CN104071750A - 氢化物组合系统和制造一批氢化物的方法 - Google Patents
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Abstract
氢化物组合系统包括第一阀芯，其被配置成支撑传感器管组件，所述传感器管组件包含设置在传感器管内的金属丝。也包括氢入口，其流体地耦接到第一阀芯以用于从氢集气室提供氢。进一步包括第二阀芯，其被配置成在从第一阀芯供给传感器管组件时接收传感器管组件。更进一步包括加热段，其在高于环境温度的温度下并且被配置成在通过加热段供给传感器管组件时加热传感器管组件。
Description
发明背景
本发明涉及氢化物，更具体来说，涉及氢化物组合系统，以及制造一批氢化物的方法。
氢化物有很多用途并且形成在各种配置中。氢化物通常通过将金属丝插入管以形成管组件来构造。管组件被浸渍在氢气氛中并且被加热到高于环境温度的温度。在高温环境中，金属丝吸收氢，从而成为氢化物材料。在典型的环境温度下，氢被捕获在氢化物材料中，但是随着环境温度增加，氢化物材料给氢脱气并增加了周围体积的压力。此特性在某些应用中是有用的，例如，火警检测系统。
组合工艺通常需要在加热条件下密封管组件的一端并将氢引入到另一端。不幸的是，此工艺可能导致沿管组件的长度的氢分布的大量的非均匀性。另外，通过以个别的方式形成一个批次中的每个氢化段，工艺经常是缓慢和不准确的。
发明简述
根据一个实施方案，氢化物组合系统包括第一阀芯，其被配置成支撑传感器管组件，所述传感器管组件包含设置在传感器管内的金属丝。也包括氢入口，其流体地耦接到第一阀芯以用于从氢集气室提供氢。进一步包括第二阀芯，其被配置成在从第一阀芯供给传感器管组件时接收传感器管组件。更进一步包括加热段，其在高于环境温度的温度下并且被配置成在通过加热段供给传感器管组件时加热传感器管组件。
根据另一实施方案，提供制造一批氢化物的方法。方法包括将金属丝缠绕在第一阀芯上，第一阀芯紧靠氢入口。方法也包括对加热段加热高于环境温度。方法进一步包括将氢从氢集气室供应到氢入口。方法更进一步包括通过加热段从第一阀芯供给金属丝并且供给到第二阀芯。方法也包括在将金属丝从第一阀芯供给到第二阀芯期间在金属丝内吸收氢。
附图简述
视为本发明的主题被特别指出并且在说明书结论处的权利要求书中清楚地要求保护。本发明的前述和其他特征和优点通过下面与附图结合来看的详细描述而是明显的，其中：
图1为氢化物组合系统的示意图；
图2为图示制造一批氢化物的方法的流程图；以及
图3为图示根据本发明的另一方面制造一批氢化物的方法的流程图。
发明详述
参见图1，示意地图示氢化物组合系统10。氢化物组合系统10用于组合氢化物材料，其包含传感器管组件12。传感器管组件12包括插入传感器管并且设置在其中的金属丝。金属丝和传感器管可以由各种材料形成。在一个实施方案中，金属丝包含金属（例如，钛），并且传感器管包含不锈钢管。一旦被氢化，传感器管组件12可以与许多系统一起使用。一个此系统是用于飞机上的气动式火警检测器。具体来说，传感器管组件12可以用于飞机发动机中以检测其中的火警。然而，飞机仅仅是示例性应用，并且应了解传感器管组件12可以用于许多替代应用中。
如上所述，氢化物组合系统10用于连续生产一批库存氢化物材料。氢化物组合系统10包括第一阀芯14，其被配置成支撑传感器管组件12的先前构造的长度。具体来说，传感器管组件12缠绕在第一阀芯14上并且被布置成在随着轧辊组件16的方向15上远离第一阀芯14供给，所述轧辊组件16包含轧辊和导轨的系统。轧辊组件16由供给速度控制器17控制以调整传感器管组件12的供给速度。氢入口18靠近第一阀芯14，氢入口18流体地耦接到氢集气室20，氢集气室20含有可控压力下的氢的供给。氢入口18被配置成以将氢提供到传感器管组件12的方式将氢引入到靠近第一阀芯14的位置。在一个实施方案中，传感器管组件12的端部直接耦接到氢入口18以将氢直接引入到传感器管组件12的端部中。用第一阀21（例如，可以用脉冲方式打开和关闭的电磁阀）调节通过氢入口18供应的氢的流速和量。
氢集气室20与氢槽22流体地连通，氢槽22被配置成根据需要向氢集气室20供应氢气。如图所示，在将氢引导到氢集气室20之前，可以用氢压调节器24调节从氢槽22供应的氢的压力，其中第二阀26控制供应到氢集气室20的氢的流速。在一个实施方案中，第二阀26包含电磁阀。
氢化物组合系统10包括第二阀芯28，其被配置成在远离第一阀芯14供给传感器管组件12时接收并支撑传感器管组件12。真空元件30被设置成靠近第二阀芯28，真空元件30被配置成从传感器管组件12去除空气。除了简单地去除空气之外，在一个实施方案中，真空元件30可以在氢化过程期间使氢循环到氢槽22和/或氢集气室20。当沿轧辊组件16供给传感器管组件12时，通过位于第一阀芯14与第二阀芯28之间的加热段32供给传感器管组件12。加热段32包含被配置成在沿传感器管组件12平移期间加热传感器管组件12的段。在一个实施方案中，加热段32为被配置成允许传感器管组件12通过的管状段。当从加热段32拉出传感器管组件12时，加热段32被控制到促进在传感器管组件12内的金属丝中连续吸收氢的温度。需要确保连续吸收的精密温度将取决于传感器管组件12而变化。特性（例如，金属丝材料和厚度）为将影响必要的温度的变量。在一个实施方案中，将温度升高到大于约300°C（约572°F）的温度。
被吸收到金属丝中的氢的所需的量也取决于金属丝，更一般地说，传感器管组件12的各种特性。具体来说，由金属丝的体积和/或长度测量的氢的所需的浓度取决于特定应用。为了确定由金属丝吸收的氢的量，监控靠近第一阀芯14与第二阀芯28的金属丝的位置之间的压力差。这些位置之间的压力降允许用户计算被吸收到金属丝中的氢的质量。通过包括被设置成靠近第一阀芯14的第一压力计34和被设置成靠近第二阀芯28的第二压力计36来促进压力差的监控。
用图形用户界面(GUI) 38监控氢化物组合系统10的几个元件，GUI 38与氢化物组合系统10的元件操作连通。具体来说，氢化物组合系统10可以用来监控第一压力计34、第二压力计36、第一阀21、第二阀26、加热段32和/或供给速度控制器17。通过监控上面提到的元件，GUI 38被配置成控制氢化物组合系统10的多个操作特性。此等特性包括金属丝的供给速率、加热段32的温度、在氢集气室20内的压力，以及流过第一阀21或第二阀26的氢的流速。监控和控制这些元件和特性允许用户根据需要修改氢化物组合系统10的操作。此控制有利地允许传感器管组件12的连续和一致的氢化，由此降低生产成本和时间，以及增加在传感器管组件12的整个长度和/或体积的氢浓度均匀性。由于确定被吸收的氢的量和使其保持吸收的能力的上述特性和参数，获得这些好处。
如图2中所示并且参照图1，也提供制造一批氢化物的方法100。先前已经描述了氢化物组合系统10，并且不需要进一步详细地描述具体结构元件。制造一批氢化物的方法100包括将金属丝缠绕102在第一阀芯14上，其中第一阀芯紧靠氢入口18。对加热段32加热104高于环境温度。方法100也包括将氢106从氢集气室20供应到氢入口18。在将金属丝从第一阀芯14供给108到第二阀芯28期间，当氢被吸收110在金属丝内时，通过加热段32从第一阀芯14供给108金属丝并且将金属丝供给到第二阀芯28。
除了上面描述的一般过程以及制造一批氢化物的方法100之外，图3描绘图示包含方法100必须包含的过程的实施方案的流程图。具体来说，首先将传感器管组件12安装112到第一阀芯14。然后，用户可以与GUI 38进行交互以选择114需要特定氢化物性质的特定标识符（例如，零件号码）。基于这个选择，GUI的软件选择传感器管组件12的初始供给速率115。另外，选择117加热段32的初始温度。然后，如上所述，抽除116传感器管组件12内的空气。使氢集气室20加压118到将取决于特定应用而变化的压力，但是在一个实施方案中，压力从约100 psig变化到约250 psig。打开120第一阀21以将氢引入到氢入口18，并且因此引入到传感器管组件12。通过监控压力差，可以计算122被吸收在金属丝内的氢的数量。此时此刻，确定124氢的数量是否在所需范围内。如果是126，那么过程在当前供给速率下继续。如果不是128，那么用供给速度控制器17调整供给速率。这个闭环过程继续直到用户停止过程。
尽管本发明仅结合有限数量的实施方案详细描述，但是应该容易理解本发明不限于此等公开的实施方案。相反，可以修改本发明以包含此前未描述的许多变化、改动、替代或等效布置，但其与本发明的精神和范围相当。另外，尽管已经描述了本发明的各种实施方案，但是应理解本发明的方面可以仅包括描述的实施方案中的一些。因此，本发明不视为由前面的描述限制，而仅由所附权利要求书的范围限制。
Claims (15)
1. 一种氢化物组合系统，其包含：
第一阀芯，其被配置成支撑传感器管组件，所述传感器管组件包含设置在传感器管内的金属丝；
氢入口，其流体地耦接到所述第一阀芯以用于从氢集气室提供氢；
第二阀芯，其被配置成在从所述第一阀芯供给所述传感器管组件时接收所述传感器管组件；以及
加热段，其在高于环境温度的温度下并且被配置成在通过所述加热段供给所述传感器管组件时加热所述传感器管组件。
2. 如权利要求1所述的氢化物组合系统，其进一步包含：
第一压力计，其被设置成靠近所述第一阀芯；以及
第二压力计，其被设置成靠近所述第二阀芯。
3. 如权利要求1所述的氢化物组合系统，其进一步包含真空元件，所述真空元件被设置成靠近所述第二阀芯并且被配置成从所述传感器管组件去除空气。
4. 如权利要求1所述的氢化物组合系统，其进一步包含电磁阀，所述电磁阀设置在所述氢集气室与所述第一阀芯之间以用于调节将氢供应到所述氢入口。
5. 如权利要求1所述的氢化物组合系统，其进一步包含与至少一个元件操作连通的图形用户界面。
6. 如权利要求5所述的氢化物组合系统，其中所述至少一个元件包含压力计、电磁阀、所述加热段和供给速度控制器。
7. 如权利要求1所述的氢化物组合系统，其进一步包含轧辊组件，所述轧辊组件被配置成平移所述传感器管组件。
8. 一种制造一批氢化物的方法，其包含：
将金属丝缠绕在第一阀芯上，所述第一阀芯紧靠氢入口；
对加热段加热高于环境温度；
将氢从氢集气室供应到所述氢入口；
通过所述加热段从所述第一阀芯供给所述金属丝并且供给到第二阀芯；以及
在将所述金属丝从所述第一阀芯供给到所述第二阀芯期间在所述金属丝内吸收氢。
9. 如权利要求8所述的方法，其中供给所述金属丝包含沿轧辊组件平移所述金属丝。
10. 如权利要求8所述的方法，其进一步包含将所述金属丝插入传感器管内。
11. 如权利要求10所述的方法，其进一步包含从所述传感器管抽除空气。
12. 如权利要求11所述的方法，其中从所述传感器管抽除空气包含在靠近所述第二阀芯的位置用与所述传感器管流体地连通的真空元件抽真空。
13. 如权利要求10所述的方法，其进一步包含测量所述传感器管的压力降，所述传感器管的压力降由被设置成靠近所述第一阀芯的第一压力计和被设置成靠近所述第二阀芯的第二压力计检测。
14. 如权利要求13所述的方法，其进一步包含基于所述第一压力计与所述第二压力计之间所述测量的压力降，确定被吸收到所述金属丝中的氢的质量。
15. 如权利要求8所述的方法，其进一步包含用图形用户界面监控多个操作参数。
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