然氣。
[0031] 在本發(fā)明的一個方面，壓縮的天然氣包括原態(tài)的壓縮天然氣。
[0032] 詳細(xì)說明

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 提供這些附圖僅是為了說明的目的，既無意圖也絕不應(yīng)該以任何方式將它們看作 對本發(fā)明限制。
[0034] 圖1示出各種類型壓力容器的立體圖。容器顯示為有孔，這些孔中可插入本發(fā)明 的復(fù)合材料凸臺。
[0035] 圖1A示出球形壓力容器。
[0036] 圖1B示出扁圓球、有時被稱為"近球體"的壓力容器。
[0037] 圖1C示出環(huán)形壓力容器。
[0038] 圖1D示出帶有圓柱形中心部分和一個拱頂端部段的壓力容器。
[0039] 圖1E示出帶有圓柱形中心部分和兩個拱頂端部段的壓力容器。
[0040] 圖2是帶有圓柱形中心部分和兩個拱頂端部段的壓力容器的示意圖。
[0041] 圖3示出本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺。
[0042] 圖4示出聯(lián)接到壓力容器內(nèi)襯的本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺。
[0043] 圖5示出用細(xì)絲狀復(fù)合材料包裹的壓力容器內(nèi)襯，該圖示出拐點(diǎn)的形成。
[0044] 圖6示出帶有插入在復(fù)合材料外包裹物和凸臺之間的剪切層片，在此兩個構(gòu)造的 表面否則將會直接接觸。
[0045] 討論
[0046] 應(yīng)該理解，對于本描述和附后權(quán)利要求書來說，除非清楚地陳述或從上下文中毫 不含糊地表明不是如此意圖的話，否則，以單數(shù)形式涉及本發(fā)明的任何方面則包括復(fù)數(shù)形 式，反之亦然。例如，說到"極開口"應(yīng)認(rèn)為其涉及單個極開口或兩個極開口。同樣地，說到 "拱頂"應(yīng)認(rèn)為其涉及一個拱頂以及兩個拱頂。
[0047] 如文中使用的，諸如"沒有限制"、"接近"、"大約"、"近似"、"基本上"、"主要"等的 近似說法的術(shù)語，意指用近似術(shù)語修飾的詞語或詞組不需是精確地是所寫的描述，而是可 與所寫的描述變化一定的程度。描述可變化的程度將取決于：在仍然具有由近似術(shù)語未修 飾的詞語或詞組的特性、特征和能力時，可構(gòu)成的變化以及讓本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員認(rèn)識 的修改形式有多大。一般地說，但記住上述的討論，除非另有清楚地陳述，否則，文中由近似 術(shù)語修飾的數(shù)值可從所述數(shù)值變化±10%。
[0048] 術(shù)語"近端的"或"遠(yuǎn)端的"簡單地指構(gòu)造的兩個相對端，并用作為相對于一物體 定向另一物體的方法，諸如相對于容器內(nèi)襯定向本發(fā)明的凸臺。一般地說，除非文中另有明 確的表達(dá)，否則哪一端指定為近端，哪一端指定為遠(yuǎn)端純粹是任意的。
[0049] 如這里所使用的，術(shù)語"Btt連的（contiguous,接續(xù)）"是指相鄰和直接接觸的兩個 表面或者是倘若沒有另一材料的中間層、諸如（非限制）剪切層片就會直接接觸的兩個表 面。
[0050] 如這里所使用的，術(shù)語"不可滲透的"或"不滲透的"是指物質(zhì)的如下特性，S卩，基 本上不可能讓流體以任何很大的程度穿透到前一物質(zhì)形成的表面內(nèi)。
[0051] 如這里所使用的，術(shù)語"惰性"是指物質(zhì)的如下特性，即，使由該物質(zhì)形成的表面朝 向可與該表面接觸的流體的任何成分在化學(xué)上不進(jìn)行反應(yīng)。
[0052] 如這里所使用的，術(shù)語"較佳的"、"較佳地"或"更佳的"等的使用是指本專利申請 發(fā)案時所存在的優(yōu)先選擇。
[0053] 如這里所使用的，術(shù)語"流體"是指氣體、液體，或氣體和液體的混合物。例如，但 非限制地，天然氣在其從地下提取出來并運(yùn)輸?shù)教幚碇行臅r常常是氣體與液體污染物的混 合物。如此的混合物可構(gòu)成用于本發(fā)明的流體。
[0054] 如這里所使用的，術(shù)語"包裹"或"外包裹"是指細(xì)絲狀材料纏繞在一構(gòu)造周圍，該 構(gòu)造可以是但不限制于為圓柱形、橢球面形、環(huán)形、球形、扁圓球形等（如圖1所示）。細(xì)絲 狀材料可以干的狀態(tài)纏繞在該構(gòu)造周圍并保持這種狀態(tài)，或可在其后浸漬有聚合物基質(zhì)或 嵌在聚合物基質(zhì)內(nèi)。替代地，細(xì)絲狀材料可在纏繞到一構(gòu)造上之前用聚合物基質(zhì)浸漬，在該 情形中，它也可變得嵌入過度的基質(zhì)材料中。
[0055] 如這里所使用的，術(shù)語"聚合物復(fù)合材料"具有由本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員賦予它的 含義。簡而言之，它涉及這樣的纖維或細(xì)絲狀材料，其用聚合基質(zhì)材料浸漬、用聚合基質(zhì)材 料包封，或是兩者兼而有之。
[0056] 如這里所使用的，術(shù)語"凸臺"是指本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員將會理解的裝置。簡而 言之，"凸臺"是用來使壓力容器與外部管道互連的裝置，壓力容器通過該管道來填充或放 空流體。
[0057] 用于運(yùn)輸諸如壓縮的天然氣、CNG之類的壓縮流體的壓力容器目前構(gòu)成了四種由 管理當(dāng)局核準(zhǔn)的級別，所有這些級別都是帶有一個或兩個拱頂端部的圓柱形：
[0058] 級別I :級別I包括全金屬的、通常為鋁或鋼的構(gòu)造。該類型容器價(jià)廉，但它相對于 其它級別容器非常重。盡管I型壓力容器目前包括大部分用于海上運(yùn)輸壓縮流體的容器， 但它們在海上運(yùn)輸中的使用招致非常嚴(yán)的經(jīng)濟(jì)約束。
[0059] 級別II :級別II包括帶有標(biāo)準(zhǔn)厚度金屬拱頂?shù)妮^薄金屬的圓柱形中央部分，其 中，僅有圓柱形部分用復(fù)合材料包裹物加強(qiáng)。該復(fù)合材料包裹物一般是用聚合物基質(zhì)浸漬 的玻璃或碳細(xì)絲。復(fù)合物通常"環(huán)形包裹"在容器中部周圍。容器一端或兩端處的拱頂不用 復(fù)合材料包裹。在級別II壓力容器中，金屬內(nèi)襯承載大約50%的應(yīng)力，而復(fù)合材料承載大 約50%的應(yīng)力，這些應(yīng)力來自所裝壓縮流體的內(nèi)壓力。級別II容器重量比級別I容器輕， 但價(jià)格較貴。
[0060] 級別III :級別III包括用于整個結(jié)構(gòu)的薄金屬內(nèi)襯，其中，內(nèi)襯用包裹在整個容 器周圍的細(xì)絲狀復(fù)合包裹物加強(qiáng)。III型容器中的應(yīng)力實(shí)際上全部轉(zhuǎn)移到復(fù)合包裹物的細(xì) 絲狀材料上；內(nèi)襯僅需承受小部分的應(yīng)力。ΠΙ型容器比I型或II型容器重量輕得多，但 價(jià)格更貴。
[0061] 級別IV :級別IV包括基本上氣密的聚合物內(nèi)襯，其完全用細(xì)絲狀復(fù)合材料包裹。 復(fù)合材料包裹物提供容器全部的強(qiáng)度。IV型容器迄今是四種核準(zhǔn)級別壓力容器中最輕的容 器，但也是最昂貴的。
[0062] 本發(fā)明的一件式復(fù)合材料凸臺將有益地用于任何類型的壓力容器。例如，它顯著 地減小甚至是I型或II型壓力容器的重量，這樣的應(yīng)用納入在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0063] 然而，也許最為有利的將是與III型或IV型一起使用本發(fā)明的凸臺，其中，它的使 用將甚至更加顯著地減小容器的重量，從而使所裝壓縮流體對壓力容器皮重之比顯著增大 以及使容器每單位重量所裝流體值也伴隨增大。當(dāng)然，與尚未定義類型的壓力容器一起使 用本發(fā)明一件式的復(fù)合材料凸臺是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0064] 如上所述，II、III和IV型壓力容器需要復(fù)合材料包裹物，以給予它們必要的強(qiáng)度 來承受容器內(nèi)所裝壓縮流體作用的壓力。對于II型壓力容器，包裹是相當(dāng)直接的，因此被 本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員稱作"環(huán)形包裹"，其在本文其它地方有描述且為本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù) 人員所公知。另一方面，對于III型和IV型壓力容器，為了生產(chǎn)具有所需強(qiáng)度的容器，有必 要有時除了環(huán)形包裹、有時代替環(huán)形包裹、以稱作"等強(qiáng)度（isostensoidal)包裹"的方式 來包裹容器，這種包裹方式在行內(nèi)同樣是公知的，也在本文其它地方有描述。
[0065] 當(dāng)整個容器用復(fù)合材料包裹時，下面的金屬或聚合物結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)上被稱作"內(nèi)襯"， 內(nèi)襯提供讓復(fù)合材料包裹物纏繞在其上的表面，并且是與所裝壓縮流體直接接觸的表面。 [0066] 為了披露本發(fā)明，現(xiàn)詳細(xì)來描述僅如下壓力容器內(nèi)襯，該壓力容器內(nèi)襯構(gòu)成帶有 兩個拱頂端部的圓柱形中央部分（為簡明起見，如此容器今后將被簡單地稱作"圓柱形壓 力容器"）以及本發(fā)明的凸臺，該凸臺裝到其中一個拱頂端部內(nèi)的極開口。然而，本發(fā)明的 凸臺可同樣適用于球體、扁圓球體（準(zhǔn)球體）或環(huán)形曲面的壓力容器。
[0067] 一旦將凸臺裝到這些替代的容器結(jié)構(gòu)中的任何結(jié)構(gòu)，通過施加復(fù)合材料包裹物 (如果必要的話）來完成壓力容器制造的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)對于本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員是眾所周知 的。
[0068] 一旦圓柱形壓力容器內(nèi)襯/凸臺組裝在進(jìn)行中，盡管這僅是無足輕重的實(shí)踐，但 這是設(shè)計(jì)和施加到內(nèi)襯的良好建立的程序，這包含了端部拱頂，復(fù)合材料包括細(xì)絲狀材料 和聚合物基質(zhì)，最終結(jié)果是完全用復(fù)合材料包裹的壓力容器。簡而言之，對于壓力容器內(nèi)襯 的給定直徑的圓柱形部分、給定的極開口直徑、給定的拱頂形狀和給定的細(xì)絲寬度，使用已 知的算法可容易地確定纏繞型式，已知算法包括但不限制網(wǎng)格分析、有限元分析和它們的 組合。使用這些數(shù)學(xué)公式允許設(shè)計(jì)纏繞型式，其結(jié)果是容器的等強(qiáng)度包裹。
[0069] 術(shù)語"等強(qiáng)度"是指完全纏繞容器的特性，其中，包裹物的每根細(xì)絲在其路徑內(nèi)的 所有點(diǎn)處經(jīng)受恒定的壓力。這目前被認(rèn)為是對復(fù)合材料包裹的壓力容器最佳的設(shè)計(jì)，因?yàn)?在該構(gòu)造中，實(shí)際上由壓縮流體施加在容器上的全部應(yīng)力由復(fù)合材料的細(xì)絲承受，非常少 的應(yīng)力由聚合物基質(zhì)或內(nèi)襯承受。
[0070] 拱頂形狀可以變化，并包括但不限于2:1橢圓體、3:1橢圓體和測地狀（geodesic, 地球狀）。特征"2:1"或"3:1"是指橢圓主軸對副軸之比。目前較佳的是測地狀拱頂形狀， 因?yàn)樗鼧?gòu)成回轉(zhuǎn)表面，對于每個極開口直徑、每個圓柱形部分的直徑和每個細(xì)絲寬度來說， 其均順應(yīng)于數(shù)值方案。該數(shù)值方案又允許從壓力容器直徑朝向極開口來漸進(jìn)地繪出拱頂?shù)?曲率。
[0071] 然后，已知曲率可允許使用上述算法來設(shè)計(jì)和應(yīng)用最大強(qiáng)度的、即等強(qiáng)度細(xì)絲包 裹到容器。
[0072] 如此的壓力容器具有在最輕總重量的情況下最高壓力加載的最佳組合。
[0073] 圓柱形壓力容器內(nèi)襯的立體圖顯示在圖1E中。壓力容器內(nèi)襯1由圓柱形部分10、 拱頂20或30以及拱頂20內(nèi)的極開口 40組成。拱頂30可具有也可不具有類似于拱頂20 中所示的極開口。"極開口"是指拱頂中的孔，通常為圓形，其周界離容器1的中心線150徑 向呈等距離，如圖2所示，該圖是帶有兩個極開口（每端各有一個）的圓柱形壓力容器內(nèi)襯 的示意圖。極開口形成為頸部，頸部與拱頂相融合，以使得拱頂形成頸部的臺肩。其中一個 頸部可大于另一個頸部，或它們可以是相同的尺寸。如圖所示，頂部頸部通常是較寬的頸 部，因?yàn)樗ǔＳ糜跈z查的用途，而底部頸部通常用于加載和卸載流體。
[0074] 將本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺裝到極開口，內(nèi)襯可用細(xì)絲狀復(fù)合材料纏繞，然后，行內(nèi) 人員眾所周知的附加硬件可聯(lián)接到該凸臺，用以將壓縮流體遞送到容器和從容器取出。 [0075] 更加詳細(xì)的壓力容器內(nèi)襯示意圖顯示在圖2中。如前所述，盡管構(gòu)成相對復(fù)雜的 設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)和實(shí)施機(jī)器，復(fù)合材料外包裹是壓力容器設(shè)計(jì)和制造【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員眾所周 知的，任何這些已知技術(shù)可應(yīng)用到包括本發(fā)明復(fù)合材料凸臺的壓力容器內(nèi)襯。因此，除了復(fù) 合材料包裹的各方面與本發(fā)明各元素相關(guān)，在該情形中，諸方面將被完整地討論，否則，復(fù) 合材料容器包裹的設(shè)計(jì)和實(shí)施將不作進(jìn)一步討論。
[0076] 圖2所示的壓力容器內(nèi)襯100由具有長度112、外表面115、內(nèi)表面120、厚度125 的圓柱形中央部分110、拱頂130或135以及極開口 140或145組成。
[0077] 如上所述，本發(fā)明的壓力容器可包括位于拱頂130或135中的僅一個拱頂中的極 開口，這是可能的并納入在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0078] 如圖所示的拱頂?shù)箞A以從圓柱通過臺肩融合到頸部。它們也可呈其它彎曲形狀， 包括大致半球形。尤其是有了如此的半球形，要指出的是，當(dāng)圓柱形部分110的長度112接 近零時，結(jié)果是大致球形或扁圓球形的壓力容器。這只是加強(qiáng)了前面的陳述：就像適于圓柱 形壓力容器那樣，本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺同樣適于球形或扁圓球形的壓力容器。
[0079] 圖3示出包括本發(fā)明一件式構(gòu)造的凸臺，其成形為裝到大致半球形拱頂?shù)臉O開口 內(nèi)。凸臺包括管狀中央部分200,該管狀中央部分具有外表面205、內(nèi)表面210、通孔215或 凸緣、在行內(nèi)有時稱其為"翼" 200。
[0080] 為了描述的緣故，凸臺的凸緣端將被認(rèn)為是其遠(yuǎn)端，而另一端自然被考慮為近端。
[0081] 螺紋孔235圍繞近端表面230徑向地設(shè)置。這些螺紋孔可直接用于將凸臺連接到 凸緣塊，凸緣塊又被用來將容器聯(lián)接到用于加載和卸載容器的外部管線。
[0082] 在目前優(yōu)選的替代方案中，螺紋孔235形成匹配表面，該匹配表面的直徑大于用 于緊固件所需的直徑。帶有外部螺紋242的金屬插入件240旋入到這些超大孔內(nèi)。插入件 還包括內(nèi)螺紋245,內(nèi)螺紋的尺寸可準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)成聯(lián)接到將壓力容器附連到用于加載和卸 載的外部系統(tǒng)的無論哪一種裝置。為簡潔清楚起見，圖中僅示出四個孔235。應(yīng)該理解到， 明顯更多的孔、有時超過20個可圍繞近端表面230均勻地間距開。
[0083] 圖4示出帶有插入到極開口 307內(nèi)的一件式復(fù)合材料凸臺305的壓力容器內(nèi)襯的 端部段300。如圖中所見，管狀中央部分315的一部分外面310與內(nèi)襯300的表面318毗 連，在此處，極開口 310由內(nèi)襯的厚度限定。還有凸緣335的表面330與內(nèi)襯300的內(nèi)表面 319毗連，在此處，表面320遵循拱頂340的輪廓。凸臺305具有從近端350延伸到遠(yuǎn)端355 的內(nèi)腔345。凸臺305還具有螺紋孔360,如上所討論的，該螺紋孔可裝有如圖3所示的金 屬螺紋插入件。
[0084] 壓力容器內(nèi)襯的拱頂可具有相當(dāng)廣范圍的輪廓。然而，最常用的輪廓包括2:1橢 圓體、3:1橢圓體或測地狀。最為普遍且為目前較佳的是測地狀輪廓。使用先前提及的網(wǎng)格 和有限元分析，測地狀輪廓便可容易地修改而作分析，以確定最佳的細(xì)絲狀纏繞型式，從而 形成包括含有極開口的拱頂?shù)膲毫θ萜魉胁糠稚系牡葟?qiáng)度包裹。這對于本發(fā)明凸臺設(shè)計(jì) 的重要性在于，凸臺凸緣的直徑（當(dāng)然它須大于極開口的直徑）執(zhí)行不太明顯的功能。艮P， 一旦定義了以上的參數(shù)，則確定了所使用的細(xì)絲尺寸，并建立纏繞型式，分析數(shù)學(xué)命令纏繞 的細(xì)絲將趨于在極開口的圓周處"堆積"，以保持等強(qiáng)度構(gòu)造。這導(dǎo)致在包裹的拱頂曲率中 形成拐點(diǎn)。拐點(diǎn)就是由于細(xì)絲包裹的堆疊而使曲率的子午線半徑改變符號之處的點(diǎn)。這顯 示在圖5中，其中，細(xì)絲狀纏繞物400顯示為堆積在極開口 410的圓周處，在此處，復(fù)合材料 凸臺420插到極開口 410內(nèi)，并且當(dāng)包裹物運(yùn)動離開極開口時，纏繞物便散開，即不堆積，從 而導(dǎo)致包裹的拱頂曲率再次接近拱頂自身的曲率。
[0085] 拐點(diǎn)被指大致出現(xiàn)在圖5的區(qū)域430中，盡管可用數(shù)學(xué)方法精確地確定精確的點(diǎn)、 即曲線方程的二次導(dǎo)數(shù)為零的那個點(diǎn)。
[0086] 為了避免壓力容器由于拐點(diǎn)處的應(yīng)力引起的可能災(zāi)難性失效，將凸緣445的直徑 440設(shè)計(jì)成至少達(dá)到如圖5所示的拐點(diǎn)。這樣，有效地消除了拐點(diǎn)的效應(yīng)，將發(fā)生在拐點(diǎn)處 的應(yīng)力會被凸緣445吸收。
[0087] 業(yè)已確定，尤其對于金屬插入件、但也適用于聚合物的內(nèi)襯，并不是讓凸緣445剛 好到達(dá)包裹的拱頂拐點(diǎn)，如果凸緣直徑延伸超過該拐點(diǎn)2至5個內(nèi)襯厚度，則可獲得甚至更 加強(qiáng)的總體容器。
[0088] 本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺設(shè)計(jì)中要考慮的另一重要因素是圖5中凸臺在剪切點(diǎn)475 處的厚度。剪切點(diǎn)475是凸緣與極開口的邊緣相遇的點(diǎn)。若超過該邊緣，即進(jìn)一步朝向壓 力容器中心線，則單是凸臺厚度實(shí)際上就必須吸收由所裝流體施加的所有應(yīng)力，這是因?yàn)?復(fù)合材料的包裹物止于該極開口處。剪切點(diǎn)處的精確厚度取決于壓力容器所需要的最大操 作壓力。
[0089] 一旦確定了最大操作壓力和制造凸臺的復(fù)合材料的機(jī)械特性，機(jī)械工程設(shè)計(jì)計(jì)算 的相對直接的應(yīng)用將允許容易地確定凸臺在剪切點(diǎn)處的合適厚度。
[0090] 在本發(fā)明中，應(yīng)注意到還沒有清楚地闡述過復(fù)合材料包裹物的實(shí)際厚度或包裹 量。這還是因?yàn)閴毫θ萜鞯母鞑糠值暮穸群桶恐饕Q于容器的操作壓力。當(dāng)然，要 預(yù)先確定該壓力，超過該壓力會導(dǎo)致壓力容器災(zāi)難性的失效。
[0091] 一旦建立壓力容器的最大操作壓力，并限定用于制造容器的材料的物理特性，無 論材料是金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料或其它材料等，則直接應(yīng)用工程原理來確定所需的 厚度和包裹星。
[0092] 由于最大操作壓力可大幅變化，所以沒必要明確地闡明用于本發(fā)明的任何如此具 體的尺寸。
[0093] 本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺包括含有纖維材料的聚合物基質(zhì)，纖維材料給予復(fù)合材料 以附加強(qiáng)度。聚合物基質(zhì)可以是已知的或已發(fā)現(xiàn)的任何聚合物，以具有與諸如在本發(fā)明壓 力容器中所發(fā)現(xiàn)的高壓環(huán)境中的使用相一致的特性。
[0094] 盡管可使用熱塑性聚合物、熱塑性彈性體、熱固性樹脂和它們的組合，但目前較佳 的是熱固性聚合物，其可顯現(xiàn)出比其它類型聚合物明顯要好的機(jī)械特性、耐化學(xué)性、熱穩(wěn)定 性以及總體的耐用性。
[0095] 大部分熱固性塑料或樹脂的特別優(yōu)點(diǎn)在于，它們的前體單體或預(yù)聚物趨于在壓力 和溫度的環(huán)境條件下具有相對低的粘性，因此可相當(dāng)容易地引入到纖維和細(xì)絲或與其組 合。
[0096] 另一優(yōu)點(diǎn)是，熱固性聚合物通常可在等溫條件下化學(xué)地固化，S卩，在聚合物與纖維 /細(xì)絲結(jié)合時的溫度相同的溫度下，該溫度可以是室溫。
[0097] 合適的熱固性聚合物包括但不限于：環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酰亞 胺樹脂、二環(huán)戊二烯樹脂，以及它們的組合。
[0098] 目前較佳的是二環(huán)戊二烯樹脂，尤其是ROMP-合成的環(huán)戊二烯樹脂。
[0099] 目前還較佳的是，用于凸臺制造的預(yù)聚物配方中的二環(huán)戊二烯具有至少92%的純 度，目前較佳地至少是98%。
[0100] 如文中所述用的，"預(yù)聚物配方"是指純度至少為92%的二環(huán)戊二烯樹脂和一個 或多個反應(yīng)性乙烯單體、聚合化引發(fā)劑或固化劑加上固化前任何其它要求的添加劑的混合 物。
[0101] 一般，任何類型的纖維或細(xì)絲材料可用來形成本發(fā)明的聚合物復(fù)合材料。如此材 料包括但不限于：天然（絲、大麻、亞麻等）、金屬、陶瓷、玄武巖以及合成的聚合物纖維和細(xì) 絲。
[0102] 目前較佳的材料包括玻璃纖維、通常公知為纖維玻璃、碳纖維、芳綸纖維，其大多 以商標(biāo)名Kevlar?出現(xiàn)，以及超高分子量聚乙烯，諸如Spectra? (霍尼韋爾公司）以及 Dyneeva? (荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)（Royal DSM N V·))。
[0103] 壓力容器內(nèi)襯可包括單層材料或多層。例如但不限于，容器內(nèi)襯殼可包括單一金 屬層，諸如但不限于不銹鋼、鋅、銅、錫、鋁和它們的組合和合金，在該情形中，內(nèi)襯將是III 型壓力容器。
[0104] 替代地，內(nèi)襯可包括單層或多層聚合物，其中，每層可以與另一層相同，或彼此不 相同，這可構(gòu)成IV型壓力容器。
[0105] 還可以包括或替代地包括聚合物層，該聚合物層在其內(nèi)表面、即與所裝氣體接觸 的表面上具有非常薄的金屬層，以有助于容器對所裝流體的不滲透性、防滲透性或兩者兼 而有之或不可貫穿性。這仍可包括IV型壓力容器，因?yàn)榻饘賹犹荒軜?gòu)成內(nèi)襯的結(jié)構(gòu) 特征。
[0106] -旦文中凸臺尺寸、尤其是凸緣直徑和其在剪切點(diǎn)處的厚度已使用這里披露的本 發(fā)明來確定，凸臺本身可使用行內(nèi)公知的任何方法制造。例如，凸臺可由實(shí)心塊固化的復(fù)合 材料銑出?；蛘咄古_可使用可流動的預(yù)聚合物組成物和技術(shù)來模制，模制技術(shù)諸如是但不 限于壓縮模制、反應(yīng)注入模制（RIM)或樹脂轉(zhuǎn)移模制（RTM)，每種技術(shù)對本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù) 人員是眾所周知的，因此不需要進(jìn)一步說明。
[0107] 由于復(fù)合材料通常在一定程度上可透過流體、尤其是處于壓力下的流體，所以會 期望對本發(fā)明復(fù)合材料的凸臺表面施加對裝在壓力容器內(nèi)的流體不滲透的一層材料。
[0108] 目前可希望選擇一種對于加壓流體也呈惰性的材料，尤其是如果流體具有腐蝕特 性，諸如會是原生態(tài)天然氣的情形，原生態(tài)天然氣可包括諸如二氧化碳和硫化氫之類物質(zhì)， 當(dāng)這些物質(zhì)與水接觸時便形成酸。
[0109] 材料層可以是但不限于：金屬包層、電鍍或電解沉淀的薄金屬層、用作制造凸臺的 聚合物基質(zhì)的一層相同的聚合物，或具有所需的不滲透性和惰性的其它聚合物。
[0110] 圖6示出帶有復(fù)合材料凸臺510的壓力容器500,該凸臺在凸臺表面550上具有不 滲透/惰性層540。凸臺否則會接觸壓力容器500內(nèi)所裝的流體。
[0111] 一般，本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員將能夠選擇合適材料，在沒有不適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)情況下 施加到復(fù)合材料凸臺，且所有如此的材料均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0112] 當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺和壓力容器的復(fù)合材料外包裹物用不同材料制造，材 料以不同膨脹率和收縮率膨脹和收縮到不同程度時，有必要包括材料交界面處的"剪切層 片"，以吸收在材料以不同速率運(yùn)動到不同程度時所產(chǎn)生的應(yīng)力。剪切層片簡單地指交界材 料。
[0113] 剪切層片通常構(gòu)成薄層材料，其形狀由凸臺表面與待分離的復(fù)合材料外包裹物表 面的交界部來表示。
[0114] 理想的交界材料會具有良好的彈性體特性。
[0115] 理想的交界材料會能夠承受可能很大的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)一部分材料響應(yīng)于復(fù)合凸臺材 料的運(yùn)動而運(yùn)動，而另一部分材料響應(yīng)于外包裹材料的運(yùn)動而運(yùn)動時，便可產(chǎn)生這種內(nèi)應(yīng) 力。
[0116] 剪切層片一般可包括一系列橡膠和合成彈性體中的任何一種。具體剪切層片材料 的選擇將取決于包括待分離材料的特性的若干因素。選擇合適的剪切層片材料基于本發(fā)明 會很好地在【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。
[0117] 在許多情形中，可以使用與剪切層片相同的材料來對本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺賦予 不穿透性和不滲透性。
[0118] 基于本發(fā)明，本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員將能夠選擇合適材料用于這些各種用途，而 無須進(jìn)行不合適的實(shí)驗(yàn)。
[0119] 圖6示出了壓力容器的實(shí)例，該壓力容器帶有被剪切層片530分離開的復(fù)合材料 凸臺510和復(fù)合材料外包裹物500。
[0120] 本發(fā)明的凸臺可以好幾種方式與容器內(nèi)襯聯(lián)接。如果容器內(nèi)襯是聚合物的，則包 括帶有極開口的拱頂?shù)娜績?nèi)襯可在心軸上成形。一旦形成，在聚合物仍然很熱而足夠柔 軟時，或若再次加熱，它便可再次達(dá)到柔軟狀態(tài)，此時內(nèi)襯可在極開口處充分機(jī)械膨脹，以 允許凸臺遠(yuǎn)端處的擴(kuò)開凸緣通過。隨著凸臺就位，可允許極開口的內(nèi)襯返回到其初始尺寸， 然后，整個容器內(nèi)襯可冷卻而使凸臺固化就位。該結(jié)果顯示在圖4中，其中，可看到凸臺305 的一部分外表面318在極開口 305直徑處與內(nèi)襯300的厚度318毗連。
[0121] 在該實(shí)施例中，復(fù)合材料凸臺將與裝在壓力容器內(nèi)的任何材料、氣體和/或液體 接觸。
[0122] 在另一實(shí)施例中，凸臺本身可附連到心軸上，在此，它變成用來形成容器內(nèi)襯的模 板的一部分。容器內(nèi)襯然后形成在包括凸臺在內(nèi)的整個模板上。如上所述，復(fù)合材料凸臺 將直接接觸壓力容器內(nèi)所裝的任何東西。
[0123] 如果考慮使用III型容器，則在金屬片彎曲和連結(jié)而形成壓力容器時，可將凸臺 裝到極開口內(nèi)。
[0124] 本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)技術(shù)人員可設(shè)想使本發(fā)明復(fù)合材料凸臺與內(nèi)襯聯(lián)接的其它各種方 法；所有如此的方法都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0125] -旦使用以上討論各種技術(shù)中的一種技術(shù)形成容器內(nèi)襯且凸臺已就位，可用細(xì)絲 狀復(fù)合材料纏繞內(nèi)襯而生產(chǎn)整個壓力容器。
[0126] 包括本發(fā)明的復(fù)合材料凸臺在內(nèi)的、完全形成的III型或IV型壓力容器納入在本 發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0127] 包括本發(fā)明凸臺的壓力容器可用來裝載和運(yùn)輸服從于如此運(yùn)輸?shù)娜魏晤愋偷牧?體，并且只要將容器或容器內(nèi)襯（如果存在，無論是金屬、陶瓷或聚合物的）選擇成對所裝 的壓縮流體是不滲透的或防穿透的以及對于流體是化學(xué)上惰性的即可。
[0128] 本發(fā)明的含有復(fù)合材料凸臺的壓力容器的目前較佳的用途是用于裝儲和運(yùn)輸天 然氣、通常稱作為"壓縮天然氣"或簡單地稱作"CNG"。
[0129] CNG可作為凈化氣體和"原態(tài)氣體"在本發(fā)明的容器內(nèi)裝儲和運(yùn)輸。原態(tài)氣體是指 直接取自井中而未加處理過的天然氣。當(dāng)然，它含有天然氣（甲烷）本身，而且可含有諸如 冷凝物的液體、天然汽油和液化石油氣。水也如許多其它氣體那樣存在，這些氣體既可處于 氣態(tài)，也可溶解在水中，諸如氮?dú)?、二氧化碳、硫化氫和氦氣。這些物質(zhì)中的某些可自行起反 應(yīng)，或可在溶解于水中時起反應(yīng)，諸如在溶解于水中時產(chǎn)生酸的二氧化碳和硫化氫。
[0130] 目前較佳的內(nèi)襯聚合物、即二環(huán)戊二烯具有對上述物質(zhì)以及可能構(gòu)成原態(tài)氣體的 其它材料的抗化學(xué)反應(yīng)性方面的極佳特性。
[0131] 高密度聚乙烯也與原態(tài)氣體良好地起作用。
[0132] 不可滲透原態(tài)氣體成分的其它內(nèi)襯材料將根據(jù)這里披露的發(fā)明將會容易地被辨 別出，并且具有本發(fā)明復(fù)合材料凸臺的壓力容器連同任何類型的容器或容器內(nèi)襯組成均在 本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0133] 本文所述的壓力容器可承載各種氣體，諸如直接取自鉆井的原態(tài)氣體，包括原態(tài) 天然氣（例如，受壓縮之時）一原態(tài)的CNG或RCNG或H 2或C02或處理過的天然氣（甲烷）， 或原態(tài)的或部分處理過的天然氣，例如，C02許用量高達(dá)14%摩爾，H 2S許用量高達(dá)lOOOppm， 或H2和C02氣體雜質(zhì)，或其它雜質(zhì)或腐蝕性種類。然而，較佳的用途是CNG運(yùn)輸，無論是原 態(tài)CNG、部分處理過的CNG或處理成為標(biāo)準(zhǔn)的可提供給最終用戶的清潔天然氣，最終用戶例 如是商業(yè)、工業(yè)或家庭住戶。
[0134] CNG可包括呈可變混合比的各種可能的組成成分，某些處于氣態(tài)，其它的處于液態(tài) 或兩者的混合物。這些組成成分通常將包括以下化合物中的一個或多個：C 2H6、C3H8、C4H1(i、 C5H12、C6H14、C7H 16、C8H18、C9+碳?xì)浠衔铮珻02和H 2S，力口上可能的液態(tài)甲苯、柴油和辛烷以及其 它雜質(zhì)/種類。
[0135] 因此，這里僅借助于實(shí)例來描述了本發(fā)明。在附后權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可對本發(fā) 明作細(xì)節(jié)上的修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種包括一件式復(fù)合材料凸臺的壓力容器。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓力容器，其特征在于，所述一件式復(fù)合材料凸臺包括： 中空細(xì)長的圓柱，所述圓柱具有近端、遠(yuǎn)端、外表面和內(nèi)表面，所述內(nèi)表面限定細(xì)長圓 柱的中空部分的直徑，其中： 圓柱的外表面的一部分與限定所述壓力容器內(nèi)的圓形開口的壓力容器的壁厚毗連； 圓柱的近端在壓力容器外止于近端表面內(nèi)，其中： 所述近端表面包括多個周向設(shè)置的螺紋孔，以及 圓柱的遠(yuǎn)端止于凸緣內(nèi)，所述凸緣具有：凸緣表面，所述凸緣表面與壓力容器的內(nèi)表面 毗連；凸緣直徑；所述凸緣直徑大于所述壓力容器內(nèi)的圓形開口的直徑；以及所述凸緣表 面與所述圓形開口的直徑相遇的點(diǎn)處的凸緣厚度，所述凸緣厚度足以承受裝在所述壓力容 器內(nèi)的壓縮流體所作用的壓力。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓力容器，其特征在于，否則將與壓縮流體接觸的所述凸臺的 表面通過在所述壓力容器的操作壓力下基本上不讓所述壓縮流體透過的材料層與所述壓 縮流體分開。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓力容器，其特征在于，所述材料層基本上還對所述壓縮流體 是惰性的。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的壓力容器，其特征在于，所述材料層包括金屬、陶瓷或聚合 物。
6. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓力容器，其特征在于，所述壓力容器的形狀包括 球體、扁圓球體、圓環(huán)或帶有一個或兩個拱頂端部的細(xì)長中空的圓柱。
7. 如權(quán)利要求6所述的壓力容器，其特征在于，所述壓力容器整個由金屬制成，金屬的 厚度足以承受由裝在其內(nèi)的所述壓縮流體所作用的壓力。
8. 如權(quán)利要求6所述的壓力容器，其特征在于，帶有一個或兩個拱頂端部的中空圓柱 包括薄的金屬內(nèi)襯，所述金屬內(nèi)襯用聚合物復(fù)合材料環(huán)形包裹，且一個或兩個拱頂端部包 括金屬，所述金屬能與圓柱內(nèi)襯的金屬相同或不同，并且有足夠的厚度來承受由裝在所述 壓力容器中的所述壓縮流體所作用的壓力。
9. 如權(quán)利要求6所述的壓力容器，其特征在于，中空圓柱和一個或兩個拱頂端部包括 薄的金屬內(nèi)襯，其中： 所述中空圓柱用聚合物復(fù)合材料環(huán)形包裹，并且圓柱和拱頂端部用與環(huán)形包裹的聚合 物復(fù)合材料相同或不同的聚合物復(fù)合材料來等強(qiáng)度包裹。
10. 如權(quán)利要求6所述的壓力容器，其特征在于，所述中空圓柱和一個或兩個拱頂端部 包括聚合物內(nèi)襯，所述聚合物內(nèi)襯用聚合物復(fù)合材料環(huán)形包裹、等強(qiáng)度包裹或以兩者組合 方式包裹。
11. 如權(quán)利要求10所述的壓力容器，其特征在于，還包括剪切層片，所述剪切層片定位 在凸臺表面和聚合物復(fù)合材料包裹物表面之間的、否則凸臺表面將與包裹物表面直接接觸 的位置處。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓力容器，當(dāng)從屬于權(quán)利要求2和6時，其特征在 于，所述凸緣的直徑至少延伸到一個或兩個拱頂端部輪廓內(nèi)的拐點(diǎn)處。
13. 如權(quán)利要求2或12所述的壓力容器，當(dāng)從屬于權(quán)利要求8至11時，其特征在于，所 述聚合物復(fù)合材料包括熱固性聚合物基質(zhì)。
14. 如權(quán)利要求13所述的壓力容器，其特征在于，所述熱固性聚合物基質(zhì)選自以下組： 環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、二環(huán)戊二烯樹脂以及它們的組合。
15. 如權(quán)利要求14所述的壓力容器，其特征在于，所述熱固性聚合物基質(zhì)由包括純度 至少為92%的二環(huán)戊二烯在內(nèi)的預(yù)聚物配方構(gòu)成。
16. 如權(quán)利要求2、權(quán)利要求13、權(quán)利要求14或權(quán)利要求15所述的壓力容器，其特征在 于，所述聚合物復(fù)合材料包括纖維材料。
17. 如權(quán)利要求16所述的壓力容器，其特征在于，所述纖維材料選自以下組：金屬纖 維、陶瓷纖維、天然纖維、玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維以及它們的 組合。
18. 如權(quán)利要求17所述的壓力容器，其特征在于，所述纖維材料選自以下組：玻璃纖維 和碳纖維。
19. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓力容器，其特征在于，還包括金屬插入件，所述 金屬插入件具有螺紋外表面和螺紋內(nèi)表面，所述螺紋外表面與凸臺的近端表面內(nèi)的螺紋孔 相匹配，所述螺紋內(nèi)表面的尺寸設(shè)計(jì)成與外部管道連接裝置的螺紋相匹配。
20. 如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的壓力容器，其特征在于，所述壓縮流體包括壓縮 天然氣。
21. 如權(quán)利要求20所述的壓力容器，其特征在于，所述壓縮天然氣包括壓縮的原態(tài)天 然氣。
22. -種包括如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的壓力容器在內(nèi)的船舶。
【文檔編號】F17C1/00GK104094037SQ201180076327
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月5日
【發(fā)明者】F·內(nèi)蒂斯, B·斯班賽, Z·斯班賽 申請人:藍(lán)波股份有限公司