CN102343784A - 用于暖通空调应用的交联聚烯烃泡沫管道 - Google Patents

用于暖通空调应用的交联聚烯烃泡沫管道 Download PDF

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Abstract

一种用于向整个车辆传输热风或冷风的泡沫风管。泡沫风管的材料可以是闭孔聚烯烃泡沫混合物，这为汽车暖通空调的设计方案带来许多优势，包括减小了风管的重量、提高了易弯曲性以及在空调运行中降低了噪音、振动和不平顺性(NVH)。

Description

用于暖通空调应用的交联聚烯烃泡沫管道
技术领域
本发明涉及一种风管系统，更具体来说是用于汽车暖通空调(HVAC)的闭孔泡沫管道及其形成方法。
背景技术
车辆通常会包括连接到暖通空调(HVAC)部件的风管系统。风管系统可包括各种类型的分布于整个车辆的管道。这些管道包括但不限于安置于车门上的管道及那些延伸穿过中央控制台并为车辆后部输送风的管道。风管的设计可基于车辆的构造和样式或管道的位置而变化，因此，需要一种可以由各种组件和结构设计形成的易弯曲的风管。
风管系统也可包括与位于乘坐室前部的仪表盘相连的一个或多个风管。仪表盘可包含各种仪表，所述仪表包括计量表、音频设备及通过风管向乘坐室输送热风或冷风的风口。通常，风管位于仪表盘后面的封闭空间内，因此，需要在安装过程中可弯曲的风管。而且，风管的设计可基于车辆构造和/或样式而变化。所以，同样需要一种可以由各种组件及结构设计形成的易弯曲的风管。
发明内容
本申请公开了一种由通过高温和/或高压方式结合在一起的多个闭孔泡沫板形成的风管。这些板可由交联聚烯烃泡沫材料形成，该交联聚烯烃泡沫材料包括由聚丙烯(polypropylene)和聚乙烯(polyethylene)组成的交联聚烯烃泡沫混合物。本申请进一步公开了形成风管的闭孔泡沫板的结合方法。
附图说明
图1是一种示例性的暖通空调系统；
图2是一种示例性的暖通空调系统；
图3是一种示例性的闭孔泡沫风管；
图4是一种形成示例性的闭孔泡沫风管的方法。
具体实施方式
图1示出了一种示例性的暖通空调系统10。通常，暖通空调系统10包括暖通空调部件12及至少一个风管14。风管14可采用任何合适的连接机构被安装于暖通空调部件12的邻近位置。基于风管14在车辆内部的位置，风管14可呈现各种形式或形状。如图1所示，风管14可被配置成延伸穿过中央控制台16，且可被安置在风口18的邻近位置。然后热风或冷风可从暖通空调部件12经过风管14并通过风口18进入车辆后部的乘坐室。
图2示出了另一种示例性的包括暖通空调部件22及至少一个风管24的暖通空调系统20。如图2所示，风管24被安置于暖通空调部件22的邻近位置。风管24也可采用任何合适的连接机构被安置于仪表盘26和/或风口28的邻近位置。然后热风或冷风可从暖通空调部件22经过风管24并通过风口28进入车辆的乘坐室。
尽管图1和图2示出了一种被安置于暖通空调系统邻近位置的风管，但下述描述的闭孔泡沫风管及其形成方法可以被用来形成分布于整个车辆的各种类型的风管。因此，风管不是必须要被安置于暖通空调部件的邻近位置。相反，分布于整个车辆的风管可被配置成与暖通空调系统中的其他风管连接。这样的风管包括但不限于安置于车门上的风管和那些与驾座及客座相连的风管。
图3示出了一种示例性的应用于汽车暖通空调系统的闭孔泡沫风管30。该闭孔泡沫风管可包括由左通风管32、中通风管34和/或右通风管36形成的任意组合，该组合可包括多个左通风管、多个中通风管和多个右通风管。并且，闭孔泡沫风管30也可以具有多种不同的形式和包括多重的(multiple)和/或交替的(alternate)组件设计。因此，尽管图3示出了一种示例性的闭孔泡沫风管30，但图中示出的示例性组件并非用来进行限定。实际上，其他的或可供选择的组件和/或实施方式可用于形成多种类型的分布于整个车辆的风管。
闭孔泡沫风管30可通过在足够的热量和压力下在真空模具中真空形成第一泡沫板和第二泡沫板而形成，下文将对此进行详述。第一泡沫板和第二泡沫板可由同种材料形成，当然，为适应特定管道设计所需的设计和结构，它们也可由具有不同材质特性的材料形成。
作为一个非限定性的例子，第一泡沫板和第二泡沫板可由闭孔交联聚烯烃泡沫材料形成。第一泡沫板和第二泡沫板也可利用由聚丙烯和聚乙烯组成的聚烯烃泡沫混合物形成。聚烯烃泡沫混合物中聚丙烯和聚乙烯的重量百分比会因为生产工艺而变化，但聚丙烯的重量百分比会高于聚乙烯的重量百分比。合适类型的泡沫材料可从Toray Industries公司、Sekisui Voltek公司、Armacell公司和Qycell公司中得到。一个非限定性的例子是Toray公司的交联聚烯烃泡沫。
第一泡沫板和第二泡沫板的密度在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间，更具体地，是4lb/ft3。第一泡沫板和第二泡沫板的厚度大约为4mm。这样的设计为风管的设计方案带来一些优势，包括减小泡沫管30的重量。这样的设计也可使泡沫管30更易安装。例如，易弯曲的泡沫管30可更轻松地插入并安置在仪表盘后面或其他有限的空间。另外，在暖通空调系统10(见图1)运行时，聚烯烃泡沫材料的使用还可降低噪音、振动和不平顺性(NVH)。
图4示出了一种使用压力机、上模具和下模具形成闭孔泡沫风管的方法。
在操作中，第一泡沫板和第二泡沫板依合适的尺寸制造，参照步骤40。这需要对第一层泡沫板材和第二层泡沫板材进行切割或修剪以达到特定的长度和/或宽度。第一泡沫板和第二泡沫板的尺寸是由要形成的泡沫风管的尺寸和形状决定的。在特定的应用中，第一泡沫板和第二泡沫板的尺寸也可由与第一泡沫板和第二泡沫板要形成的泡沫风管的设计相应的压力机的大小和上模具及下模具的尺寸来决定。
在泡沫风管形成前，第一泡沫板与第一模框接合，第二泡沫板与第二模框接合，参照步骤41。泡沫板与模框的接合可采用液压操纵机械夹具或其他任何合适的工具来实现，以便在在加热工序中将泡沫板保持在适当的位置。通过将泡沫板夹持在模框上，泡沫板在加热工序中被保持在绷紧状态。
第一泡沫板与第一模框被引入加热工序中。该加热工序可以在烤炉或任何可在特定的时间段内将第一泡沫板加热至预定温度的结构中发生。第二泡沫板与第二模框可以与第一泡沫板同时或与第一泡沫板非常接近的时间引入加热工序，参见步骤42。第二泡沫板和第二模框可以与第一泡沫板在同一烤炉或加热结构中，或者第二泡沫板和第二模框也可被引入替换的烤炉或加热结构中。
完成加热工序所需的温度和时间取决于形成泡沫风管的泡沫板的密度和厚度。在一个例子中，第一泡沫板和第二泡沫板可被加热至大约在284℉到356℉范围内的温度，参见步骤43。更具体地，第一泡沫板和第二泡沫板可被加热到大约300℉的温度。当第一泡沫板和第二泡沫板被加热到所述温度范围时，在压力机、上模具和下模具作用下，所述板可被模制成所需风管的形状，以下将进行详述。
一旦被加热，第一泡沫板和第二泡沫材即可成型，参见步骤44。成型工艺可包含上模具和下模具。在成型工艺中使用的上模具和下模具基于特定车辆所需的风管的设计而选择。
在一个示例性的操作中，第一泡沫板可被安置在上模具的内表面附近，第二泡沫板可被安置在下模具的内表面附近。上模具和下模具可包含通道或任何其它适合的能够排出空气的结构。相应的，真空泵或任何其他适合的装置可被用于上模具，使第一泡沫板呈现上模具内表面的形状。这形成泡沫风管的第一部分。同样的，真空泵或任何其他适合的装置可被用于下模具，使第二泡沫板呈现下模具内表面的形状。这形成泡沫风管的第二部分。
然后，上模具和下模具被压紧到一起。在受热的板和压缩产生的压力的作用下，泡沫风管的第一和第二部分被结合起来形成了完整的泡沫风管，参见步骤45。任何剩余的材料都会被清除。
关于此处描述的工艺、设备和方法等，应该了解，尽管对这些工艺等的步骤被描述为依照特定安排好的顺序发生，但这些工艺的实施除了此处所述的顺序外还可采用其他顺序。进一步应该了解，某些步骤可以同时被执行，而其他步骤也可以被加进来，或本文中描述的某些步骤可以被省略。换句话说，此处描述的工艺只是为了说明某些实施例，而并非用作为对主张的发明的限定。
相应的，应该了解，上述描述仅仅是为了说明而不是限定。除了所提供的实施例外，很多实施例和应用通过阅读以上描述而显而易见。本发明范围的确定不应参照上述描述，而应参照所附权利要求及这些权利要求所具有的全部等同的范围。可以预期和推定，此处讨论的技术会出现在未来的发展中，此处公开的设备和方法也会被纳入将来的实施例中。总而言之，应该认识到本发明能够被调整和改变。
权利要求书中所使用的所有术语被赋予了了解本文中所描述的技术的人员所理解的最宽的合理的结构和通常的含义，除非本文给出了相反的明确的说明。特别地，像“一个”、“这(那)个”和“所述”等单数词的使用，除非某一权利要求给出了相反的明确限定，均应当被理解成列举了一个或更多的所指示的元素。

Claims (19)

1.一种闭孔泡沫风管，包括：
第一泡沫板，其密度范围约在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间；和
第二泡沫板，其密度范围约在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间，其中，所述第一泡沫板和所述第二泡沫板利用热和压力中的至少一种结合在一起以形成所述泡沫风管。
2.如权利要求1所述的风管，其中所述第一泡沫板和所述第二泡沫板通过双片真空成型工艺结合。
3.如权利要求1所述的风管，其中形成所述第一泡沫板和所述第二泡沫板的泡沫为交联聚烯烃泡沫。
4.如权利要求3所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫进一步由聚丙烯和聚乙烯的混合物形成。
5.如权利要求4所述的风管，其中所述混合物中所述聚丙烯的重量百分比高于所述聚乙烯的重量百分比。
6.如权利要求3所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫的密度大约为4lb/ft3。
7.如权利要求3所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫的厚度大约为4mm。
8.如权利要求1所述的风管，其中所述闭孔泡沫风管被配置用于安装在车辆中。
9.一种交联聚烯烃泡沫风管，包括：
第一泡沫板，其被设置为形成所述泡沫风管的第一部分，其中，所述泡沫板的密度范围约在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间；以及
第二泡沫板，其被设置为形成所述泡沫风管的第二部分，其中，所述泡沫板的密度范围约在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间，
其中所述第一部分和所述第二部分被结合在一起以形成所述泡沫风管。
10.如权利要求9所述的风管，其中所述第一部分和所述第二部分通过双片真空成型工艺结合。
11.如权利要求9所述的管道，其中所述交联聚烯烃泡沫进一步由聚丙烯和聚乙烯的混合物形成。
12.如权利要求11所述的风管，其中所述混合物中聚丙烯的重量百分比高于聚乙烯的重量百分比。
13.如权利要求9所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫的密度大约为4lb/ft3。
14.如权利要求9所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫的厚度大约为4mm。
15.如权利要求9所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫风管被配置用于安装在车辆中。
16.一种闭孔泡沫管道，包括：
第一交联聚烯烃泡沫板，其中所述泡沫是聚丙烯和聚乙烯的混合物，该混合物密度范围约在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间，厚度为4mm；以及
第二交联聚烯烃泡沫板，其中形成所述第二泡沫板的所述泡沫是聚丙烯和聚乙烯的混合物，该混合物的密度范围约在2lb/ft3到4.31lb/ft3之间，厚度为4mm，
其中所述第一板和所述第二板通过双片真空成型工艺结合在一起以形成所述泡沫风管。
17.如权利要求16所述的风管，其中形成所述第一板和所述第二板的泡沫混合物中，聚丙烯的重量百分比高于聚乙烯的重量百分比。
18.如权利要求16所述的风管，其中形成所述第一板和第二板的交联聚烯烃泡沫密度为4lb/ft3。
19.如权利要求16所述的风管，其中所述交联聚烯烃泡沫管道被设置用于安装在车辆中。
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