ES2829381T3

ES2829381T3 - Recipiente de presión híbrido con sobrecubierta separable

Info

Publication number: ES2829381T3
Application number: ES07011698T
Authority: ES
Inventors: Tiago Oliveira; Joao Carlos V Antunes Guimaraes; Eduardo J Alves
Original assignee: Amtrol Inc
Current assignee: Amtrol Inc
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2021-05-31
Anticipated expiration: 2027-06-14
Also published as: WO2008042321A1; AU2007202759A8; MX2008013795A; US20100236051A1; AU2007202759B8; US7935206B2; EP1906075B1; AU2007202759A1; EP1906076A3; EP1906075A2; AU2010202304A1; PT1906076T; EP1906075A3; ES2878998T3; EP1906076A2; KR100892102B1; AU2010202304B2; CR10754A; CA2664782A1; PT1906075T

Abstract

Un recipiente de presión, que comprende: a) un tanque híbrido (14), que incluye: i) un revestimiento de tanque (38); y ii) una capa de refuerzo exterior (42) dispuesta en el revestimiento del tanque, definiendo la capa de refuerzo exterior al menos una porción de la superficie exterior del tanque híbrido; y b) una sobrecubierta protectora (12) que incluye: i) un borde superior de soporte (46) con una primera abertura en el mismo; y ii) un borde de soporte inferior (50) que tiene una segunda abertura a través del mismo; en el que la sobrecubierta protectora (12) está adaptada para rodear y unirse al tanque híbrido, y en el que la sobrecubierta protectora (12) incluye además iii) una pared sustancialmente cilíndrica (54) que conecta el borde superior de soporte con el borde inferior de soporte; la pared define una superficie interior dispuesta radialmente hacia afuera desde la superficie exterior del tanque híbrido, se caracteriza por que la pared sustancialmente cilíndrica está cerrada circunferencialmente y libre de aberturas y porque la superficie interna de la pared y la superficie externa del tanque híbrido cooperan para definir un canal de flujo sustancialmente anular (58) en comunicación fluida con la primera y la segunda abertura, en el que las aberturas y el canal de flujo se adaptan para permitir que un flujo convectivo pase a través de ellos para facilitar la transferencia de calor entre el tanque híbrido y un entorno en el que se encuentra el recipiente de presión.

Description

DESCRIPCIÓN

Recipiente de presión híbrido con sobrecubierta separable

[0001] La presente invención se dirige a los recipientes de presión, y más particularmente a un recipiente de presión que tiene un tanque híbrido formado por un revestimiento de tanque y una capa externa compuesta por una sobrecubierta protectora dispuesta sobre el mismo.

[0002] Los recipientes de presión vienen en todos los tamaños y formas, y están hechos de una variedad de materiales. La necesidad de recipientes de presión ligeros ha existido y sigue existiendo. Ha habido muchos intentos de fabricar recipientes de presión ligeros que sean capaces de almacenar fluidos bajo presiones altas durante largos períodos de tiempo, mantener la integridad estructural, soportar repetidas presurizaciones y despresurizaciones, y ser sustancialmente impermeables, resistentes a la corrosión y fáciles de fabricar.

[0003] Por ejemplo, en el documento WO 98/34063 A1 se muestra un recipiente de presión para fluidos, que comprende una sección central con porciones de superficie que se cortan de manera que las partes del recipiente propiamente dicho, al estar situadas en el interior de la carcasa, son visibles desde el exterior, y que la carcasa tiene propiedades de absorción de impactos.

[0004] Además, la EP 1744093 A2 muestra un cilindro de presión que comprende una pieza central que conecta un asa y una base de un cilindro alrededor del cuerpo compuesto del cilindro para que se fijen en el cilindro, lo que da un aspecto estético al cuerpo transparente y tiene la superficie óptima para permitir la fácil evaporación del gas en el interior del cilindro; y se caracteriza por unos trinquetes colocados en los lados superior e inferior de la pieza central y encajados en los correspondientes huecos del asa y la base.

[0005] El aumento del uso de combustibles alternativos, como el gas natural comprimido y el hidrógeno para alimentar vehículos, y la necesidad de una gama de combustibles cada vez más amplia ha aumentado la necesidad de contar con depósitos ligeros y seguros de mayor capacidad y resistencia. El aumento de la capacidad y la resistencia de un recipiente de presión puede lograrse aumentando la cantidad de materiales utilizados para un soporte estructural. Sin embargo, ello puede dar lugar a un aumento considerable del tamaño y/o el peso del recipiente de presión, lo que puede aumentar el costo del tanque debido al aumento de los costos de los materiales y los costos asociados al transporte de los recipientes a presión más pesados.

[0006] Es evidente que existe la necesidad en la técnica de un recipiente de presión ligero que sea impermeable, resistente a la corrosión y que pueda manejar el aumento de la capacidad y las demandas de presión. Además, se necesita un método para fabricar tal recipiente de presión para que pueda ser vendido a un precio competitivo.

[0007] La invención en cuestión proporciona un recipiente de presión que satisface las necesidades mencionadas en la técnica. En particular, la presente invención proporciona un recipiente de presión que incluye un tanque híbrido formado por un revestimiento del tanque y una capa de refuerzo exterior colocada sobre el revestimiento del tanque, con la capa de refuerzo exterior definiendo al menos una porción de una superficie exterior del tanque híbrido. Una sobrecubierta protectora configurada y dimensionada para acoplarse al tanque híbrido se dispone sobre el mismo. La sobrecubierta protectora incluye un borde de soporte superior que tiene una primera abertura a través del mismo, un borde de soporte inferior que tiene una segunda abertura a través del mismo, y una pared sustancialmente cilíndrica que conecta el borde de soporte superior y el borde de soporte inferior. La pared define una superficie interior dispuesta radialmente hacia afuera desde la superficie exterior del tanque híbrido, y la superficie interior de la pared y la superficie exterior del tanque híbrido cooperan para definir un canal de flujo en comunicación fluida con la primera abertura y la segunda abertura, donde las aberturas y el canal de flujo se adaptan para permitir el paso de un flujo convectivo para pasar a través de los mismos para facilitar la transferencia de calor entre el tanque híbrido y un entorno en el que se encuentra el recipiente de presión. La cubierta protectora es preferentemente separable en al menos dos secciones.

[0008] De acuerdo con otro modo de realización de la invención, el revestimiento del tanque puede incluir un material que tenga un módulo de elasticidad más alto y un límite de deformación elástica más bajo que la capa exterior de refuerzo. Si se desea, la capa de refuerzo exterior puede ser fabricada de un material termoplástico, preferiblemente polipropileno, mezclado con fibras de vidrio. Preferentemente el tanque híbrido incluye una capa exterior anticorrosiva. Si se desea, la capa de refuerzo exterior puede incluir un recubrimiento de gel exterior.

[0009] De acuerdo con otro modo de realización de la invención, el borde de soporte superior incluye al menos un asa y el borde de soporte inferior incluye una base configurada y adaptada para formar un acoplamiento no permanente con el al menos un asa de otro recipiente de presión cuando se apilan múltiples recipientes de presión.

[0010] La presente invención también proporciona un método de fabricación de un recipiente de presión. El método incluye fabricar un revestimiento del tanque, calentar los filamentos de vidrio, mezclar los filamentos con un material termoplástico y enrollar el material termoplástico y los filamentos mezclados en el revestimiento del tanque bajo la aplicación de calor para formar un tanque híbrido que tenga una superficie exterior.

[0011] De acuerdo con la invención, el método puede incluir además el paso de sujetar una sobrecubierta protectora al tanque híbrido, donde la sobrecubierta protectora incluye un borde de soporte superior que tiene una primera abertura a través del mismo, un borde de soporte inferior que tiene una segunda abertura a través del mismo, y una pared sustancialmente cilíndrica que conecta el borde de soporte superior con el borde de soporte inferior. La pared define una superficie interior dispuesta radialmente hacia afuera desde la superficie exterior del tanque híbrido, y la superficie interior de la pared y la superficie exterior del tanque híbrido cooperan para definir un canal de flujo en comunicación fluida con la primera abertura y la segunda abertura, donde las aberturas y el canal de flujo se adaptan para permitir el paso de un flujo convectivo a través de los mismos para facilitar la transferencia de calor entre el tanque híbrido y un entorno en el que se encuentra el recipiente de presión.

[0012] Estos y otros aspectos del recipiente de presión de la invención presente se harán más fácilmente evidentes a los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de la invención tomada conjuntamente con los dibujos.

[0013] A fin de que los expertos en la técnica a la que pertenece la presente invención comprendan más fácilmente cómo hacer y utilizar el recipiente de presión de la presente invención, los modos de realización de la misma se describirán en detalle a continuación con referencia a los dibujos, en los que:

La Fig. 1 es una vista de la perspectiva de un recipiente de presión construido de acuerdo con un modo de realización preferido de la invención presente como se ve desde arriba, que muestra aberturas en el borde de soporte superior de la sobrecubierta protectora, así como un conjunto de conexión de válvula, y asas en el borde de soporte superior;

La Fig. 2 es una vista en perspectiva del recipiente de presión mostrado en la Fig. 1, vista desde abajo, que muestra el borde de soporte inferior de la sobrecubierta protectora, así como las aberturas a través del mismo;

La Fig. 3 es una vista en perspectiva del recipiente de presión mostrado en la Fig. 1, que muestra las aberturas en el borde superior de soporte para facilitar el flujo de aire a través de la sobrecubierta protectora, y que muestra además las asas en el borde superior de soporte adaptadas y configuradas para permitir el acceso al conjunto de conexión de válvula;

La Fig. 4 es una vista inferior del recipiente de presión mostrado en la Fig. 1, que muestra las aberturas en el borde inferior de soporte para el flujo de aire hacia y desde la sobrecubierta protectora;

La Fig. 5 es una vista en perspectiva en despiece del recipiente de presión mostrado en la Fig. 1;

La Fig. 6 es una vista de sección transversal parcial del tanque híbrido del recipiente de presión mostrado en la Fig. 5, que muestra capas de material del tanque híbrido;

La Fig. 7 es una vista de sección transversal parcial del borde inferior de soporte de la sobrecubierta protectora del recipiente de presión que se muestra en la Fig. 5;

La Fig. 8 es una vista de sección transversal parcial del acolchado y del borde inferior de soporte del recipiente de presión que se muestra en la Fig. 5;

La Fig. 9 es una vista de sección transversal parcial de la sobrecubierta protectora y del tanque híbrido del recipiente de presión ensamblado que se muestra en la Fig. 1, en la que se muestra el canal de flujo de aire entre el tanque híbrido y la sobrecubierta protectora;

La Fig. 10 es una vista en perspectiva en corte parcial del recipiente de presión mostrado en la Fig. 1, que muestra cómo el flujo de aire puede pasar a través de las aberturas del borde superior de soporte y hacia el espacio entre el tanque híbrido y la sobrecubierta protectora;

La Fig. 11 es una vista de sección transversal parcial del recipiente de presión ensamblado que se muestra en la Fig. 2, en la que se muestra cómo el flujo de aire puede pasar a través de las aberturas del borde inferior de soporte, pasando por el acolchado y entrando en el espacio entre el tanque híbrido y la sobrecubierta protectora;

La Fig. 12 es una vista lateral que muestra dos recipientes de presión como se muestra en la Fig. 1 en una configuración anidada;

[0014] A continuación se hará referencia en detalle a los actuales modos de realización preferidos de la invención, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos. El método y los pasos correspondientes de la invención también se describirán conjuntamente con la descripción detallada del sistema.

[0015] Los recipientes de presión presentados en el presente documento, y los productos de los métodos presentados en el mismo, pueden ser utilizados para almacenar fluidos presurizados. La presente invención es particularmente adecuada para almacenar y dispensar fluidos presurizados mientras se facilita el apilamiento y la portabilidad del recipiente de presión. Un recipiente de presión construido de acuerdo con la invención presente es adecuado para aplicaciones que incluyen, pero no limitados a, el almacenamiento de propano, gas refrigerante, y líquidos o gases a baja o alta presión.

[0016] De acuerdo con la invención, se proporciona un recipiente de presión que incluye un tanque híbrido que tiene un revestimiento interior y una capa de refuerzo exterior, y una cubierta protectora adaptada para rodear el tanque híbrido. La sobrecubierta protectora incluye un borde de soporte superior que tiene una abertura a través del mismo y un borde de soporte inferior que tiene una segunda abertura a través del mismo. La sobrecubierta protectora también incluye una pared sustancialmente cilíndrica separada del tanque híbrido para permitir un flujo convectivo entre la sobrecubierta protectora y el tanque híbrido para la transferencia de calor convectivo entre el recipiente de presión y el entorno para reducir la pérdida de presión durante el consumo del contenido presurizado.

[0017] Con fines explicativos e ilustrativos, y no limitativos, en la Fig. 1 se representa una vista de una representación ejemplar de un recipiente de presión hecha de acuerdo con la presente invención, y se designa generalmente con el número de referencia 10. Otros aspectos del recipiente de presión representado en la Fig. 1 están representados en las Figs. 2-12, como se describirá.

[0018] A título ilustrativo y no limitativo, como se representa en el presente documento y en las Figs. 1-12, el recipiente de presión 10 está provisto de un tanque híbrido 14. El tanque híbrido 14 tiene un revestimiento de tanque 38 que puede formarse a partir de un tubo generalmente cilíndrico 20 y de las tapas de extremo primera y segunda semiesféricas 22 y 24 en forma cúpula. Las tapas de extremo 22 y 24 pueden ser de cualquier tamaño o forma, como frustrocónicas o aplanadas, y pueden ser idénticas o diferentes. Las tapas 22 y 24 se fijan a los bordes del primer y segundo extremo 26 y 28 del tubo 20, respectivamente, lo que puede lograrse mediante cualquier técnica de soldadura convencional conocida en la técnica, como la soldadura láser. El tubo 20 y la primera y segunda tapas 22 y 24 cooperan para definir la cavidad de almacenamiento del recipiente 30, como se muestra particularmente en las Figs. 6 y 9.

[0019] Como se muestra, la primera tapa 22 incluye una abertura central 32 definida en ella para recibir terminación roscada para válvula 34, la cual está asegurada a la abertura 32 por cualquier soldadura convencional u otras técnicas de unión adecuadas como las conocidas en la técnica. La terminación roscada para válvula 34 está configurada para recibir un conjunto de conexión de válvula 36 en la misma, y la combinación permite la entrada o salida de fluidos a la cavidad de almacenamiento del recipiente 30.

[0020] Si se desea, el revestimiento del tanque 38 puede construirse sin el tubo 20. De acuerdo con este modo de realización alternativo, las tapas de extremo 22 y 24 se unen directamente entre sí y no al tubo 20. Así pues, las tapas de extremo 22 y 24 pueden adoptar diversas formas y no es necesario que sean generalmente hemisféricas, sino que pueden tener una forma más de “copa", según se desee, como apreciarán los expertos en la técnica.

[0021] Preferiblemente, el revestimiento del tanque 38, incluyendo el tubo 20, la primera y segunda tapas 22 y 24, y la terminación roscada para válvula 34 están construidos de un material inerte, impermeable y no corrosivo que tiene un alto módulo de elasticidad, como 10 millones de psi o más, y una baja deformación elástica que generalmente va de alrededor del 0,05% a alrededor del 1%. Como tal, el revestimiento del tanque 38 y el conjunto de conexión de válvula 36 puede ser hecho de acero, pero también puede ser fabricado de metales como, pero no limitado a, aluminio, níquel, titanio, platino, o cualquier otro material que proporcionaría soporte estructural adecuado de acuerdo con la presente invención. También está dentro del alcance y espíritu de la invención fabricar el revestimiento del tanque 38 de materiales poliméricos.

[0022] De acuerdo con la invención, se proporciona además un tanque híbrido que incluye una capa exterior de refuerzo.

[0023] A título ilustrativo y no limitativo, como se representa en la Fig. 6, se representa una sección transversal de una sección de la pared del tanque híbrido 14. Como se muestra en la Fig. 6, se dispone una capa de refuerzo exterior 42 alrededor del revestimiento del tanque 38. La capa de refuerzo 42 se fabrica con una o más capas de un material que tiene un límite de deformación elástica más alto que el del material utilizado para el revestimiento del tanque 38, como se describe con más detalle a continuación. Preferentemente, se aplica un revestimiento anticorrosivo 40 al exterior del revestimiento del tanque 38 antes de colocar la capa de refuerzo 42 en el revestimiento del tanque. Esto puede ser particularmente ventajoso cuando el revestimiento del tanque 38 se fabrica con metal. De este modo, el revestimiento anticorrosivo 40 ayuda a evitar la corrosión entre el revestimiento del tanque 38 y la capa de refuerzo 42, que de otro modo podría debilitar el tanque híbrido 14. El revestimiento anticorrosivo puede estar compuesto de diversos materiales, entre ellos imprimaciones ricas en zinc y otros revestimientos anticorrosivos conocidos en la técnica. El revestimiento anticorrosivo puede aplicarse, por ejemplo, rociando una capa de polvo en el revestimiento del tanque 38, seguido de un calentamiento para fijar la capa de refuerzo. Otros métodos de aplicación del revestimiento anticorrosivo también son posibles y están dentro del alcance de la invención. Preferiblemente, el revestimiento anticorrosivo 40 se aplica a toda la superficie exterior del revestimiento del tanque 38.

[0024] La capa de refuerzo 42 puede incluir un material compuesto que tenga un esqueleto que imparta propiedades mecánicas deseables al compuesto, como una alta resistencia a la tracción, y una matriz de material que tenga una alta ductilidad que pueda unir el compuesto para hacerlo duro y rígido, entre otras cosas. La capa de refuerzo 42 refuerza y proporciona resistencia al impacto al tanque híbrido 14. La superficie exterior de la capa de refuerzo 42 incluye preferentemente una capa protectora 44 compuesta por un revestimiento de gel, por ejemplo, u otros revestimientos de acabado para proteger la capa de refuerzo 42. Entre los materiales adecuados para formar la capa protectora 44 figuran, por ejemplo, el polvo de poliolefina termoplástico modificado, aplicado, por ejemplo, mediante técnicas de pulverización y el consiguiente calentamiento para que fijarla, y similares.

[0025] Preferentemente, el material compuesto en la capa de refuerzo 42 consiste en fibras o filamentos que están mezclados o impregnados con una resina termoplástica. Los filamentos impregnados pueden incluir, pero no están limitados a, combinaciones de vidrio, metal, aramida, carbono, grafito, boro, sintéticos, resinas, epóxidos, poliamidas, polioelfinas, siliconas y poliuretanos, entre otros. Preferentemente, los filamentos son un compuesto de resina termoplástica, como epoxi vinílico o polipropileno, y fibra de vidrio. Los filamentos pueden formarse a partir de una mezcla de tejido termoplástico y de fibra de vidrio que se vende como TWINTEX, disponible comercialmente en Saint-Gobain Vetrotex America Inc. Preferentemente, el material compuesto usado en la capa de refuerzo 42 es un material reciclable.

[0026] De acuerdo con la invención, el recipiente de presión incluye una sobrecubierta protectora. Para fines ilustrativos, y no limitativos, como se muestra en las Figs. 1-5, la sobrecubierta protectora 12 rodea el tanque híbrido 14. La sobrecubierta protectora 12 tiene un borde de soporte superior 46, y un borde de soporte inferior 50, y una pared sustancialmente cilíndrica 54 entre el borde de soporte superior 46 y el borde de soporte inferior 50. El borde superior de soporte 46 está situado sustancialmente en la periferia de una porción superior 48 del tanque híbrido 14 y el borde inferior de soporte 50 está situado sustancialmente en la periferia de una porción inferior 52 del tanque híbrido 14. En las figuras 1 y 3 se muestran las aberturas superiores de flujo de aire 16 en el borde de soporte superior 46. Las figuras 2 y 4 muestran las aberturas inferiores de flujo de aire 18 en el borde de soporte inferior 50. Las aberturas superiores de flujo de aire 16 y las aberturas inferiores de flujo de aire 18 permiten que el aire fluya hacia y desde el exterior para facilitar la transferencia de calor entre el ambiente y el contenido presurizado del tanque híbrido 14, que se analiza en detalle a continuación. Las bordes de soporte superior e inferior 46 y 50 están configurados preferentemente para acoplar el tanque híbrido 14 para restringir el movimiento del tanque híbrido 14 dentro de los límites de la sobrecubierta protectora 12. El movimiento se restringe aún más por el acolchado amortiguador 56 en el borde inferior de soporte 50 dispuesto entre la sobrecubierta protectora 12 y el tanque híbrido 14. El acolchado 56 puede fabricarse con diversos materiales, como el polipropileno expandido, entre otros.

[0027] La sobrecubierta protectora 12 se construye preferentemente con un material rígido y ligero, como un plástico duro, como el polipropileno o el polietileno de alta densidad, u otros materiales adecuados. En esta configuración, la sobrecubierta 12 puede proteger el tanque híbrido 14 de los impactos, las abrasiones y la exposición a materiales corrosivos, entre otras cosas.

[0028] Se sabe en la técnica que el consumo de gas de un recipiente presurizado provoca el enfriamiento del mismo. Este enfriamiento puede llegar a un punto en el que el gas licuado ya no puede evaporarse a una velocidad adecuada. En esta situación, habrá una pérdida de presión que dificulta la evacuación del recipiente presurizado. Por lo tanto, debe facilitarse la transferencia de calor del entorno en el que se encuentra el recipiente de presión al contenido del mismo para mantener la presión del contenido del recipiente de presión durante el consumo de gas. Sin embargo, agregar cubiertas protectoras a los recipientes a presión generalmente da como resultado la adición de material entre el contenido presurizado y el entorno. Como tal, las cubiertas protectoras tienden a aislar el contenido presurizado, obstaculizan el intercambio de calor y, en última instancia, promueven la pérdida de presión indeseable durante el consumo de gas. Por consiguiente, es conveniente reducir al mínimo los efectos aislantes de las sobrecubiertas protectoras.

[0029] Se sabe que la técnica de proporcionar una sobrecubierta para un tanque de presión totalmente metálico en el que las ondulaciones ondulatorias formadas en la pared de una cubierta proporcionan canales para los flujos de aire convectivos, como en la Patente de EE.UU. No. 6.386.384. Estos canales en forma de onda funcionan bien para proporcionar transferencia de calor en el caso de todos los tanques de metal cuando se encuentra en la técnica, pero un compuesto fibra/metal del tanque híbrido 14 crea una necesidad para avances más avanzados para realzar el flujo convectivo, desde el capa de refuerzo exterior 42 proporciona más aislamiento térmico que en los tanques de metal de la técnica previa.

[0030] Por lo tanto, la configuración de la sobrecubierta 12 permite un mayor flujo que puede rodear sustancialmente la circunferencia del tanque híbrido 14. Esto es un avance sobre la técnica porque el intercambio de calor tiene lugar a lo largo de una superficie mayor que la permitida en los canales ondulatorios conocidos en a técnica. Esta mejora del flujo y de la superficie del intercambio de calor por convección ayuda a compensar el mayor aislamiento térmico del tanque híbrido 14, en contraste con los tanques totalmente metálicos de la técnica previa.

[0031] Con este fin, la presente invención facilita los flujos convectivos naturales descendentes entre la sobrecubierta 12 y el tanque híbrido 14 para obtener las ventajas de la sobrecubierta mientras se minimiza la pérdida de presión debido al inadecuado intercambio de calor. La pared sustancialmente cilíndrica 54 de la sobrecubierta 12 está colocada alrededor de una porción media 51 del tanque híbrido 14. Como se muestra en la Fig. 9, la superficie interior de la pared 54, sustancialmente cilíndrica, está separada de la superficie exterior del tanque híbrido 14 para permitir que se desarrolle un flujo de aire generalmente vertical hacia abajo entre el tanque híbrido 14 y la sobrecubierta 12. Así pues, hay un canal de flujo generalmente anular 58 definido entre el tanque híbrido 14 y la sobrecubierta 12 en comunicación fluida con el entorno en el que se encuentra el recipiente de presión 10.

[0032] La figura 10 muestra cómo el aire puede comunicarse desde el exterior del recipiente de presión 10, a través de las aberturas superiores 16, hacia abajo en el canal de flujo anular 58 y hacia afuera a través de las aberturas inferiores 18. En particular, las Figs. 7, 8 y 11 muestran cómo el aire puede comunicarse desde el canal de flujo sustancialmente anular 58 dentro del recipiente de presión 10, pasando por las aberturas 18(a) del acolchado 56 (Fig. 5), a través de las aberturas inferiores 18, y hacia el entorno. La capacidad del aire de fluir desde las aberturas superiores 16, a través del canal de flujo anular 58, y salir de las aberturas inferiores 18 permite que se desarrollen flujos de convección naturales a lo largo de toda la circunferencia del canal de flujo anular 58, y por lo tanto proporciona al recipiente de presión una mayor capacidad de intercambio de calor entre el tanque híbrido 14 y el entorno, al tiempo que tiene la durabilidad adicional que ofrece la cubierta protectora 12.

[0033] En otro aspecto del modo de realización preferido de la invención, el borde superior de soporte 46 incluye al menos un asa 60 configurado para permitir el acceso al conjunto de conexión de la válvula 36, como se muestra en las Figs. 1-3. Preferentemente, el asa 60 está diseñado de manera ergonómica para ayudar al transporte del recipiente de presión 10.

[0034] A modo de ejemplo adicional, sólo para fines ilustrativos, como se muestra en la Fig. 12, el asa 60 y el borde de soporte inferior 50 están configurados preferentemente para acoplarse entre sí para facilitar el transporte y apilamiento de una pluralidad de recipientes a presión 10. En este modo de realización, el asa 60 está curvado y configurado para formar un acoplamiento no permanente con el borde inferior de soporte 50, que está configurado para recibir el asa 60, cuando se apilan varios recipientes de presión 10.

[0035] De acuerdo con otro modo de realización de la invención, se puede proporcionar un recipiente de presión que incluya un medio para identificar cada tanque de manera única. A título ilustrativo únicamente, y no limitativo, se puede proporcionar un medio de identificación, como una etiqueta de identificación por radiofrecuencia, un microchip y/o un código de barras 200 (Fig. 1) para identificar de manera única cada recipiente de presión. Durante la fabricación, se puede mantener una base de datos para identificar y seguir de manera exclusiva cada cilindro después de que éste salga de la instalación de fabricación. El fabricante puede hacer un seguimiento de diversas variables para cada cilindro, como el peso de tara, la fecha de repetición de pruebas, la fecha de fabricación, los números de lote o de remesa y similares.

[0036] De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para fabricar un recipiente de presión. Para propósitos de ilustración únicamente, y no de limitación, el método preferentemente incluye formar un revestimiento de tanque (como el revestimiento de tanque 38), calentar los filamentos de vidrio, mezclar los filamentos con un material termoplástico, enrollar el material termoplástico y los filamentos mezclados sobre el revestimiento de tanque 38 bajo la aplicación de calor para formar un tanque híbrido 14, y asegurar una sobrecubierta protectora 12 al tanque híbrido 14 para crear el canal de flujo sustancialmente anular 58 como se describe en el presente documento.

[0037] A modo de ejemplo adicional, el método puede incluir además un paso de aplicación de un revestimiento anticorrosivo sobre el exterior del revestimiento de tanque 38 antes de enrollar el material termoplástico y los filamentos mezclados sobre el revestimiento de tanque 38. Este revestimiento anticorrosivo 40 puede reducir la corrosión entre el revestimiento de tanque 38 y la capa de refuerzo exterior 42 en el caso de un revestimiento de metal para tanques 38.

[0038] El paso de bobinado puede incluir la rotación del revestimiento de tanque en un mandril mientras los filamentos se enrollan sobre el revestimiento del tanque, como se conoce en la técnica. El bobinado puede hacerse de forma continua con un solo filamento que comprende la capa exterior de refuerzo 42 del tanque híbrido 14. De acuerdo con el método de la invención, también es posible mezclar los filamentos con polipropileno como material termoplástico. El método puede incluir además la aplicación de una capa final externa de gel 44 sobre la capa de refuerzo externa 42, como se conoce en la técnica.

[0039] De acuerdo con el método de la invención, es posible que la sobrecubierta protectora 12 se fije al tanque híbrido 14 haciendo que la sobrecubierta protectora sea separable en al menos dos secciones que se unen con sistemas de 'clip' como se conoce en la técnica. Las secciones pueden ser separables a lo largo de una circunferencia de la pared generalmente cilindrica 54 de la sobrecubierta protectora 54, como se muestra en la Fig. 5. O las secciones pueden ser separables longitudinal u oblicuamente sin apartarse del espíritu y el alcance de la invención. Las secciones de la sobrecubierta pueden estar unidas entre sí por contacto permanente o no permanente, según se desee. Por ejemplo, las secciones de la sobrecubierta 12 pueden estar permanentemente unidas entre sí por soldadura, adhesivo o sujetadores. Si se desea, la conexión entre las secciones de la sobrecubierta 12 puede ser no permanente, como por ejemplo por una conexión de encaje a presión.

[0040] Los métodos y sistemas de la presente invención, tal como se han descrito anteriormente y se muestran en los dibujos, proporcionan un recipiente de presión con propiedades superiores que incluyen facilidad de fabricación, peso ligero, ergonomía, apilabilidad, resistencia a la corrosión y a los impactos y una mayor transferencia de calor.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un recipiente de presión, que comprende:

a) un tanque híbrido (14), que incluye:

i) un revestimiento de tanque (38); y

ii) una capa de refuerzo exterior (42) dispuesta en el revestimiento del tanque, definiendo la capa de refuerzo exterior al menos una porción de la superficie exterior del tanque híbrido; y

b) una sobrecubierta protectora (12) que incluye:

i) un borde superior de soporte (46) con una primera abertura en el mismo; y

ii) un borde de soporte inferior (50) que tiene una segunda abertura a través del mismo;

en el que la sobrecubierta protectora (12) está adaptada para rodear y unirse al tanque híbrido, y en el que la sobrecubierta protectora (12) incluye además iii) una pared sustancialmente cilíndrica (54) que conecta el borde superior de soporte con el borde inferior de soporte; la pared define una superficie interior dispuesta radialmente hacia afuera desde la superficie exterior del tanque híbrido, se caracteriza por que la pared sustancialmente cilíndrica está cerrada circunferencialmente y libre de aberturas y porque la superficie interna de la pared y la superficie externa del tanque híbrido cooperan para definir un canal de flujo sustancialmente anular (58) en comunicación fluida con la primera y la segunda abertura, en el que las aberturas y el canal de flujo se adaptan para permitir que un flujo convectivo pase a través de ellos para facilitar la transferencia de calor entre el tanque híbrido y un entorno en el que se encuentra el recipiente de presión.

2. Un recipiente de presión, como se describe en la reivindicación 1, en el que el revestimiento del tanque (38) incluye un material con un módulo de elasticidad más alto y un límite de deformación elástica más bajo que la capa exterior de refuerzo (42).

3. Un recipiente de presión, tal como se describe en la reivindicación 1, en el que la sobrecubierta protectora (12) es separable en al menos dos secciones.

4. Un recipiente de presión como el descrito en la reivindicación 1, en el que el borde superior de soporte (46) incluye al menos un asa (60) y en el que el borde inferior de soporte (50) incluye una base configurada y adaptada para formar un acoplamiento no permanente con al menos un asa de otro recipiente de presión cuando se apilan varios recipientes de presión.

5. Un recipiente de presión como el que se describe en la reivindicación 1, en el que la capa de refuerzo exterior (42) incluye un material termoplástico mezclado con fibras de vidrio.

6. Un recipiente de presión como el descrito en la reivindicación 1, en el que el tanque híbrido (14) incluye un revestimiento anticorrosivo.

7. Un recipiente de presión como el que se describe en la reivindicación 1, en el que el tanque híbrido (12) incluye una capa exterior de gel.

8. Un recipiente de presión como el descrito en la reivindicación 1, en el que el revestimiento del tanque (38) incluye un tubo sustancialmente cilíndrico (20) que define los bordes primero y segundo (26,28) y las tapas de extremo primera y segunda en forma de cúpula opuestas (22,24) fijadas a los bordes primero y segundo del tubo.

9. Un recipiente de presión, como se describe en la reivindicación 1, en el que el revestimiento del tanque (38) incluye tapas opuestas en forma de cúpula (26,28) fijadas directamente entre sí.

10. Un recipiente de presión, como se indica en la reivindicación 1, en el que el revestimiento del tanque (38) incluye una abertura (32) para recibir en ella una terminación roscada de válvula (34).

11. Un recipiente de presión como el que se describe en la reivindicación 10, en el que la terminación roscada de válvula (34) está configurada para recibir un conjunto de conexión de válvula (36) para controlar la entrada y la salida de los fluidos.

12. Un recipiente de presión como el que se describe en la reivindicación 1, en el que el revestimiento del tanque (38) está formado al menos en parte por un metal.

13. Un recipiente de presión, tal como se describe en la reivindicación 1, que incluye además un acolchado amortiguador (56) en el borde de soporte inferior(50) dispuesto entre la sobrecubierta protectora (12) y el depósito híbrido (14), el acolchado amortiguador (56) incluye aberturas (18a) a través de las cuales el aire fluye desde el canal de flujo (58) hasta la segunda abertura.

14. Un método de fabricación de un recipiente de presión que comprende:

a) proporcionar un tanque compuesto que tiene una zona superior, una zona inferior dispuesta frente a la zona superior y una zona intermedia dispuesta entre la zona superior y la zona inferior;

b) encerrar el tanque compuesto dentro de una sobrecubierta protectora que tiene al menos una abertura superior y al menos una abertura inferior, en el cual la sobrecubierta protectora acopla el tanque compuesto en la zona superior y la zona inferior mientras está separada radialmente de la zona media, caracterizado por la sobrecubierta protectora que incluye una pared sustancialmente cilíndrica que está circunferencialmente cerrada y libre de aberturas; y c) definir un canal de flujo sustancialmente anular entre la zona media del tanque compuesto y la pared de la sobrecubierta protectora, en el que el canal de flujo anular se encuentra en comunicación fluida con un entorno externo respecto al recipiente de presión por medio de la al menos una abertura superior y la al menos una abertura inferior.