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    膨胀 容器
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    摘要
    申请专利号:

    CN200680029824.5

    申请日:

    2006.08.03

    公开号:

    CN101243289A

    公开日:

    2008.08.13

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):F24D 3/10申请日:20060803授权公告日:20100609终止日期:20110803|||授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F24D3/10 主分类号: F24D3/10
    申请人: 巴斯夫欧洲公司
    发明人: U·恩德曼; K·M·布罗克米勒; H·巴特尔梅斯; H·克勒格尔; A·霍梅斯
    地址: 德国路德维希港
    优先权: 2005.8.17 DE 102005039161.3
    专利代理机构: 北京市中咨律师事务所 代理人: 刘金辉;李小梅
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200680029824.5

    授权公告号:

    |||101243289B||||||

    法律状态公告日:

    2012.10.03|||2010.06.09|||2008.10.08|||2008.08.13

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种用于密闭的加热系统、冷却系统、饮用水系统或太阳能系统的膨胀容器。所述膨胀容器包括经由分隔装置分隔的两个室。本发明膨胀容器的特征在于:该容器的外壳i)具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇、聚醚砜和聚砜制成的内表面,以及ii)具有由取向纤维制成的缠绕的外表面。

    权利要求书

    权利要求书
    1、  一种用于密闭的加热、冷却、饮用水或太阳能系统的膨胀容器,其具有经由分隔器彼此分隔的两个空间,其中该容器的外壳
    i)具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇、聚醚砜或聚砜构成的内表面,和
    ii)具有由取向纤维构成的缠绕的外表面。

    2、  根据权利要求1的膨胀容器,其中所述内表面的壁厚为1~5mm,以及所述外表面的壁厚对应于绕容器的1~6个线圈。

    3、  根据权利要求1和2的膨胀容器,其中所述内表面的热塑性塑料是纤维增强的。

    4、  根据权利要求1~3的膨胀容器,其中所述外表面的纤维选自下组:玻璃纤维、碳纤维、织物纤维、天然纤维、芳族聚酰胺纤维、混杂纤维、热塑性塑料纤维和金属条。

    5、  根据权利要求4的膨胀容器,其中所述外表面的纤维是连续丝纤维。

    6、  根据权利要求1~5的膨胀容器,其中所述外表面的纤维由玻璃纤维组成。

    7、  根据权利要求1~6的无膜膨胀容器,其由通过取向纤维的线圈环绕的挤出塑料管组成并由两个注塑成型的端帽密封。

    8、  根据权利要求7的无膜膨胀容器,其中所述挤出塑料管和注塑成型的端帽由相同的材料构成。

    9、  一种制造根据权利要求1~7的膨胀容器的外壳的方法,其包括
    a)通过挤出制造作为缠绕芯的管,
    b)用具有特定纤维取向的线圈环绕该管,和
    c)用外层、浸渍层、着色层或?;げ阃糠蟾霉?。

    10、  一种制造根据权利要求8的膨胀容器的外壳的方法,其中
    a)通过挤出制造作为缠绕芯的管,
    b)用具有特定纤维取向的线圈环绕该管,和
    c)对由线圈环绕的管提供两个注塑成型的端帽。

    说明书

    说明书轻质膨胀容器
    本发明涉及一种用于密闭的加热、冷却、饮用水或太阳能系统的膨胀容器,其具有经由分隔器彼此分隔的两个空间,其中该容器的外壳
    i)具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇、聚醚砜或聚砜构成的内表面,和
    ii)具有由取向纤维构成的缠绕的外表面。
    例如用于热水加热系统的膨胀容器是熟知的(参见例如DE 1667018和DE2641474,以及IKZ-Haustechnik,出版日期:2004年2月1日,第24-28页)。
    当水在加热、冷却和饮用水系统中进行加热和冷却时,它的体积会发生变化。为了补偿这些变化,目前使用“膜压力膨胀容器”,并且该容器由金属构成。膜将填充气体(大多数为惰性气体)的空间与填充水的空间分隔。DE10235061描述了通过活塞而不是通过膜将两个空间分隔的膨胀容器。这些膨胀容器的外壳由金属制造。包括活塞的容器的生产是昂贵的,并且由于容器的高净重,因而其运输成本较高。而且在钢质容器中产生腐蚀问题。
    用塑料夹套代替金属夹套将会使容器壁厚变大。对此的主要原因是最标准塑料的气体阻隔作用的水平低。其结果是,不能保持在容器/系统中所需要的预先压缩压力,取而代之的是该压力下降。如果要将容器中的预先压缩压力长时间保持,则该容器的壁厚必须大。材料成本以及高的壁厚使得这类设计不经济。
    DE 40 08 026描述了可通过注塑成型工艺得到的膜膨胀容器。DE 40 08026没有提供任何关于最标准塑料的高气体渗透性问题的详细情况。其说明书也没有给出塑化塑料适于膨胀容器的任何暗示。
    因此,本发明的目的是提供一种具有低壁厚的膨胀容器,该容器同时具有良好的气体阻隔性能和高的耐水解性,并且阻碍塑料的蠕变趋势。
    令人吃惊地,该目的已经由本文开头定义的膨胀容器得以实现,该容器的外壳
    i)具有由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇、聚醚砜或聚砜构成的内表面,和
    ii)具有由取向纤维构成的缠绕的外表面。
    下述的热塑性塑料对各种气体具有高水平的阻隔作用:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇、聚醚砜或聚砜。氮气经常用作加热系统中的惰性气体,并且此处特别相关。特别适于膨胀容器的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚酰胺,尤其是尼龙-6和尼龙-6,6;聚丙烯腈;聚苯乙烯共聚物(如SAN-丙烯腈含量越高,共聚物的阻隔性能的水平就越高,已经证实丙烯腈含量大于35%重量是有利的);乙烯-乙烯醇;聚乙烯醇;以及聚缩醛(=聚甲醛)。特别优选的热塑性塑料是如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、SAN和聚缩醛。
    上述材料相比于标准塑料聚丙烯还具有优点。它们可用于较高的温度(更高的可能的长期使用温度)且它们具有更好的机械性能,如强度、刚度和耐刮痕性。
    所用的热塑性塑料可以是未增强的或纤维增强的。对于增强而言,可使用短纤维、中等长度纤维或长纤维,例如在K.Stoeckhert,Kunststofflexikon[塑料大全],Carl Hanser Verlag中提到的那些。
    而且可将其它的助剂,如润滑剂或填料添加到热塑性塑料中。
    所用的缠绕基(缠绕芯)通常包含经由挤出产生的管(内表面i))。为了降低材料成本,内表面的壁厚通常为0.5~5mm。优选壁厚为1~3mm。
    内表面耐受压力的能力以及它的气体阻隔性能通常均不足以满足对于膨胀容器外壳所施加的所有要求。这在当出于经济上的原因意图制造具有非常低壁厚的容器时尤其如此。
    因此,将内表面用取向纤维的线圈环绕。这产生改善外壳耐受压力的能力以及它的蠕变性能和气体阻隔性能的第二外表面。
    例如,外壳通过使用玻璃纤维绳经由圆周运行辊在线缠绕而环绕。缠绕工艺可以以各个角度绕圆周进行,也可以沿纵向进行。为了获得最大的阻隔作用,将纤维/带/绳排布得彼此非常近,也可以将一个排布在另一个之上。这显著地减少了与环境接触的塑料管的自由表面积,因而抑制了渗透。压力得以保持。纤维/条应当对于气体扩散具有最大的不透过性。
    最成本有效的方法类似于Profil-Armierungs-Ziehen[Profile-reinforcement-drawing](PAZ,第11页,National Symposium ofSAMPE Deutschland e.V.,2005)。该PAZ方法设置两个制造工艺,该工艺已证实是成功的,其顺序地衍生自热塑性塑料加工(挤出)段和纤维复合物制造段(缠绕工艺)。在该方法的第三步中,将纤维浸渍并固结以获得具有连续纤维增强的管。
    缠绕工艺也可在特定的缠绕单元中在管已经被锯成希望的尺寸之后进行。纤维可经由脉动挤出单元预先用塑料浸渍。然后,可将管和纤维进行局部加热以实现与管的结合。
    下述材料适于缠绕工艺:
    纤维、纤维绳或带,如基于玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、天然纤维或PA纤维的那些。也可能有利的是使用由各种材料组成的混杂纤维。优选玻璃纤维,特别优选由玻璃构成的连续丝纤维。
    由金属,如铝构成的细条(带)或由具有气体阻隔作用的材料如乙烯-乙烯醇或聚乙烯醇构成的细条(带)同样可通过缠绕技术应用。
    对于脉动挤出工艺,优选使用能够进行热塑性塑料加工的塑料。尤其是,为了允许实现在内表面和外表面之间的良好粘结,要注意的是,该材料要与用于产生内表面的热塑性塑料相容。
    外层的壁厚高度取决于所用的纤维。通常施加1~20层的纤维作为外层(平均纤维直径通常为5~30微米)。
    图1显示了本发明膨胀容器的一个优选的无膜实施方案。
    如权利要求1所述,外壳基本上由经由挤出产生的并被纤维线圈环绕的管组成。作为所需容器体积的函数,将该管截成所需长度。该管具有在制造方法完成之前或之后提供的纤维绳/带/条的环绕线圈。此处,层数和线圈角度可以改变。
    优选经由注塑成型制造并优选由与管(1)内表面相同的材料构成的两个帽(2a和2b)盖在管上。为了允许整合所需的附件系统,所述帽优选是注塑成型的。一个帽必须具有用于填充并清空气体的阀的附件系统,另一个帽必须具有水内容物的入口和出口的附件系统。
    该容器在管中具有将气体空间与水空间分隔开的可滑移的分隔器(活塞、浮标或类似物)。在各种结构变型中,这可例如设计成如描述在DE 10235061中的那些。其它的实施方案如下给出:
    ·分隔器由密实塑料构成,含或不含衬垫;
    ·分隔器由泡沫塑料构成,含或不含衬垫;
    ·分隔器由与管壁接触的可变形“垫”(如泡沫-、液体-或凝胶-填充的垫)构成;
    ·通过延伸至边界层内的液体分隔;
    ·由丁基橡胶构成的可滑移分隔器层。
    优选实施方案的优点如下:
    ·使用具有良好气体阻隔性能的热塑性塑料来设计管(1)和帽(2a和2b)允许避免在系统中预先压缩压力的任何降低;
    ·塑料蠕变的趋势经由缠绕得到抑制;
    ·缠绕增加了耐受压力的能力;
    ·管(1)经由挤出制造(连续地,没有口模变化,非常小的存料);
    ·在绕管缠绕的工艺之后,可施用另外一层内层中使用的热塑性塑料;这消除了纤维的脱离;将色彩颜料添加至塑料中可使管以希望的颜色着色,且节省了着色工艺;
    ·具有同样几何形状的帽(2a和2b)用于不同尺寸的容器(注射模具非常少);
    ·活塞/浮标分隔器比膜需要更少的维护;
    a.模件一可容易地组装成各种体积;
    b.可再循环-如果分隔器和容器由相同材料或由相容材料制造,则所用容器的材料可简单地再循环;
    c.耐腐蚀,因为由塑料制造。

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