CN1980816A - 绝缘方法 - Google Patents

Abstract

一种给运输工具绝缘的方法，包括给运输工具(例如，汽车、卡车、列车、船、舰或航空器)提供绝缘系统，该绝缘系统包括多个在尺寸和形状上基本相同的位置可互换的绝缘制品。

Description

绝缘方法

本申请要求于2004年7月1日提交的美国临时申请60/584,584的优先权，本文通过参考引用其内容。

技术领域

本发明涉及给例如运输工具(如航空器)提供热防护层和/或声防护层的方法。

背景技术

热绝缘和/或声绝缘广泛地使用于在各种各样的应用中。这种绝缘在某些普通运输工具的应用中(例如，在空调并且声绝缘的车辆中)提供了提高的舒适性和改进的效率，并且对其它运输工具的适当操作(例如，在保持高空航空器内的温度梯度中)也很关键。

在许多当今的运输工具中安装的绝缘必须符合严格的热绝缘和声绝缘需求。结果，绝缘材料通常紧紧地挤入狭窄的区域与周围许多物体之中，以确保最大的绝缘。其绝缘还必须在宽范围的环境条件下执行。这些要求显著地限制了有规律地经历戏剧性的温度、压力和温度变化的航空器的设计。

运输工具的外壳通常包括许多必须在周围安装绝缘材料的障碍物(例如，导管、纵梁、管道和结构肋)，这是给运输工具绝缘的方法的复杂性的事实。其绝缘还需要是可移动的，以允许检查、维护和修理(例如，对腐蚀和其它问题的检查)。因此，为适应这些障碍物，并能够容易移动，尤其是在飞行器工厂中，其绝缘材料通常定制切割成一定尺寸，并与定制的盖子配合，以形成定制绝缘衬垫。

这种制造方法是高度劳动密集形和缓慢的，并且其生产的定制衬垫(“定制部分”)通常必须在加工和存储期间指定需要统调的单独的零件号码。在安装运输工具时，定制部分在尺寸和形状上必须与运输工具之中相应于定制部分的地方相配合。例如，由于典型的大型乘客喷气式飞机可具有超过1300个不同尺寸和/或不同形状的绝缘部分，所以这种定制及其统调的成本是很高的。

发明内容

因此，具有利用可容易地制造和安装(例如，无需统调系统以使定制制品与运输工具中的特定地方相配合)、并且能够容易地从运输工具移除(例如，使绝缘制品能够修理或替换和/或运输工具维护或修理)的绝缘制品的运输工具绝缘方法(尤其是，给航空器绝缘的方法)的需求。

简要地，在一方面中，本发明提供了一种给运输工具提供绝缘系统的方法，其绝缘系统包括多个位置可互换的绝缘制品，这些绝缘制品在尺寸和形状上基本上相同。运输工具可为，例如，汽车、卡车、列车、船、舰或航空器(尤其是飞机；更尤其是商用飞机；最尤其是具有至少约100个乘客容量的商用喷气式飞机)。

这里使用的“位置可互换”意味着其绝缘制品可在运输工具之中超过一个的位置中使用，并且在尺寸或形状上无需定制以与具有特定尺寸和形状的表面(或空间)相配合。相反地，绝缘制品为标准尺寸和形状，使得可使用多个(即，至少两个)制品(替代单个的、较大的、定制的制品)以共同地覆盖各不相同的形状和尺寸的表面(或填充各不相同的形状和尺寸的空间)。绝缘制品在尺寸和形状上是“基本相同”的(即，根据标准制造公差而在尺寸和形状上基本相同，以使在实行本发明的方法时，彼此能够相互替换)。

绝缘系统还可包括其它部件(例如，其它标准形状和/或尺寸的有限数量的绝缘制品)。当运输工具为飞机时，其绝缘系统优选地至少提供给飞机外壳内表面的主要部分，或至少提供给飞机内舱外表面的主要部分。可选择地，一个或多个飞机内壁板可包括多个制品。

已经发现，运输工具的绝缘系统及方法可通过使用“标准部件”来达到简化，其中使用多个单一标准形状和尺寸的绝缘制品来建成具有对应于要绝缘的各种空间的形状的较大的图案。这消除了对大量定制绝缘制品的需要，以及对用于制造、存储和绝缘的昂贵费时的统调系统的需要。

另外，由于绝缘制品为标准形状和尺寸，所以它们可容易地达到符合绝缘修理和/或替换的需要。绝缘制品可保留定制制品的可移动特性，因此，本发明的绝缘方法的至少一些实施例符合对于既能容易绝缘，又能容易移动的更高成本效率的运输工具绝缘方法的需要。

具体实施方式

绝缘制品

在实现本发明的方法中使用的绝缘制品包括可用于提供热防护和/或声防护的任意材料(例如，玻璃纤维)和/或制品(例如，绝缘衬垫)。绝缘制品可包括，例如，纤维绝缘、泡沫绝缘、基于真空的绝缘、基于玻璃泡的绝缘或者上述绝缘的组合。优选地，绝缘制品包括纤维绝缘、基于真空的绝缘或其组合(更具体地，绝缘制品包括基于真空的绝缘)。

这种材料可通过已知的方法制造。适当的纤维材料包括，例如，包括聚丙烯的玻璃纤维和融熔吹制纤维，其在商业上可根据商标名称THINSULATE从St.Paul，MN的3M公司获得。纤维绝缘可以有弹性的非纺织层或非纺织垫的形式提供，纤维在其中彼此缠绕或粘合。这种垫可根据传统的技术准备，例如融熔吹制、空中压条或梳理。该垫可由热粘合纤维(thermobonding fiber)制成，将垫加热使热粘合纤维变软，并将至少一部分纤维粘合在一起。

美国专利No.4,837,067(Carey等人)中描述了有效的有弹性非纺织垫的实例，本文通过参考引用其描述内容。如其中所述的，垫由缠绕的人造纤维与粘合的人造纤维的组合组成，其中粘合纤维具有，例如，由一层由间苯二酸酯和对苯二甲酸酯形成的胶粘聚合物围绕的聚对苯二甲酸乙二醇酯芯材。

还可利用其它已知的绝缘构造，例如，在美国专利No.4,136,222(Jonnes)中描述的热绝缘薄板材料，本文通过参考引用其描述内容。

在本发明的方法中使用的绝缘制品可为绝缘材料面板或垫或夹层的形式，或者，可选择地，绝缘制品还可任选地包括保护层乃至保护罩或保护袋(例如，包括聚合物膜)，其基本上或者完全地密封绝缘材料。保护层和/或保护带可为柔软的，或半刚性的，或刚性的。绝缘材料可任选地处理(例如，使用硅树脂或含氟化合物作为局部处理或聚合物熔体添加剂)以提高其疏水性。

绝缘制品可包括一层或多层绝缘材料。另外，还可包括在绝缘衬垫中通常使用的其它材料和层。例如，绝缘制品还可包括一种或多种耐高温材料(包括，例如，耐火焰蔓延和/或火焰穿透的材料)、一种或多种粘合剂或粘合膜、一种或多种平纹棉麻织物(例如，纺织或非纺织的材料或网)、一种或多种防水涂料、一种或多种膨胀型添加剂或涂料、一种或多种反射膜(例如，用于控制辐射能)和一种或多种高分子膜(可随意地用金属处理)，以及阻燃剂、抗静电剂、防霉剂等等。

上述绝缘制品可通过已知的方法制造，还可包括用来将绝缘制品彼此连接或将绝缘制品连接到运输工具的一个或多个连接装置。有效的连接装置包括粘合剂(例如，压敏粘合剂或非粘性粘合剂)、可再封闭紧固件(例如，粘扣带扣件)、机械互锁装置(例如，榫槽接合、按钮接合、搭扣以及形为拼接状的边缘或结构)、夹子、销等，以及上述各种连接装置的组合。优选地，连接装置为绝缘制品整体的一部分，但是如果需要，也可为使用分离的连接装置。

绝缘制品可为利于覆盖运输工具表面的任意形状和尺寸。有效成形制品的典型实例包括球形制品和“二维”面板或薄板或其较厚形式(三维“实体”)，即，例如，正方形(六面)、矩形(六面)、三角形(五面)、六边形(八面)、八边形(十面)、环形等等。绝缘制品为了实现本发明的方法而选择的特定形状和尺寸将依据，例如，运输工具的尺寸及其表面结构而变化。但是，由于矩形实体的通用性，有时优先选择矩形形状(矩形实体)。

绝缘系统和方法

虽然本发明的方法利用上述单一形状和尺寸的主要绝缘制品(或“标准部件”)来“建造”热绝缘和声绝缘系统，但是有效的绝缘系统还包括其它部件，例如其它标准形状或尺寸的有限数量的辅助绝缘制品。例如，运输工具(优先地，飞机)的大开口断面可使用主要绝缘制品来绝缘，较小的区域可使用较小的辅助绝缘制品来绝缘。为了最佳的包装几何形状，可选择其形状，以允许表面凸出物周围的安装的间隙最小或没有间隙。

优选地，辅助绝缘制品与主要绝缘制品的形状相同(只有尺寸不同)。辅助绝缘制品可为不同形状的，但是，绝缘系统一般包括总计不超过100个的不同形状(优选地，不超过50；更优选地，不超过20；最优选地，不超过10)。各种特定形状的绝缘制品可在尺寸上不同，但是各种不同形状的尺寸的总数不超过大约100(优选地，不超过50；更优选地，不超过20；最优选地，不超过10)。

运输工具可以任意所需的方式设置绝缘制品(例如，通过如定位、粘合或连接方式，将绝缘制品安置在运输工具之中或之上，或者安置进运输工具的一个或多个部件之中或之上)。因此，绝缘制品可，例如，连接到运输工具和/或彼此连接，以形成绝缘系统。这可通过使用任意能够与包括绝缘制品的材料及运输工具表面一起使用的连接装置达到。例如，绝缘制品可涂覆有第一粘合剂，该第一粘合剂只粘附其本身，并且当拉拔时会释放。这种粘合剂一般不能过分地约束污垢或其它污染。可使用第二粘合剂来将绝缘缺口连接到运输工具表面。可选择地，可使用机械紧固装置或可再封闭紧固件来将绝缘制品彼此连接，使用粘合剂将绝缘制品连接到运输工具表面。

当绝缘制品为面板或薄板的形式时，它们可以例如搭接的方式铺设，类似于铺设屋顶瓦片的方式。这种搭接可以减小绝缘制品之间的接合处的热泄漏和声泄漏，提高系统的绝缘特性。这种方法有利于在有限空间内的安装，并能够在这种空间中得到所需的热特性和声特性。对于这种系统，可在面板或薄板的一侧使用粘合剂来既连接到运输工具表面，也连接到其它面板或薄板。还可使用机械紧固装置或可再封闭紧固件来将各薄板保持在另一薄板之下。

除了前述方法外，本领域技术人员可以预想到把交通工具配备所述制品的许多其它可能方法。通过把绝缘系统布置到(例如施用或连接)包括(i)航空器外壳的内表面和(ii)航空器内舱的外表面(包括客室地板的内面)且在它们之间的任何区域，根据本发明的绝缘方法在绝缘航空器中特别有用。绝缘制品可设计成足够柔软以致于能够任意摆布在航空器表面上的不规则形状，或者可以简单地定位以允许电线穿过等等。为了绝缘航空器机架，绝缘制品可设计成充分地硬但有弹性使它们能够搭扣到机架上的适当位置。这种绝缘制品可以绝缘机架，并且也提供用于绝缘系统其余部分的连接点。

具体实施方式

下面的实例进一步示出了本发明的目的和优点，但是在这些实例中描述的特定材料和数量，以及其它条件和细节不应当视为本发明的过度限制。

绝缘制品

玻璃纤维绝缘制品

Orcotek牌带状衬垫(Orcotek^TM Strip Blanket)(从OrconCorporation，Union City，California获得的、带有绝缘覆膜的玻璃纤维夹层)形式的玻璃纤维材料用于准备玻璃纤维绝缘制品。各绝缘制品的尺寸标注在Orcotek牌带状衬垫的覆膜的顶面上，然后切割掉。然后使用Orcotape牌OT-54W(从Orcon Corporation，Union City，California获得的、压敏加强金属化聚氟乙烯带)密封切割边，以提供玻璃纤维绝缘制品。

基于真空的绝缘制品

基于真空的绝缘制品可通过在Mylar牌SBL隔离膜(从DupontTeijin Films^TM，Hopewell，Virginia获得的、具有金属化覆层及可热密封层的多层聚酯基膜)之中真空密封芯材INSTILLI泡沫(从DowChemical Company，Midland，Michigan获得的、微孔开室聚苯乙烯泡沫)。为此目的，使用配备有热密封装置的真空腔，其真空度近似为0.05托。在各单独的绝缘制品中合并有干燥剂。

连接装置

以下示出了各种用于将绝缘制品连接到运输工具的连接装置。

粘扣带扣件

使用3M牌粘扣带可再封闭式扣件(例如，从3M Company，St.Paul，Minnesota获得的3M牌Scotchmate^TM可再封闭式扣件SJ3530(钩)和3M牌Scotchmate^TM可再封闭式扣件SJ3531(环))。钩或环通过缝合或使用压敏粘合剂(PSA)连接到绝缘制品。相应的(配套的)环或钩使用PSA连接到运输工具。

压敏粘合剂

使用天然橡胶基粘合剂、合成橡胶基粘合剂和丙烯酸基粘合剂，包括3M牌粘合转印带468MP(包括丙烯酸型粘合剂，从3M Company，St.Paul，Minnesota获得)。

下面的实例使用上述各种绝缘制品和连接装置的各种可能组合完成。

实例1

使用对接的绝缘制品的运输工具绝缘方法

运输工具上测量为3米长1米宽的区域设置有具有矩形形状的绝缘制品。该绝缘制品以对接的方式布置，没有重叠，处于同一层中。绝缘制品的厚度选择为符合所需应用的性能需求。

矩形绝缘制品为三个不同的尺寸，1米长1米宽、1米长0.5米宽和0.5米长0.5米宽。因此，所述区域通过使用连接装置分别将3、6、或12个绝缘制品连接到所述区域来绝缘。也可使用不同尺寸的绝缘制品的组合来绝缘相同尺寸(3米长1米宽)的相邻区域。

实例2

使用搭接的绝缘制品的运输工具绝缘方法

稍做改动，重复实例1，使绝缘制品以搭接的方式定位(即，类似于铺设屋顶瓦片的“瓦片”关系)。使用连接装置将绝缘制品连接到运输工具以使其绝缘，和/或将绝缘制品连接到其它绝缘制品。

本文通过参考专利、专利文献及公开文本的全部内容，如同其各自为单独引用的，而引用了包含在其中的参考内容。在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本领域的技术人员会很容易地对本发明做出各种无法预料的修改和变更。应当理解，本文前述具体实施例和实例并不过分地限制本发明，而这些实例和实施例仅仅是示意性的，本发明的范围仅仅由所附的权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种包括给运输工具提供绝缘系统的方法，该绝缘系统包括多个位置可互换的绝缘制品，所述绝缘制品在尺寸和形状上基本相同。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述运输工具从由汽车、卡车、列车、船、舰和航空器所组成的组中选择。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述运输工具为航空器。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘系统还包括至少一个与所述位置可互换的绝缘制品在形状和/或尺寸上不同的绝缘制品。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘系统还包括至少一个与所述位置可互换的绝缘制品在尺寸不同而不是在形状上不同的绝缘制品。

6.如权利要求3所述的方法，其中所述绝缘制品提供到所述航空器外壳内表面的至少主要部分，或者提供到所述航空器内舱外表面的至少主要部分。

7.如权利要求3的的方法，其中所述航空器的内部面板中的至少一个包括多个所述绝缘制品。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘制品具有矩形形状。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘制品包括从由纤维绝缘、泡沫绝缘、基于真空的绝缘、基于玻璃泡的绝缘和这些绝缘的组合所组成的组中选择的材料。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述材料从纤维绝缘、基于真空的绝缘和这两种绝缘的组合中选择。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述材料为基于真空的绝缘。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘制品为绝缘衬底。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述绝缘制品还包括至少一个连接装置。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述连接装置从由粘合剂、可再封闭紧固件、机械互锁装置、夹子、销及这些装置的组合所组成的组中选择。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述连接装置为所述绝缘制品整体的一部分。

16.一种包括给航空器提供绝缘系统的方法，该绝缘系统包括多个在尺寸和形状上基本相同的位置可互换的绝缘制品，所述绝缘制品为矩形形状，并且所述绝缘制品包括基于真空的绝缘和至少一个为所述绝缘制品的组成部分的连接装置。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述航空器为商用飞机。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述商用飞机为具有至少约100个乘客容量的商用喷气式飞机。