氫化物組合系統(tǒng)和制造一批氫化物的方法
【專利摘要】氫化物組合系統(tǒng)包括第一閥芯，其被配置成支撐傳感器管組件，所述傳感器管組件包含設(shè)置在傳感器管內(nèi)的金屬絲。也包括氫入口，其流體地耦接到第一閥芯以用于從氫集氣室提供氫。進(jìn)一步包括第二閥芯，其被配置成在從第一閥芯供給傳感器管組件時(shí)接收傳感器管組件。更進(jìn)一步包括加熱段，其在高于環(huán)境溫度的溫度下并且被配置成在通過加熱段供給傳感器管組件時(shí)加熱傳感器管組件。
【專利說明】氫化物組合系統(tǒng)和制造一批氫化物的方法
[0001]發(fā)明背景本發(fā)明涉及氫化物，更具體來說，涉及氫化物組合系統(tǒng)，以及制造一批氫化物的方法。
[0002]氫化物有很多用途并且形成在各種配置中。氫化物通常通過將金屬絲插入管以形成管組件來構(gòu)造。管組件被浸潰在氫氣氛中并且被加熱到高于環(huán)境溫度的溫度。在高溫環(huán)境中，金屬絲吸收氫，從而成為氫化物材料。在典型的環(huán)境溫度下，氫被捕獲在氫化物材料中，但是隨著環(huán)境溫度增加，氫化物材料給氫脫氣并增加了周圍體積的壓力。此特性在某些應(yīng)用中是有用的，例如，火警檢測系統(tǒng)。
[0003]組合工藝通常需要在加熱條件下密封管組件的一端并將氫引入到另一端。不幸的是，此工藝可能導(dǎo)致沿管組件的長度的氫分布的大量的非均勻性。另外，通過以個(gè)別的方式形成一個(gè)批次中的每個(gè)氫化段，工藝經(jīng)常是緩慢和不準(zhǔn)確的。
[0004]發(fā)明簡述
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，氫化物組合系統(tǒng)包括第一閥芯，其被配置成支撐傳感器管組件，所述傳感器管組件包含設(shè)置在傳感器管內(nèi)的金屬絲。也包括氫入口，其流體地耦接到第一閥芯以用于從氫集氣室提供氫。進(jìn)一步包括第二閥芯，其被配置成在從第一閥芯供給傳感器管組件時(shí)接收傳感器管組件。更進(jìn)一步包括加熱段，其在高于環(huán)境溫度的溫度下并且被配置成在通過加熱段供給傳感器管組件時(shí)加熱傳感器管組件。
[0005]根據(jù)另一實(shí)施方案，提供制造一批氫化物的方法。方法包括將金屬絲纏繞在第一閥芯上，第一閥芯緊靠氫入口。方法也包括對(duì)加熱段加熱高于環(huán)境溫度。方法進(jìn)一步包括將氫從氫集氣室供應(yīng)到氫入口。方法更進(jìn)一步包括通過加熱段從第一閥芯供給金屬絲并且供給到第二閥芯。方法也包括在將金屬絲從第一閥芯供給到第二閥芯期間在金屬絲內(nèi)吸收氫。
[0006]附圖簡述
視為本發(fā)明的主題被特別指出并且在說明書結(jié)論處的權(quán)利要求書中清楚地要求保護(hù)。本發(fā)明的前述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)通過下面與附圖結(jié)合來看的詳細(xì)描述而是明顯的，其中:圖1為氫化物組合系統(tǒng)的示意圖；
圖2為圖示制造一批氫化物的方法的流程圖；以及圖3為圖示根據(jù)本發(fā)明的另一方面制造一批氫化物的方法的流程圖。
[0007]發(fā)明詳述
參見圖1，示意地圖示氫化物組合系統(tǒng)10。氫化物組合系統(tǒng)10用于組合氫化物材料，其包含傳感器管組件12。傳感器管組件12包括插入傳感器管并且設(shè)置在其中的金屬絲。金屬絲和傳感器管可以由各種材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬絲包含金屬(例如，鈦)，并且傳感器管包含不銹鋼管。一旦被氫化，傳感器管組件12可以與許多系統(tǒng)一起使用。一個(gè)此系統(tǒng)是用于飛機(jī)上的氣動(dòng)式火警檢測器。具體來說，傳感器管組件12可以用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中以檢測其中的火警。然而，飛機(jī)僅僅是示例性應(yīng)用，并且應(yīng)了解傳感器管組件12可以用于許多替代應(yīng)用中。
[0008]如上所述，氫化物組合系統(tǒng)10用于連續(xù)生產(chǎn)一批庫存氫化物材料。氫化物組合系統(tǒng)10包括第一閥芯14，其被配置成支撐傳感器管組件12的先前構(gòu)造的長度。具體來說，傳感器管組件12纏繞在第一閥芯14上并且被布置成在隨著軋輥組件16的方向15上遠(yuǎn)離第一閥芯14供給，所述軋輥組件16包含軋輥和導(dǎo)軌的系統(tǒng)。軋輥組件16由供給速度控制器17控制以調(diào)整傳感器管組件12的供給速度。氫入口 18靠近第一閥芯14，氫入口 18流體地耦接到氫集氣室20，氫集氣室20含有可控壓力下的氫的供給。氫入口 18被配置成以將氫提供到傳感器管組件12的方式將氫引入到靠近第一閥芯14的位置。在一個(gè)實(shí)施方案中，傳感器管組件12的端部直接耦接到氫入口 18以將氫直接引入到傳感器管組件12的端部中。用第一閥21 (例如，可以用脈沖方式打開和關(guān)閉的電磁閥)調(diào)節(jié)通過氫入口 18供應(yīng)的氫的流速和量。
[0009]氫集氣室20與氫槽22流體地連通，氫槽22被配置成根據(jù)需要向氫集氣室20供應(yīng)氫氣。如圖所示，在將氫引導(dǎo)到氫集氣室20之前，可以用氫壓調(diào)節(jié)器24調(diào)節(jié)從氫槽22供應(yīng)的氫的壓力，其中第二閥26控制供應(yīng)到氫集氣室20的氫的流速。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二閥26包含電磁閥。
[0010]氫化物組合系統(tǒng)10包括第二閥芯28，其被配置成在遠(yuǎn)離第一閥芯14供給傳感器管組件12時(shí)接收并支撐傳感器管組件12。真空元件30被設(shè)置成靠近第二閥芯28，真空元件30被配置成從傳感器管組件12去除空氣。除了簡單地去除空氣之外，在一個(gè)實(shí)施方案中，真空元件30可以在氫化過程期間使氫循環(huán)到氫槽22和/或氫集氣室20。當(dāng)沿軋輥組件16供給傳感器管組件12時(shí)，通過位于第一閥芯14與第二閥芯28之間的加熱段32供給傳感器管組件12。加熱段32包含被配置成在沿傳感器管組件12平移期間加熱傳感器管組件12的段。在一個(gè)實(shí)施方案中，加熱段32為被配置成允許傳感器管組件12通過的管狀段。當(dāng)從加熱段32拉出傳感器管組件12時(shí)，加熱段32被控制到促進(jìn)在傳感器管組件12內(nèi)的金屬絲中連續(xù)吸收氫的溫度。需要確保連續(xù)吸收的精密溫度將取決于傳感器管組件12而變化。特性(例如，金屬絲材料和厚度)為將影響必要的溫度的變量。在一個(gè)實(shí)施方案中，將溫度升高到大于約300° C (約572° F)的溫度。
[0011]被吸收到金屬絲中的氫的所需的量也取決于金屬絲，更一般地說，傳感器管組件12的各種特性。具體來說，由金屬絲的體積和/或長度測量的氫的所需的濃度取決于特定應(yīng)用。為了確定由金屬絲吸收的氫的量，監(jiān)控靠近第一閥芯14與第二閥芯28的金屬絲的位置之間的壓力差。這些位置之間的壓力降允許用戶計(jì)算被吸收到金屬絲中的氫的質(zhì)量。通過包括被設(shè)置成靠近第一閥芯14的第一壓力計(jì)34和被設(shè)置成靠近第二閥芯28的第二壓力計(jì)36來促進(jìn)壓力差的監(jiān)控。
[0012] 用圖形用戶界面(⑶I) 38監(jiān)控氫化物組合系統(tǒng)10的幾個(gè)元件，⑶I 38與氫化物組合系統(tǒng)10的元件操作連通。具體來說，氫化物組合系統(tǒng)10可以用來監(jiān)控第一壓力計(jì)34、第二壓力計(jì)36、第一閥21、第二閥26、加熱段32和/或供給速度控制器17。通過監(jiān)控上面提到的元件，GUI 38被配置成控制氫化物組合系統(tǒng)10的多個(gè)操作特性。此等特性包括金屬絲的供給速率、加熱段32的溫度、在氫集氣室20內(nèi)的壓力，以及流過第一閥21或第二閥26的氫的流速。監(jiān)控和控制這些元件和特性允許用戶根據(jù)需要修改氫化物組合系統(tǒng)10的操作。此控制有利地允許傳感器管組件12的連續(xù)和一致的氫化，由此降低生產(chǎn)成本和時(shí)間，以及增加在傳感器管組件12的整個(gè)長度和/或體積的氫濃度均勻性。由于確定被吸收的氫的量和使其保持吸收的能力的上述特性和參數(shù)，獲得這些好處。
[0013]如圖2中所示并且參照圖1，也提供制造一批氫化物的方法100。先前已經(jīng)描述了氫化物組合系統(tǒng)10，并且不需要進(jìn)一步詳細(xì)地描述具體結(jié)構(gòu)元件。制造一批氫化物的方法100包括將金屬絲纏繞102在第一閥芯14上，其中第一閥芯緊靠氫入口 18。對(duì)加熱段32加熱104高于環(huán)境溫度。方法100也包括將氫106從氫集氣室20供應(yīng)到氫入口 18。在將金屬絲從第一閥芯14供給108到第二閥芯28期間，當(dāng)氫被吸收110在金屬絲內(nèi)時(shí)，通過加熱段32從第一閥芯14供給108金屬絲并且將金屬絲供給到第二閥芯28。
[0014]除了上面描述的一般過程以及制造一批氫化物的方法100之外，圖3描繪圖示包含方法100必須包含的過程的實(shí)施方案的流程圖。具體來說，首先將傳感器管組件12安裝112到第一閥芯14。然后，用戶可以與⑶I 38進(jìn)行交互以選擇114需要特定氫化物性質(zhì)的特定標(biāo)識(shí)符(例如，零件號(hào)碼)?；谶@個(gè)選擇，GUI的軟件選擇傳感器管組件12的初始供給速率115。另外，選擇117加熱段32的初始溫度。然后，如上所述，抽除116傳感器管組件12內(nèi)的空氣。使氫集氣室20加壓118到將取決于特定應(yīng)用而變化的壓力，但是在一個(gè)實(shí)施方案中，壓力從約100 psig變化到約250 Psig0打開120第一閥21以將氫引入到氫入口 18，并且因此引入到傳感器管組件12。通過監(jiān)控壓力差，可以計(jì)算122被吸收在金屬絲內(nèi)的氫的數(shù)量。此時(shí)此刻，確定124氫的數(shù)量是否在所需范圍內(nèi)。如果是126，那么過程在當(dāng)前供給速率下繼續(xù)。如果不是128，那么用供給速度控制器17調(diào)整供給速率。這個(gè)閉環(huán)過程繼續(xù)直到用戶停止過程。
[0015]盡管本發(fā)明僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方案詳細(xì)描述，但是應(yīng)該容易理解本發(fā)明不限于此等公開的實(shí)施方案。相反，可以修改本發(fā)明以包含此前未描述的許多變化、改動(dòng)、替代或等效布置，但其與本發(fā)明的精神和范圍相當(dāng)。另外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方案，但是應(yīng)理解本發(fā)明的方面可以僅包括描述的實(shí)施方案中的一些。因此，本發(fā)明不視為由前面的描述限制，而僅由所附權(quán)利要求書的范圍限制。
【權(quán)利要求】
1.一種氫化物組合系統(tǒng)，其包含: 第一閥芯，其被配置成支撐傳感器管組件，所述傳感器管組件包含設(shè)置在傳感器管內(nèi)的金屬絲； 氫入口，其流體地耦接到所述第一閥芯以用于從氫集氣室提供氫； 第二閥芯，其被配置成在從所述第一閥芯供給所述傳感器管組件時(shí)接收所述傳感器管組件；以及 加熱段，其在高于環(huán)境溫度的溫度下并且被配置成在通過所述加熱段供給所述傳感器管組件時(shí)加熱所述傳感器管組件。
2.如權(quán)利要求1所述的氫化物組合系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含: 第一壓力計(jì)，其被設(shè)置成靠近所述第一閥芯；以及 第二壓力計(jì)，其被設(shè)置成靠近所述第二閥芯。
3.如權(quán)利要求1所述的氫化物組合系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含真空元件，所述真空元件被設(shè)置成靠近所述第二閥芯并且被配置成從所述傳感器管組件去除空氣。
4.如權(quán)利要求1所述的氫化物組合系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含電磁閥，所述電磁閥設(shè)置在所述氫集氣室與所述第一閥芯之間以用于調(diào)節(jié)將氫供應(yīng)到所述氫入口。
5.如權(quán)利要求1所述的氫化物組合系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含與至少一個(gè)元件操作連通的圖形用戶界面。
6.如權(quán)利要求5所述的氫化物組合系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)元件包含壓力計(jì)、電磁閥、所述加熱段和供給速度控制器。
7.如權(quán)利要求1所述的氫化物組合系統(tǒng)，其進(jìn)一步包含軋輥組件，所述軋輥組件被配置成平移所述傳感器管組件。
8.—種制造一批氫化物的方法，其包含: 將金屬絲纏繞在第一閥芯上，所述第一閥芯緊靠氫入口 ； 對(duì)加熱段加熱高于環(huán)境溫度； 將氫從氫集氣室供應(yīng)到所述氫入口； 通過所述加熱段從所述第一閥芯供給所述金屬絲并且供給到第二閥芯；以及 在將所述金屬絲從所述第一閥芯供給到所述第二閥芯期間在所述金屬絲內(nèi)吸收氫。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中供給所述金屬絲包含沿軋輥組件平移所述金屬絲。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述金屬絲插入傳感器管內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包含從所述傳感器管抽除空氣。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中從所述傳感器管抽除空氣包含在靠近所述第二閥芯的位置用與所述傳感器管流體地連通的真空元件抽真空。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包含測量所述傳感器管的壓力降，所述傳感器管的壓力降由被設(shè)置成靠近所述第一閥芯的第一壓力計(jì)和被設(shè)置成靠近所述第二閥芯的第二壓力計(jì)檢測。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含基于所述第一壓力計(jì)與所述第二壓力計(jì)之間所述測量的壓力降，確定被吸收到所述金屬絲中的氫的質(zhì)量。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含用圖形用戶界面監(jiān)控多個(gè)操作參數(shù)。
【文檔編號(hào)】C01B6/00GK104071750SQ201410121562
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】K.F.貝爾, S.P.華萊士 申請人:基德科技公司