專利名稱：用于生產容器襯套的方法
技術領域：
本發明涉及容器。更具體地，本發明涉及用于生產包括至少一個容器穿透元件的壓力容器襯套的注射吹塑模制方法。
背景技術：
目前，存在設計成容納各種流體的多種容器，所述流體例如壓縮天然氣(CNG)、用于燃料電池中的氫氣等等。用于存儲流體的常規技術是將其置于防穿孔的輕質高壓容器中。常規地，這種容器被劃分為四種類型。類型I容器是金屬容器。類型II容器也是金屬容器，該容器具有設置在其圓柱體部段上的外部復合外殼。類型III容器包括由金屬(例如， 鋁和不銹鋼)制成的襯套以及包封襯套并且防止對其的損壞的外部復合外殼。類型IV容器大致類似于類型III容器，其中襯套由塑料制成。通常，襯套使用常規成型工藝來制造，例如焊接工藝、轉模工藝和其它類似工藝。 在焊接工藝期間，在部件的接縫處將襯套的多個部件焊接到一起。然而焊縫可能不是防漏的，且允許存儲的流體從容器滲透。此外，焊接工藝限制可用于形成襯套的材料類型。在另一方面，轉模工藝更慢并且制造具有不利厚度的襯套。在轉模工藝期間，襯套通過如下步驟制造將容器穿透元件設置在具有聚合物樹脂的模腔中；在旋轉時加熱模具，以使得樹脂熔化并且涂覆模腔的壁；冷卻模具；以及移除模制襯套。然而，容器穿透元件可能不會正確地粘附到襯套上，從而導致在其間形成間隔。如果容器穿透元件未正確地粘附到襯套上，那么可能不會在容器穿透元件與襯套之間形成防漏密封。不具有防漏密封，那么容器中的內容物可從其逸出到大氣中。為了確保容器穿透元件與襯套之間的防漏密封，可采用粘結劑、 熱焊接和其它類似工藝。這種工藝可能是耗時的且需要手動處理步驟，從而導致對于生產容器來說增加的成本。期望開發出一種用于生產包括至少一個容器穿透元件的容器襯套的方法，其中， 該方法的效率被優化并且其成本最小化。
發明內容
與本發明相符且相一致，令人驚奇地發現了一種生產包括至少一個容器穿透元件的容器襯套的方法，其中，該方法的效率被優化并且其成本最小化。一種方法包括以下步驟將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔；將第一可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分；以及將預成型坯制成為中空襯套。另一方法包括以下步驟將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔；將第一增強可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分；將預成型坯制成為中空襯套，所述中空襯套包括主本體、第一分界面特征和第二分界面特征，其中主本體由第二可模制材料成型且分界面特征由第一增強可模制材料成型；以及大致圍繞中空襯套形成外殼。另一方法包括以下步驟將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔；將第一可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分；將第三可模制材料注射到第二可模制材料的芯部中；以及將預成型坯制成為中空襯套。本發明涉及下述技術方案。1. 一種用于生產容器的方法，所述方法包括以下步驟 將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔；
將第一可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；
將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分；以及將預成型坯制成為中空襯套。2.根據方案1所述的方法，其中，第一可模制材料是增強熱塑性材料。3.根據方案1所述的方法，其中，第二可模制材料是熱塑性材料。4.根據方案1所述的方法，還包括步驟將第三可模制材料注射到腔中以形成預成型坯的第三部分，其中預成型坯的第三部分大致圍繞第二容器穿透元件的至少一部分。5.根據方案4所述的方法，其中，第三可模制材料是增強熱塑性材料。6.根據方案1所述的方法，還包括步驟大致圍繞中空襯套形成外殼。7.根據方案1所述的方法，還包括步驟在中空襯套與流體連通元件之間提供墊片，所述墊片適于在中空襯套與流體連通元件之間形成基本防漏密封。8.根據方案1所述的方法，還包括步驟將第四可模制材料注射到第二可模制材料中以形成預成型坯的第四部分。9.根據方案8所述的方法，其中，第四可模制材料是熱塑性材料。10. 一種生產容器的方法，所述方法包括以下步驟
將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔； 將第一增強可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；
將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分； 將預成型坯制成為中空襯套，所述中空襯套包括主本體、第一分界面特征和第二分界面特征，其中主本體由第二可模制材料成型且分界面特征由第一增強可模制材料成型；以及
大致圍繞中空襯套形成外殼。11.根據方案10所述的方法，其中，第一增強可模制材料是增強熱塑性材料。12.根據方案10所述的方法，其中，第二可模制材料是熱塑性材料。13.根據方案10所述的方法，還包括步驟將第三增強可模制材料注射到腔中以形成預成型坯的第三部分，其中預成型坯的第三部分大致圍繞第二容器穿透元件的至少一部分。
14.根據方案13所述的方法，其中，第三增強可模制材料是增強熱塑性材料。15. 一種用于生產容器的方法，所述方法包括以下步驟 將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔；
將第一可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；
將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分； 將第三可模制材料注射到第二可模制材料的芯部中；以及將預成型坯制成為中空襯套。16.根據方案15所述的方法，其中，第一可模制材料是增強熱塑性材料。17.根據方案15所述的方法，其中，第二可模制材料是熱塑性材料。18.根據方案15所述的方法，其中，第三可模制材料是熱塑性材料。19.根據方案15所述的方法，還包括步驟將第四可模制材料注射到腔中以形成預成型坯的第三部分，其中預成型坯的第三部分大致圍繞第二容器穿透元件的至少一部分。20.根據方案19所述的方法，其中，第四可模制材料是增強熱塑性材料。
通過優選實施例的下述詳細說明并結合附圖，本發明的上述優勢以及其它優勢對于本領域技術人員將顯而易見，在附圖中
圖1是根據本發明實施例的容器的截面正視圖； 圖2是根據本發明另一實施例的容器的截面正視圖3是與模具流體連通的注射器的示意性截面正視圖，所述模具包括在其中設置的圖 2中所示的容器的一對容器穿透元件；
圖4是用于制成圖2中所示的容器襯套的預成型坯的截面正視圖； 圖5是在圖2中所示設置在模具中的容器襯套的截面正視圖； 圖6是根據本發明另一實施例的容器的截面正視圖； 圖7是根據本發明另一實施例的容器的截面正視圖8是與模具流體連通的注射器的示意性截面正視圖，所述模具包括在其中設置的在圖7中所示的容器的一對容器穿透元件；以及
圖9是用于制成圖7中所示的容器的預成型坯的截面正視圖。
具體實施例方式下述詳細說明和附圖描述并圖示了本發明的各個實施例。所述說明和附圖用于使得本領域技術人員制造并使用本發明，且不旨在以任何方式限制本發明的范圍。對于所公開的方法，示出的步驟本質上是示例性的，且因此步驟的順序不是必要或重要的。圖1描述了容器10。容器10包括具有主本體13、第一分界面特征14、以及第二分界面特征15的中空襯套12。在所示的實施例中，容器10還包括外殼16。容器10具有大致圓柱體形狀并且適于留置加壓流體(未示出)。應當理解的是，容器10根據需要可具有任何形狀，且容器10根據需要可包括附加層，例如屏障層、箔層、多孔可滲透層等等。加壓流體可以是任何流體，例如氣體(例如，氫氣和氧氣)、液體以及液體和氣體兩者。如圖所示，襯套12的主本體13由可模制材料制成，例如聚乙烯、聚酯合成纖維(PET)、乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料。分界面特征14、15圍繞容器穿透元件18的至少一部分形成，所述容器穿透元件18 例如為凸臺、分段凸臺的部件、配合件、插件等等。分界面特征14、15設置在襯套12的第一端20。如圖1所示，分界面特征14、15由增強的可模制材料制成，例如玻璃纖維增強的熱塑性材料(例如，增強的聚乙烯、PET和聚酰胺材料)。要認識到的是，為了優化分界面特征 14、15和容器穿透元件18的匹配表面之間的連接，用于制造分界面特征14、15的增強可模制材料具有這樣的線性熱膨脹系數，其介于用于制造容器穿透元件18的材料的線性熱膨脹系數與用于制造襯套12的主本體13的可模制材料的線性熱膨脹系數之間。分界面特征 14、15中的至少一個可包括設置在其上的墊片22，例如聚合物0形環。在所示的實施例中， 墊片22設置成鄰近于分界面特征15的環形肩部M和容器穿透元件18的內表面26。墊片22適于在分界面特征15與流體連通元件(未示出)之間形成防漏密封，所述流體連通元件用于與容器10的內部27連通并且例如是配合件、軟管、噴嘴、導管等等。應當理解的是， 墊片22根據需要可設置在分界面特征15與流體連通元件之間的其它部位。墊片22可以是由有利于在兩個接觸表面之間形成防漏密封的材料形成的任何常規墊片。容器穿透元件18通常是獨立制造的成品并且成形以接收封閉元件(未示出)，所述成品形成進入到容器10內部27中的開口。容器10根據需要可包括任何數量的容器穿透元件18。如圖1所示，容器穿透元件18包括在其內表面沈上形成的環形肩部觀，所述環形肩部觀設置成鄰近分界面特征15的環形肩部對。容器穿透元件18還可包括在其內表面沈上形成的環形溝槽(未示出)和螺紋(未示出)中的至少一種，其適于接收流體連通元件的一部分。容器穿透元件18可由具有期望屬性的任何合適材料(例如，金屬)制成。在所示的實施例中，容器10的外殼16大致抵靠襯套12的主本體13和分界面特征14的一部分。外殼16的一部分設置在容器穿透元件18上。外殼16通常使用纖維材料通過細絲卷繞和固化工藝來形成，該纖維材料例如為碳纖維、玻璃纖維、復合纖維和具有樹脂涂層的纖維。應當理解的是，用于制成外殼16的材料可基于用于將外殼16設置到襯套 12上的工藝、容器10的用途、以及要存儲到容器10中的流體屬性進行選擇。還應當理解的是，外殼16根據需要可通過其它成型方法來制成。圖2示出了根據本發明另一實施例的容器10’。圖2的實施例類似于圖1的容器 10，不同之處將在下面描述。類似于圖1的結構，圖2包括相同的附圖標記加上單引號(’) 以指代類似結構。容器10’包括具有主本體13’、第一端20’和第二端110的中空襯套12’。在所示的實施例中，容器10’還包括外殼16’。容器10’具有大致圓柱體形狀并且適于留置加壓流體(未示出)。應當理解的是，容器10’根據需要可具有任何形狀，且容器10’根據需要可包括附加層，例如屏障層、箔層、多孔可滲透層等等。加壓流體可以是任何流體，例如氣體(例如，氫氣和氧氣)、液體以及液體和氣體兩者。如圖所示，襯套12’的主本體13’由如圖3所示的可模制材料153制成，例如聚乙烯、PET、乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料。第一分界面特征14’和第二分界面特征15’在襯套12’的第一端20’形成。分界面特征14’、15’圍繞容器穿透元件18’的至少一部分形成，所述容器穿透元件18’例如為凸臺、分段凸臺的部件、配合件、插件等等。分界面特征14’、15’由如圖3所示的增強可模制材料巧4制成，例如玻璃纖維增強的熱塑性材料(例如，增強的聚乙烯、PET和聚酰胺材料)。 要認識到的是，優化分界面特征14’、15’和容器穿透元件18’的匹配表面之間的連接，用于制造分界面特征14’、15’的增強可模制材料IM具有這樣的線性熱膨脹系數，其介于用于制造容器穿透元件18’的材料的線性熱膨脹系數與用于制造襯套12’的主本體13’的可模制材料153的線性熱膨脹系數之間。分界面特征14’、15’中的至少一個可包括設置在其上的墊片22’，例如聚合物0形環。在所示的實施例中，墊片22’設置成鄰近于分界面特征15’ 的環形肩部24’和容器穿透元件18’的內表面沈’。墊片22’適于在分界面特征15’與流體連通元件(未示出)之間形成防漏密封，所述流體連通元件用于與容器10’的內部27’連通并且例如是配合件、軟管、噴嘴、導管等等。應當理解的是，墊片22’根據需要可設置在分界面特征15’與流體連通元件之間的其它部位。墊片22’可以是由有利于在兩個接觸表面之間形成防漏密封的材料形成的任何常規墊片。容器穿透元件18’通常是獨立制造的成品并且成形以接收封閉元件(未示出)，所述成品形成進入到容器10’內部27’中的開口。容器10’根據需要可包括任何數量的容器穿透元件18’。如圖2所示，容器穿透元件18’包括在其內表面沈’上形成的環形肩部觀’， 所述環形肩部28’設置成鄰近分界面特征15’的環形肩部M’。容器穿透元件18’還可包括在其內表面26’上形成的環形溝槽(未示出)和螺紋(未示出)中的至少一種，其適于接收流體連通元件的一部分。容器穿透元件18’可由具有期望屬性的任何合適材料(例如，金屬) 制成。第三分界面特征114和第四分界面特征115在襯套12’的第二端110形成。分界面特征114、115圍繞容器穿透元件118的至少一部分形成，所述容器穿透元件118例如為凸臺、分段凸臺的部件、配合件、插件等等。分界面特征114、115由如圖3所示的增強可模制材料158制成，例如玻璃纖維增強的熱塑性材料(例如，增強的聚乙烯、PET和聚酰胺材料)。要認識到的是，為了優化分界面特征114、115和容器穿透元件118的匹配表面之間的連接，用于制造分界面特征114、115的增強可模制材料158具有這樣的線性熱膨脹系數，其介于用于制造容器穿透元件118的材料的線性熱膨脹系數與用于制造襯套12’的主本體 13’的可模制材料153的線性熱膨脹系數之間。分界面特征114、115中的至少一個可包括設置在其上的墊片122，例如聚合物0形環。在所示的實施例中，墊片122設置在分界面特征115的環形肩部IM上鄰近于容器穿透元件118的內表面126。墊片122適于在分界面特征115與流體連通元件(未示出)之間形成防漏密封，所述流體連通元件用于與容器10’ 的內部27’連通并且例如是配合件、軟管、噴嘴、導管等等。應當理解的是，墊片122根據需要可設置在分界面特征115與流體連通元件之間的其它部位。墊片122可以是由有利于在兩個接觸表面之間形成防漏密封的材料形成的任何常規墊片。容器穿透元件118通常是獨立制造的成品并且成形以接收封閉元件(未示出)，所述成品形成進入到容器10’內部27’中的開口。容器10’根據需要可包括任何數量的容器穿透元件118。如圖2所示，容器穿透元件118包括在其內表面1 上形成的環形肩部128， 所述環形肩部1 設置成鄰近分界面特征115的環形肩部124。容器穿透元件118還可包括在其內表面1 上形成的環形溝槽(未示出)和螺紋(未示出)中的至少一種，其適于接收流體連通元件的一部分。容器穿透元件118可由具有期望屬性的任何合適材料(例如，金屬)制成。在所示的實施例中，容器10’的外殼16’大致抵靠襯套12’的主本體13’和分界面特征14’、114的一部分。外殼16，的一部分設置在容器穿透元件18’、118上。外殼16’ 通常使用纖維材料通過細絲卷繞和固化工藝來形成，該纖維材料例如為碳纖維、玻璃纖維、 復合纖維和具有樹脂涂層的纖維。應當理解的是，用于制成外殼16’的材料可基于用于將外殼16’設置到襯套12’上的工藝、容器10’的用途、以及要存儲到容器10’中的流體屬性進行選擇。還應當理解的是，外殼16’根據需要可通過其它成型方法來制成。為了制造容器10、10’，相應襯套12、12’都注射吹塑模制。應當理解的是，容器10’ 的襯套12’的注射吹塑模制工藝大致類似于容器10的襯套12的注射吹塑模制工藝。為了簡明起見，在下文僅描述容器10’的成型。現參考圖3，容器穿透元件18’、118均設置在定位裝置130上。在所示的實施例中，定位裝置130是具有第一端132和第二端134的細長軸131。應當理解的是，定位裝置 130根據需要可具有適于任何類型容器的任何長度和直徑。還應當理解的是，定位裝置130 根據需要可具有可調節長度和可調節直徑。雖然定位裝置130示出為整體式結構，但是應當理解的是，定位裝置130根據需要可以是多個結構的組合體。還應當理解的是，定位裝置 130可以是伸縮裝置，藉此使得使用定位裝置130和制造容器10’的襯套12’所需的時間和空間最小化。定位裝置130根據需要可由任何材料(例如，金屬材料)制成。第一端132接收在其上的適配器裝置136。第一端132和適配器裝置136中的至少一個與形成于容器穿透元件118的內表面1 上的溝槽和螺紋中的一個協同工作，以形成大致防漏連接。然而應當理解的是，根據需要，可在適配器裝置136、第一端132和容器穿透元件118的各個匹配表面之間的其它部位形成大致防漏的連接。第二端134與形成于容器穿透元件18’的內表面沈’上的溝槽和螺紋中的一個協同工作，以形成大致防漏連接。 然而應當理解的是，根據需要，可在第二端134和容器穿透元件18’的各個匹配表面之間的其它部位形成大致防漏的連接。還應當理解的是，容器穿透元件18’、118可通過任何連接方法可移除地緊固到定位裝置130，所述連接方法例如帶螺紋連接、燕尾槽互鎖連接、球和凹口連接、鎖桿連接等等。第二端134與吹模流體源139流體連通。應當理解的是，流體根據需要可以是任何流體，例如空氣。第二端134可例如通過快速連接、螺紋連接等等聯接到流體源139。應當理解的是，流體源139根據需要可與定位裝置130整體地形成。通道144形成在軸131 中。通道144通過第二端134中的開口與流體源139流體連通。軸131包括在其中形成的多個直線間隔開的孔146環形陣列。孔146允許流體從通道144流動到定位裝置130周圍的環境中。在所示的實施例中，孔146具有一致的尺寸和形狀，并且均勻地間隔開以有利于容器10’的襯套12’的正確膨脹。應當理解的是，孔146可具有任何尺寸和形狀，并且根據需要可間隔開成例如防止可模制材料153、154、158在其中流動的尺寸和形狀。替代性地， 定位裝置130還可包括可旋轉內壁(未示出)，其具有多個線性間隔開的孔(未示出)環形陣列。在第一位置，內壁的孔與定位裝置130的孔146基本對齊，以允許流體從其流動。在第二位置，內壁有利于封閉孔146，藉此防止流體從其流動以及防止可模制材料153、154、158 在其中流動。在注射吹塑模制工藝期間，容器穿透元件118、18’設置在定位裝置130的相應端部132、1；34上。隨后，適配器裝置136被接收在第一端132上。可選地，定位裝置130的內壁旋轉到第二位置，從而關閉在定位裝置130的軸131中形成的孔146。之后，第一模具150 (例如，匹配的金屬模具)圍繞定位裝置130和容器穿透元件18’、118關閉，從而在其間形成腔152。于是，熔融形式的增強可模制材料巧4從注射器156注射到環形澆口 159中且通過環形澆口 159、并接著注射到第一模具150的腔152中。隨后，用于制造襯套12’的主本體13’的熔融形式的可模制材料153從注射器156注射到環形澆口 159中且通過環形澆口 159、并接著注射到第一模具150的腔152中。之后，熔融形式的增強可模制材料158從注射器156注射到環形澆口 159中且通過環形澆口 159、并接著注射到第一模具150的腔152 中。如圖4所示的預成型坯160大致圍繞容器穿透元件18’、118的一部分和定位裝置130 的軸131形成。預成型坯160被允許在第一模具150中冷卻期望時間。應當理解的是，期望時間僅長達預成型坯160在從第一模具150移除時保持其形狀所需的時間。隨后，如圖5所示，第二模具170圍繞預成型坯160和容器穿透元件18 ’、118關閉， 從而將預成型坯160緊固到容器穿透元件18’、118并且在其間形成大致防漏連接。可選地，在從第一模具150移除之后且在關閉第二模具170之前，預成型坯160可被加熱到期望溫度。定位裝置130有利于容器穿透元件18’、118在預成型坯160中的正確位置和對齊。 可選地，然后定位裝置130的內壁旋轉到第一位置，從而使得內壁的孔與軸131的孔146基本對齊。之后，流體于是被使得從流體源139流動通過通道144并通過孔146。因此，預成型坯160被使得膨脹并且符合封閉的第二模具170的形狀，并且形成襯套12’。在襯套12’ 達到期望形狀之后，第二模具170釋放成型襯套12’。適配器裝置136從第一端132移除。 于是，例如通過斷開帶螺紋連接、燕尾槽互鎖連接、球和凹口連接、鎖桿連接等等，定位裝置 130從容器穿透元件18’、118移除。通過成型具有相應分界面特征14’、15’、114、115的容器穿透元件18’、118，容器穿透元件18’、118根據需要可具有任何形狀和尺寸。由于襯套12’注射吹塑模制而成，分界面特征15’、115形成有正確密封表面，從而消除返工或附加制造工藝。此外，注射吹塑模制工藝相比于典型成型工藝是高度自動化和更有效的。注射吹塑模制工藝還允許使用PET 以成型襯套12’，藉此PET相比于由其它材料成型的襯套更適于在其上接收涂層。在成型襯套12’冷卻之后，模具170打開且成型襯套12’被移除。于是，通過細絲卷繞和固化工藝圍繞襯套12’成型外殼16’。應當理解的是，外殼16’根據需要可通過其它成型工藝圍繞襯套 12，成型。圖6示出了根據本發明另一實施例的容器10’ ’。圖6的實施例類似于圖1-5的容器10、10’，不同之處將在下文描述。類似于圖1-5的結構，圖6包括相同的附圖標記加上引號(’’)以指代類似結構。容器10’ ’包括具有主本體13’，、第一分界面特征14’，和第二分界面特征15’ ’的中空襯套12’’。在所示的實施例中，容器10’’還包括外殼16’’。容器10’’具有大致圓柱體形狀并且適于留置加壓流體(未示出)。應當理解的是，容器10’’根據需要可具有任何形狀，且容器10’’根據需要可包括附加層，例如屏障層、箔層、多孔可滲透層等等。加壓流體可以是任何流體，例如氣體(例如，氫氣和氧氣)、液體以及液體和氣體兩者。如圖所示，主本體13’’包括外層200、屏障層210和內層220。外層200大致抵靠容器10’’的外殼16’’和屏障層210。外層200可由任何可模制材料制成，例如聚乙烯、PET、乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料。屏障層210夾在外層200和內層220之間，以防止加壓流體通過主本體13’，滲透到圍繞容器10’，的大氣中。屏障層210可由任何可模制材料制成，例如熱塑性材料(例如，乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料)。主本體13’’的內層220大致抵靠屏障層210。內層220可由任何可模制材料制成，例如聚乙烯、PET、乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料。應當理解的是，用于形成層200、210、220的可模制材料可基于用于制成襯套12’’ 的主本體13’’的工藝、容器10’’的用途、以及要存儲到容器10’’中的流體屬性進行選擇。分界面特征14’’、15’’圍繞容器穿透元件18’’的至少一部分形成，所述容器穿透元件18’’例如為凸臺、分段凸臺的部件、配合件、插件等等。分界面特征14’’、15’’設置在襯套12’’的第一端20’’。分界面特征14’’、15’’由增強的可模制材料制成，例如玻璃纖維增強的熱塑性材料(例如，增強的聚乙烯、PET和聚酰胺材料)。要認識到的是，為了優化分界面特征14’’、15’’和容器穿透元件18’’的匹配表面之間的連接，用于制造分界面特征 14’’、15’’的增強可模制材料具有這樣的線性熱膨脹系數，其介于用于制造容器穿透元件 18’，的材料的線性熱膨脹系數與用于制造襯套12’，的主本體13’，的可模制材料的線性熱膨脹系數之間。分界面特征14’’、15’’中的至少一個可包括設置在其上的墊片22’’，例如聚合物0形環。在所示的實施例中，墊片22’’設置成鄰近于分界面特征15’’的環形肩部 24’ ’和容器穿透元件18’ ’的內表面26，，。墊片22’ ’適于在分界面特征15’ ’與流體連通元件(未示出)之間形成防漏密封，所述流體連通元件用于與容器10’’的內部27’’連通并且例如是配合件、軟管、噴嘴、導管等等。應當理解的是，墊片22’’根據需要可設置在分界面特征15’，與流體連通元件之間的其它部位。墊片22’，可以是由有利于在兩個接觸表面之間形成防漏密封的材料形成的任何常規墊片。容器穿透元件18’’通常是獨立制造的成品并且成形以接收封閉元件(未示出)，所述成品形成進入到容器10’’內部27’’中的開口。容器10’’根據需要可包括任何數量的容器穿透元件18’ ’。容器穿透元件18’，包括在其內表面26’，上形成的環形肩部觀’ ’，所述環形肩部28’，設置成鄰近分界面特征15’，的環形肩部24’，。容器穿透元件18’ ’還可包括在其內表面沈’’上形成的環形溝槽(未示出)和螺紋(未示出)中的至少一種，其適于接收流體連通元件的一部分。容器穿透元件18’’可由具有期望屬性的任何合適材料(例如， 金屬)制成。在所示的實施例中，容器10’’的外殼16’’大致抵靠主本體13’’的外層200和分界面特征14’ ’的一部分。外殼16’ ’的一部分設置在容器穿透元件18’ ’上。外殼16’ ’通常使用纖維材料通過細絲卷繞和固化工藝來形成，該纖維材料例如碳纖維、玻璃纖維、復合纖維和具有樹脂涂層的纖維。應當理解的是，用于制成外殼16’’的材料可基于用于將外殼 16’’設置到襯套12’’上的工藝、容器10’’的用途、以及要存儲到容器10’’中的流體屬性進行選擇。還應當理解的是，外殼16’’根據需要可通過其它成型方法來制成。圖7示出了根據本發明另一實施例的容器10’’’。圖7的實施例類似于圖1-6的容器10、10’、10’’，不同之處將在下文描述。類似于圖1-6的結構，圖7包括相同的附圖標記加上引號(’’’)以指代類似結構。容器10’’，包括具有主本體13’’’、第一端20’’，和第二端110’’’的中空襯套 12’’’。在所示的實施例中，容器10’’’還包括外殼16’’’。容器10’’’具有大致圓柱體形狀并且適于留置加壓流體(未示出)。應當理解的是，容器10’’’根據需要可具有任何形狀，且容器10’’’根據需要可包括附加層，例如屏障層、箔層、多孔可滲透層等等。加壓流體可以是任何流體，例如氣體(例如，氫氣和氧氣)、液體以及液體和氣體兩者。如圖所示，主本體13’’，包括外層200’’’、屏障層210’’’和內層220’’’。外層 200，，，大致抵靠容器10，，，的外殼16，，，和屏障層210，，，。外層200，，，可由如圖8所示的可模制材料300制成，例如聚乙烯、PET、乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料。屏障層210’，， 夾在外層200’’’和內層220’’’之間，以防止加壓流體通過主本體13’’’滲透到圍繞容器 10’’’的大氣中。屏障層210’’’可由如圖8所示的可模制材料310制成，例如熱塑性材料 (例如，乙烯-乙烯醇和聚酰胺材料)。主本體13’ ’’的內層220’ ’’大致抵靠屏障層210’，，。 內層220，’’可由可模制材料300制成。應當理解的是，用于形成層200，，，、210，，，、220，，， 的可模制材料300、310可基于用于制成襯套12’，，的主本體13’，，的工藝、容器10’，，的用途、以及要存儲到容器10’’’中的流體屬性進行選擇。第一分界面特征14’ ’，和第二分界面特征15’ ’，在襯套12’ ’，的第一端20’ ’，形成。分界面特征14’’’、15’’’圍繞容器穿透元件18’’’的至少一部分形成，所述容器穿透元件18’’’例如為凸臺、分段凸臺的部件、配合件、插件等等。分界面特征14’’’、15’’’由如圖8所示的增強可模制材料154’ ’ ’制成，例如玻璃纖維增強的熱塑性材料(例如，增強的聚乙烯、PET和聚酰胺材料)。要認識到的是，為了優化分界面特征14’ ’ ’、15’ ’ ’和容器穿透元件18’’’的匹配表面之間的連接，用于制造分界面特征14’’’、15’’’的增強可模制材料 154’’’具有這樣的線性熱膨脹系數，其介于用于制造容器穿透元件18’’’的材料的線性熱膨脹系數與用于制造襯套12’ ’ ’的主本體13’ ’ ’的可模制材料300、310的線性熱膨脹系數之間。分界面特征14’ ’ ’、15’ ’ ’中的至少一個可包括設置在其上的墊片22’，’，例如聚合物 0形環。在所示的實施例中，墊片22’ ’ ’設置成鄰近于分界面特征15’ ’ ’的環形肩部24’，， 和容器穿透元件18’ ’ ’的內表面沈’ ’’。墊片22’ ’ ’適于在分界面特征15’ ’ ’與流體連通元件(未示出)之間形成防漏密封，所述流體連通元件用于與容器10’’’的內部27’’’連通并且例如是配合件、軟管、噴嘴、導管等等。應當理解的是，墊片22’’’根據需要可設置在分界面特征15’，，與流體連通元件之間的其它部位。墊片22’，，可以是由有利于在兩個接觸表面之間形成防漏密封的材料形成的任何常規墊片。容器穿透元件18’’’通常是獨立制造的成品并且成形以接收封閉元件(未示出)， 所述成品形成進入到容器10’’’內部27’’’中的開口。容器10’’’根據需要可包括任何數量的容器穿透元件18’ ’ ’。容器穿透元件18’，，包括在其內表面26’，，上形成的環形肩部觀’’’，所述環形肩部觀’’，設置成鄰近分界面特征15’’，的環形肩部M’’’。容器穿透元件18’’’還可包括在其內表面沈’’’上形成的環形溝槽(未示出)和螺紋(未示出)中的至少一種，其適于接收流體連通元件的一部分。容器穿透元件18’’’可由具有期望屬性的任何合適材料(例如，金屬)制成。第三分界面特征114，，，和第四分界面特征115，，，在襯套12，，，的第二端110，，， 形成。分界面特征114’’’、115’’’圍繞容器穿透元件118’’’的至少一部分形成，所述容器穿透元件118’’’例如為凸臺、分段凸臺的部件、配合件、插件等等。分界面特征114’’’、 115’，，由增強可模制材料158’ ’ ’制成，例如玻璃纖維增強的熱塑性材料(例如，增強的聚乙烯、PET和聚酰胺材料)。要認識到的是，為了優化分界面特征114’’’、115’’’和容器穿透元件118’’’的匹配表面之間的連接，用于制造分界面特征114’’’、115’’’的增強可模制材料158’’’具有這樣的線性熱膨脹系數，其介于用于制造容器穿透元件118’’’的材料的線性熱膨脹系數與用于制造襯套12’ ’ ’的主本體13’ ’ ’的可模制材料300、310的線性熱膨脹系數之間。分界面特征114’’’、115’’’中的至少一個可包括設置在其上的墊片122’’’，例如聚合物0形環。在所示的實施例中，墊片122’’’設置在分界面特征115’’’的環形肩部 124’ ’，上鄰近于容器穿透元件118’ ’ ’的內表面126’ ’’。墊片122’ ’，適于在分界面特征 115’ ’ ’與流體連通元件(未示出)之間形成防漏密封，所述流體連通元件用于與容器10’，， 的內部27’’’連通并且例如是配合件、軟管、噴嘴、導管等等。應當理解的是，墊片122’’’ 根據需要可設置在分界面特征115’’’與流體連通元件之間的其它部位。墊片122’’’可以是由有利于在兩個接觸表面之間形成防漏密封的材料形成的任何常規墊片。容器穿透元件118’’’通常是獨立制造的成品并且成形以接收封閉元件(未示出)， 所述成品形成進入到容器10’’’內部27’’’中的開口。容器10’’’根據需要可包括任何數量的容器穿透元件118’’’。容器穿透元件118’’’包括在其內表面126’’’上形成的環形肩部1 ’ ’’，所述環形肩部128’ ’ ’設置成鄰近分界面特征115’ ’ ’的環形肩部124’，，。容器穿透元件118’’’還可包括在其內表面126’’’上形成的環形溝槽(未示出)和螺紋(未示出)中的至少一種，其適于接收流體連通元件的一部分。容器穿透元件118’’’可由具有期望屬性的任何合適材料(例如，金屬)制成。在所示的實施例中，容器10’ ’，的外殼16’ ’ ’大致抵靠襯套12’ ’ ’的主本體13’ ’ ’ 和分界面特征14’’’、114’，的一部分。外殼16’’，的一部分設置在容器穿透元件18’’’、 118’ ’’上。外殼16’ ’ ’通常使用纖維材料通過細絲卷繞和固化工藝來形成，該纖維材料例如為碳纖維、玻璃纖維、復合纖維和具有樹脂涂層的纖維。應當理解的是，用于制成外殼16’’’ 的材料可基于用于將外殼16’ ’ ’設置到襯套12’ ’ ’上的工藝、容器10’ ’ ’的用途、以及要存儲到容器10’’’中的流體屬性進行選擇。還應當理解的是，外殼16’’’根據需要可通過其它成型方法來制成。為了制造容器10’’、10’’’，相應襯套12’’、12’’’都注射吹塑模制。應當理解的
是，容器10’’的注射吹塑模制工藝大致類似于容器10’’’的注射吹塑模制工藝。為了簡明起見，在下文僅描述容器10’’’的成型。現參考圖8，容器穿透元件18’，’、118’ ’ ’均設置在定位裝置130’ ’ ’上。在所示的實施例中，定位裝置130’’’是具有第一端132’’’和第二端134’’’的細長軸131’’’。應當理解的是，定位裝置130’’’根據需要可具有適于任何類型容器的任何長度和直徑。還應當理解的是，定位裝置130’’’根據需要可具有可調節長度和可調節直徑。雖然定位裝置130’，，示出為整體式結構，但是應當理解的是，定位裝置130’，，根據需要可以是多個結構的組合體。還應當理解的是，定位裝置130’’’可以是伸縮裝置，藉此使得使用定位裝置 130'"和制造容器10’ ’ ’的襯套12’ ’ ’所需的時間和空間最小化。定位裝置130’ ’ ’根據需要可由任何材料(例如，金屬材料)制成。第一端132’ ’，接收在其上的適配器裝置136’ ’ ’。第一端132’ ’ ’和適配器裝置 136’’’中的至少一個與形成于容器穿透元件118’’’的內表面126’’’上的溝槽和螺紋中的一個協同工作，以形成大致防漏連接。然而應當理解的是，根據需要，可在適配器裝置 136’’’、第一端132’’’和容器穿透元件118’’’的各個匹配表面之間的其它部位形成大致防漏的連接。第二端134’’’與形成于容器穿透元件18’’’的內表面沈’’’上的溝槽和螺紋中的一個協同工作，以形成大致防漏連接。然而應當理解的是，根據需要，可在第二端 134’’’和容器穿透元件18’’’的各個匹配表面之間的其它部位形成大致防漏的連接。還應當理解的是，容器穿透元件18’ ’ ’、118’ ’ ’可通過任何連接方法可移除地緊固到定位裝置 130'",所述連接方法例如帶螺紋連接、燕尾槽互鎖連接、球和凹口連接、鎖桿連接等等。第二端134’’’與吹模流體源139’’’流體連通。應當理解的是，流體根據需要可以是任何流體，例如空氣。第二端134’’’可例如通過快速連接、螺紋連接等等聯接到流體源139’’’。應當理解的是，流體源139’’’根據需要可與定位裝置130’’’整體地形成。通道144’’’形成在軸131’’’中。通道144’’’通過第二端134’’’中的開口與流體源139’’’ 流體連通。軸131’’’包括在其中形成的多個直線間隔開的孔146’’’環形陣列。孔146’’’ 允許流體從通道144’’’流動到定位裝置130’’’周圍的環境中。在所示的實施例中，孔 146’’’具有一致的尺寸和形狀，并且均勻地間隔開以有利于容器10’’’的襯套12’’’的正確膨脹。應當理解的是，孔146’’’可具有任何尺寸和形狀，并且根據需要可間隔開成例如防止可模制材料300、310、154’’’、158’’’在其中流動的尺寸和形狀。替代性地，定位裝置 130’’’還可包括可旋轉內壁(未示出)，其具有多個線性間隔開的孔(未示出)環形陣列。在第一位置，內壁的孔與定位裝置130’，，的孔146’，，基本對齊，以允許流體從其流動。在第二位置，內壁有利于封閉孔146’’’，藉此防止流體從其流動以及防止可模制材料300、310、 154，，，、158，，，在其中流動。在注射吹塑模制工藝期間，容器穿透元件118’ ’ ’、18’ ’ ’設置在定位裝置130’ ’ ’ 的相應端部132’’’、1；34’’，上。隨后，適配器裝置136’’’被接收在第一端132’’’上。可選地，定位裝置130’’’的內壁旋轉到第二位置，從而關閉在定位裝置130’’’的軸131’’’ 中形成的孔146’ ’ ’。之后，第一模具150’ ’ ’(例如，匹配的金屬模具)圍繞定位裝置130’ ’ ’ 和容器穿透元件18’ ’ ’、118’ ’ ’關閉，從而在其間形成腔152’ ’ ’。于是，熔融形式的增強可模制材料154’ ’ ’從注射器156’ ’ ’注射到環形澆口 159’ ’ ’中且通過環形澆口 159’ ’ ’、并接著注射到第一模具150’’’的腔152’’’中。隨后，用于制造襯套12’’，的主本體13’’，的層200、210的熔融形式的可模制材料300從注射器156’ ’ ’注射到環形澆口 159’ ’ ’中且通過環形澆口 159’’’、并接著注射到第一模具150’’’鄰近于注射增強可模制材料154’’’的腔152’’’中。之后，用于制造屏障層210的熔融形式的可模制材料310從注射器156’’’ 注射到環形澆口 159’’’中且通過環形澆口 159’’’、并接著注射到可模制材料300的芯部中。之后，熔融形式的增強可模制材料158’’’從注射器156’’’注射到環形澆口 159’’’中且通過環形澆口 159’ ’ ’、并接著注射到第一模具150’ ’’鄰近于注射可模制材料300、310的腔152’’’中。如圖9所示的預成型坯160’’’大致圍繞容器穿透元件18’’’、118’’’的一部分和定位裝置130’ ’ ’的軸131’ ’ ’形成。預成型坯160’ ’ ’被允許在第一模具150’ ’ ’中冷卻期望時間。應當理解的是，期望時間僅長達預成型坯160’’’在從第一模具150’’’移除時保持其形狀所需的時間。隨后，第二模具(未示出)圍繞預成型坯160’ ’ ’和容器穿透元件18’ ’ ’、118’ ’ ’關閉，從而將預成型坯160’’’緊固到容器穿透元件18’’’、118’’’并且在其間形成大致防漏連接。可選地，在從第一模具150’ ’ ’移除之后且在關閉第二模具之前，預成型坯160’ ’ ’ 可被加熱到期望溫度。定位裝置130’’’有利于容器穿透元件18’’’、118’’’在預成型坯 160’’’中的正確位置和對齊。可選地，然后定位裝置130’’’的內壁旋轉到第一位置，從而使得內壁的孔與軸131’’’的孔146’’’基本對齊。之后，流體于是被使得從流體源139’’’ 流動通過通道144’’’并通過孔146’’’。因此，預成型坯160’’’被使得膨脹并且符合封閉的第二模具的形狀，并且形成襯套12’ ’ ’。在襯套12’ ’ ’達到期望形狀之后，第二模具釋放成型襯套12’’’。適配器裝置136’’’從第一端132’’’移除。于是，例如通過斷開帶螺紋連接、燕尾槽互鎖連接、球和凹口連接、鎖桿連接等等，定位裝置130’’’從容器穿透元件 18，，，、118，，，移除。通過成型具有相應分界面特征14’’’、15’’’、114’’’、115’’，的容器穿透元件 18’ ’ ’、118’ ’ ’，容器穿透元件18’ ’ ’、118’ ’ ’根據需要可具有任何形狀和尺寸。由于襯套 12’ ’ ’注射吹塑模制而成，分界面特征15’ ’ ’、115’ ’ ’形成有正確密封表面，從而消除返工或附加制造工藝。此外，注射吹塑模制工藝相比于典型成型工藝是高度自動化和更有效的。 注射吹塑模制工藝還允許使用PET以成型襯套12’，’，藉此PET相比于由其它材料成型的襯套更適于在其上接收涂層。在成型襯套12’’’冷卻之后，模具打開且成型襯套12’’’被移除。于是，通過細絲卷繞和固化工藝圍繞襯套12’’’成型外殼16’’’。應當理解的是，外殼 16’ ’ ’根據需要可通過其它成型工藝圍繞襯套12’ ’ ’成型。通過前述說明，本領域技術人員可容易地確定本發明的基本特征，且在不偏離本發明的精神和范圍的前提下可作出本發明的各種變化和修改，以使之適用于各種用途和狀況。
權利要求
1.一種用于生產容器的方法，所述方法包括以下步驟將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔； 將第一可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分；以及將預成型坯制成為中空襯套。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，第一可模制材料是增強熱塑性材料。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，第二可模制材料是熱塑性材料。
4.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟將第三可模制材料注射到腔中以形成預成型坯的第三部分，其中預成型坯的第三部分大致圍繞第二容器穿透元件的至少一部分。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，第三可模制材料是增強熱塑性材料。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟大致圍繞中空襯套形成外殼。
7.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟在中空襯套與流體連通元件之間提供墊片，所述墊片適于在中空襯套與流體連通元件之間形成基本防漏密封。
8.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟將第四可模制材料注射到第二可模制材料中以形成預成型坯的第四部分。
9.一種生產容器的方法，所述方法包括以下步驟將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔； 將第一增強可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分； 將預成型坯制成為中空襯套，所述中空襯套包括主本體、第一分界面特征和第二分界面特征，其中主本體由第二可模制材料成型且分界面特征由第一增強可模制材料成型；以及大致圍繞中空襯套形成外殼。
10.一種用于生產容器的方法，所述方法包括以下步驟將第一容器穿透元件設置到模具中，所述模具包括在其中形成的腔； 將第一可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第一部分，其中預成型坯的第一部分大致圍繞容器穿透元件的至少一部分；將第二可模制材料注射到腔中，以形成預成型坯的第二部分； 將第三可模制材料注射到第二可模制材料的芯部中；以及將預成型坯制成為中空襯套。
全文摘要
本發明涉及用于生產容器襯套的方法。公開了容器和用于成型容器的方法，所述容器具有注射吹塑模制中空襯套，其中，中空襯套包括大致圍繞至少一個容器穿透元件的一部分形成的增強分界面特征。
文檔編號B29C49/06GK102218810SQ201110046079
公開日2011年10月19日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年2月26日
發明者施特拉克 L., 林德納 M. 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司