密封組件以及包括該密封組件的加壓流體容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及密封組件以及包括該密封組件的加壓流體容器。密封組件可包括套筒、閥、限定壓力容器的包容空間的襯套、以及適于配合所述襯套和所述閥的支撐構(gòu)件。所述支撐構(gòu)件可由陽極化導(dǎo)電支撐材料制成，并且通常具有與所述閥和所述襯套接觸的不導(dǎo)電表面。具有導(dǎo)電表面的環(huán)形凹部被設(shè)置在支撐構(gòu)件中，由導(dǎo)電材料制成或者具有導(dǎo)電表面的密封件位于環(huán)形凹部中。由此，當(dāng)閥出現(xiàn)在密封組件中時(shí)，所述閥和所述襯套之間的電連續(xù)性通過所述密封件的導(dǎo)電表面、所述環(huán)形凹部的導(dǎo)電表面以及所述陽極化支撐構(gòu)件的芯體中的導(dǎo)電支撐材料而建立。
【專利說明】密封組件以及包括該密封組件的加壓流體容器
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 根據(jù)美國專利法第35條119(e)款，本申請要求提交于2013年3月14日的美國 臨時(shí)申請?zhí)枮?1/781320的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本說明書總體上涉及密封組件，且更具體地涉及用于加壓流體容器的密封組件。

【背景技術(shù)】
[0004] 用于儲(chǔ)存流體的壓力容器通常包括承裝加壓流體的壓力室以及將該壓力室與外 部環(huán)境隔離的密封組件。該密封組件可連接到閥或者其他裝置，其允許壓縮流體從壓力室 的受控排出以及壓縮流體向壓力室中的受控引入。尤其是當(dāng)壓力容器用于儲(chǔ)存氫氣時(shí)，用 于壓力容器或者其密封組件的合適的材料僅限于與氫氣相容的材料。例如，盡管鋁具有重 量輕的優(yōu)勢，但眾所周知的，其在暴露于氫氣時(shí)由于氫化物的形式而強(qiáng)度變?nèi)趸蛘咦兊靡?碎，因此，鋁通常不適合取代更重且更貴的金屬例如鈦來用于氫氣應(yīng)用。
[0005] 綜上所述，對包含替代材料的壓力容器以及密封組件具有持續(xù)的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本文的一些實(shí)施例涉及密封組件。密封組件可以包括至少一個(gè)套筒；和閥，該閥具 有由閥材料制成的閥頸部。該閥頸部可設(shè)置在所述至少一個(gè)套筒內(nèi)。密封組件可進(jìn)一步包 括由襯套材料制成的襯套。該襯套可具有襯套外表面和襯套內(nèi)表面。所述襯套內(nèi)表面可限 定適于容納流體的壓力容器的包容空間。襯套也可具有在其中形成的至少一個(gè)襯套頸部。 所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套內(nèi)表面可面對閥，所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套外表面可面 對所述至少一個(gè)套筒。密封組件可進(jìn)一步包括支撐構(gòu)件，其適于配合所述襯套頸部和所述 閥。所述支撐構(gòu)件可包括由陽極化導(dǎo)電支撐材料制成的支撐構(gòu)件本體。所述支撐構(gòu)件本體 可具有鄰接所述閥頸部的陽極化內(nèi)密封表面以及鄰接所述至少一個(gè)襯套頸部的陽極化外 密封表面。所述陽極化內(nèi)密封表面和陽極化外密封表面可以是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的。密封組件 可進(jìn)一步包括內(nèi)密封件，其設(shè)置在形成于支撐構(gòu)件本體的內(nèi)密封表面中的環(huán)形內(nèi)凹部內(nèi)。 所述內(nèi)密封件可具有導(dǎo)電內(nèi)密封表面。密封組件可進(jìn)一步包括外密封件，其設(shè)置在形成于 支撐構(gòu)件本體的外密封表面中的環(huán)形外凹部內(nèi)。所述外密封件可具有導(dǎo)電外密封表面。在 密封組件中，所述支撐構(gòu)件的環(huán)形內(nèi)凹部和所述支撐構(gòu)件的環(huán)形外凹部各自包括導(dǎo)電凹部 表面。由此，所述閥和所述襯套之間的電連續(xù)性通過所述導(dǎo)電內(nèi)密封表面、所述環(huán)形內(nèi)凹部 的導(dǎo)電凹部表面、所述支撐構(gòu)件本體的導(dǎo)電支撐材料、所述環(huán)形外凹部的導(dǎo)電凹部表面以 及導(dǎo)電外密封面而建立。
[0007] 本文的其他實(shí)施例涉及用于容納加壓氫以及包含根據(jù)本文實(shí)施例的密封組件的 壓力容器。所述壓力容器可包括密封組件，所述密封組件包括：至少一個(gè)套筒；金屬閥；限 定適于容納加壓氫的包容空間的金屬襯套；包圍所述襯套的復(fù)合外殼；以及適于配合襯套 頸部和所述閥的支撐構(gòu)件。所述金屬閥可具有置于所述至少一個(gè)套筒中的閥頸部。所述金 屬襯套可具有襯套外表面和襯套內(nèi)表面。所述襯套內(nèi)表面可限定所述包容空間。所述金屬 襯套可具有形成于其中的至少一個(gè)襯套頸部。所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套內(nèi)表面面對所 述金屬閥，所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套外表面面對所述至少一個(gè)套筒。所述支撐構(gòu)件可 適于配合所述金屬襯套和所述金屬閥。具體地，所述支撐構(gòu)件可包括由陽極化鋁制成的支 撐構(gòu)件本體。所述支撐構(gòu)件本體可具有鄰接所述閥頸部的陽極化內(nèi)密封表面以及鄰接所述 至少一個(gè)襯套頸部的陽極化外密封表面。所述陽極化內(nèi)密封表面和陽極化外密封表面可以 是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的。所述支撐構(gòu)件還可包括內(nèi)導(dǎo)電0形環(huán)，其與形成于所述支撐構(gòu)件本體 的內(nèi)密封表面中的環(huán)形內(nèi)凹部的裸露鋁表面接觸。所述支撐構(gòu)件還可包括外導(dǎo)電0形環(huán)， 其與形成于所述支撐構(gòu)件本體的外密封表面中的環(huán)形外凹部的裸露鋁表面接觸。由此，所 述金屬閥和所述金屬襯套之間的電連續(xù)性可通過所述內(nèi)導(dǎo)電0形環(huán)、環(huán)形內(nèi)凹部的裸露鋁 表面、支撐構(gòu)件本體內(nèi)部的鋁、環(huán)形外凹部的裸露鋁表面以及外導(dǎo)電0形環(huán)而建立。
[0008] 本文介紹的實(shí)施例的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面的詳細(xì)說明中得出，并且，本領(lǐng)域 技術(shù)人員根據(jù)說明書或者通過實(shí)施本文描述的實(shí)施例將在某種程度上顯而易見或認(rèn)識到 所述特征和優(yōu)點(diǎn)，所述實(shí)施例包括下面的詳細(xì)說明、權(quán)利要求書以及附圖。
[0009] 本發(fā)明還包括以下技術(shù)方案：
[0010] 方案1. 一種密封組件，包括：
[0011] 至少一個(gè)套筒；
[0012] 閥，所述閥具有由閥材料制成的閥頸部，所述閥頸部設(shè)置在所述至少一個(gè)套筒 內(nèi)；
[0013] 由襯套材料制成的襯套，所述襯套具有襯套外表面和襯套內(nèi)表面,所述襯套內(nèi)表 面限定適于容納壓縮流體的壓力容器的包容空間，所述襯套具有形成于其中的至少一個(gè)襯 套頸部，所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套內(nèi)表面面對所述閥，所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套 外表面面對所述至少一個(gè)套筒；以及
[0014] 適于配合所述襯套頸部和所述閥的支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件包括：
[0015] 由陽極化導(dǎo)電支撐材料制成的支撐構(gòu)件本體，所述支撐構(gòu)件本體具有鄰接所述閥 頸部的陽極化內(nèi)密封表面以及鄰接所述至少一個(gè)襯套頸部的陽極化外密封表面，所述陽極 化內(nèi)密封表面和陽極化外密封表面是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的；
[0016] 內(nèi)密封件，所述內(nèi)密封件設(shè)置在形成于支撐構(gòu)件本體的內(nèi)密封表面中的環(huán)形內(nèi)凹 部中，所述內(nèi)密封件包括導(dǎo)電內(nèi)密封表面；以及
[0017] 外密封件，所述外密封件設(shè)置在形成于支撐構(gòu)件本體的外密封表面中的環(huán)形外凹 部中，所述外密封件包括導(dǎo)電外密封表面，
[0018] 其中：
[0019] 所述支撐構(gòu)件的環(huán)形內(nèi)凹部和所述支撐構(gòu)件的環(huán)形外凹部包括導(dǎo)電凹部表面； [0020] 所述閥和所述襯套之間的電連續(xù)性通過所述導(dǎo)電內(nèi)密封表面、所述環(huán)形內(nèi)凹部的 導(dǎo)電凹部表面、所述支撐構(gòu)件本體的導(dǎo)電支撐材料、所述環(huán)形外凹部的導(dǎo)電凹部表面以及 所述導(dǎo)電外密封表面而建立。
[0021] 方案2.如方案1所述的密封組件，其中，所述陽極化導(dǎo)電支撐材料是陽極化鋁。
[0022] 方案3.如方案2所述的密封組件，其中，所述陽極化內(nèi)密封表面和陽極化外密封 表面涂覆有實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的氧化鋁層。
[0023] 方案4.如方案3所述的密封組件，其中，所述實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的氧化鋁層足夠厚，以 阻止所述閥和所述襯套之間穿過支撐構(gòu)件的任何陽極化表面的電連續(xù)性。
[0024] 方案5.如方案1所述的密封組件，其中，
[0025] 所述陽極化導(dǎo)電支撐材料是陽極化鋁；
[0026] 所述陽極化內(nèi)密封表面和陽極化外密封表面是氧化鋁；
[0027] 所述環(huán)形內(nèi)凹部和環(huán)形外凹部中的導(dǎo)電凹部表面是裸露鋁。
[0028] 方案6.如方案5所述的密封組件，其中，
[0029] 所述內(nèi)密封件和所述外密封件是導(dǎo)電金屬0形環(huán)；
[0030] 所述內(nèi)密封件接觸所述環(huán)形內(nèi)凹部中的裸露鋁；并且
[0031] 所述外密封件接觸所述環(huán)形外凹部中的裸露鋁。
[0032] 方案7.如方案1所述的密封組件，其中，所述內(nèi)密封件和所述外密封件是0形環(huán)。
[0033] 方案8.如方案1所述的密封組件，其中，所述內(nèi)密封件和所述外密封件是由導(dǎo)電 〇形環(huán)材料制成的〇形環(huán)。
[0034] 方案9.如方案8所述的密封組件，其中，所述導(dǎo)電0形環(huán)材料是金屬或者導(dǎo)電聚 合物。
[0035] 方案10.如方案8所述的密封組件，其中，所述內(nèi)密封件和所述外密封件是由不導(dǎo) 電0形環(huán)材料制成的涂覆有導(dǎo)電0形環(huán)涂覆材料的0形環(huán)。
[0036] 方案11.如方案10所述的密封組件，其中，所述不導(dǎo)電0形環(huán)材料是塑料或者橡 膠，所述導(dǎo)電0形環(huán)涂覆材料是金屬。
[0037] 方案12.如方案1所述的密封組件，其中，
[0038] 所述環(huán)形內(nèi)凹部由內(nèi)側(cè)面、與內(nèi)側(cè)面垂直的閥側(cè)內(nèi)表面以及與閥側(cè)內(nèi)表面平行的 容器側(cè)內(nèi)表面限定；
[0039] 所述環(huán)形外凹部由外側(cè)面、與外側(cè)面垂直的閥側(cè)外表面以及與閥側(cè)外表面平行的 容器側(cè)外表面限定；
[0040] 所述內(nèi)側(cè)面、所述閥側(cè)內(nèi)表面以及所述閥側(cè)內(nèi)表面中的至少一個(gè)是導(dǎo)電的；以及
[0041] 所述外側(cè)面、所述閥側(cè)外表面以及所述閥側(cè)外表面中的至少一個(gè)是導(dǎo)電的。
[0042] 方案13.如方案12所述的密封組件，其中，所述內(nèi)側(cè)面、所述閥側(cè)內(nèi)表面、所述閥 側(cè)內(nèi)表面、所述閥側(cè)外表面以及所述閥側(cè)外表面中的每一個(gè)均是導(dǎo)電的。
[0043] 方案14.如方案1所述的密封組件，其中，所述電連續(xù)性將所述閥和所述襯套保持 在相同的電勢。
[0044] 方案15.如方案1所述的密封組件，其中，所述電連續(xù)性將所述閥和所述襯套保持 在地電勢。
[0045] 方案16.如方案1所述的密封組件，其中，所述壓縮流體是氫。
[0046] 方案17.如方案1所述的密封組件，其中，所述襯套材料和所述閥材料均是金屬。
[0047] 方案18.如方案1所述的密封組件，其中，在所述襯套和所述支撐構(gòu)件之間以及在 所述支撐構(gòu)件和所述閥之間均形成實(shí)質(zhì)上不透流體的密封。
[0048] 方案19.如方案1所述的密封組件，還包括包圍所述襯套的復(fù)合外殼。
[0049] 方案20. -種用于容納加壓氫的壓力容器，所述壓力容器包括：
[0050] 密封組件，所述密封組件包括至少一個(gè)套筒、金屬閥、限定適于容納加壓氫的包容 空間的金屬襯套、包圍所述襯套的復(fù)合外殼、以及適于配合襯套頸部和所述閥的支撐構(gòu)件，
[0051] 其中：
[0052] 所述金屬閥具有設(shè)置于所述至少一個(gè)套筒中的閥頸部；
[0053] 所述金屬襯套具有襯套外表面和襯套內(nèi)表面；
[0054] 所述襯套內(nèi)表面限定所述包容空間；
[0055] 所述金屬襯套具有形成于其中的至少一個(gè)襯套頸部；
[0056] 所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套內(nèi)表面面對所述金屬閥；
[0057] 所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套外表面面對所述至少一個(gè)套筒；
[0058] 所述支撐構(gòu)件適于配合所述金屬襯套和所述金屬閥；
[0059] 所述支撐構(gòu)件包括：
[0060] 由陽極化鋁制成的支撐構(gòu)件本體，所述支撐構(gòu)件本體具有鄰接所述閥頸部的陽極 化內(nèi)密封表面以及鄰接所述至少一個(gè)襯套頸部的陽極化外密封表面，所述陽極化內(nèi)密封表 面和所述陽極化外密封表面是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的；
[0061] 內(nèi)導(dǎo)電0形環(huán)，其與形成于所述支撐構(gòu)件本體的內(nèi)密封表面中的環(huán)形內(nèi)凹部的裸 露鋁表面接觸；以及
[0062] 外導(dǎo)電0形環(huán)，其與形成于所述支撐構(gòu)件本體的外密封表面中的環(huán)形外凹部的裸 露鋁表面接觸；
[0063] 所述金屬閥和所述金屬襯套之間的電連續(xù)性通過所述內(nèi)導(dǎo)電0形環(huán)、環(huán)形內(nèi)凹部 的裸露鋁表面、支撐構(gòu)件本體內(nèi)部的鋁、環(huán)形外凹部的裸露鋁表面以及外導(dǎo)電0形環(huán)而建 立。
[0064] 應(yīng)當(dāng)理解的是，上文的總體描述以及下文的詳細(xì)說明描述了不同實(shí)施例并且旨在 提供一種概述或者框架，以便于理解權(quán)利要求主題的本質(zhì)和特征。所包含的附圖用于提供 對不同實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，屬于本說明書并且構(gòu)成說明書的一部分。附圖展示了這里 描述的不同實(shí)施例，并且結(jié)合所提供的說明來解釋權(quán)利要求主題的原理和操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0065] 圖1是壓力容器，其具有由根據(jù)這里介紹的實(shí)施例所述的密封組件的襯套限定的 包容空間。
[0066] 圖2是圖1的密封組件的詳細(xì)視圖。
[0067] 圖3是支撐構(gòu)件中的內(nèi)密封件和外密封件的詳細(xì)視圖，支撐構(gòu)件是圖1和圖2的 密封組件的部件。
[0068] 圖4是根據(jù)圖1和圖2的密封組件的支撐構(gòu)件的截面圖，其去除掉了內(nèi)密封件和 外密封件。

【具體實(shí)施方式】
[0069] 現(xiàn)在參考圖1-4介紹密封組件的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，密封組件30可以包括 至少一個(gè)套筒（boss) 40、閥70、襯套20以及支撐構(gòu)件60。在一些實(shí)施例中，密封組件30可 進(jìn)一步包括復(fù)合外殼50,該復(fù)合外殼包圍襯套20并防止該襯套20的損壞。該襯套20可以 具有襯套外表面22以及襯套內(nèi)表面24。該襯套內(nèi)表面24可以限定壓力容器10的包容空 間25,其適于容納流體（未示出），例如壓縮液體或者壓縮氣體。襯套20可以具有形成于 其中的至少一個(gè)襯套頸部26。襯套20可以設(shè)置成使得所述至少一個(gè)襯套頸部26的襯套內(nèi) 表面24面對閥70,并且使得所述至少一個(gè)襯套頸部26的襯套外表面22面對所述至少一個(gè) 套筒40。
[0070] 密封組件30可以適合于與待密封的物體配合。在一些實(shí)施例中，該待密封的物體 可以是限定壓力容器10的包容空間25的襯套20。具體地，襯套20的至少一個(gè)襯套頸部 26可以圍繞閥70被密封，支撐構(gòu)件60被插入襯套20和閥70之間，使得在襯套20和支撐 構(gòu)件60之間以及支撐構(gòu)件60和閥70之間均形成實(shí)質(zhì)上不透流體的密封。該實(shí)質(zhì)上不透 流體的密封可以阻止任何容納于包容空間25中的流體逸出到外部環(huán)境。在一些實(shí)施例中， 其中限定有包容空間25的壓力容器10可以是用于儲(chǔ)存壓縮燃料氣體或者液體（例如氫） 的IV型容器或者V型容器。襯套20可以由襯套材料形成。在一些實(shí)施例中，襯套材料可 以包括聚合物或者塑料，尤其是熱塑性塑料。在其他實(shí)施例中，襯套材料可以是金屬。應(yīng)當(dāng) 理解的是，其他本領(lǐng)域公知的用于壓縮氣體儲(chǔ)存的材料可以適合用作襯套材料。
[0071] 密封組件30可以包括用于在其中接收閥70的至少一個(gè)套筒40。所述至少一個(gè)套 筒40可以由任何傳統(tǒng)材料制成，例如金屬。在一些實(shí)施例中，用于形成至少一個(gè)套筒40的 材料可具有比用于制造待密封的物體的材料的熱膨脹系數(shù)低的熱膨脹系數(shù)。應(yīng)該理解本文 使用的術(shù)語"熱膨脹系數(shù)"指的是材料響應(yīng)于加熱的膨脹率以及材料響應(yīng)于冷卻的收縮率。
[0072] 具體參考圖2和圖3,密封組件30可包括閥70。該閥70可包括由閥材料制成的 閥頸部77。閥頸部77可設(shè)置在密封組件30的至少一套筒40中或者被所述至少一套筒40 圍繞。如圖2和圖3的實(shí)施例所示，閥70可包括結(jié)合于閥結(jié)合部75的閥入口 72和閥出口 74,其具有在導(dǎo)管開口 78處通向包容空間25的貯槽導(dǎo)管76。雖然圖2和圖3的實(shí)施例包 括由閥入口 72、閥出口 74、閥結(jié)合部75、貯槽導(dǎo)管76以及導(dǎo)管開口 78構(gòu)成的具體結(jié)構(gòu)，但 是應(yīng)當(dāng)理解，該具體結(jié)構(gòu)是不受限制的并且僅僅是示范性的。通常，閥70可以具有為待被 填充到包容空間25中或移出包容空間25的壓縮流體提供通路的任何結(jié)構(gòu)。另外，應(yīng)當(dāng)理 解的是，當(dāng)存在時(shí)，閥入口 72和/或閥出口 74可以連接到與包容空間25流體連通的外部 裝置（未示出）。例如，在一些實(shí)施例中，閥入口 72可以設(shè)置成與向包容空間25供應(yīng)壓縮 流體的充填裝置（未示出）流體連通，閥出口 74可以設(shè)置成與燃料系統(tǒng)（未示出）流體連 通，該燃料系統(tǒng)例如是燃料電池或者燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0073] 根據(jù)一些實(shí)施例，密封組件30的襯套20可包括形成于其中的至少一個(gè)襯套頸部 26。如圖3所示，所述至少一個(gè)襯套頸部26中的襯套內(nèi)表面24面對閥70,并且所述至少一 個(gè)襯套頸部26的襯套外表面22面對所述至少一個(gè)套筒40。
[0074] 根據(jù)圖2-4,密封組件30的支撐構(gòu)件60適于與所述至少一個(gè)襯套頸部26和閥70 相配合。具體地，支撐構(gòu)件60接收閥頸部77,且密封所述閥70和襯套20以防止任何壓縮 流體從包容空間25漏出。在一些實(shí)施例中，支撐構(gòu)件60具有大體圓形橫截面形狀并且具 有穿過其形成的從第一端64到第二端66的通道62,以便有助于包容空間25和閥70的導(dǎo) 管開口 78之間的流體連通。
[0075] 參考圖3和圖4,支撐構(gòu)件60可包括由陽極化導(dǎo)電支撐材料制成的支撐構(gòu)件本體 65。該導(dǎo)電支撐材料可以是任何能夠被陽極化的材料。在一些實(shí)施例中，該導(dǎo)電支撐材料 可以是任何能夠被陽極化的金屬，例如，鋁、鈦、鋅、鎂、鈮、鋯、鉿、鉭或者任何上述金屬的合 金。在優(yōu)選實(shí)施例中，該陽極化導(dǎo)電支撐材料與待保持在包容空間25中的壓縮流體（例如 氫）是相容的。在其他優(yōu)選實(shí)施例中，該陽極化導(dǎo)電支撐材料可具有比閥材料的熱膨脹系 數(shù)低的熱膨脹系數(shù)。在特別優(yōu)選實(shí)施例中，支撐構(gòu)件本體65由陽極化鋁制成。不拘泥于理 論，雖然認(rèn)為裸露鋁在暴露于諸如氫的壓縮流體時(shí)可能易遭受弱化或裂化的影響（例如由 于氫化物的形成），但是陽極化鋁可針對氫分子的侵蝕展現(xiàn)出高度不滲透性和抵抗性。因 此，陽極化可以使其他情況下不能使用的材料完全適合于本文描述的密封組件30的實(shí)施 例。
[0076] 在一些實(shí)施例中，支撐構(gòu)件本體65可包括與閥頸部77鄰接的陽極化內(nèi)密封表面 69a、69b。該支撐構(gòu)件本體也可包括陽極化外密封表面67a_f。陽極化外密封表面67a_f中 的一個(gè)或多個(gè)與襯套20的至少一個(gè)襯套頸部26鄰接。例如，當(dāng)支撐構(gòu)件60按照圖2所示 裝于密封組件30中時(shí)，標(biāo)注于圖4的支撐構(gòu)件60上的陽極化外密封表面67a_f中的三個(gè) 陽極化外密封表面67d、67e、67f將與襯套20的至少一個(gè)襯套頸部26鄰接。在一些實(shí)施例 中，支撐構(gòu)件頂表面61和支撐構(gòu)件底表面63中的一個(gè)或二者也可以是陽極化表面。在優(yōu)選 實(shí)施例中，至少支撐構(gòu)件底表面63是陽極化表面。在優(yōu)選實(shí)施例中，支撐構(gòu)件本體65由陽 極化鋁制成，由此所述陽極化內(nèi)密封表面69a，69b、陽極化外密封表面67a-f、以及任選的， 支撐構(gòu)件頂表面61和支撐構(gòu)件底表面63中的一個(gè)或者二者是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的氧化鋁層。 在一些實(shí)施例中，實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的氧化鋁層足夠厚，以阻止閥70和襯套20之間穿過支撐構(gòu) 件60的任一陽極化表面的電連續(xù)性。
[0077] 使陽極化導(dǎo)電材料制成的支撐構(gòu)件60只具有陽極化表面可有利于在密封組件30 中使用替代材料（例如鋁），所述替代材料通常不適于涉及壓縮流體（例如氫）的應(yīng)用。然 而，尤其是針對氫儲(chǔ)存應(yīng)用，可能希望在密封組件30的所有部件之間建立電連續(xù)性，使得 密封組件30的所有部件可以保持在相同的電勢。當(dāng)所述部件處于相同的電勢時(shí)，在所述部 件之間不會(huì)出現(xiàn)電弧。例如，如果閥70通常處于地電勢，則閥70和襯套20之間缺少電連 續(xù)性會(huì)允許襯套20具有比閥70低或高的電勢。因此，支撐構(gòu)件60和密封組件30的附加 特征可以被提供用于在襯套20和閥70之間建立電連續(xù)性?，F(xiàn)在介紹這種類型的示范性附 加特征。
[0078] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，支撐構(gòu)件60包括環(huán)形內(nèi)凹部85，該環(huán)形內(nèi)凹部形成于與閥70接 觸的支撐構(gòu)件60的陽極化內(nèi)密封表面69a、69b中。該環(huán)形內(nèi)凹部85可由內(nèi)側(cè)面82、與內(nèi) 側(cè)面82垂直的閥側(cè)內(nèi)表面84a以及與閥側(cè)內(nèi)表面84a平行的容器側(cè)內(nèi)表面84b限定。內(nèi) 側(cè)面82、閥側(cè)內(nèi)表面84a以及閥側(cè)內(nèi)表面84b中的至少一個(gè)是導(dǎo)電的。優(yōu)選地，內(nèi)側(cè)面82、 閥側(cè)內(nèi)表面84a以及閥側(cè)內(nèi)表面84b均是導(dǎo)電的。在此方面，內(nèi)側(cè)面82、閥側(cè)內(nèi)表面84a以 及閥側(cè)內(nèi)表面84b中的任一個(gè)或者全部的導(dǎo)電性意味著在導(dǎo)電表面和支撐構(gòu)件本體65內(nèi) 的導(dǎo)電材料之間存在電連續(xù)性。在優(yōu)選實(shí)施例中，陽極化導(dǎo)電支撐材料是陽極化鋁，并且環(huán) 形內(nèi)凹部85中的導(dǎo)電凹部表面82、84a、84b是裸露鋁。應(yīng)該理解的是，圖3實(shí)施例中示范 性示出的環(huán)形內(nèi)凹部85的矩形形狀旨在是說明性的以及非限定性的。在其他實(shí)施例中，環(huán) 形外凹部95可以具有任何合適的幾何形狀，例如圓形。
[0079] 在一些實(shí)施例中，環(huán)形內(nèi)凹部85的導(dǎo)電表面可以通過下述步驟形成：首先成型或 鑄造支撐構(gòu)件60以包括環(huán)形內(nèi)凹部85,陽極化支撐構(gòu)件本體65,然后從環(huán)形內(nèi)凹部85中 去除任何陽極化材料以露出裸露金屬。在其他實(shí)施例中，環(huán)形內(nèi)凹部85的導(dǎo)電表面可以通 過下述步驟形成：首先制造不具有環(huán)形內(nèi)凹部85的支撐構(gòu)件60,陽極化支撐構(gòu)件本體65， 然后切出環(huán)形內(nèi)凹部85以露出裸露金屬。在其他實(shí)施例中，環(huán)形內(nèi)凹部85的導(dǎo)電表面可以 通過下述步驟形成：成型或鑄造支撐構(gòu)件60以包括環(huán)形內(nèi)凹部85,然后僅陽極化內(nèi)密封表 面69a、69b，而不陽極化環(huán)形內(nèi)凹部85的內(nèi)側(cè)面82、閥側(cè)內(nèi)表面84a或者閥側(cè)內(nèi)表面84b。
[0080] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，支撐構(gòu)件60還包括環(huán)形外凹部95,該環(huán)形外凹部形成于與襯套 20的至少一個(gè)襯套頸部26中的襯套內(nèi)表面24鄰接的支撐構(gòu)件60的陽極化外密封表面 67e、67f中。該環(huán)形外凹部95可以由外側(cè)面92、與外側(cè)面92垂直的閥側(cè)外表面94a以及 與閥側(cè)外表面94a平行的容器側(cè)外表面94b限定。外側(cè)面92、閥側(cè)外表面94a以及閥側(cè)外 表面94b中的至少一個(gè)是導(dǎo)電的。優(yōu)選地，外側(cè)面92、閥側(cè)外表面94a以及閥側(cè)外表面94b 均是導(dǎo)電的，在此方面，外側(cè)面92、閥側(cè)外表面94a以及閥側(cè)外表面94b中的任一個(gè)或者全 部的導(dǎo)電性意味著在導(dǎo)電表面和支撐構(gòu)件本體65內(nèi)的導(dǎo)電材料之間存在電連續(xù)性。在優(yōu) 選實(shí)施例中，陽極化導(dǎo)電支撐材料是陽極化鋁，并且環(huán)形外凹部95中的導(dǎo)電凹部表面92、 94a、94b是裸露鋁。應(yīng)該理解的是，圖3實(shí)施例中示范性示出的環(huán)形外凹部95的矩形形狀 旨在是說明性的以及非限定性的。在其他實(shí)施例中，環(huán)形外凹部95可以具有任何合適的幾 何形狀，例如圓形。
[0081] 在一些實(shí)施例中，環(huán)形外凹部95的導(dǎo)電表面可以通過下述步驟形成：首先成型或 鑄造支撐構(gòu)件60以包括環(huán)形外凹部95,陽極化支撐構(gòu)件本體65,然后從環(huán)形外凹部95內(nèi) 去除任何陽極化材料以露出裸露金屬。在其他實(shí)施例中，環(huán)形外凹部95的導(dǎo)電表面可以通 過下述步驟形成：首先制造不具有環(huán)形外凹部95的支撐構(gòu)件60,陽極化支撐構(gòu)件本體65， 然后切出環(huán)形外凹部95以露出裸露金屬。在其他實(shí)施例中，環(huán)形外凹部95的導(dǎo)電表面可 以通過下述步驟形成：成型或鑄造支撐構(gòu)件60以包括環(huán)形外凹部95,然后僅陽極化外密封 表面67a_f，而不陽極化環(huán)形外凹部95的外側(cè)面92、閥側(cè)外表面94a或者閥側(cè)外表面94b。
[0082] 參考圖2和圖3,在優(yōu)選實(shí)施例中，密封組件30的支撐構(gòu)件60包括設(shè)置在形成于 支撐構(gòu)件本體65的內(nèi)密封表面69a、69b中的環(huán)形內(nèi)凹部85內(nèi)的內(nèi)密封件80。在一些實(shí)施 例中，內(nèi)密封件80可以是任何合適的密封構(gòu)件，例如0形環(huán)。在一些實(shí)施例中，用于形成內(nèi) 密封件80的材料可具有與閥材料的熱膨脹系數(shù)相似的熱膨脹系數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖3的 內(nèi)密封件80具有其橢圓形截面旨在僅僅是示范性的，并且內(nèi)密封件80可以具有任何希望 的截面。例如，如果希望，內(nèi)密封件80可以具有矩形截面以填充圖3實(shí)施例的環(huán)形內(nèi)凹部 85〇
[0083] 內(nèi)密封件80包括導(dǎo)電內(nèi)密封表面。內(nèi)密封件80的導(dǎo)電內(nèi)密封表面包括內(nèi)密封件 80與閥70的全部接觸點(diǎn)以及內(nèi)密封件80與環(huán)形內(nèi)凹部85的導(dǎo)電表面的全部接觸點(diǎn)。在 一些實(shí)施例中，內(nèi)密封件80可以由導(dǎo)電材料制成，例如金屬或者導(dǎo)電聚合物。在這樣的實(shí) 施例中，內(nèi)密封件80的所有表面可以是導(dǎo)電的。在其他實(shí)施例中，內(nèi)密封件80可以由不導(dǎo) 電材料制成，例如塑料或者橡膠，并且該不導(dǎo)電材料可以被涂覆任何合適的導(dǎo)電材料，例如 金屬。在這樣的實(shí)施例中，僅內(nèi)密封件80的涂覆有導(dǎo)電材料的部分可以導(dǎo)電。在優(yōu)選實(shí)施 例中，內(nèi)密封件80由已知的與用于儲(chǔ)存在包容空間25中的壓縮流體（例如氫）相容的材 料制成，或者被涂覆已知的與壓縮流體相容的材料。
[0084] 在優(yōu)選實(shí)施例中，密封組件30的支撐構(gòu)件60還包括設(shè)置在形成于支撐構(gòu)件本體 65的外密封表面67e、67f中的環(huán)形外凹部95內(nèi)的外密封件90。在一些實(shí)施例中，夕卜密封 件90可以是任何合適的密封構(gòu)件，例如0形環(huán)。在一些實(shí)施例中，形成外密封件90的材料 可具有與閥材料的熱膨脹系數(shù)相似的熱膨脹系數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖3的外密封件90具有 其橢圓形的截面旨在僅僅是示范性的，并且外密封件90可以具有任何希望的截面。例如， 如果希望，外密封件90可以具有矩形截面以填充圖3實(shí)施例的環(huán)形外凹部95。
[0085] 外密封件90包括導(dǎo)電外密封表面。該外密封件90的導(dǎo)電外密封表面包括外密封 件90與閥70的全部接觸點(diǎn)以及外密封件90與環(huán)形外凹部95的導(dǎo)電表面的全部接觸點(diǎn)。 在一些實(shí)施例中，外密封件90可以由導(dǎo)電材料制成，例如金屬或者導(dǎo)電聚合物。在這樣的 實(shí)施例中，夕卜密封件90的所有表面可以是導(dǎo)電的。在其他實(shí)施例中，夕卜密封件90可以由不 導(dǎo)電材料制成，例如塑料或者橡膠，并且該不導(dǎo)電材料可以被涂覆任何合適的導(dǎo)電材料，例 如金屬。在這樣的實(shí)施例中，僅外密封件90的涂覆有導(dǎo)電材料的部分可以導(dǎo)電。在優(yōu)選實(shí) 施例中，外密封件90由已知的與用于存在包容空間25中的壓縮流體（例如氫）相容的材 料制成，或者被涂覆已知的與壓縮流體相容的材料。
[0086] 如上文實(shí)施例中所述，支撐構(gòu)件60由導(dǎo)電材料制成，其僅具有鄰接襯套20和閥70 的不導(dǎo)電陽極化表面。然而，支撐構(gòu)件60還包括環(huán)形內(nèi)凹部85以及環(huán)形外凹部95,該環(huán) 形內(nèi)凹部85和環(huán)形外凹部95均包括至少一個(gè)導(dǎo)電表面，例如支撐構(gòu)件60的裸露的未陽極 化導(dǎo)電材料。內(nèi)密封件80是導(dǎo)電體，或者至少具有導(dǎo)電外表面，并且設(shè)置在環(huán)形內(nèi)凹部85 內(nèi)。外密封件90是導(dǎo)電體，或者至少具有導(dǎo)電外表面，并且設(shè)置在環(huán)形外凹部95內(nèi)。在密 封組件30中，內(nèi)密封件80的導(dǎo)電表面與支撐構(gòu)件60的對應(yīng)導(dǎo)電表面（尤其是，環(huán)形內(nèi)凹 部85中的導(dǎo)電凹部表面82、84a、84b)以及閥70的對應(yīng)導(dǎo)電表面（尤其是，閥的外表面71) 相接觸。類似地，外密封件90的導(dǎo)電表面與支撐構(gòu)件60的對應(yīng)導(dǎo)電表面（尤其是，環(huán)形外 凹部95中的導(dǎo)電凹部表面92、94a、94b)以及襯套20的對應(yīng)導(dǎo)電表面（尤其是，至少一個(gè) 閥頸部26中的襯套內(nèi)表面24)相接觸。
[0087] 因此，在根據(jù)上述實(shí)施例的密封組件30中，通過從閥70通向內(nèi)密封件80的導(dǎo)電 表面、然后通向環(huán)形內(nèi)凹部85的導(dǎo)電凹部表面82、84&、8413、然后通向支撐構(gòu)件本體65的 導(dǎo)電支撐材料、然后通向環(huán)形外凹部95的導(dǎo)電凹部表面92、94&、9413、然后通向外密封件90 的導(dǎo)電表面、并且最終通向襯套20的連續(xù)通路建立了閥70和襯套20之間的電連續(xù)性。閥 70和襯套20之間的電連續(xù)性能夠使閥70和襯套20保持在相同的電勢。在優(yōu)選實(shí)施例中， 例如，閥70和襯套20均可保持在地電勢。因此，認(rèn)為使用位于具有導(dǎo)電凹部表面82、84a、 84b、92、94a、94b的導(dǎo)電凹部（例如環(huán)形內(nèi)凹部85和環(huán)形外凹部95)內(nèi)的導(dǎo)電密封件（例 如內(nèi)密封件80和外密封件90)可有利于針對壓縮流體容器的密封組件中的支撐構(gòu)件更廣 泛地使用替代材料，包括但不限于，氫儲(chǔ)存容器的密封組件的陽極化鋁支撐構(gòu)件的應(yīng)用。
[0088] 根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，壓力容器10可包括根據(jù)上述實(shí)施例的任意結(jié)合的密封組 件30。在特別優(yōu)選實(shí)施例中，壓力容器10可包括密封組件，其中支撐構(gòu)件60是陽極化鋁， 分別與環(huán)形內(nèi)凹部85和環(huán)形外凹部95的裸露鋁表面接觸的內(nèi)密封件80和外密封件90是 導(dǎo)電0形環(huán)，優(yōu)選是金屬0形環(huán)。在其他這樣的優(yōu)選實(shí)施例中，閥70和襯套20均是金屬。 因此，可首先通過內(nèi)導(dǎo)電〇形環(huán)，然后通過環(huán)形內(nèi)凹部的裸露鋁表面，然后通過支撐構(gòu)件本 體內(nèi)部的鋁，然后通過環(huán)形外凹部的裸露鋁表面，以及最后通過外導(dǎo)電〇形環(huán)來建立金屬 閥和金屬襯套之間的電連續(xù)性。
[0089] 根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，用于機(jī)動(dòng)車的燃料系統(tǒng)可包括壓力容器10,該壓力容器包 括根據(jù)上述任意實(shí)施例的結(jié)合所述的密封組件30。
[0090] 除非其他限定，這里所用的所有技術(shù)和科技術(shù)語具有與要求保護(hù)的主題所屬領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員的通常理解相同的含義。這里說明書中的術(shù)語僅僅用于解釋具體實(shí)施例， 并不具有限定作用。如說明書和所附權(quán)利要求中所用的，單數(shù)形式"一"、"一種"以及"該" 或"所述"也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確限定。
[0091] 應(yīng)當(dāng)指出，例如"優(yōu)選"、"一般"以及"通常"這樣的術(shù)語在這里并不用來限制所附 權(quán)利要求的范圍或者暗示某些特征對于要求保護(hù)的主題的結(jié)構(gòu)或功能是關(guān)鍵的、基本的或 者重要的。相反地，這些術(shù)語僅僅是用于強(qiáng)調(diào)具體實(shí)施例中可能或可能不使用的替代性特 征或附加特征。
【權(quán)利要求】
1. 一種密封組件，包括： 至少一個(gè)套筒； 閥，所述閥具有由閥材料制成的閥頸部，所述閥頸部設(shè)置在所述至少一個(gè)套筒內(nèi)； 由襯套材料制成的襯套，所述襯套具有襯套外表面和襯套內(nèi)表面，所述襯套內(nèi)表面限 定適于容納壓縮流體的壓力容器的包容空間，所述襯套具有形成于其中的至少一個(gè)襯套頸 部，所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套內(nèi)表面面對所述閥,所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套外表 面面對所述至少一個(gè)套筒；以及 適于配合所述襯套頸部和所述閥的支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件包括： 由陽極化導(dǎo)電支撐材料制成的支撐構(gòu)件本體，所述支撐構(gòu)件本體具有鄰接所述閥頸部 的陽極化內(nèi)密封表面以及鄰接所述至少一個(gè)襯套頸部的陽極化外密封表面，所述陽極化內(nèi) 密封表面和陽極化外密封表面是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的； 內(nèi)密封件，所述內(nèi)密封件設(shè)置在形成于支撐構(gòu)件本體的內(nèi)密封表面中的環(huán)形內(nèi)凹部 中，所述內(nèi)密封件包括導(dǎo)電內(nèi)密封表面；以及 外密封件，所述外密封件設(shè)置在形成于支撐構(gòu)件本體的外密封表面中的環(huán)形外凹部 中，所述外密封件包括導(dǎo)電外密封表面， 其中： 所述支撐構(gòu)件的環(huán)形內(nèi)凹部和所述支撐構(gòu)件的環(huán)形外凹部包括導(dǎo)電凹部表面； 所述閥和所述襯套之間的電連續(xù)性通過所述導(dǎo)電內(nèi)密封表面、所述環(huán)形內(nèi)凹部的導(dǎo)電 凹部表面、所述支撐構(gòu)件本體的導(dǎo)電支撐材料、所述環(huán)形外凹部的導(dǎo)電凹部表面以及所述 導(dǎo)電外密封表面而建立。
2. 如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述陽極化導(dǎo)電支撐材料是陽極化鋁。
3. 如權(quán)利要求2所述的密封組件，其中，所述陽極化內(nèi)密封表面和陽極化外密封表面 涂覆有實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的氧化鋁層。
4. 如權(quán)利要求3所述的密封組件，其中，所述實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的氧化鋁層足夠厚，以阻止 所述閥和所述襯套之間穿過支撐構(gòu)件的任何陽極化表面的電連續(xù)性。
5. 如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中， 所述陽極化導(dǎo)電支撐材料是陽極化鋁； 所述陽極化內(nèi)密封表面和陽極化外密封表面是氧化鋁； 所述環(huán)形內(nèi)凹部和環(huán)形外凹部中的導(dǎo)電凹部表面是裸露鋁。
6. 如權(quán)利要求5所述的密封組件，其中， 所述內(nèi)密封件和所述外密封件是導(dǎo)電金屬0形環(huán)； 所述內(nèi)密封件接觸所述環(huán)形內(nèi)凹部中的裸露鋁；并且 所述外密封件接觸所述環(huán)形外凹部中的裸露鋁。
7. 如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述內(nèi)密封件和所述外密封件是0形環(huán)。
8. 如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述內(nèi)密封件和所述外密封件是由導(dǎo)電0形環(huán) 材料制成的〇形環(huán)。
9. 如權(quán)利要求8所述的密封組件，其中，所述導(dǎo)電0形環(huán)材料是金屬或者導(dǎo)電聚合物。
10. -種用于容納加壓氫的壓力容器，所述壓力容器包括： 密封組件，所述密封組件包括至少一個(gè)套筒、金屬閥、限定適于容納加壓氫的包容空間 的金屬襯套、包圍所述襯套的復(fù)合外殼、以及適于配合襯套頸部和所述閥的支撐構(gòu)件， 其中： 所述金屬閥具有設(shè)置于所述至少一個(gè)套筒中的閥頸部； 所述金屬襯套具有襯套外表面和襯套內(nèi)表面； 所述襯套內(nèi)表面限定所述包容空間； 所述金屬襯套具有形成于其中的至少一個(gè)襯套頸部； 所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套內(nèi)表面面對所述金屬閥； 所述至少一個(gè)襯套頸部的襯套外表面面對所述至少一個(gè)套筒； 所述支撐構(gòu)件適于配合所述金屬襯套和所述金屬閥； 所述支撐構(gòu)件包括： 由陽極化鋁制成的支撐構(gòu)件本體，所述支撐構(gòu)件本體具有鄰接所述閥頸部的陽極化內(nèi) 密封表面以及鄰接所述至少一個(gè)襯套頸部的陽極化外密封表面，所述陽極化內(nèi)密封表面和 所述陽極化外密封表面是實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的； 內(nèi)導(dǎo)電0形環(huán)，其與形成于所述支撐構(gòu)件本體的內(nèi)密封表面中的環(huán)形內(nèi)凹部的裸露鋁 表面接觸；以及 外導(dǎo)電0形環(huán)，其與形成于所述支撐構(gòu)件本體的外密封表面中的環(huán)形外凹部的裸露鋁 表面接觸； 所述金屬閥和所述金屬襯套之間的電連續(xù)性通過所述內(nèi)導(dǎo)電0形環(huán)、環(huán)形內(nèi)凹部的裸 露鋁表面、支撐構(gòu)件本體內(nèi)部的鋁、環(huán)形外凹部的裸露鋁表面以及外導(dǎo)電0形環(huán)而建立。
【文檔編號】F17C13/04GK104048156SQ201410246619
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】P·布羅伊爾, A·黑澤 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司