单层复合物压力容器制造技术

本发明专利技术涉及包含通过活性聚合制备的壁的聚合物压力容器，使得所述壁包括具有两个子层的单层聚合物，内子层不是复合物，外子层是复合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含单层聚合物基质的复合物压力容器。所述容器旨在用于装纳和运输压缩流体。背景燃烧石化燃料对环境的有害影响日益受到关注，并引起了对可替代能源的极大兴趣。虽然通过太阳、风、核、地热和其它能源已取得了一些进展，但非常清楚的是，可广泛使用的经济可替代能源特别对于使用高能量的应用而言是难以实现的目标。同时，预计石化燃料将在可预计的将来主导能源市场。在化石燃料中，天然气的燃烧最清洁，因此是能源生产的清楚选择。因此，存在进行运动以尽可能的用天然气补充或取代其它石化燃料例如煤和石油，因为全世界变得更加清楚燃烧石化燃料对环境的影响。不幸的是，大多数的世界天然气气藏都存在于这个星球上偏僻且难以进入的区域。地形和地缘政治因素使可靠地和经济地从这些区域提取天然气变得极端困难。已经评估了使用管线(pipeline)和陆上运输，在某些情况下甚至进行了尝试，但发现是不经济的。有趣的是，地球的大部分的偏僻天然气储存的位置较接近海洋和易于进入海洋的其它水域。因此，从这些偏僻的位置海运天然气似乎是一个显而易见的解决方案。海运天然气的问题主要在于经济性。远洋行驶的容器能够装载仅仅这么多的载货重量，而海运成本反映了这个事实，要计算的运输总重量的成本，即产品的重量加上其中运输了产品的集装箱船的重量。如果相比于装运容器的自重，产品的净重低，则每单位质量的产品的运输成本变得非常昂贵。这对于压缩流体的运输是特别正确的，常规地，在钢瓶中运输压缩流体，钢瓶相对于所含流体的重量是极重的。由于III型和IV型压力容器的出现，已经稍微改善了该问题。III型压力容器是由较薄金属内衬构成的，该较薄金属内衬包覆有丝状复合物卷，这产生了具有钢容器强度的容器，并明显节约了总容器重量。IV型压力容器包括聚合内衬，类似地用丝状复合材料包裹该聚合物内衬。IV型压力容器是所有目前批准的压力容器中最轻的。使用III型和IV型容器，再加上将这些容器造得非常大的趋势－目前制造的圆柱状容器的长度为18米并且直径为2.5-3米，并考虑制造的容器的长度大于或等于30米并且直径大于或等于6米-使优化压缩流体的海洋运输的经济性迈出了一大步。仍然有利的是压力容器甚至比III型和IV型容器更轻。本专利技术提供了此类较轻的容器及其制造方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个方面涉及一种压力容器，其包括：包括内子层和外子层的单层聚合物构建体，其中：所述内子层与压力容器中所含的流体接触，并且对于该流体是惰性且不可透过的；所述外子层包括含有丝状材料的复合物，所述复合物环包覆和/或等张力包覆到所述内子层上；以及所述内子层和外子层包括连续聚合物基质。在本专利技术的一个方面，聚合物基质选自下组：聚烯烃树脂、乙烯基酯树脂、二环戊二烯树脂及其组合。在本专利技术的一个方面，聚合物基质是由含有至少92％纯的二环戊二烯的预聚物组合物形成的。在本专利技术的一方面，丝状材料选自下组：金属丝、陶瓷丝、天然丝、玻璃丝、碳丝、芳香族聚酰胺丝、超高分子量聚乙烯丝及其组合。在本专利技术的一个方面，丝状材料选自玻璃丝和碳丝。在本专利技术的一方面中，所含流体是压缩天然气(CNG)。在本专利技术的一方面中，压缩天然气是原料天然气。在本专利技术的一个方面，压力容器是球形、扁球形、圆柱形或者环形。本专利技术的一个方面是一种制备压力容器的方法，其包括：以压力容器所需的形状提供可拆除(collapsible)心轴；将凸起部(boss)与心轴相连；在心轴/凸起部上沉积选定厚度的预聚物制剂；引发预聚物制剂的活性聚合；以环方式和/或等张力的方式将丝状材料包覆到聚合的预聚物制剂上；其中丝状材料是干燥包覆的，然后用预聚物制剂浸渍；或者用预聚物制剂浸渍丝状材料，然后包覆到活性聚合物基质上；再次引发聚合；终止聚合；以及去除可拆除(collapsible)心轴。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，凸起部是复合物凸起部。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，可拆除心轴包括压缩的沙。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，可拆除心轴包括可膨胀/可收缩构建体。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，可拆除心轴包括可熔性物质。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，可熔性物质选自：冰、低熔点聚合物和低熔点金属。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，可拆除心轴包括由可移除支架支撑的柔韧表面。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，心轴具有圆柱形中心部分和穹顶端部，复合物凸起部在心轴的至少一个穹顶处沿极方向设置。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，心轴是球形的，复合物凸起部设置在球体的选定位置。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，心轴是扁球体，复合物凸起部在椭球体的一个或两个平坦端部上沿极方向设置。在本专利技术的一个方面，在上述方法中，心轴是环形的，复合物凸起部设置在环面的内曲率上。专利技术详述附图简要说明提供的这些附图仅是出于帮助理解本专利技术的目的。它们并不旨在或解释为以任何方式对本专利技术范围进行限制。图1显示了各种压力容器的等角投影。显示容器具有孔，能够将凸起部固定在孔中用于完成容器。图1A显示了球形压力容器。图1B显示了扁球形体压力容器。图1C显示了环形压力容器。图1D显示了具有圆柱形中心部分和一个穹顶型端部的压力容器。图1E显示了具有圆柱形中心部分和两个穹顶型端部的压力容器。图2显示本专利技术的单层压力容器的示意图。图3显示复合物凸起部的示意图。图4显示固体心轴/复合物凸起部组件的示意图。讨论应理解的是，对于本说明书和所附权利要求书，任意涉及本专利技术的任意方法的单数形式包括复数，反之亦然，除非另有明确说明或者从上下文毫无疑义地明确得到。本文所用任意近似术语，例如但不限于，接近、约、约为、基本上以及基本等，表示通过近似术语修饰的词或短语不必须精确地是书写的值，但是可以相对于其发生一定程度的变化。其变化程度将取决于会产生的变化有多大，并且本领域技术人员意识到修饰的版本仍具有未被近似的术语修饰的词或短语所具有的性质、特性和能力。通常来说，但考虑到前面的讨论，本文通过近似的术语修饰的数值可相对于所列出的值变化±10％，除非另有明确说明。术语“近”和“远”仅仅表示构建体的相对端，并用作将一个对象的特征相互定向或相对于另一对象进行定向的方法，例如凸起部的特征和凸起部的部件的位置相对于容器内衬。通常来说，将哪一端指定为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力容器，其包括：包括内子层和外子层的单层聚合物构建体，其中：所述内子层与压力容器中所含的流体接触，并且对于该流体是惰性且不可透过的；所述外子层包括含有丝状材料的复合物，所述复合物环包覆和/或等张力包覆到所述内子层上；以及所述内子层和外子层包括连续聚合物基质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力容器，其包括：
包括内子层和外子层的单层聚合物构建体，其中：
所述内子层与压力容器中所含的流体接触，并且对于该流体是惰性且不可
透过的；
所述外子层包括含有丝状材料的复合物，所述复合物环包覆和/或等张力包
覆到所述内子层上；以及
所述内子层和外子层包括连续聚合物基质。
2.如权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述聚合物基质选自下组：
聚烯烃树脂、乙烯基酯树脂、二环戊二烯树脂及其组合。
3.如权利要求2所述的压力容器，其特征在于，所述聚合物基质是由含有
至少92％纯的二环戊二烯的预聚物组合物形成的。
4.如权利要求1、2或3所述的压力容器，其特征在于，所述丝状材料选
自下组：金属丝、陶瓷丝、天然丝、玻璃丝、碳丝、芳香族聚酰胺丝、超高分
子量聚乙烯丝及其组合。
5.如权利要求4所述的压力容器，其特征在于，所述丝状材料选自玻璃丝
和碳丝。
6.如前述任一项权利要求所述的压力容器，其特征在于，所含的流体是压
缩天然气，CNG。
7.如权利要求6所述的压力容器，其特征在于，所述压缩天然气是原料天
然气。
8.如权利要求1-7中任一项所述的压力容器，其特征在于，所述压力容器

\t是球形、扁球形、圆柱形或者环形。
9.一种制造压力容器的方法，其包括：
以压力容器所需的形状提供可拆除心轴；
将凸起部与心轴相连；
在心轴/凸起部上沉积选定厚度的预聚物制剂；
引发预聚物制剂的活性聚合；
以环方式和/或等张力的方式将丝状材料包覆到聚合的预聚物制剂上；其中
丝状材料是...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·内蒂斯，B·斯班赛，Z·斯班赛，
申请(专利权)人：蓝波股份有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU