Depósito para la recepción de un fluido.

Depósito (1) para la recepción de un fluido, en particular de hidrógeno, bajo una presión elevada, en relación con la ambiental, de hasta 1.500 bares, que presenta un cuerpo hueco

(2) que está delimitado por una pared (3), presentando la pared (3) una estructura de capas múltiples y un dispositivo (4) para alimentar o evacuar el fluido al o del cuerpo hueco (2), estando una capa exterior (32) de la pared (3) configurada como capa de refuerzo (32) y estando la capa de refuerzo (32) enrollada y/o trenzada a partir de filamentos o hilos, caracterizado porque una capa interior (31) de la pared (3) contiene polietileno reticulado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/003561.

Solicitante: REHAU AG + CO.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RHENIUMHAUS 95111 REHAU ALEMANIA.

Inventor/es: GRIEBEL, DRAGAN, OELSCHLEGEL, ALEXANDER, HONHEISER,NORBERT, BOHM,VOLKER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS > RECIPIENTES PARA CONTENER O ALMACENAR GASES COMPRIMIDOS,... > Detalles de los recipientes, o de su llenado o vaciado > F17C13/08 (Disposiciones del montaje para los recipientes)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS > RECIPIENTES PARA CONTENER O ALMACENAR GASES COMPRIMIDOS,... > Recipientes a presión, p. ej. cilindros de gas,... > F17C1/16 (construido de materiales plásticos)

PDF original: ES-2477559_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

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DESCRIPCIÓN

Depósito para la recepción de un fluido La invención se refiere a un depósito para la recepción de un fluido, en particular de hidrógeno, bajo una presión elevada, en relación con la ambiental, de hasta 1.500 bares, que presenta un cuerpo hueco que está delimitado por una pared, presentando la pared una estructura de capas múltiples y un dispositivo para alimentar o evacuar el fluido al o del cuerpo hueco, estando una capa exterior de la pared configurada como capa de refuerzo y estando la capa de refuerzo enrollada y/o trenzada a partir de filamentos o hilos. La invención se refiere además a un procedimiento para producir un depósito de este tipo. Por último, la invención se refiere a un sistema de abastecimiento de fluido con al menos un depósito de este tipo. En el estado actual de la técnica se conocen ya depósitos para la recepción de medios gaseosos o líquidos bajo presión, que presentan un cuerpo hueco con una pared de capas múltiples. Tales depósitos se emplean por ejemplo para abastecer la máquina de combustión interna en automóviles, conteniendo y poniendo a disposición el depósito sustancias combustibles gaseosas o líquidas. En este tipo de depósitos se recogen especialmente gases bajo presiones muy altas, que pueden ser ciertamente de hasta 1.500 bares. En el estado actual de la técnica es ya conocido el que la pared del depósito conste de una capa interior, compuesta por ejemplo de metal o de un material polimérico, y una capa exterior, que constituya una capa de refuerzo. El documento WO 00/66939 A1 revela un depósito moldeado por soplado según el preámbulo de la reivindicación 1 con una capa interior de polietileno. Este estado de la técnica ya conocido presenta como desventaja que, durante el proceso de repostado, en el que por ejemplo se introduce en el depósito un gas a alta presión y a una gran velocidad, se produce calor, que en caso dado puede dañar la pared interior del depósito, siempre que ésta esté compuesta de un material polimérico. Partiendo de este estado de la técnica, la invención tiene el objetivo de poner a disposición un depósito para la recepción de un fluido, que permita efectuar procesos de repostado rápidos sin sufrir daños a causa del calor producido durante dichos procesos de repostado. Otro objetivo de la invención es indicar un procedimiento de producción para un depósito de este tipo. Por último, también es un objetivo de la invención indicar un sistema de abastecimiento de fluido con, al menos, un depósito de este tipo. El objetivo se logra mediante la puesta a disposición de un depósito para la recepción de un fluido, en particular bajo una presión elevada, en relación con la ambiental, presentando el depósito un cuerpo hueco que está delimitado por una pared. La pared presenta una estructura de capas múltiples. En ésta está previsto un dispositivo para alimentar o evacuar fluido al o del cuerpo hueco. El depósito para la recepción del fluido se distingue porque la capa interior de la pared contiene polietileno reticulado. Con la elección según la invención de polietileno reticulado para la capa interior de la pared, que también se denomina â??liner [forro]â??, se pone a disposición un depósito que permite efectuar procesos de repostado rápidos sin que el calor que se produce durante éstos tenga efectos perjudiciales en el â??linerâ??. En particular no se produce aquí ninguna deformación térmica del liner; el material del liner no puede 'correrse' bajo la acción del calor. La capa interior del depósito, el liner, se produce en un procedimiento de soplado. Para ello se extrude, en un procedimiento en sí ya conocido, un tubo flexible que, a continuación, se encierra en un útil de moldeado y se moldea inyectando un gas. El liner presenta preferentemente una forma que comprende un tramo cilíndrico alargado y dos, así llamados, casquetes polares, de forma aproximadamente semiesférica, que limitan el mismo. En el marco de la invención puede estar previsto ventajosamente que el polietileno del liner sea reticulado mediante peróxido, o mediante silano, o mediante la acción de energía de radiación. Aquí se prefiere especialmente la reticulación de polietileno mediante peróxido, en la que se forma un, así llamado, PE-Xa, realizándose la reticulación del polietileno a una temperatura elevada mediante peróxidos formadores de radicales. En la reticulación de polietileno se producen enlaces químicos entre cadenas de polímero adyacentes, de manera que se obtiene un material polimérico muy tenaz y especialmente estable a las altas temperaturas, que resulta excelentemente adecuado para el uso previsto arriba descrito. El grado de reticulación del polietileno puede controlarse mediante la elección y la cantidad empleada del peróxido y, además, mediante los parámetros del proceso de reticulación. Según la presente invención, el grado de reticulación del polietileno puede estar comprendido entre un 5 y un 95%, preferentemente entre un 15 y un 90% y con especial preferencia entre un 50 y un 85%. Los grados de reticulación de esta magnitud ocasionan la gran estabilidad térmica del liner. Con ello se impide el 'escurrimiento' del material, ya conocido en los termoplásticos. El polietileno empleado como material polimérico para la producción del cuerpo hueco en el procedimiento de soplado es un, así llamado, polietileno susceptible de soplarse. Para ello se elige un polietileno de viscosidad correspondientemente baja; el MFI está entre 0, 1 y 2 g / 10 min a 190º C, carga 2, 16 kg. La densidad de un polietileno susceptible de soplarse de este tipo está comprendida entre 0, 93 y 0, 965 g/cm3, preferentemente entre 0, 948 y 0, 960 g/cm3. Para el moldeado por soplado y la subsiguiente reticulación se prefieren aquí especialmente los, así llamados, tipos Phillips.

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Tales tipos Phillips se producen mediante un catalizador de cromo sobre soporte de silicato en un procedimiento de polimerización. Además de polietileno, también puede emplearse para el soplado un copolímero de polietileno, prefiriéndose en este caso un comonómero de una poliolefina a base de un elemento constituyente C3 a C8. Para que sea posible reticular el polietileno, se añade al polietileno un agente reticulante, en el caso presente un peróxido orgánico. Los peróxidos orgánicos son particularmente adecuados para reticular polietileno. Según la invención se emplean con este fin peróxidos orgánicos que presentan una temperatura de reticulación típica mayor/igual que 170º C. Se prefieren muy especialmente aquellos que presentan una temperatura de reticulación mayor/igual que 175º C. De este modo se logra una reticulación sumamente uniforme y de alto grado del polietileno. Al polietileno pueden añadírsele otros componentes. Éstos pueden comprender por ejemplo estabilizantes, como por ejemplo antioxidantes fenólicos, o agentes auxiliares de procesamiento, como por ejemplo agentes deslizantes, o reforzadores de la reticulación, como por ejemplo TAC (cianurato de trialilo) , o TAIC (isocianurato de trialilo) , o trimetacrilato de trimetilolpropano, o divinilbenceno, o tereftalato de dialilo, o trimelitato de trialilo, o fosfato de trialilo, en concentraciones de un 0, 2 a un 2, 0 por ciento en peso. Para la reticulación, el cuerpo hueco producido en el procedimiento de soplado utilizando polietileno se expone durante cierto tiempo a una temperatura elevada. Esto puede comprender, por ejemplo, un periodo de 10 min a una temperatura de 180º C a 280º C. Para evitar durante el proceso de reticulación un colapso o un cambio de forma del cuerpo hueco producido en el procedimiento de soplado, puede estar previsto poner el cuerpo hueco bajo presión durante la reticulación mediante una sobrepresión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

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1. Depósito (1) para la recepción de un fluido, en particular de hidrógeno, bajo una presión elevada, en relación con la ambiental, de hasta 1.500 bares, que presenta un cuerpo hueco (2) que está delimitado por una pared (3) , presentando la pared (3) una estructura de capas múltiples y un dispositivo (4) para alimentar o evacuar el fluido al o del cuerpo hueco (2) , estando una capa exterior (32) de la pared (3) configurada como capa de refuerzo (32) y estando la capa de refuerzo (32) enrollada y/o trenzada a partir de filamentos o hilos, caracterizado porque una capa interior (31) de la pared (3) contiene polietileno reticulado.

2. Depósito según la reivindicación 1, caracterizado porque el polietileno se reticula mediante peróxido, o mediante silano, o mediante la acción de energía de radiación.

3. Depósito según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el grado de reticulación del polietileno está comprendido entre un 5 y un 95%, preferentemente entre un 15 y un 90% y con especial preferencia entre un 15 50yun85%.

4. Depósito según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de refuerzo (32) contiene un filamento o un hilo, que está compuesto de carbono, o de aramida, o de metal, o de boro, o de vidrio, o de un material de silicato, o de óxido de aluminio, o de un material polimérico muy tenaz y resistente a altas temperaturas, o de una mezcla de los anteriormente mencionados.

5. Depósito según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa exterior (32) contiene un material polimérico, preferentemente una resina epoxi.

6. Depósito según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una capa barrera (5) está presente para reducir la difusión del fluido a través de la pared (3) .

7. Depósito según la reivindicación 6, caracterizado porque la capa barrera (5) está prevista sobre la superficie interior de la capa interior (31) . 30

8. Depósito según la reivindicación 7, caracterizado porque la capa barrera (5) es un polímero, como por ejemplo alcohol etilenvinílico (EVOH) , o una lámina o un revestimiento, en particular a base de un silazano, o una combinación de los anteriormente mencionados.

9. Depósito según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el espesor de la capa barrera (5) está comprendido entre 0, 1 y 1.000 μm.

10. Depósito según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está prevista una capa protectora exterior (6) , que se aplica sobre la capa exterior (32) de la pared (3) . 40

11. Depósito según la reivindicación 10, caracterizado porque la capa protectora exterior (6) contiene un termoplástico, o un producto de coextrusión, o un tubo termorretráctil, o un tejido de malla o de punto, o un trenzado, o una combinación de los anteriormente mencionados.

12. Procedimiento para la fabricación de un depósito según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa interior (31) se produce utilizando polietileno en un proceso de soplado que es se reticulado tras la conformación.

13. Sistema de suministro de fluido con al menos un depósito según una de las reivindicaciones 1 a 11, de 50 aplicación en un automóvil, o en un dispositivo de generación de energía estacionario o móvil, especialmente descentralizado, o en un sistema de almacenamiento de energía.

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