用于系统的保护壳体的制作方法

专利名称:用于系统的保护壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于系统的壳体，并且更特别涉及用于保护系统免受系统的环境影响且保护环境免受系统影响的用于系统的保护壳体，其中保护壳体包括用于容纳系统的第一壳体或内壳体；和第二壳体或外壳体，该第二壳体或外壳体围绕该第一壳体或内壳体及其中容纳的系统，并且其中第一壳体或内壳体与系统的需要相兼容，并且第二壳体或外壳体具有用以提供保护免受因在系统的使用环境中遇到的外部媒介所导致的损坏的充分的性质。
背景技术一般而言，环绕系统的壳体保护系统免受其环境影响。例如，壳体可以通过阻止在系统的使用环境中在系统的外部遇到的一种或更多种外部媒介诸如物体、日光、化学品、温度、电干扰和火接触或干扰系统来对包含或容纳在该壳体中的系统提供保护，从而保护该系统免受这样的外部媒介中的一种或更多种的损坏或危害。此外，一般而言，壳体对系统提供结构或支撑，并且必须满足系统所要求的需要。
在一些情况下，壳体可以提供与系统的需要相兼容的所有结构和所需的保护，同时具有满足使用系统的环境所需的保护要求的充分的性质。
然而，存在如下其它情况其中壳体满足系统的的需要诸如系统的结构和支撑要求，但是不满足使用系统的环境所需的保护要求。例如，在许多航空器中，用于过滤和/或净化和/或调理水的设备设置在用于提供适于饮用的饮用水的厨房中，每个这样的设备包括壳体(例如压力容器)和在该壳体即压力容器内容纳的过滤介质。在许多情况下的压力容器由聚丙烯制造。虽然聚丙烯压力容器具有充分的强度来应付压力容器内产生的压力，并且聚丙烯与饮用水的生产相兼容，但是聚丙烯是可燃的。因此，虽然壳体即聚丙烯压力容器满足水过滤/净化/调理系统的需要从而能够生产饮用水，但是如果在厨房中突发火灾，则聚丙烯压力容器不能保护水过滤/净化/调理系统免受着火。例如，满足在飞机厨房中使用的水过滤/净化/调理压力容器所期望的阻燃要求的聚合物的强度不足以应付压力容器内所产生的压力，和/或与生产适于饮用的饮用水不兼容，或可能过分昂贵、笨重或在其它属性上次优。
因此，存在如下问题其中壳体满足系统的需要，但是不满足在使用系统的环境所需的保护要求。

发明内容
本发明的一个目的是提供对如下壳体的问题的解决方案该壳体满足系统的需要，但是不满足使用系统的环境所需的保护要求。
根据本发明，通过提供如下设备来实现该目的和其它目的，该设备用于保护系统免于被在该系统的使用环境中在该系统的外部遇到的外部媒介损坏和/或保护环境免受因暴露于来自系统的材料而导致的损坏，其中该设备具有第一壳体，该第一壳体用于容纳系统，与系统的需要相兼容；以及第二壳体，该第二壳体具有用以提供保护免于因在系统的使用环境中遇到的外部媒介导致对系统的损坏的充分的性质。
在本发明的一优选实施例中，设备包括用于过滤和/或净化和/或调理流体诸如水的设备，该设备包括压力容器，该压力容器具有用于将流体引入到压力容器中的入口和用于从该压力容器去除流体的出口 ；过滤介质，该过滤介质位于压力容器的内部，用于过滤和/或净化和/或调理流体；以及外壳，该外壳围绕压力容器，外壳具有用以耐火的充分的阻燃性，以保护该压力容器免受火的影响。


图I是本发明的第一说明性实施例的透视图，其中示出了根据本发明构造的用于过滤和/或净化和/或调理流体的设备11 ;
图2是图I中所不的设备的部分分解图,夕卜壳的外壳覆盖件和外壳碗形件被分解 离开该外壳所围绕的压力容器；
图3是图I中所示的设备的俯视图；
图4是沿着图3中所示的线和箭头4-4所截取的剖视图，只不过为了清晰的目的而未示出被收容于压力容器的内部的芯件；
图5是沿着图3中所示线和箭头5-5所截取的剖视图，示意性地示出了被收容于压力容器的内部的芯件；
图6是本发明的第二说明性实施例的剖视图，其中示出了图1-5的设备11的一替代实施例，只不过为了清晰的目的而未示出被收容于压力容器的内部的芯件；
图7是图6中所示的设备11'的剖视图，只不过示意性地示出了被收容于压力容器的内部的芯件；
图8和图9是示出了在包含过滤介质的聚丙烯压力容器上执行的测试的照片，所述压力容器和过滤介质未被本发明的保护外壳保护；
图10-13是示出了在本发明的设备11上执行的测试的照片；并且
图14-17是示出了在本发明的外壳碗形件37上执行的测试的照片。
具体实施方式
现在转到附图，在图I至图7中示出了本发明的两个优选实施例。这些优选实施例在此处被提出以说明本发明，并且这些优选实施例不应被视为将本发明的范围限制于这些优选说明性实施例。
首先参照图I至图5，示出了本发明的第一实施例，该第一实施例包括设备11，该设备11用于过滤和/或净化和/或调理流体诸如水。
设备11包括罐12诸如通过引用并入此处的我们的美国专利申请US12/319，219中示出和描述的罐。该罐12具有用于容纳过滤介质15的压力容器13，该过滤介质15诸如芯件、松散介质等，用于过滤和/或净化和/或调理流体。优选地，压力容器13包括覆盖件17和碗形件19。优选地，覆盖件17具有端壁21、延伸离开该端壁21的侧壁23和形成在该侧壁23的端部上的边缘25，并且碗形件19具有端壁27、侧壁29和形成在该侧壁27的端部上的边缘31。[0022]覆盖件17和碗形件19优选地由聚合材料诸如聚丙烯制成。取决于压力容器13的具体要求，可以使用其它聚合物诸如乙缩醛、ABS或聚砜来形成覆盖件17和碗形件19。在将过滤材料15诸如通过引用并入此处的我们的美国专利申请US 12/319,219中示出和描述的芯件定位在覆盖件17和碗形件19中之后，将覆盖件17和碗形件19沿着它们各自的边缘25和31优选地通过旋转焊接接合在一起，以形成压力容器13。
在图I至图5中所示的本发明的说明性实施例中，压力容器13具有形成在覆盖件17的端壁21处的入口端口和出口端口，并且该入口端口连接到芯件的入口构件，并且出口端口连接到芯件的出口构件，使得待过滤和/或净化和/或调理的流体可以经由入口端口流入到压力容器13中，然后流入到芯件(过滤介质15)中并流过芯件(过滤介质15)，然后从芯件流到压力容器的出口端口并流过压力容器的出口端口，作为已过滤和/或净化和/或调理的流体。
当压力容器13在使用期间取向成使得碗形件19位于覆盖件17的上方时，优选地，碗形件19设有通气装置33诸如通过引用并入此处的我们的美国专利申请 US12/319, 219中示出和描述的通气装置。优选地，通气装置33的外盖由如下材料形成，所述材料提供与饮用水的生产兼容的内表面以及耐火的外表面。
设备11还具有外壳或罩35,该外壳或罩35围绕压力容器13,以保护设备11免于被在设备11的使用环境中在设备11的外部遇到的外部媒介损坏，和/或用于在压力容器损坏的情况下保护这样的环境免受因暴露于过滤介质15的材料和/或压力容器13的材料所导致的损坏。在本发明的该说明性实例中，外壳35被部分地设置用以在例如在飞机厨房中突发火灾的情况下保护压力容器13免受火的外部媒介的影响，在该飞机厨房中，设备11被定位用以从飞机的水系统提供已过滤和/或净化和/或调理的水。相应地，在本发明的该实施例中，外壳35具有用以耐火的充分的阻燃性，以保护压力容器13免受火的影响。
优选地，外壳35由聚合物形成，该聚合物包含阻燃剂。用于外壳35的特别优选的聚合物是含有阻燃剂的聚丙烯。被混合有适合的阻燃剂的其它聚合物诸如聚乙烯可以用于形成外壳35。优选的阻燃剂包括基于成炭膨胀的阻燃剂(例如基于氨基磷酸酯的阻燃剂)和基于金属氢氧化物(例如氢氧化镁)的阻燃剂。优选地，在由聚合物树脂形成外壳35之前，将阻燃剂混合遍及聚合物树脂。优选地，“聚合物/基于成炭膨胀的阻燃剂”组合物具有占组合物重量的约25%到约35%的阻燃剂，并且优选地，“聚合物/基于金属氢氧化物的阻燃剂”组合物具有占组合物重量的约50%至约60%的阻燃剂。
可以使用各种方法绕压力容器13形成外壳35。例如，外壳可以包括包含阻燃剂的聚合物成型外壳碗形件37和包含阻燃剂的聚合物成型外壳覆盖件39，例如，在将该外壳覆盖件39放置在压力容器13的覆盖件17上之后，并且在将该外壳碗形件37放置在压力容器13的碗形件19上之后，通过使用粘合剂或焊接接头在外壳碗形件37的边缘41和外壳覆盖件39的边缘43之间形成结合将外壳碗形件37和外壳覆盖件39密封地接合在一起。粘合剂也可用来将外壳35的其它部分接合到压力容器13。替代地，可以使用嵌件成型或包覆成型工艺将外壳35形成就位在压力容器13上。若需要，可以诸如通过对外壳35进行加热以将外壳35冷缩到压力容器13上将外壳35形成就位在压力容器13上，使得外壳35一体地接合到压力容器13。因为可以在压力容器13已经形成之后将外壳35定位在压力容器13上，所以，在绕压力容器13定位外壳35之前，可以首先对压力容器13和被收容于压力容器13中的过滤介质15进行测试，以确定压力容器13和被收容于压力容器13中的过滤介质15是否满足用于压力容器13和被容纳在压力容器13内的过滤介质15的质量控制标准，从而避免对不满足质量控制标准的含有过滤介质15的压力容器13提供外壳35。
在使用中，设备11通过使用过滤介质15将流体中包含的杂质去除来过滤和/或净化和/或调理经过压力容器中包含的过滤介质15的流体诸如水来生产已处理的流体诸如饮用水(如果流体是水)。容纳有过滤介质15的压力容器13包括如下材料，该材料坚固到足以应付在压力容器13的使用期间在压力容器13内产生的压力，并且该材料与已处理的流体(例如饮用水，如果流体是水的话)的生产相兼容。具有充分的阻燃性的外壳35保护压力容器13及其容纳物免受火的外部媒介的影响。此外，如果压力容器13被损坏到过滤介质15或压力容器13的一部分挣脱的程度,则外壳35可以将这样的部分俘获在外壳35的内部，从而保护外壳35的外部的周围环境免受因暴露于这样的材料而导致的损坏。
外壳35不必覆盖压力容器13的带螺纹的颈部44，因为压力容器13的该部分在使用期间位于阀头的内部。在使用设备11之前，优选地提供可拆卸阻燃剂盖以覆盖压力容器13的颈部44。
进行测试来说明本发明。在一项测试中，包含过滤介质15的聚丙烯压力容器 13(未受本发明的保护外壳35保护)经受来自丙烷火炬的火焰12秒。如图8中所示，存在大量的火焰、烟雾和烟气。在12秒之后，从压力容器13移走丙烷火炬的火焰，但是压力容器13持续燃烧其本身，如图9中所示，并且仍然存在由燃烧着的压力容器13而产生的大量的烟雾和烟气。
在第二项测试中，包括围绕包含过滤介质15的压力容器13的耐火外壳35的设备11经受施加于设备11的外壳35的丙烷火炬的火焰(如图10中所示)12秒。然后，丙烷火炬的火焰被移走(即不再施加到设备11)，并且来自燃烧着的外壳35的火焰在小于I秒内自熄灭，留下外壳35的外表面的烧焦的部分，如图11中所示。在从已经将丙烷火炬的火焰从被施加到设备11移走时起经过12秒之后，将丙烷火炬的火焰再次施加(如图12中所示)到设备11的外壳35且施加在丙烷火炬火焰原先被施加到的外壳35上的同一位置中另外的12秒。然后，丙烷火炬的火焰被移走(即不再施加到设备11)，并且来自燃烧着的外壳35的火焰在小于2秒内自熄灭，留下外壳35的外表面的进一步烧焦的部分,如图13中所示。在整个该可燃性测试中，外壳35保护压力容器13和压力容器13中包含的过滤介质15免受着火并且免受可能因此导致的损坏。
在第三项测试中，本发明的外壳碗形件37经受丙烷火炬的火焰(如图14中所示)12秒。然后，丙烷火炬的火焰被移走(即不再施加到外壳碗形件37)，并且来自燃烧着的外壳碗形件37的火焰在小于I秒内自熄灭，留下外壳碗形件37的外表面的烧焦的部分。在从已经将丙烷火炬的火焰从被施加到外壳碗形件37移走时起经过12秒之后，将来自丙烷火炬的火焰再次施加(如图15中所示)到外壳碗形件37且施加在丙烷火炬火焰原先被施加于外壳碗形件37上的同一位置另外的12秒。然后，丙烷火炬的火焰被移走(即不再施加到外壳碗形件37)，并且来自燃烧着的外壳37的火焰在小于2秒内自熄灭，留下外壳碗形件37的外表面的进一步烧焦的部分，如图16中所示。如图17中所示，在两次将丙烷火炬的火焰施加到外壳碗形件的外表面之后，虽然外壳碗形件37的内表面示出一些塑性变形，但是外壳碗形件37尚未烧穿。[0033]现在回到图6至图7，在图6至图7中示出了图I至图5中所示的本发明的一替代实施例。本发明的该实施例与图I至图5中所示的本发明的实施例大致相同，只不过该实施例的设备11'的外壳35'绕压力容器13定位成使得在该外壳35'和压力容器13之间产生空气间隔或空气间隙45。可以以各种方式诸如通过使用具有比图I至图5中所示的本发明的实施例的外壳35的内径大的内径的外壳35'产生该空气间隙45。在该替代实施例中，肋47优选地设置在外壳35'上，以 支撑外壳35'并将外壳35'与压力容器13均匀地间隔开。可以选择肋47的高度以获得空气间隙45的被视为最适合于使用设备11'的环境的厚度。在一些情况下的空气间隙45可以提供绝热，用以抵抗由于外壳35'的外部的寒冷环境而导致在压力容器13的内部发生冻结，或用以抵抗干扰设备11'的操作的外壳35'的外部的热环境。
总体而言，用于保护系统免受在系统的使用环境中在系统的外部遇到的外部媒介(例如物体、日光、化学品、温度、电干扰和/或火)的损坏和/或用于保护所述环境免受损坏的本发明的设备优选地包括第一壳体(例如压力容器13),该第一壳体用于容纳系统(例如用于生产饮用水的系统)；以及第二壳体(例如外壳35、外壳35')，该第二壳体围绕第一壳体(例如压力容器13),用于通过用第二壳体(例如外壳35、外壳35')阻挡在系统(例如用于生产饮用水的系统)的使用环境中在系统的外部遇到的外部媒介(例如火)来保护系统(例如用于生产饮用水的系统)和第一壳体(例如压力容器13)免受该外部媒介(例如火)的损坏或危害，和/或用于将系统(例如用于生产饮用水的系统)的材料(例如过滤介质15)和第一壳体(例如压力容器13)的材料俘获在第二壳体(例如外壳35、夕卜壳35')的内部来保护所述环境免受因暴露于系统(例如用于生产饮用水的系统)的材料(例如过滤介质15)和/或第一壳体(例如压力容器13)的材料而导致的损坏，其中第一壳体(例如压力容器13)包括与系统(例如用于生产饮用水的系统)的需要相兼容的材料(例如聚合物诸如聚丙烯)，并且其中第二壳体(例如外壳35、外壳35')包括如下材料(例如聚合物诸如包含阻燃剂的聚丙烯)，该材料允许第二壳体(例如外壳35、外壳35')保护第一壳体(例如压力容器13)和系统(例如用于生产饮用水的系统)免受在系统(例如用于生产饮用水的系统)的使用环境(例如飞机厨房)中在第二壳体(例如外壳35、夕卜壳35')的外部遇到的外部媒介(例如火)的损坏或危害。第二壳体(例如外壳35、外壳35')的材料(例如聚合物诸如包含阻燃剂的聚丙烯)不需要适合于用作第一壳体(例如压力容器13)的材料，并且第一壳体(例如压力容器13)的材料(例如聚合物诸如聚丙烯)不需要适合于用作第二壳体(例如外壳35、外壳35')的材料。
此外，总体而言，用于保护系统免受在系统的使用环境中在系统的外部遇到的外部媒介(例如物体、日光、化学品、温度、电干扰和/或火)的损坏和/或用于保护所述环境免受损坏的本发明的方法优选地包括如下步骤将系统(例如用于生产饮用水的系统)容纳在第一壳体(例如压力容器13)中；以及通过用第二壳体(例如外壳35、夕卜壳35')围绕第一壳体(例如压力容器13)和第一壳体中容纳的系统(例如用于生产饮用水的系统)以阻挡在系统(例如用于生产饮用水的系统)的使用环境(例如飞机厨房)中在系统(例如用于生产饮用水的系统)的外部遇到的外部媒介(例如火)来保护第一壳体(例如压力容器13)和第一壳体中容纳的系统(例如用于生产饮用水的系统)免受外部媒介(例如火)的损坏或危害，和/或通过用第二壳体(例如外壳35、外壳35')围绕第一壳体(例如压力容器13)和第一壳体中容纳的系统(例如用于生产饮用水的系统)以俘获系统(例如用于生产饮用水的系统)的材料(例如过滤介质15)和/或在第二壳体(例如外壳35、外壳35')的内部的第一壳体(例如压力容器13)的材料来保护所述环境(例如飞机厨房)免受因暴露于系统(例如用于生产饮用水的系统)的材料(例如过滤介质15)和/或第一壳体(例如压力容器13)的材料而导致的损坏，其中第一壳体(例如压力容器13)包括与系统(例如用于生产饮用水的系统)相兼容的材料，其中第二壳体(例如外壳35、夕卜壳35/ )包括如下材料，该材料允许第二壳体(例如外壳35、外壳35/ )保护第一壳体(例如压力容器13)和系统(例如用于生产饮用水的系统)免受在系统(例如用于生产饮用水 的系统)的使用环境(例如飞机厨房)中在第二壳体的外部遇到的外部媒介(例如火)的损坏或危害，其中第二壳体(例如外壳35、外壳35')的材料不需要适合于用作第一壳体(例如压力容器13)的材料，并且其中第一壳体(例如压力容器13)的材料不需要适合于用作第二壳体(例如外壳35、外壳35')的材料。
权利要求
1.一种用于过滤和/或净化和/或调理流体的设备，所述设备包括压力容器，所述压力容器具有用于将流体引入到所述压力容器中的入口和用于从所述压力容器去除流体的出口 ；过滤介质，所述过滤介质位于所述压力容器的内部，用于过滤和/或净化和/或调理流体；以及外壳，所述外壳围绕所述压力容器，所述外壳具有用以耐火的充分的阻燃性，以保护所述压力容器免受火的影响。
2.根据权利要求
I所述的设备， 所述外壳包括聚合物，所述聚合物包含阻燃剂。
3.根据权利要求
2所述的设备，所述聚合物是聚丙烯，并且所述阻燃剂是基于成炭膨胀的组合物。
4.根据权利要求
2所述的设备，所述聚合物是聚丙烯，并且所述阻燃剂是基于金属氢氧化物的组合物。
5.根据权利要求
2所述的设备，所述聚合物是聚丙烯，并且所述阻燃剂是基于氨基磷酸酯的组合物。
6.根据权利要求
I所述的设备，所述外壳环绕所述压力容器定位成使得在所述外壳和所述压力容器之间形成有空气间隔。
7.—种外壳，所述外壳用于保护用于过滤和/或净化和/或调理流体的设备的压力容器和位于所述压力容器的内部的用于过滤和/或净化和/或调理流体的过滤介质免于被所述外壳的外部的火烧着，并用于俘获所述过滤介质的材料和/或所述外壳的内部的所述压力容器的材料以保护所述外壳的外部的周围环境免受因暴露于这样的材料而导致的损坏，所述外壳具有用以耐火的充分的阻燃性，以保护所述压力容器和所述过滤介质免于被所述外壳的外部的火烧着，并且所述外壳俘获所述过滤介质的材料和/或所述外壳的内部的所述压力容器的材料，以保护所述外壳的外部的周围环境免受因暴露于这样的材料而导致的损坏。
8.一种设备，所述设备用于保护系统免于被在所述系统的使用环境中在所述系统的外部遇到的外部媒介损坏，和/或用于保护所述环境免受损坏，包括第一壳体，所述第一壳体用于容纳所述系统；以及第二壳体，所述第二壳体围绕所述第一壳体，用于通过用所述第二壳体阻挡在所述系统的使用环境中在所述系统的外部遇到的外部媒介来保护所述系统和所述第一壳体免于被所述外部媒介损坏或危害，和/或用于俘获所述系统的材料和/或在所述第二壳体的内部的所述第一壳体的材料以保护所述环境免受因暴露于所述系统的材料和/或所述第一壳体的材料而导致的损坏，所述第一壳体包括与所述系统相兼容的材料，所述第二壳体包括允许所述第二壳体保护所述第一壳体和所述系统免于被在所述系统的使用环境中在所述第二壳体的外部遇到的外部媒介损坏或危害的材料，所述第二壳体的材料不适合于用作所述第一壳体的材料，并且所述第一壳体的材料不适合于用作所述第二壳体的材料。
9.根据权利要求
8所述的设备，所述第二壳体的材料不具有用作所述第一壳体的材料的充分强度，但是具有用以耐火的充分的阻燃性。
10.根据权利要求
9所述的设备，所述第一壳体形成用于容纳用于过滤和/或净化和/或调理流体的材料的压力容器，并且所述第二壳体形成围绕所述第一壳体的外壳，所述第二壳体具有用以耐火的充分的阻燃性。
11.一种方法，所述方法用于保护系统免于被在所述系统的使用环境中在所述系统的外部遇到的外部媒介损坏，和/或用于保护所述环境免受损坏，所述方法包括如下步骤将所述系统容纳在第一壳体中；以及通过用第二壳体围绕所述第一壳体和所述第一壳体中容纳的所述系统以阻挡在所述系统的使用环境中在所述系统的外部遇到的外部媒介来保护所述第一壳体和所述第一壳体中容纳的所述系统免于被所述外部媒介损坏或危害，和/或通过用第二壳体围绕所述第一壳体和所述第一壳体中容纳的所述系统以俘获所述系统的材料和/或在所述第二壳体的内部的所述第一壳体的材料来保护所述环境免受因暴露于所述系统的材料和/或所述第一壳体的材料而导致的损坏，所述第一壳体包括与所述系统相兼容的材料，所述第二壳体包括允许所述第二壳体保护所述第一壳体和所述系统免于被在所述系统的使用环境中在所述第二壳体的外部遇到的外部媒介损坏或危害的材料，所述第二壳体的材料不适合于用作所述第一壳体的材料，并且所述第一壳体的材料不适合于用作所述第二壳体的材料。
12.根据权利要求
11所述的方法，所述第二壳体的材料不具有用作所述第一壳体的材料的充分强度，但是具有用以耐火的充分的阻燃性。
13.根据权利要求
11所述的方法，所述第一壳体形成用于容纳用于过滤和/或净化和/或调理流体的材料的压力容器，并且所述第二壳体形成围绕所述第一壳体的外壳，所述第二壳体具有用以耐火的充分的阻燃性。
专利摘要
用于过滤和/或净化和/或调理流体的设备包括压力容器，具有用于将流体引入到压力容器中的入口和用于从压力容器去除流体的出口；过滤介质，位于压力容器的内部，用于过滤和/或净化和/或调理流体；和外壳，围绕压力容器，具有用以耐火的充分的阻燃性，以保护压力容器免受火的影响。
文档编号G21C13/00GKCN102792384SQ201080055732
公开日2012年11月21日 申请日期2010年12月7日
发明者卡尔·拜斯文格尔, 理查德·T·威廉姆斯 申请人:通用生态公司