CN107635748B - 在制造绝缘容器中的臭氧粘合工艺 - Google Patents

Abstract

通过使用臭氧气体官能化绝缘结构的内部腔室的模塑聚合物表面，改进绝缘泡沫对模塑聚合物绝缘结构粘合性的系统和方法。

Description

在制造绝缘容器中的臭氧粘合工艺

相关申请的交叉参考

本专利申请要求2015年3月23日提交的标题为“Ozone Adhesion Process forInsulating Container Manufacture”的美国非临时专 利申请序列号14/665,494的优先权，本文通过参考将其全文引入。

背景技术

可构造绝缘容器，或器件，通过一个或多个表面减少传热速率。 正因为如此，绝缘容器的结构可由聚合物模塑。而且，模塑的结构可 包括为用额外的绝缘材料，例如泡沫填充而构造的一个或多个腔室。 本发明公开内容的方面涉及生产绝缘容器的改进方法，所述绝缘容器 具有为用额外的绝缘材料填充而构造的一个或多个腔室。

发明内容

根据一个方面，制造绝缘容器的方法可由聚合物模塑绝缘容器的 外部结构。该绝缘容器可包括内槽(trough)，通过顶部边缘表面与内 槽相连的外壳，和在内槽和外壳之间的内部腔室。第一开口可在外壳 的底(base)表面的第一角部延伸到内部腔室内。进一步地，第二开 口可在与第一角部相对的底表面的第二角部延伸到内部腔室内。该方 法可定位具有在第一开口上方的第二开口的绝缘容器的外部结构，和 在第一开口内注入含有5-7.5％臭氧的臭氧气体。该方法可用臭氧气 体进一步填充腔室，进而通过第二开口置换出空气物料。该方法可另 外用空气冲洗腔室，以除去臭氧气体，和用绝缘泡沫填充腔室。

在另一方面中，生产绝缘结构的方法可由聚合物模塑绝缘结构的 外壳。该外壳可具有内部腔室，在该内部腔室内延伸的第一开口，和 在该内部腔室内延伸的第二开口，该方法可进一步定位具有在第一开 口上方的第二开口的绝缘结构的外壳，和在第一开口内注入含有 5-7.5％臭氧的臭氧气体。该方法可用臭氧气体填充腔室，通过第二开 口置换出空气物料。该方法可进一步用空气冲洗腔室，从该腔室中除 去臭氧气体，并用绝缘泡沫填充该腔室。

提供这一概述，以简化形式引入本发明概念的选择，这将在以下 的详细说明内容中进一步描述。该概述并不意欲确定要求保护主题的 关键特征或者基本特征，也并不意欲用于限制要求保护主题的范围。

附图说明

通过实施例阐述本发明的公开内容，且没有受到附图限制，在附 图中，相同的标记表示相同的元件，和其中

图1描绘了根据本文描述的一个或多个方面的绝缘容器的实例的 等距视图。

图2A-2D图示了根据本文描述的一个或多个方面，可与本文描述 的系统和方法一起使用的绝缘容器以供在模塑的聚合物表面和绝缘材 料之间实现改进的粘合，所述绝缘材料被构造为填充绝缘容器的腔 室。

图3A-3B图示了根据本文描述的一个或多个方面的绝缘结构。

图4A-4B图示了根据本文描述的一个或多个方面的绝缘结构。

图5图示了根据本文描述的一个或多个方面，改进绝缘泡沫对一 个或多个模塑聚合物表面粘合性的系统。

图6A-6H图示了根据本文描述的一个或多个方面，改进绝缘泡沫 对一个或多个模塑聚合物表面粘合性的不同阶段。

图7图示了根据本文描述的一个或多个方面，改进绝缘泡沫对绝 缘容器的一个或多个模塑聚合物表面粘合性的方法的流程图。

进一步地，要理解附图可代表一个单一实施方案的不同组件的比 例，然而，所公开的实施方案并不限于这一特定的比例。

详细说明

本发明公开内容的方面涉及生产绝缘容器或器件的系统和方法， 使得可实现在绝缘容器结构的一个或多个模塑聚合物表面和额外的绝 缘材料之间改进的粘合性，其中所述绝缘材料被构造为在绝缘容器结 构的一个或多个腔室内填充。

在各种实施方案的下述说明中，提到附图，所述附图形成说明书 的一部分，且通过阐述各种实施方案而显示，其中可在所述实施方案 中实践本发明公开内容的各方面。要理解，可使用其他实施方案且可 在没有脱离本发明公开内容的范围和精神的情况下做出结构和功能的 改性。

图1描绘了根据本文描述的一个或多个方面，绝缘容器100的一 个实例的等距视图。特别地，绝缘容器100可被描述为“冷却器”器 件，其具有盖子结构102和底边结构104。在一个实例中，可构造绝 缘容器100，以减少到达/来自内部储存隔室(在图1中未示出)的传热 速率。在一个实例中，可相对于底边结构104，铰链盖子结构102， 以实现对内部储存隔室(未示出)的接近。

绝缘容器100可具有为增加容器100耐热性而构造的一个或多个 结构元件。正因为如此，绝缘容器100可由一种或多种聚合物模塑。 按照这一方式，可由一种或多种模塑聚合物形成绝缘容器100的负载 -承担结构。在一个实例中，使用一种或多种聚合物形成绝缘容器 100的结构元件可提供由聚合物显示的相对较高的耐热性能的优点， 当例如与金属或合金相比时。因此，盖子102的外壳106，在其他情 况下称为外部结构106，可由一种或多种聚合物模塑。类似地，底边 结构104的外壳108，在其他情况下称为外部结构108，可由相同或 不同的一种或多种聚合物模塑。

在一个实施方式中，绝缘容器100可代表可与本文描述的系统和 方法一起使用的器件的一个实例，以便实现模塑的聚合物表面和额外 的绝缘材料之间改进的粘合性，其中构造所述额外的绝缘材料，填充 绝缘容器或器件100的内部腔室。正因为如此，除了容器100的各种 描绘的几何特征以外，容器100的相对尺寸对于本文描述的系统和方 法来说不是特异的或一体的。正因为如此，本文描述的系统和方法可 与由聚合物模塑的任何绝缘器件结构一起使用，且具有为用额外的绝 缘材料填充而构造的一个或多个内部腔室，其中进一步构造所述额外 的绝缘材料，以粘附到模塑聚合物结构的表面上。

图2A-2D图示了可与本文描述的系统和方法一起使用的绝缘容器 200以供实现模塑聚合物表面和绝缘材料之间改进的粘合性，其中构 造所述绝缘材料以填充腔室。在一个实例中，绝缘容器200可以是冷 却器器件的底边结构，例如图1中描绘的器件100的底边结构104的 示意性代表。因此，在一个实例中，图2A图示了绝缘容器200的平面 图，图2B图示了绝缘容器200的正视图，图2C图示了绝缘容器200 的底视图，和图2D图示了绝缘容器200的端视图。在一个实例中，在 图2A-2D中图示的结构可由一种或多种模塑的聚合物形成，且可包括 内槽结构202，在其他情况下称为腔室202。正因为如此，可通过标 记为元件208的内壁划界内槽结构202。容器200可进一步包括标记 为元件206的外壳结构。因此，外壳206可通过顶部边缘表面204连 接到内槽结构202的内壁208上。正因为如此，内部腔室210可在内 槽结构202的外壳206和内壁208之间形成。在一个实施方式中，内 部腔室210可基本上密闭，并使得仅仅在内部腔室内的开口是在绝缘 容器200的底表面220上的通孔212-218。

在一个实例中，绝缘容器200可由模塑聚合物形成。按照这一方 式，与其他结构材料(例如，金属或合金)相比，模塑聚合物可提供相 对较低的导热率。正因为如此，这一相对较低的导热率可以是所需 的，以便减少来自外部环境到达内槽结构202或者来自内槽结构202到达外部环境的传热速率。另外，绝缘容器200可包括为用一种 或多种额外的绝缘材料填充而构造的一个或多个孔隙或腔室。在一个 实例中，内部腔室210可被构造为用额外的绝缘材料填充。正因为如 此，在一个实施方式中，与模塑绝缘容器200的结构元件(例如元件 202，204，206，208)所使用的聚合物相比，这一额外的绝缘材料可 显示出较高的热阻性能。按照这一方式，显示出较高热阻率，但因不 那么有利的机械性能(例如，与模塑聚合物相比，相对较低的机械强 度和刚度)导致可能不适合于构造结构元件的材料可与构造绝缘容器 200的结构元件所使用的模塑聚合物联合使用。绝缘器件，例如容器 200的所得结构可以是具有高机械强度和刚度以及高热阻率的组合的 胶料(compound)，或复合材料。

在一个实例中，内部腔室210可代表被内部结构(例如，肋条， 挡板，凸缘或其他结构元件)隔开一次或多次的多个腔室。正因为如 此，内部腔室210可包括多个离散的腔室。正因为如此，在一个实 施方式中，以内部腔室210为代表的多个离散的腔室可以通过较小的开口彼此相连。在另一实例中，内部腔室210可以是一个连续的 腔室。

在一个具体的实例中，绝缘容器200可由聚乙烯形成。在另一实 施方式中，本文描述的系统和方法可与额外或备选的聚合物一起使 用。例如，绝缘容器200可使用聚四氟乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚 丙烯，聚氯乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯或聚氨 酯。进一步地，可构造要用绝缘泡沫填充(100％填充)的内部腔室 210，并使得构造绝缘泡沫，以粘附到腔室210的一个或多个表面 上。在一个实例中，绝缘泡沫可包括聚合物泡沫。在一个具体的实例 中，绝缘泡沫可以是聚氨酯。然而，在另一实例中，在没有脱离本文描述的公开内容范围的情况下，可使用额外或备选的绝缘材料，填充 并粘附到内部腔室210的一个或多个表面上。正因为如此，可构造 尤其要用聚苯乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫或聚酰亚胺泡沫填充的内部腔 室210。正因为如此，在一个实例中，模塑绝缘容器200的各种结构 元件所使用的聚合物可具有第一热阻率，和填充内部腔室210所使 用的额外的绝缘材料可具有比模塑聚合物高的第二热阻率。在再一实 施方式中，内部腔室210可用另一绝缘材料填充，所述绝缘材料被 构造为粘附到内部腔室210的一个或多个模塑聚合物表面上。例 如，除了粘合材料(粘合剂)以外，可将聚合物薄片，或粒料的混合物 注入到内部腔室210中。

在一个实例中，内部腔室210可用绝缘材料，例如绝缘泡沫(聚 氨酯泡沫体)部分填充。正因为如此，填充内部腔室210可称为注入 绝缘泡沫，使得内部腔室210尤其可以填充80％，填充85％，填充 90％，填充95％，填充97％，填充99％，填充99.7％，或填充99.9％。

在一个实施方式中，绝缘容器200的比热性能取决于结构200的 具体尺寸(例如，一个或多个表面积)，以及模塑聚合物结构的厚度 (例如，槽结构202的内壁208的厚度，和外壳206的厚度)，以及内 部腔室210的一个或多个厚度(因此填充到内部腔室210内的额外的 绝缘材料的厚度)。

在一个实施方式中，可使用模塑聚合物的一种或多种旋转模塑工 艺，制造绝缘容器200。正因为如此，本领域普通技术人员会意识到 可在没有脱离本文描述的公开内容范围的情况下，可与本文描述的系 统和方法一起使用的旋转模塑工艺的各种细节。在另一实例中，可使 用一种或多种额外或备选的模塑工艺，制造绝缘容器200。正因为如 此，可尤其使用注塑工艺，由一种或多种聚合物模塑绝缘容器200。 此外，可在没有脱离本文描述的公开内容范围的情况下，使用一种或 多种额外的制造工艺，其中尤其包括钻探和去毛边，切割和砂磨，进 一步加工绝缘容器200。正如图2A-2D中描述的，绝缘容器200可体 现基本上立方体形状。然而，在其他实施方式中，在没有脱离这些公 开内容范围的情况下，绝缘容器200可体现额外或备选的几何形状 (尤其例如圆形，棱柱形)。

在一个实例中，模塑聚合物，例如模塑聚乙烯可显示出疏水表 面，这是聚乙烯的化学键性质导致的。相反，粘合剂可常常亲水。正 因为如此，可能难以粘附材料，例如绝缘泡沫到模塑聚合物结构的疏 水表面，例如内部腔室210的一个或多个表面上。按照这一方式， 在内部腔室210的一个或多个内部表面和为填充内部腔室210构造 的绝缘材料之间可能发生解粘或脱层。正因为如此，内部腔室210 的一个或多个内部表面从为填充内部腔室210而构造的绝缘材料上 脱层的结果是，可形成孔隙或夹气，并可减少由绝缘容器200提供的 热阻率。

为了改进对绝缘容器的一个或多个表面的粘合性，和特别地改进 内部腔室210的一个或多个内部表面和为填充腔室210而构造的绝缘 泡沫之间的粘合性，可在绝缘容器200的生产过程中，使用一种或多 种工艺，将臭氧气体引入到腔室210中。因此，相对于图5进一步详 细地描述了改进对绝缘容器200的模塑聚合物表面粘合性的一种或多 种工艺。

图3A-3B图示了绝缘结构300。在一个实施方式中，图3A图示了 绝缘结构300的平面图，和图3B图示了绝缘结构300的正视图。在一 个实例中，可与本文描述的系统和方法一起使用绝缘结构300以供实 现模塑聚合物表面和额外的绝缘材料之间改进的粘合性。在一个实施 方式中，绝缘结构300可以是绝缘容器的盖子结构的图示代表，例如 来自图1的绝缘容器100的盖子结构102。

在一个实例中，绝缘结构300可以由模塑聚合物制造，且具有模 塑聚合物外壳302。在一个具体实例中，和类似于绝缘容器200，绝 缘结构300可由聚乙烯模塑。在一个实施方式中，外壳302可包封 (encase)内部腔室304。正因为如此，和以与绝缘容器200的内部腔室210类似的方式，可构造要用绝缘材料填充的内部腔室304。 在一个具体实例中，可构造要用聚氨酯绝缘泡沫填充的内部腔室 304。正因为如此，正如相对于绝缘容器200所讨论的，关于模塑工 艺的相同考虑，以及关于绝缘泡沫对内部腔室304的一个或多个模 塑聚合物内表面的粘合性的那些考虑可应用到绝缘结构300。

要理解，尽管绝缘结构300的热阻率性能取决于结构300的具体 尺寸(例如取决于表面积和厚度)，但本文描述的系统和方法可与具有 任何尺寸值的绝缘结构300一起使用。确实，应当理解，来自图3A 和3B的绝缘结构300的所描绘的实施方式不应当被解释为限制到绝缘 结构300的各种几何特征的所描绘的相对尺寸上。正因为如此，在没 有脱离本文相对于改进绝缘结构的内部腔室的一个或多个模塑聚合物 表面和额外的绝缘材料(例如绝缘泡沫)之间粘合性的系统和方法所描 述的公开内容的范围情况下，绝缘结构300可具有图3A和3B中描绘 的那些以外的额外或备选的几何特征。此外，绝缘结构300不应当被 解释为限制到冷却器结构的盖子，例如盖子102上，和该盖子结构仅 仅是绝缘结构300的一个例举实施方式。在图3A-3B中所描绘的，绝 缘结构300可体现基本上立方体形状。然而，在其他实例中，在没有 脱离这些公开内容范围的情况下，绝缘结构300可体现额外或备选的 几何形状(例如圆形，棱柱形)。

在一个实例中，绝缘结构300的内部腔室304可以被模塑聚合物 外壳302基本上封闭。因此，在一个实施方式中，内部腔室304可通 过开口306和308接近。在来自图3A-3B的绝缘结构300的例举实施 方式中，开口306和308可以在结构300的同一侧上。在一个实例 中，开口306和308可以在结构300的不同侧上。另外或备选地，在 没有脱离本文描述的公开内容的范围情况下，绝缘结构300可体现有 大于这些的开口306和308。在一个实例中，可构造绝缘泡沫，通过 一个或多个开口306和308引入到内部腔室304中。

图4A-4B图示了绝缘结构400。在一个实施方式中，图4A图示了 绝缘结构400的平面视图，和图4B图示了绝缘结构400的正视图。在 一个实例中，绝缘结构400可以类似于在图3A-3B中描绘的绝缘结构 300。按照这一方式，绝缘结构400可具有包封内部腔室404的模塑 聚合物外壳402，它被构造为用绝缘泡沫填充。

在一个实施方式中，采用相对于图2A-2D中的绝缘容器200，以 及图3A-3B的绝缘结构300所描述的那些相同的考虑因素，制造绝缘 结构400。正因为如此，改进内部腔室404的一个或多个内表面和为 填充内部腔室404而构造的绝缘泡沫之间粘合性的方法，可与绝缘 结构400一起使用。正如在有关图5中的进一步详细地描述的，改进 对内部腔室404的模塑聚合物表面粘合性的方法可包括通过开口406 或408中的一个，将臭氧气体引入到内部腔室404中，和通过其他开 口406或408置换在内部腔室404中夹带的空气。因此。在一个实施 方式中，内部腔室404可体现有内部挡板410和412，以便改进内部 腔室404中的臭氧气体分布。然而，在一个实施方式中，挡板410和 412仅仅是可在内部腔室404中使用的挡板结构的示意性代表。正因 为如此，可在没有脱离这些公开内容范围的情况下，使用不同几何形 状的绝缘结构400和内部腔室404。

图5图示了改进绝缘材料对一个或多个模塑聚合物表面粘合性的 系统500。特别地，可使用系统500，改进绝缘泡沫对绝缘容器200 和/或绝缘结构300中内部腔室的一个或多个模塑聚合物表面的粘合 性。在一个实施方式中，可使用系统500，提供一个或多个内部腔室 210和/或内部腔室304的一个或多个模塑聚合物表面的表面官能 化。正因为如此，可在绝缘容器200或绝缘结构300已经模塑之后， 但在引入绝缘泡沫到一个或多个内部腔室210和/或304中之前，使用 系统500。

在一个实施方式中，改进模塑聚合物表面和绝缘材料(例如，绝 缘泡沫)之间粘合性的所述表面的表面官能化方法可牵涉将臭氧气体 引入到腔室(例如腔室210和/或304)中。在一个实施方式中，元件 502可以是臭氧气体源。因此，臭氧气体源502可由可商购的臭氧发 生器装置提供。在一个实例中，可构造臭氧气体存储器502，输出 浓度为约5-7.5％臭氧(三氧)的臭氧气体(例如约5-7.5％臭氧和约 92.5-95％氧气)和类似物。在另一实例中，臭氧气体源502可或者被 构造为输出浓度为约5-7.5％臭氧结合含氧气和构成总的气体浓度余 量的其他成分/污染物气体(例如氮气，二氧化碳和类似物)的气体混 合物的臭氧气体。进一步地，在再一实例中，臭氧气体存储器502 可被构造为输出具有其他浓度臭氧，例如约4-9％臭氧或3-10％臭氧的 臭氧气体。元件506可代表为控制从臭氧气体源502输出流动而构造 的阀门。本领域普通技术人员会意识到，在没有脱离这些公开内容的 范围情况下，具体地考虑臭氧气体的操控，可在阀门506处使用特定 的阀门机构。在一个实施方式中，可加压臭氧气体源502到各种压力 水平。在一个实例中，来自臭氧气体源502的输出压力可以是约等于 0.5psi(约3400Pa)(表压)。在另一实例中，来自臭氧气体源502 的输出压力范围可以是小于或等于约0.1psi至大于或等于约0.8 psi。在一个实例中，可提供氧气到臭氧气体源502中，以便生成传 输到输入管线512内的臭氧气体浓度(例如，生成浓度为约5-7.5％臭 氧的臭氧气体)。正因为如此，在一个实例中，可在约20至30psi (约137-206kPa)下提供氧气到臭氧气体源502中。在一个实施方 式中，来自臭氧气体源502的输出流速可以是约等于60L/min等。在 其他实例中，在没有脱离这些公开内容范围的情况下，来自臭氧气体 源502的臭氧气体的输出流速可以具有不同的流速(尤其例如 30L/min，20L/min，或范围为约5L/min至约100L/min的流速)。

系统500可进一步利用气体源504。因此，在一个实施方式中， 气体源504可包括空气源。正因为如此，在一个实例中，气体源504 可包括为在高于大气压的压力下提供空气而构造的空气压缩机。在另 一实例中，气体源504可输出由风扇和类似物驱动的空气流。因此， 在一个实施方式中，气体源504可在高于大气压的任何压力下提供空 气(尤其例如范围为5psi至100psi的表压)。进一步地，可构造 阀门508，控制来自空气源504的加压空气输出。在一个实例中，阀 门508可体现有为容纳加压气体(例如加压空气)而构造的机构。正因为如此，本领域普通技术人员会意识到可在没有脱离这些公开内容范 围的情况下，与阀门508一起使用的具体的阀门机构。在一个实例 中，阀门506和508可机械或电子驱动，且可以自动化，或者人工操 作。在一个实例中，可构造阀门506和508，使得当阀门506和508 之一打开时，另一个关闭，等。

在一个实施方式中，可构造气体源504，输出空气以外的加压气 体。在一个实例中，气体源504可在高于大气压的压力下输出惰性气 体(例如氦气，氩气等)。在另一实例中，可构造气体源504，输出氮 气。

在一个实例中，系统500，和尤其阀门506和508，阀门510和 520，和风扇515可以计算机控制。按照这一方式，可通过处理器， 执行含计算机可执行指令的非-暂时的计算机-可读的介质，以驱动一 个或多个阀门506和508，阀门510和520，和风扇515，以执行一 个过程(例如来自图7的过程700)。

在一个实例中，可构造系统500，将一定质量的臭氧气体引入到 绝缘容器200的内部腔室210和/或绝缘结构300(和/或在图5中没有 描绘的绝缘结构400)的内部腔室304中。在第一实例中，考虑绝缘 容器200，可将臭氧气体经第一开口218从输入管线512引入到内部 腔室210中。因此，可取向绝缘容器，使得第二开口214在第一开口 218之上(在一个实例中，第二开口214可以在第一开口218的垂直上 方，或者在其他情况下在高于第一开口218的高处)。在一个实施方 式中，可构造气体，从内部腔室210经第二开口214逸出到输出管线514中。在这一实例中，当臭氧气体被注入到开口218中时，可密封 绝缘容器200的开口212和216。在一个实例中，在另一实施方式 中，可使用本文描述的系统和方法，将一定质量的臭氧气体经底边表 面220内的开口216注入到绝缘容器200的内部腔室210中。进一步 地，可构造气体，从内部腔室210经对应于开口214或212的第二开 口逸出。因此，开口216或218任何一个可用于注入臭氧气体到内部 腔室210中，和开口212或214任何一个可用于允许气体从内部腔室 210逸出。在所描绘的实例中，可使用仅仅开口216和218之一，将 臭氧气体注入到内部腔室210中，并且可密封开口216和218中的另 一个。类似地，可仅仅使用开口212和214之一，以允许气体从内部 腔室210逸出，并且可密封开口212和214中的另一个。

在一个实施方式中，第一开口218(或216)可与内部腔室210的 底部相邻，和第二开口214(或212)可与内部腔室210的顶部相 邻，并相对于具有第二开口214高于第一开口218的绝缘容器200的 取向，定义相对术语“底”和“顶”。进一步地，在一个实施方式 中，第一开口218可与外壳结构206的底侧壁相邻，和第二开口240 可与外壳结构206的顶侧壁相邻。

在一个实例中，为了改进贯穿内部腔室210的臭氧气体的分 布，臭氧气体经其注入到内部腔室210中的开口(216或218)可以 在与来自内部腔室210的气体经其逸出的开口(212或214)相对的 底边表面220的角部处。在另一实施方式中，输入开口(216或218) 可以在与输出开口(212或214)相同的底边表面220的同一侧处。在 另一实例中，本领域普通技术人员会意识到，可使用开口216和218 之一或这二者，输入臭氧气体到内部腔室210中，和/或可使用开口 212和214之一或这二者，以允许来自内部腔室210的气体逸出到输 出管线514中。在另一实施方式中，在没有脱离这些公开内容范围的 情况下，可构造具有小于或者大于这四个开口212-218的绝缘容器 200。在一个实例中，对于具有基本上矩形的底边表面220的绝缘容 器200来说，系统500可定位绝缘容器200，使得底边表面220的较 长长度具有基本上垂直的取向。

在系统500中，作为示意性的管道工程管元件描绘了输入管线 512和输出管线514。此外，系统500可包括除了在系统500中描绘的 那些元件以外的具体元件，或者作为在系统500中描绘的那些元件替 代的具体元件。在一个实施方式中，元件512和514可包括一种或多 种材料和/或几何形状，它们可用于在给定流速、浓度或压力下处理 来自臭氧气体存储器502的臭氧气体和/或来自空气源504的空气且没 有脱离这些公开内容的范围。在一个实例中，在输入管线512上描 绘了阀门510。因此，阀门510可代表可引入到系统500内的一个或 多个安全/其他操作元件(尤其例如，压力调节器，流量计，气体泄漏 检测元件，岐管)，以便加速臭氧气体注入到内部腔室210中。

以与绝缘容器200类似的方式，系统500可另外或或者用于官能 化绝缘结构300的内部腔室304的一个或多个表面。正因为如此，可 使用系统500将臭氧气体从输入管线522经第一开口306引入到内部 腔室304中。在一个实例中，可构造气体，从内部腔室304经第二开口308逸出并逸出到达输出管线524。在一个实施方式中，第二开 口308可以高于(垂直高于，或者在其他情况下，较高的高处)第一 开口306。类似于输入管线512和输出管线514，输入管线522和输 出管线524是可与系统500一起使用的配件的示意性代表。正因为如 此，可针对经第一开口306注入到内部腔室304中和经第二开口308 出来的给定流速，压力和/或气体浓度，构造具有任何尺寸和材料的 输入管线522和输出管线524。在一个实例中，阀门520可代表为监 控、调节或提供一个或多个安全特征以促进(来自臭氧气体存储器 502和/或空气源504的)气体注入到绝缘结构300内而构造的一个或 多个组件。在一个实例中，可使用元件510和520，调整/调节进入到 一个或多个内部腔室210和304中的压力和/或流速。因此，在一个实 例中，可基于内部腔室210和304的体积和/或表面积，改变注入到一 个或多个内部腔室210和304中的压力和/或流速。相对于图6和图 7，描述了使用系统500，改进绝缘泡沫对一个或多个模塑聚合物表 面粘合性的一种或多种工艺。

在一个实例中，系统500可包括为从第二开口214和308引出气 体而构造的一个或多个风扇516。在另一实例中，系统500可以不包 括风扇500，且作为腔室210和304内较高压力水平的结果，使得气 体经输出管线514和524被推出。进一步地，在一个实例中，输出管线514和524可采用反压(即高于大气压的压力)到达第二开口214和 308。在一个实施方式中，在开口214和308处的反压范围可以是约 0.01psi(约68Pa)(表压)至约7psi(约48kPa)(表压)。然 而，本领域普通技术人员要意识到，在开口212和/或308处施加的反 压可以基于系统500内的下游元件，尤其例如输出管线514和524的 尺寸(长度和钻孔)而变化。在一个实例中，在开口214和308处的反 压可用于提供注入到内部腔室210和304中的气体的改进分布。

在一个实施方式中，系统500可包括为储存或在其他情况下处 理从一个或多个内部腔室210和304中释放的一定质量气体而构造的 容器518。在一个实例中，可构造容器518，储存从内部腔室210和 304中释放的一定质量的气体以进一步处理。正因为如此，在一个实 例中，容器518可包括为处理臭氧气体(分解臭氧气体成氧气，和类 似物)而构造的一个或多个器件。进一步地，容器518可代表为促进 从腔室210和/或304中释放的气体清洁/进一步消毒之后释放到大气 中而构造的一个或多个器件等。

在一个实例中，系统530代表为改进绝缘泡沫对一个或多个模 塑聚合物表面粘合性可使用的示意性系统。正因为如此，可按比例画 出系统500，使得它可用于容纳比图5中描绘的单个绝缘容器200和 单个绝缘结构300多的多个绝缘容器200或绝缘结构300。进一步 地，本领域普通技术人员会意识到，可在没有脱离本文描述的公开内 容范围的情况下，与系统500一起使用的各种额外的安全容纳元件， 以防止人类使用者暴露于与臭氧气体源502有关的臭氧气体下。

图6A-6H图示了改进绝缘泡沫对一个或多个模塑聚合物表面粘合 性的工艺的不同阶段。特别地，图6A-6H图示了可与绝缘容器200， 绝缘结构300，和/或绝缘结构400类似的绝缘容器600。正因为如 此，绝缘容器600可包括模塑聚合物外壳602，所述模塑聚合物外壳 602具有与内部腔室210，304，和404类似的包封内部腔室605的模 塑聚合物表面603。另外，可与进入内部腔室605的第一开口606和 第二开口608一起构造绝缘容器600。正因为如此，第二开口608可 定位高于第一开口606(垂直高于或在其他情况下较高的高处)。在一个实例中，第一开口606可对应于绝缘容器200的第一开口218或绝 缘结构300的第一开口306。类似地，第二开口608可对应于绝缘容 器200的第二开口214或绝缘结构300的第二开口308。在一个实例 中，内部腔室605的体积可以等于约15L。在另一实例中，内部腔室 605的体积可以等于约20L。在再一实例中，内部腔室605的体积范 围可以是小于或等于约2升到大于或等于约1000升。确实，本文描述 的系统和方法可与任何体积的内部腔室605一起使用。

图6A代表在改进绝缘泡沫(在图6A中未示出)对模塑聚合物外壳 602的一个或多个模塑聚合物表面603粘合性的工艺过程中的第一 点。因此，图6A示意性代表了在使用模塑工艺(如聚乙烯的旋转模 塑)模塑外壳602之后，但在绝缘泡沫(图6A中未示出)注入到内部腔 室605中之前，生产绝缘容器600的一个阶段。正因为如此，内部腔 室605可填充有一定质量的空气604，它可从周围大气经一个或多个 开口606和608渗入到内部腔室605中。在一个实施方式中，内部腔 室605可填充有来自周围环境的另一类型的气体(除了空气604以外) (例如在制造环境中所使用的惰性气体等)。

图6B图示了在改进绝缘泡沫对聚合物外壳602的一个或多个模塑 聚合物表面603粘合性的工艺过程中的第二点。因此，在一个实例 中，可将一定质量的臭氧气体610引入到内部腔室605中。正因为如 此，图6B图示了经第一开口606注入且部分填充内部腔室605的一 定质量的臭氧气体610。因此，当一定质量的臭氧610注入到内部腔 室605中时，该质量的空气604经第二开口608被置换出(臭氧的分 子量大于空气)。正因为如此，当注入到内部腔室605中的一定质量 的臭氧610增加时，在内部腔室605内包含的一定质量的空气604降低。这图示了在图6B中在空气604上的臭氧气体610之间的离散边 界。然而，本领域普通技术人员会意识到，当臭氧气体610注入到内 部腔室605中时，各种复杂的气流可在内部腔室中存在，并使得在 该质量的臭氧气体610和该质量的空气604之间清楚的轮廓/界面可能不存在，这与图6B中的示意性描绘相反。

在一个实例中，注入到内部腔室605中的一定质量的臭氧气体 610可具有约5-7.5％臭氧(三氧)(例如，约5-7.5％臭氧，和约 92.5-95％氧气)的浓度。然而，在另一实例中，臭氧气体610可具有 约5-7.5％臭氧浓度结合含氧气以及构成总的气体浓度余量的其他成 分/污染物气体(例如，氮气，二氧化碳和类似物)的混合物。另外或 或者，其他浓度的臭氧气体可与本文描述的各种工艺一起使用(尤其 例如4-8％臭氧，3-9％臭氧，或2-10％臭氧)。

在一个实例中，图6C图示了在改进绝缘泡沫对聚合物外壳602 的一个或多个模塑聚合物表面603的粘合性的工艺过程中的第三点。 正因为如此，图6C图示了将一定质量空气604经第二开口608进一步 置换出的一定质量的臭氧气体。

在一个实施方式中，臭氧气体610可起到官能化内部腔室605的 模塑聚合物表面603的作用。正因为如此，臭氧是氧化剂，它可尤其 用于官能化(氧化)聚乙烯的表面。正因为如此，在一个实施方式中， 模塑聚合物表面603的官能化可以基于暴露于臭氧气体610下的时 间，除了臭氧气体610的浓度以外。按照这一方式，从第二开口608 下方的第一开口606用臭氧气体610填充内部腔室605可导致内部腔 室605当中改进的臭氧气体610的分布，并使得较高百分比的内部表 面603暴露于臭氧气体610下。在一个具体实例中，臭氧气体610可 经第一开口606注入，其流速导致在至少4分钟内臭氧气体610完全 置换内部腔室605中的空气604，或者完全填充内部腔室605的体 积。在另一实例中，臭氧气体610可经第一开口606注入，其流速导 致在约4至6分钟内臭氧气体完全置换内部腔室605中一定质量的空 气604，或者完全填充内部腔室605的体积。按照这一方式，进入到 内部腔室605中的臭氧气体的流速可以基于内部腔室605的体积。 例如，对于体积为60L的内部腔室605来说，可使用至少15L/min 臭氧气体610的流速(在例如5-7.5％臭氧的浓度下)，在至少4分 钟内填充该体积。因此，图6D图示了完全用臭氧气体610填充的内部 腔室605。然而，在其他实例中，可使用臭氧气体610的其他备选的 流速，尤其在至少1分钟，至少2分钟或至少3分钟内填充内部腔室 605。

在另一实施方式中，臭氧气体610可经第一开口606注入，且可 被构造为置换内部腔室605中一定质量的空气604，使得臭氧气体 610部分填充内部腔室605的体积。正因为如此，可构造臭氧气体 610，填充至少60％体积的内部腔室605。在其他实例中，可构造臭 氧气体610，填充至少70％，至少75％，至少80％，至少90％，至少 97％，至少98％，至少99％，至少99.5％，至少99.7％，或至少99.9％内 部腔室605的体积。正因为如此，可构造臭氧气体610，尤其在至少 1分钟，至少2分钟，至少3分钟，至少4分钟内，在4-6分钟内， 在4-8分钟内，在4-10分钟内，或在4-12分钟内填充内部腔室605 的一部分体积(前面描述的部分)。

在一个实例中，一旦内部腔室605的体积可用臭氧气体610填 充，则内部腔室605可用一种气体冲洗，以除去臭氧气体610。正因 为如此，在一个实例中，和如图6E中所图示的，压缩空气604可经第 一开口606注入，以冲洗内部腔室605。然而，在另一实例中，为冲洗内部腔室605而构造的气体尤其可以是氮气，氦气或氩气。因 此，在一个实例中，压缩空气可经第一开口606注入到内部腔室605 中，其流速被构造为在例如2分钟内完全交换内部腔室605中的气体 体积多次。在一个具体实例中，到达内部腔室605的空气的流速可 使得在内部腔室605中的气体体积可以在2分钟内至少交换一次。正 因为如此，对于60L的例举的内部体积605来说，空气经第一开口 606的流速可具有至少30L/min的流速。在另一实例中，在内部腔室 605中空气的流速可使得在该内部腔室内的气体体积可以在1分钟内 交换至少1次，至少2次，至少5次，或至少10次。因此，图6E图 示了通过一定质量的空气604从内部腔室605中部分除去的臭氧气体 610质量。

在一个实例中，可通过引入一定质量的气体(例如，空气604或 另一气体)，冲洗内部腔室605，完全除去在内部腔室605中一定质 量的臭氧气体610。然而，在另一实例中，可通过引入一定质量的气 体(例如空气604或另一气体)，冲洗内部腔室605，部分除去在内部腔室605中一定质量的臭氧气体610。正因为如此，在一个实施方式 中，可通过引入一定质量的气体(例如，空气604)，除去至少90％在 内部腔室605中臭氧气体610的质量。在其他实施方式中，可通过引 入一定质量的气体(例如，空气604)，除去至少95％，至少97％，至少97.5％，至少98％，至少99％，至少99.5％，至少99.7％，或至少99.9％ 在内部腔室605中一定质量的臭氧气体610，以便冲洗内部腔室 605。

图6F图示了完全填充内部腔室605体积的一定质量的空气604， 并使得所有臭氧气体610从内部腔室605中除去。按照这一方式，在 图5中官能化外壳602的模塑聚合物表面603，使得可以实现在表面 603和绝缘泡沫之间改进的粘合性。正因为如此，图6G图示了经开口 606注入到内部腔室605中的绝缘泡沫612。在一个实施方式中，在 没有脱离这些公开内容的范围情况下，绝缘泡沫612的注入可以是经 过第二开口608。因此，图6H图示了内部腔室605用绝缘泡沫612 完全填充的绝缘容器600。正因为如此，第一开口606和第二开口608 可以用绝缘泡沫密封。

图7图示了改进绝缘泡沫对绝缘容器的一个或多个模塑聚合物表 面粘合性的工艺700的流程图。正因为如此，可与图5中描绘的系统 500一起使用工艺700。进一步地，工艺700可采用相对于图5和图 6A-6H中描述的各种细节。在一个实例中，工艺700可包括模塑绝缘 结构(尤其例如绝缘结构200，300，或400)的外壳。因此，可使用 一种或多种模塑工艺，由一种或多种聚合物模塑绝缘结构的外壳。在 一个具体实例中，可使用一种或多种旋转模塑工艺，由聚乙烯模塑绝 缘结构的外壳。正因为如此，本领域普通技术人员会意识到，在没有 脱离这些公开内容范围的情况下，可与本文描述的系统和方法一起， 和特别地，与工艺700一起使用旋转模塑的具体细节。在一个实施方 式中，绝缘结构外壳的模塑可与工艺700的方框702有关。

在一个实施方式中，工艺700可包括将臭氧气体注入到模塑绝 缘结构的内部腔室中。按照这一方式，可使用臭氧气体，官能化内部 腔室的一个或多个内表面(模塑聚合物表面)，并使得这一官能化可改 进亲水粘合剂对如此模塑的疏水模塑聚合物表面的粘合性。在一个具 体实例中，可将臭氧气体经位于第二开口下方的第一开口注入到绝缘 结构的模塑外壳的内部腔室中，并使得在内部腔室中的空气可经第二 开口置换出，当注入臭氧气体时。进一步地，可经第一开口注入臭氧 气体，其流速使得内部腔室的体积尤其在至少4分钟内或者在约4-6 分钟内用臭氧气体填充。在一个实例中，和相对于图6A-6H所描述 的，可将臭氧气体经第一开口注入，其流速使得内部腔室的体积尤其 在至少1分钟，至少2分钟或至少3分钟内用臭氧气体填充。另外， 所注入的臭氧气体可具有约5至7.5％的臭氧浓度。在另一实例中， 所注入的臭氧气体可具有约4-9％臭氧，或3-10％的臭氧浓度，正如 图5中所描述的。在再一实例中，和如图6A-6H中所描述的，可将臭 氧气体注入到内部腔室中，以填充或部分填充内部腔室的体积。因 此，在一个实例中，臭氧气体注入到绝缘结构的内部腔室可与工艺 700的方框704有关。

在一个实例中，一旦绝缘容器的内部腔室用臭氧气体填充或者基 本上填充，则内部腔室可用气体(例如，空气，氮气，氩气，氦气或 另一惰性气体)冲洗，以除去一部分或所有的臭氧气体。在一个实施 方式中，进入到内部腔室，以冲洗内部腔室中一部分或所有臭氧气体 的空气的流速可使得内部腔室的体积在1分钟内用气体(例如，空 气，氮气，氩气，氦气或另一惰性气体)填充。在另一实施方式中， 进入到内部腔室，以冲洗内部腔室中一部分或所有臭氧气体的空气流 速可使得内部腔室中气体的体积在1分钟内完全交换多次。在再一实 施方式中，可将气体(例如，空气，氮气，氩气，氦气或另一惰性气 体)在至少2分钟内注入到内部腔室中，从该腔室中冲洗出臭氧气 体，并使得在内部腔室中的气体体积在2分钟内完全交换至少一次。 在一个实施方式中，可在约4-6分钟内将臭氧气体注入到内部腔室 中。在一个实例中，用空气冲洗内部腔室可以始于臭氧气体注入的完 成。正因为如此，可在臭氧气体注入到内部腔室中开始之后的约4-6 分钟处开始内部腔室的冲洗。在另一实例中，在臭氧气体的注入完成 和冲洗步骤开始之间可存在延迟。正因为如此，在臭氧气体的注入步 骤最后和在冲洗步骤的开始之间尤其可存在约30秒，1分钟或2分钟 的延迟。在另一实例中，内部腔室可尤其经约1分钟或约2分钟用空 气冲洗。在一个具体实例中，对于5分钟的臭氧气体注入时间段和2 分钟的冲洗时间段来说，在臭氧气体注入时间段的最后和冲洗时间段 开始之间不存在延迟的情况下，在臭氧气体的注入工艺开始之后的5分钟处开始用空气冲洗内部腔室并在臭氧气体的注入工艺开始之后的 7分钟处终止。在一个实例中，用空气冲洗绝缘结构的内部腔室可与 工艺700的方框706有关。

在一个实施方式中，通过用空气冲洗绝缘结构的内部腔室，则工 艺700可将绝缘泡沫注入到内部腔室中。在一个具体实例中，这一 绝缘泡沫可以是聚氨酯泡沫。因此，将绝缘泡沫注入到绝缘结构的内 部腔室中可与工艺700的方框708有关。

在一个实施方式中，可使用气体的实际(正常)的体积流速值 (L/min)，描述相对于图5，6和7描述的各种工艺。在另一实例中， 在没有脱离这些公开内容范围的情况下，可与本文描述的系统和方法 一起使用气体的标准体积流速值(L/min)。另外，可在大约室温下进 行相对于图.5，6和/或7描述的将臭氧气体和/或空气注入到绝缘容 器/结构的腔室中的各种工艺。然而，在另一实例中，可在室温以 下，或者在室温以上进行臭氧气体的注入。

参考各种实施例，以上和在附图中公开了本发明的公开内容。然 而，该公开内容所起到的目的是提供与该公开内容有关的各种特征和 概念的实例，而不是限制本发明的范围。相关领域的技术人员会意识 到，在没有脱离本发明公开内容范围的情况下，可对以上描述的实例 进行许多变化和改性。

Claims (25)

1.一种制造绝缘容器的连续方法，该方法包括：

由聚合物模塑绝缘容器的外部结构，该外部结构包括：

内槽；

通过顶部边缘表面与内槽相联接的外壳；

布置在内槽和外壳之间且绕外部结构的四个侧面和底面延伸的内部腔室；

在外壳的底表面的第一角部处延伸到内部腔室中的第一开口；

在外壳的底表面与第一角部相对的第二角部处延伸到内部腔室中的第二开口；

定位该外部结构，使得第二开口在第一开口上方；

将含5-7.5％臭氧的臭氧气体注入到第一开口中；

用臭氧气体填充至少80％的该腔室，以经第二开口置换出一定质量的空气；

用空气冲洗该腔室，从该腔室中除去臭氧气体；和

用绝缘泡沫填充该腔室。

2.权利要求1的方法，其中在第一开口内臭氧气体的体积流速使得该腔室的体积在至少4分钟内填充。

3.权利要求1的方法，其中在第一开口内臭氧气体的体积流速使得该腔室的体积在最多10分钟内填充。

4.权利要求1的方法，其中用空气冲洗该腔室进一步包括冲洗至少2分钟。

5.权利要求1的方法，其中用空气冲洗该腔室以除去臭氧气体包括从该腔室中除去至少95％的臭氧气体。

6.权利要求1的方法，其中用空气冲洗该腔室以除去臭氧气体包括从该腔室中除去至少97％的臭氧气体。

7.权利要求1的方法，其中用空气冲洗该腔室以除去臭氧气体包括从该腔室中除去至少99％的臭氧气体。

8.权利要求1的方法，其中模塑外部结构利用旋转模塑工艺。

9.权利要求1的方法，其中聚合物是聚乙烯。

10.权利要求1的方法，其中绝缘泡沫是聚氨酯。

11.权利要求1的方法，其中在室温下注入臭氧气体。

12.权利要求1的方法，其中外壳具有基本上立方体形状。

13.生产绝缘结构的连续方法，该方法包括：

(a)由聚合物模塑绝缘结构的外壳，该外壳包括：

内部腔室；

延伸到内部腔室中的第一开口；

延伸到内部腔室中的第二开口；

(b)定位该外壳，使得第二开口高于第一开口；

(c)将含5-7.5％臭氧的臭氧气体注入到第一开口中；

(d)用臭氧气体填充该腔室，以将一定质量的空气经第二开口置换；

(e)在步骤(d)之后的时间，用气体填充该腔室，以从该腔室中除去至少97％的臭氧气体；和

(f)将绝缘泡沫注入到该腔室中。

14.权利要求13的方法，其中到达第一开口内的臭氧气体的体积流速使得该腔室的体积在至少4分钟内填充。

15.权利要求13的方法，其中到达第一开口内的臭氧气体的体积流速使得该腔室的体积在4-10分钟内填充。

16.权利要求13的方法，其中在步骤(c)开始之后4-10分钟开始步骤(e)。

17.权利要求13的方法，其中在步骤(c)开始之后在不多于2分钟内完成步骤(e)。

18.权利要求13的方法，其中步骤(d)用臭氧气体填充该腔室以经第二开口置换出一定质量空气包括用臭氧气体填充至少90％的腔室。

19.权利要求13的方法，其中步骤(d)用臭氧气体填充该腔室以经第二开口置换出一定质量空气包括用臭氧气体填充至少95％的腔室。

20.权利要求13的方法，其中外壳的模塑利用旋转模塑工艺。

21.权利要求13的方法，其中聚合物是聚乙烯。

22.权利要求13的方法，其中气体是空气。

23.权利要求13的方法，其中第一开口与内部腔室的底部相邻，和第二开口与内部腔室的顶部相邻。

24.制造冷却器的连续方法，该方法包括：

(a)由聚乙烯模塑冷却器的外部结构，该外部结构包括：

内槽；

通过顶部边缘表面与内槽相联接的外壳；

布置在内槽和外壳之间且绕外部结构的四个侧面和底面延伸的内部腔室；

在外壳的底表面的第一角部处延伸到内部腔室中的第一开口；

在外壳的底表面与第一角部相对的第二角部处延伸到内部腔室中的第二开口；

(b)定位该外部结构，使得第二开口在第一开口上方；

(c)将含5-7.5％臭氧的臭氧气体注入到第一开口中；

(d)在至少4分钟内用臭氧气体填充至少90％的该腔室，以经第二开口置换出一定质量的空气；

(e)经至少2分钟用空气冲洗该腔室，以从该腔室中除去臭氧气体；和

(f)用聚氨酯绝缘泡沫填充该腔室。

25.权利要求24的方法，其中外壳具有基本上立方体的形状。

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