用于隔离固化过程控制的受控环境的设备、系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于隔离固化过程控制的受控环境的设备、系统和方法。该设备包括具有模具主体的渐开线适形模具的末端执行器，该模具主体成形为在结构上的覆盖有一种或多种可固化化合物的区域之上提供护罩、隔离区域和受控环境。模具主体包括外表面和使空腔轮廓对应于期望的可固化化合物形状的内表面。模具主体包括一个或多个端口和具有螺旋流动路径的多个渐开线通道。渐开线通道包括具有向可固化化合物进行再生热传递的外路径轮廓的外通道，并且包括具有向可固化化合物进行对流和辐射热传递的内路径轮廓的内通道。

Apparatus, system, and method for isolating a controlled environment for curing process control

The present invention relates to an apparatus, system, and method for isolating a controlled environment in which a cure process is controlled. At the end of the main equipment includes involute mould with conformal mold actuator, the mold body forming in the structure is covered with one or more above the curing compound area provides a shield, isolation area and controlled environment. The mold body includes an outer surface and an inner surface that corresponds to the desired shape of the curable compound. The die body includes one or more ports and a plurality of involute channels having a helical flow path. Has the outer channel channel includes involute regenerative heat transfer to the external contour curable compound, and has to be within the channel including the path profile of convective and radiative heat transfer of curing compound.

【技术实现步骤摘要】
用于隔离固化过程控制的受控环境的设备、系统和方法
本公开总体涉及用于可固化化合物(curablecompound)的固化过程控制的设备、系统和方法，更特别地涉及隔离用于施加和固化可固化化合物的固化过程控制的受控环境的改进型设备、系统和方法。
技术介绍
将可固化化合物(诸如密封剂、粘合剂和涂剂)施加到飞行器、航天器、旋翼飞机、船舶或者其它交通工具或结构的部件部分和结构基于当可固化化合物施加到部件部分和结构并被固化时存在的环境条件而经受固化周期的宽泛变化和固化材料性能的变化。这样的宽泛变化又可将可变性引入到生产系统中，这可能导致成本增加，质量不确定，并且制造速率受限。另外，将可固化化合物(诸如密封剂、粘合剂和涂剂)施加到飞行器、航天器、旋翼飞机、船舶或者其它交通工具或结构的部件部分和结构可能需要施加并被固化在分级环境中并且可能符合一级一类(“C1D1”)要求。“符合C1D1要求”意味着过程(诸如固化过程)必须有效地满足NFPA70(即，美国国家电气规范(NEC)在危险区域中使用电气装备所采用的标准，该标准是在美国安全装设电气布线和装备的区域性采用的标准，并且是由国家消防协会(NFPA)、私人贸易协会出版的国家消防法系列的一部分)。用于在分级环境中施加和固化可固化化合物的已知工艺所固有的可变性意味着，任何给定的密封剂施加可能需要不确定的时间量来完成，并且固化可能在完成时具有不确定的质量(例如不均匀的固化轮廓可能导致粘合困难)。这样的不确定性可能影响生产过程的稳定性和控制。存在已知的系统和方法用于可固化化合物在分级环境或分级区中的固化过程控制。例如，这样的已知系统和方法可包括加热整个分级区，使用气动能量涡流加热器，使用加热器棒，或者使用加热器毯。然而，由于最大80华氏度的员工工作温度的OSHA(职业安全与健康管理局)要求，加热整个分级区的制造加热速率可能不稳定。可固化化合物的固化温度可能高于最大80华氏度。而且，由于无听觉保护时85分贝最大声压级(SPL)的OSHA员工噪声暴露要求，使用气动能量涡流加热器可能不稳定。用于固化过程的气动能量涡流加热器装备的声压级(SPL)可能高于85分贝的最大声压级(SPL)。另外，使用加热器棒可能不符合C1D1要求，没有传送方法可用于远程生成，并且加热器棒可能不容易适应紧密空间或回旋表面，为此可固化化合物需要施加到其上并被固化。进一步，使用加热器毯可能不符合C1D1要求，没有传送方法可用于远程生成，并且可固化化合物可能无法施加毯，直到无粘性，在不使用过程控制加热器的情况下，这可能需要不确定的时间量以变得无粘性。因此，本领域需要有一种隔离用于将可固化化合物施加并固化到结构的固化过程控制的受控环境的改进型设备、系统和方法，其便携、柔性、适应性强、轮廓低、几乎独立于外部环境条件操作，并且提供了优于已知装置、系统和方法的优点。
技术实现思路
本公开的示例实施方案提供了一种隔离用于将可固化化合物施加并固化到结构的固化过程控制的受控环境的改进型设备、系统和方法。如下面详细描述中讨论的，改进型设备、系统和方法的实施方式可提供优于已知装置、系统和方法的显著优点。在一个实施方式中，提供了一种隔离用于将一种或多种可固化化合物施加并固化到结构的固化过程控制的受控环境的设备。所述设备包括末端执行器，所述末端执行器包括渐开线适形模具。所述渐开线适形模具具有模具主体，所述模具主体成形为在所述结构的覆盖有所述一种或多种可固化化合物的区域之上提供护罩，以隔离所述区域并且隔离用于施加并固化所述一种或多种可固化化合物的固化过程控制的所述受控环境。所述模具主体包括外表面和内表面。所述内表面具有空腔轮廓，所述空腔轮廓对应于期望的可固化化合物形状。所述模具主体进一步包括一个或多个端口，所述一个或多个端口形成在所述模具主体的所述外表面中。所述模具主体进一步包括具有螺旋流动路径的多个渐开线通道。所述多个渐开线通道包括一个或多个外通道。每个外通道均具有外路径轮廓，所述外路径轮廓被构造成朝向所述一种或多种可固化化合物进行再生热传递。所述多个渐开线通道进一步包括一个或多个内通道。每个内通道均具有内路径轮廓，所述内路径轮廓被构造成朝向所述一种或多种可固化化合物进行对流热传递和辐射热传递。在另一实施方式中，提供了一种隔离用于将一种或多种可固化化合物施加并固化到结构的固化过程控制的受控环境的系统。所述系统包括固化过程控制系统。所述固化过程控制系统包括电源系统，并且包括联接到所述电源系统的过程控制器系统。所述固化过程控制系统进一步包括联接到所述过程控制器系统和所述电源系统的湿度控制系统、温度控制系统或集成湿度控制和温度控制系统中的一者。所述固化过程控制系统进一步包括惰性能量调节和传送组件，所述惰性能量调节和传送组件具有第一端和第二端。所述第一端经由连接器元件联接到所述湿度控制系统、所述温度控制系统或所述集成湿度控制和温度控制系统中的一者。所述系统进一步包括一个或多个末端执行器。每个末端执行器均被构造成独立地联接到所述惰性能量调节和传送组件的所述第二端。每个末端执行器均成形为在所述结构的覆盖有所述一种或多种可固化化合物的区域之上提供护罩，以隔离所述区域并且隔离用于施加并固化所述一种或多种可固化化合物的固化过程控制的所述受控环境。针对所述一个或多个末端执行器中的每个末端执行器，所述固化过程控制系统独立地控制受控湿度、受控空气压力、受控温度、受控起动时间和受控持续时间中的一者或多者。所述固化过程控制系统还同时独立地控制所述一种或多种可固化化合物的一个或多个固化周期。在另一实施方式中，提供了一种隔离用于将一种或多种可固化化合物施加并固化到结构的固化过程控制的受控环境的方法。所述方法包括步骤：将末端执行器连接到固化过程控制系统的惰性能量调节和传送组件。所述惰性能量调节和传送组件具有至少一个联机加热器。所述固化过程控制系统包括联接到所述过程控制器系统和所述电源系统的湿度控制系统、温度控制系统或集成湿度控制和温度控制系统中的一者。所述方法进一步包括步骤：将所述一种或多种可固化化合物施加到所述结构的区域。所述方法进一步包括步骤：使用所述末端执行器隔离覆盖有所述一种或多种可固化化合物的所述区域，并且隔离用于施加并固化所述一种或多种可固化化合物的所述固化过程控制的所述受控环境。所述方法进一步包括步骤：针对所述末端执行器，使用所述固化过程控制系统来控制受控湿度、受控空气压力、受控温度、受控起动时间和受控持续时间中的一者或多者。所述方法进一步包括步骤：使用所述固化过程控制系统来控制所述一种或多种可固化化合物的一个或多个固化周期。已经讨论的特征、功能和优点能在本公开的各种实施方式中独立地实现，或者可组合在其它实施方式中，其进一步细节能参考以下描述和附图看到。附图说明本公开能参考结合附图做出的以下详细描述更好地进行理解，附图图示了优选的示例性实施方式，但不一定按比例绘制，其中：图1是具有一个或多个结构的飞行器的立体图的图示，为此可固化化合物可用本公开的设备、系统和方法的一个或多个实施方式施加并固化；图2是飞行器制造及保养方法的一个实施方式的流程图的图示；图3是飞行器的一个实施方式的功能框图的图示；图4是本公开的设备的示例性实施方式的功能框图的图示；图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离用于将一种或多种可固化化合物(62)施加并固化到结构(26)的固化过程控制的受控环境的设备，所述设备包括：末端执行器，所述末端执行器包括渐开线适形模具(78)，所述渐开线适形模具具有模具主体(80)，所述模具主体成形为在所述结构上的覆盖有所述一种或多种可固化化合物的区域(28)之上提供护罩(110)，以隔离所述区域并且隔离用于施加并固化所述一种或多种可固化化合物的固化过程控制的所述受控环境，所述模具主体包括：外表面(90a)和内表面(90b)，所述内表面具有空腔轮廓(92)，所述空腔轮廓对应于期望的可固化化合物形状；一个或多个端口(88)，所述一个或多个端口形成在所述模具主体的所述外表面中；以及具有螺旋流动路径(102)的多个渐开线通道(100)，所述多个渐开线通道包括：一个或多个外通道(114)，每个外通道均具有外路径轮廓(118)，所述外路径轮廓被构造成向所述一种或多种可固化化合物进行再生热传递(124)；以及一个或多个内通道(130)，每个内通道均具有内路径轮廓(134)，所述内路径轮廓被构造成向所述一种或多种可固化化合物进行对流热传递(136)和辐射热传递(144)。

【技术特征摘要】
2016.01.29 US 15/011,4341.一种隔离用于将一种或多种可固化化合物(62)施加并固化到结构(26)的固化过程控制的受控环境的设备，所述设备包括：末端执行器，所述末端执行器包括渐开线适形模具(78)，所述渐开线适形模具具有模具主体(80)，所述模具主体成形为在所述结构上的覆盖有所述一种或多种可固化化合物的区域(28)之上提供护罩(110)，以隔离所述区域并且隔离用于施加并固化所述一种或多种可固化化合物的固化过程控制的所述受控环境，所述模具主体包括：外表面(90a)和内表面(90b)，所述内表面具有空腔轮廓(92)，所述空腔轮廓对应于期望的可固化化合物形状；一个或多个端口(88)，所述一个或多个端口形成在所述模具主体的所述外表面中；以及具有螺旋流动路径(102)的多个渐开线通道(100)，所述多个渐开线通道包括：一个或多个外通道(114)，每个外通道均具有外路径轮廓(118)，所述外路径轮廓被构造成向所述一种或多种可固化化合物进行再生热传递(124)；以及一个或多个内通道(130)，每个内通道均具有内路径轮廓(134)，所述内路径轮廓被构造成向所述一种或多种可固化化合物进行对流热传递(136)和辐射热传递(144)。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述模具主体(80)包括一件式模具构造(81a)，或者包括具有分裂平面构造(104)的两件式模具构造(81b)。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个端口(88)被构造成下述中的一者或多者：将所述一种或多种可固化化合物(62)输入到所述末端执行器中；将被调节空气(108)输入到所述末端执行器中；以及将排出空气(112)从所述末端执行器最小化地输出。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个外通道(114)具有相对于所述一个或多个内通道(130)的一个或多个横流路径(120)，以促进所述再生热传递。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，每个内通道(130)均具有长圆形横截面(140)，所述长圆形横截面具有优化表面(142)以促进所述对流热传递(136)，并且进一步其中，每个内通道均具有长形外表面(146)以提供优化的辐射视角因子(148)。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述多个渐开线通道(100)被构造成从输入到所述末端执行器中的被调节空气(108)向所述一种或多种可固化化合物(62)传递惰性能量(106)。7.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述渐开线适形模具(78)被构造成原位符合所述结构(26)的所述区域(28)的一个或多个复杂几何形状(98)，同时提供均匀的固化轮廓(99)。8.一种隔离用于将一种或多种可固化化合物(62)施加并固化到结构(26)的固化过程控制的受控环境的系统，所述系统包括：固化过程控制系统(152)，所述固化过程控制系统包括：电源系统(165)；联接到所述电源系统的过程控制器系统(156)；与所述过程控制器系统和所述电源系统联接的湿度控制系统(170)、温度控制系统(216)或集成的湿度控制和温度控制系统(228)中的一者；和惰性能量调节和传送组件(230)，所述惰性能量调节和传送组件具有第一端(236a)和第二端(236b)，所述第一端经由连接器元件(215)联接到所述湿度控制系统、所述温度控制系统或所述集成的湿度控制和温度控制系统中的一者；以及一个或多个末端执行器，每个末端执行器均被构造成独立地联接到所述惰性能量调节和传送组件的所述第二端，并且每个末端执行器均成形为在所述结构上的覆盖有所述一种或多种可固化化合物的区域(28)之上提供护罩(110)，以隔离所述区域并且隔离用于施加并固化所述一种或多种可固化化合物的固化过程控制的所述受控环境，并且其中，针对所述一个或多个末端执行器中的每个末端执行器，所述固化过程控制系统独立地控制受控湿度(172)、受控空气压力(174)、受控温度(218)、受控起动时间(260)和受控持续时间(262)中的一者或多者，并且进一步其中，所述固化过程控制系统同时独立地控制所述一种或多种可固化化合物的一个或多个固化周期(155)。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述固化过程控制系统(152)进一步包括一个或多个联机部件(264)，所述一个或多个联机部件包括：用于固化过程控制(76)改良的一个或多个加湿器(268)；用于在所述一个或多个固化周期(155)期间消除噪声的一个或多个消声器(270)；和一个或多个喷嘴(272)；以及用于在所述一个或多个固化周期期间进行热量施加的绝热增压的一个或多个扩散器(273)。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述惰性能量调节和传送组件(230)包括构造成用在未分级环境(232)中的未分级的调节和传送组件(230a)，所述末端执行器连接到所述未分级的调节和传送组件的至少一个联机加热器(238)。11.根据权利要求8至10中的任一项所述的系统，其中，所述惰性能量调节和传送组件(230)包括构造成用在分级环境(234)中的分级的调节和传送组件(230b)，所述末端执行器连接到所述分级的调节和传送组件的绝缘空气管路(246)，所述绝缘空气管路连接到所述分级的调节和传送组件的至少一个联...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·赫斯，R·J·修曼，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US