Cilindro de gas.

Un cilindro de gas (1) que define internamente un espacio de almacenamiento (2) de gas que puede cerrarsemediante una válvula de retención (3),

en el que dicho cilindro (1) comprende:

- una pared rígida (4) fabricada con un material compuesto que tiene una capa de refuerzo (5), que contiene fibrasde refuerzo, y una superficie interior (6) que define un espacio interior (7) accesible a través de un orificio de acceso(8) formado en la pared rígida (4).

- una boca tubular (9) conectada al orificio de acceso (8) de la pared rígida (4) y configurada para recibir la válvulade retención (3) en comunicación con el espacio de almacenamiento (2) de gas,

- una pared de estanqueidad flexible (13), dispuesta en el espacio interior (7) y conectada a la pared rígida (4)únicamente a través de la boca (9), definiendo dicha pared de estanqueidad flexible (13) dicho espacio dealmacenamiento (2) de gas y resultando adecuada para su adherencia por contacto a presión contra la superficieinterior (6) de la pared rígida (4),

- en el que la pared rígida (4) es permeable al aire para permitir una expansión completa de la pared flexible (13) porel espacio interior (7), caracterizada porque la superficie interior (6) está formada por una capa deslizante (14) de lapared rígida (4) que es diferente a la capa de refuerzo (5) y que permite un deslizamiento en el contacto a presiónentre la pared de estanqueidad flexible (13) y la pared rígida (4).

Cilindro de gas El objeto de la presente invención es un cilindro de gas fabricado con un material sintético o compuesto para almacenar gas a presión.

Los cilindros de gas conocidos fabricados con un material compuesto comprenden una capa interior, por ejemplo fabricada con acero o un material sintético, que asegura la impermeabilidad al gas almacenado, y una capa exterior fabricada con un material compuesto reforzado con fibras que asegura la resistencia mecánica del cilindro a las presiones operativas, así como una boca que forma un orificio pasante desde el interior hasta el exterior del cilindro y un asiento para recibir una válvula para abrir y cerrar el orificio pasante.

Los gases en los cilindros se clasifican como gases comprimidos si su temperatura crítica está por debajo de -50 ºC,

como el hidrógeno o el oxígeno, como gases licuados si la temperatura crítica está por encima de -50 ºC, como el LPG, y como gases disueltos como por ejemplo el acetileno en acetona.

Los cilindros están ideados para muchos usos y los estándares de fabricación y de comprobación de los mismos pueden variar de acuerdo con la aplicación. Entre las aplicaciones principales de los cilindros de gas, podemos citar el almacenamiento de gases licuados o comprimidos para su transporte en vehículo, usos domésticos o industriales, el almacenamiento de gases comprimidos o licuados para su uso industrial, los tanques de contención para aire comprimido, el almacenamiento de mezclas respirables para respiradores, el almacenamiento de gases médicos y los extintores de incendios.

Gracias al uso de diferentes materiales para las funciones de impermeabilización y de resistencia mecánica a la presión, los cilindros de gas compuestos tienen una relación muy baja entre peso y capacidad de contención en comparación con los cilindros de gas de acero. El documento US 2007/0077470 da a conocer un cartucho de combustible con un recipiente interior deformable para combustible que puede conectarse a una celda de combustible.

Sin embargo, la estructura relativamente compleja de los cilindros de gas compuestos y la interacción entre los diferentes materiales de la capa de impermeabilización, de la capa de refuerzo y de la boca implican problemas de estanqueidad del cilindro y fenómenos de deterioro de los materiales sintéticos y de las áreas de interfaz situadas entre la capa interior, la capa exterior y la boca, en particular en el caso de tiempos operativos extensos.

Dicho deterioro estructural y de estanqueidad se ve empeorado por la diferencia de los coeficientes de expansión térmica de los materiales de la capa interior de impermeabilización y de la capa exterior de refuerzo (que están conectados entre sí en toda la superficie) , lo cual implica un esfuerzo cíclico de las dos capas, y por su interfaz debida al impedimento de su deformación térmica libre e independiente.

El propósito de la presente invención es por lo tanto proporcionar un cilindro de gas compuesto, que tenga características tales como mejorar la impermeabilización en caso de periodos operativos largos, y evitar fenómenos de deterioro estructural con referencia a la técnica anterior.

Éste y otros propósitos se llevan a cabo a través de un cilindro de gas que define internamente un espacio de almacenamiento de gas que puede cerrarse mediante una válvula de retención, en el que dicho cilindro comprende:

- una pared rígida fabricada con un material compuesto que tiene una capa de refuerzo que contiene fibras de refuerzo y una superficie interior que define un espacio interior accesible a través de un orificio de acceso formado en la pared rígida, una boca tubular que puede conectarse de manera desmontable al orificio de acceso de la pared rígida y está configurada para recibir la válvula de retención en comunicación con el espacio de almacenamiento de gas,

- una pared de estanqueidad flexible, dispuesta en el espacio interior y conectada a la pared rígida únicamente a

través de la boca, definiendo dicha pared de estanqueidad flexible el espacio de almacenamiento de gas y resultando adecuada para su adherencia por contacto a presión contra la superficie interior de la pared rígida,

- en el que la pared rígida es permeable al aire para permitir una expansión completa de la pared flexible en el espacio interior, y la superficie interior está formada mediante una capa deslizante de la pared rígida que es diferente a la capa de refuerzo y que permite un deslizamiento en contacto a presión entre la pared de estanqueidad flexible y la pared rígida.

Gracias a la libertad de movimiento en el contacto a presión entre la pared de estanqueidad flexible y la pared rígida, y a su conexión en una única área del orificio de acceso de la pared rígida, es posible evitar los fenómenos de 65 deterioro de las interfaces entre las diferentes capas y materiales del cilindro y de la boca, manteniendo una estanqueidad excelente en el caso de tiempos operativos muy largos.

Adicionalmente, gracias a la conexión desmontable de la boca con el orificio de acceso de la pared rígida, es posible reemplazar la pared de estanqueidad flexible y ganar acceso al espacio interior de la pared rígida para inspeccionar y regenerar la capa deslizante.

Para comprender mejor la presente invención y para apreciar sus ventajas, a continuación se describirán algunas realizaciones ejemplares no limitantes, con referencia a las figuras, en las cuales:

La figura 1 es una vista en sección longitudinal de un cilindro de gas de acuerdo con una realización de la invención;

La figura 2 es una vista longitudinal parcialmente seccionada de un cilindro de gas de acuerdo con una realización adicional de la invención;

La figura 3 es una vista longitudinal parcialmente seccionada de un cilindro de gas de acuerdo con una realización 15 adicional de la invención;

Las figuras 4 y 5 ilustran espacios de cilindro con cilindros de gas de acuerdo con las figuras 2 y 3;

La figura 6 es una vista longitudinal parcialmente seccionada de un cilindro de gas de acuerdo con una realización adicional de la invención;

La figura 7 ilustra un espacio de cilindro con un cilindro de gas de acuerdo con la figura 6;

La figura 8 es una vista longitudinal parcialmente seccionada de un cilindro de gas de acuerdo con una realización 25 adicional de la invención.

Con referencia a las figuras, un cilindro de gas (a continuación denominado “cilindro”) se indica en su conjunto con el número de referencia 1.

El cilindro 1 define internamente un espacio de almacenamiento 2 de gas que puede cerrarse mediante una válvula de retención 3 y que comprende una pared rígida exterior 4 fabricada con un material compuesto que tiene una capa de refuerzo 5 que contiene fibras de refuerzo, y una superficie interior 6 que define un espacio interior 7 accesible a través de un orificio de acceso 8. Dicho orificio de acceso 8 preferiblemente constituye el único orificio de la pared rígida exterior 4 adecuado para recibir una boca para válvula y/o directamente la válvula.

En la presente descripción de la invención, el término “material compuesto” denota un material con una estructura no homogénea, que consiste en el montaje de dos o más sustancias diferentes, físicamente separadas por una interfaz libre de grosor cero y equipada con propiedades físicas y químicas sustancialmente diferentes, que permanecen separadas y perceptibles a nivel macroscópico y estructural. En particular, el material compuesto puede comprender fibras de materiales naturales o artificiales, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras cerámicas, fibras de aramidas, tales como Kevlar®, embebidas en una matriz fabricada con un material preferible pero no necesariamente sintético, por ejemplo termoplástico tal como Nylon® y ABS, o termoendurecible como resinas epoxi o resinas de poliéster, o metales tales como por ejemplo aluminio, titanio y aleaciones de los mismos, o un material cerámico, generalmente carburo de silicio o alúmina.

De acuerdo con una realización, la pared rígida 4 comprende una porción tubular 15, de preferencia sustancialmente cilíndrica y que se extiende a lo largo del eje longitudinal L del cilindro 1, una porción inferior 16, por ejemplo con forma de tapón esférico o elíptico, que conecta con un extremo inferior de la porción tubular 15 y que define un espacio interior 7 en un lado inferior 17 del cilindro 1, así como una porción superior 18, por ejemplo con forma de ojiva, que conecta con un extremo superior de la porción tubular 15 y define el espacio interior 7 en un lado superior 19 del cilindro 1 opuesto... [Seguir leyendo]

1. Un cilindro de gas (1) que define internamente un espacio de almacenamiento (2) de gas que puede cerrarse mediante una válvula de retención (3) , en el que dicho cilindro (1) comprende: 5

- una pared rígida (4) fabricada con un material compuesto que tiene una capa de refuerzo (5) , que contiene fibras de refuerzo, y una superficie interior (6) que define un espacio interior (7) accesible a través de un orificio de acceso

(8) formado en la pared rígida (4) .

- una boca tubular (9) conectada al orificio de acceso (8) de la pared rígida (4) y configurada para recibir la válvula de retención (3) en comunicación con el espacio de almacenamiento (2) de gas,

- una pared de estanqueidad flexible (13) , dispuesta en el espacio interior (7) y conectada a la pared rígida (4) únicamente a través de la boca (9) , definiendo dicha pared de estanqueidad flexible (13) dicho espacio de

almacenamiento (2) de gas y resultando adecuada para su adherencia por contacto a presión contra la superficie interior (6) de la pared rígida (4) ,

- en el que la pared rígida (4) es permeable al aire para permitir una expansión completa de la pared flexible (13) por el espacio interior (7) , caracterizada porque la superficie interior (6) está formada por una capa deslizante (14) de la pared rígida (4) que es diferente a la capa de refuerzo (5) y que permite un deslizamiento en el contacto a presión entre la pared de estanqueidad flexible (13) y la pared rígida (4) .

2. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la boca (9) comprende una porción de conexión (11) con el cilindro adecuada para enganchar de manera desmontable un asiento de conexión (12) de la 25 boca formado por la pared rígida (4) en el orificio (8) .

3. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la boca (9) comprende una porción de conexión (11) con el cilindro adecuada para enganchar de manera desmontable un asiento de conexión (12) formado por un cuerpo (20) inicialmente distinto y luego conectado con la pared rígida (4) .

4. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las fibras de refuerzo de la capa de refuerzo (5) tienen una resistencia a la tracción superior a 4500 MPa y un módulo de elasticidad superior a 200 GPa, y en el que dicha capa de refuerzo (5) comprende un contenido en fibras de refuerzo en el intervalo de 50% en volumen a 70% en volumen, preferiblemente de 55% en volumen a 65% en volumen,

incluso más preferiblemente del 60% en volumen aproximadamente.

5. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha superficie interior (6) es lisa y sin bordes o escalones, con la excepción del borde del orificio de acceso (8) .

6. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha capa deslizante (14) comprende un material sintético termoplástico seleccionado del grupo que comprende polietileno, PET, poliéster, poli (cloruro de vinilo) , politetrafluoretileno.

7. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha capa 45 deslizante (14) comprende una sustancia seleccionada del grupo que consiste en:

- polvo lubricante que contiene nanopartículas adecuadas para reducir el coeficiente de fricción entre la pared rígida

(4) y la pared de estanqueidad flexible (13) ,

- fluido lubricante,

- grasa lubricante,

- aceites lubricantes, 55

- geles lubricantes.

8. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa deslizante (14) se fija a la capa de refuerzo (5) mediante moldeo de la capa deslizante (14) y subsiguiente enrollado de la capa de refuerzo (5) alrededor de la capa deslizante (14) .

9. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa deslizante (14) se fija a la capa de refuerzo (5) mediante moldeo por soplado en un molde que contiene dicha capa de refuerzo (5) .

10. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa

deslizante (14) se fija a la capa de refuerzo (5) mediante pulverización.

11. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa

deslizante (14) se fija a la capa de refuerzo (5) mediante recubrimiento por inmersión. 5

12. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared de estanqueidad flexible (13) forma una bolsa deformable con un orificio conectado a la boca (9) , para formar un grupo de pared de estanqueidad flexible (13) y boca (9) que está prefabricado y puede ser conectado reversiblemente a la pared rígida (4) .

13. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared de estanqueidad flexible (13) está conectada a la boca (9) a través de un medio de conexión seleccionado del grupo que comprende:

- unión vulcanizada,

- unión comoldeada,

- pegado, 20

- unión mecánica a través de engarzado o fijación por tornillo.

14. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boca (9) con la pared de estanqueidad flexible (13) están conectadas irreversiblemente a dicha pared rígida (4) . 25

15. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha capa deslizante (14) comprende un tejido.

16. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared rígida

(4) comprende una porción tubular (15) con al menos una primera sección tubular ensanchada (21) y al menos una segunda sección tubular (22) adyacente a la primera sección tubular (21) , y más estrecha que esta.

17. Un cilindro de gas (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha pared de estanqueidad flexible (13) tiene una forma que, en el estado desinflado, es incompatible con la forma de la porción 35 tubular (15) de la pared rígida (4) y, en el estado inflado, se adapta a la forma de la pared rígida (4) .

18. Un espacio para cilindros o grupo (32) de cilindros de gas, que comprende:

- uno o más cilindros (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 y 17, 40

- una estructura de soporte y contención (33) que puede fijarse a una estructura de apoyo de una aplicación y que está configurada para recibir al menos parcialmente dichos cilindros de gas (1) ,

- uno o más elementos de bloqueo (34) anclados a la estructura de soporte y contención (33) y adecuados para

rodear al menos parcialmente dichos cilindros de gas (1) , para bloquearlos en la estructura de soporte y contención (33) ,

- en el que dichos elementos de bloqueo (34) están parcialmente recibidos en un asiento circunferencial (35) del

cilindro de gas (1) formado en su porción estrecha (22) , y la porción ensanchada (21) se extiende en un espacio (36) 50 definido por el elemento de bloqueo (34) y la estructura de soporte y contención (33) .