本申请于2008年11月13日递交为PCT国际专利申请,其中对除美国之外的所有国家指定以美国国营公司Infinite Edge Technologies,LLC的名义为申请人,仅对美国指定以美国公民Paul Trpkovski的名义为申请人,并且本申请要求于2007年11月13日递交的美国临时专利申请序列No.60/987,681、2008年3月24日递交的美国临时专利申请序列No.61/038,803、2008年5月1日递交的美国临时专利申请序列No.61/049,593以及2008年5月1日递交的美国临时专利申请序列No.61/049,599的优先权。
具体实施方式
将参照附图详细描述多种实施方式,其中相同的附图标记在多个视图中表示相同的单元和组件。参照多种实施方式不限制随附的权利要求的保护范围。另外,在本说明书中提出的任何例子不是限制性的,而是仅仅为随附的权利要求提出多种可行的实施方式中一些。
图1和2图示了根据本发明的示例性密封单元100。图1为密封单元100的示意性正视图。图2为密封单元100的转弯段的示意性透视图。在图示的实施方式中,密封单元100包括板102、板104和间隔装置106。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。细长带110包括孔隙116。
在一些实施方式中,密封单元100包括板102、板104和间隔装置106。板102和104由允许至少一部分光穿过的材料制成。典型地,板102和104由透明材料制成,如玻璃、塑料或其它适合的材料。可替换地,使用半透明材料,如刻蚀的、涂漆的或带色彩的玻璃或塑料。或多或少的层或材料包括在其它实施方式中。
密封单元100的一个例子是隔热玻璃窗单元。密封单元100的另一个例子是窗组件。在其它实施方式中,密封单元为汽车零件(如,窗户,灯等)。在其它实施方式中,密封单元为光电池或太阳电池板。在一些实施方式中,密封单元为具有由间隔装置隔开的至少两个板(如,102和104)的任何单元,其中间隔装置在所述板之间形成间隙,以在其中限定内部空间。其它实施方式包括其它密封单元。
在一些实施方式中,间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。间隔装置106包括在接头124处连接在一起的第一端126和第二端128(如图1中所示)。间隔装置106设置在板102和104之间,以在板102和104之间保持期望的空隙。典型地,间隔装置106靠近板102和104的周边设置。然而,在其它实施方式中,间隔装置106在密封单元100的其它位置处设置在板102和104之间。间隔装置106能够承受施加到板102和/或104的压缩力,以在板102和104之间保持合适的空间。内部空间120在两侧上由板102和104限制,并由间隔装置106围绕。在一些实施方式中,间隔装置106为窗户间隔装置。
细长带110和114典型地为长且薄的固体材料带,如金属或塑料。合适的金属的例子是不锈钢。合适的塑料的例子为为热塑性聚合物,如聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一些实施方式中,具有低渗透性或非渗透性的材料是优选的,如防止或降低从中流过的空气或湿气。其它实施方式包括具有低导热性的材料,如降低通过间隔装置106的传热。其它实施方式包括其它材料。
细长带110和114典型地是柔韧性的,包括弯曲和扭转柔韧性。弯曲柔韧性(如图12所示)允许间隔装置106弯曲以形成转角(如,图1和2中示出的转角122)。弯曲和扭转柔韧性还允许容易制造,如通过允许间隔装置储存在卷筒上,并允许间隔装置更容易由机器人或其它自动组装装置处理。这种柔韧性包括弹性或塑性变形,使得细长带110或114在安装进密封单元100的过程中不破裂。
在一些实施方式中,细长带包括波状形状,如正弦或波状形状(如图6所示)。波状形状在不同的实施方式中提供了多种优点。例如,波状形状提供额外的弯曲和扭转柔韧性,并且沿着细长带的纵向轴线还提供了延展柔韧性。这种柔韧性的优点在于细长带110和114(或整个间隔装置106)在制造期间更容易处理,而不会对细长带110和114或间隔装置106造成永久的损坏(如,扭结,折皱或破裂)。波状形状使得间隔装置的每单位长度的表面积增加,使用用于将间隔装置连接到一个或多个板的表面积增加。此外,增加的表面积分散了出现在细长带和一个或多个板的交叉点处的力,以降低在接触位置处的断开、破裂或对板的其它损坏的机会。
在一些实施方式中,填充物112设置在细长带110和细长带114之间。在一些实施方式中,填充物112为可变性材料。可变性允许间隔装置106挠曲和弯曲,如形成围绕密封单元100的转角。在一些实施方式中,填充物112为用来从内部空间120中去除湿气的干燥剂。干燥剂包括分子筛和硅胶型干燥剂。干燥剂的一种特殊例子是粒状干燥剂,如由马里兰州哥伦比亚的W.R.Grace&Co.制造的
分子筛珠。如果期望,粘合剂用来将粒状干燥剂粘在细长带110和114之间。
在多种实施方式中,填充物112为给细长带110和114提供支撑的材料,以提供增加的结构强度。在没有填充物112的情况下,薄细长带110和114可能存在弯曲或皱折的趋势,如当压缩力施加至板102和104中的一个或二者上时。填充物112填充(或部分填充)细长带110和114之间的空隙,以抵抗细长带110和114进入填充物112中的变形。此外,一些实施方式包括具有粘合剂特性的填充物112,这进一步允许间隔装置106抵抗不希望的变形。由于填充物112捕获在细长带110和114以及板102和104之间的空隙中,在施加力时填充物112不能离开该空隙。与单独的细长带110和114的强度相比,这增加了间隔装置的强度。因此,间隔装置106不仅依赖于细长带110和114以在板102和104之间保持合适的间隔和防止皱折、弯曲或断开的强度和稳定性。一个优点在于细长带110和114自身的强度和稳定性可以降低,如通过降低细长带110和114的材料厚度(如,如图6中示出的T7)。通过这样做,材料成本降低了。而且,通过细长带110和114的热传递也降低了。在一些实施方式中,填充物112是复合干燥剂材料,其不仅用来在细长带110和114之间提供结构支撑,而且起从内部空间120去除湿气的作用。
填充物材料的例子包括粘合剂、泡沫材料、油灰状粘性材料、树脂、硅橡胶和其它材料。一些填充物材料为干燥剂或包括干燥剂,如复合干燥剂材料。复合干燥剂典型地包括干燥剂和其它填充物材料。复合干燥剂的例子包括由W.R.Grace&Co.和H.B.Fuller公司制造的复合干燥机。在一些实施方式中,填充物112包括与其它填充物材料混合的粒状干燥剂。
在一些实施方式中,填充物112由提供绝热的材料制成。绝热降低了通过板102和104以及内部空间120和间隔装置106内侧之间的间隔装置106的传热。
在一些实施方式中,细长带110包括多个孔隙116(如图2所示)。孔隙116允许气体和湿气穿过细长带110。结果,允许位于内部空间120内部的湿气穿过细长带110,湿气在细长带110中由填充物112的干燥剂通过吸收或吸附去除。在一种可行的实施方式中,细长带110包括规则的、重复结构的孔隙。例如,一种可行的实施方式包括在从每英寸约10个至约1000个孔隙的范围内、且优选在从每英寸约599个至约800个孔隙的范围内的孔隙。其它实施方式每单位长度包括其它数量的孔隙。
在一些实施方式中,希望的是提供穿过细长带110的尽可能多的孔隙面积。在一个例子中,孔隙面积定义为在细长带110的至少区域上的细长带面积的百分比(如在形成孔隙之前)。在一些实施方式中,孔隙面积至少在细长带110区域的约5%至约75%的范围中,且优选在约40%至约60%的范围中。其它实施方式包括其它百分比。
在另一种实施方式中,孔隙116用于对准。在另一种实施方式中,孔隙使得热传递降低。在一个例子中,孔隙116具有在约0.002英寸(约0.005厘米)至约0.05英寸(约0.13厘米)范围内、且优选在约0.005英寸(约0.015厘米)至约0.02英寸(约0.05厘米)范围内的直径。一些实施方式包括多种孔隙尺寸,如一种孔隙尺寸用于气体和湿气通过,且另一种孔隙尺寸用于诸如窗格条之类的附件或其它装置的对准。孔隙116由任何适合的方法制成,如切割、冲孔、钻孔、激光形成等。
间隔装置106可连接至板102和104。在一些实施方式中,填充物112将间隔装置106连接至板102和104。在其它实施方式中,填充物112通过紧固件连接至板102和104。如下文更详细地描述的那样,紧固件的例子是密封剂或粘合剂。在其它实施方式中,框架、框格等围绕密封单元100构造,以在板102和104之间支撑间隔装置106。在一些实施方式中,间隔装置106通过另一紧固件,如粘合剂连接至框架或框格。在一些实施方式中,间隔装置106在安装板102和104之间固定至框架或框格。
在一些实施方式中,间隔装置106的端部126和128(如图1所示)连接在一起,以形成接头124,由此形成封闭环。在一些实施方式中,紧固件用来形成接头124。适合的接头的例子参照图21-25更详细地描述。间隔装置106以及板102和104一起限定密封单元100的内部空间120。在一些实施方式中,内部空间120用作隔热区域,降低通过密封单元100的传热。
气体密封在内部空间120内。在一些实施方式中,气体为空气。其它实施方式包括氧气、二氧化碳、氮气或其它气体。其它实施方式包括惰性气体,如氦、氖或诸如氪、氩等之类的惰性气体。在其它实施方式中,使用这些或其它气体的混合。在其它实施方式中,内部空间120为真空或部分真空。
图3为图1中示出了示例性密封单元100的一部分的示意性剖视图。在该实施方式中,密封单元100包括板102、板104和间隔装置106。还示出了密封剂302和304。
板102包括外表面310、内表面312和周边314。板104包括外表面320、内表面322和周边324。在一个例子中,W为板102和104的厚度。W典型地在约0.05英寸(约0.13厘米)至约1英寸(约2.5厘米),且优选地约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米)的范围内。其它实施方式包括其它尺寸。
间隔装置106设置在内表面312和内表面322之间。间隔装置106典型地靠近周边314和324设置。在一个例子中,D1为周边314和324与间隔装置106之间的距离。D1典型地在约0英寸(约0厘米)至约2英寸(约5厘米),且优选约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米)的范围内。然而,在其它实施方式中,间隔装置106设置在板102和104之间的其它位置处。
间隔装置106保持板102和104之间的空隙。在一个例子中,W1为间隔装置106的总宽度以及板102和104之间的距离。W1典型地在约0.1英寸(约0.25厘米)至约2英寸(约5厘米),且优选地约0.3英寸(约0.75厘米)至约1英寸(约2.5厘米)的范围内。其它实施方式包括其它尺寸。在一些实施方式中,W1也是板102和104之间的空隙。在其它实施方式中,板102和104之间的空隙稍微大于W1,如由于一种或多种其它材料的存在,如由于密封剂302和304的存在。
间隔装置106包括细长带110和细长带114。细长带110包括外表面330、内表面332、边334和边336。在一些实施方式中,细长带110还包括孔隙116。细长带114包括外表面340、内表面342、边344和边346。在一些实施方式中,当通过密封单元100观看时,细长带110的外表面330对人们是可见的。细长带110的内表面332为间隔装置106提供干净修正的外观。
在一个例子中,T1为间隔装置106的从外表面330至外表面340的总厚度。T1典型地在约0.02英寸(约0.05厘米)至约1英寸(约2.5厘米),且优选约0.05英寸(约0.13厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米),且更优选约0.15英寸(约0.4厘米)至约0.25英寸(约0.6厘米)的范围内。T2为细长带110和细长带114之间的距离,且更特别地为从内表面332至内表面342的距离。在一些实施方式中,T2也是填充物材料112的厚度。T2在约0.02英寸(约0.05厘米)至约1英寸(约2.5厘米),且优选约0.05英寸(约0.13厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米),且更优选约0.15英寸(约0.4厘米)至约0.25英寸(约0.6厘米)的范围内。
间隔装置106的厚度涉及多种因数的平衡。一种因数是间隔装置106将要围绕转角形成的能力。这些尺寸中一些有利于使间隔装置106能够沿着径向形成,如形成转角,而不损坏间隔装置106或填充物112。一般而言,间隔装置106越薄,不损坏间隔装置106或填充物112的弯曲越可能发生。另一个要考虑的因数是传热特性。一般而言,间隔装置106(特别是细长带110和114)越薄,在板102和104之间的间隔装置106上将发生的传热越少。另一方面,较厚的填充物层112通常在从外表面340至外表面330的间隔装置106上提供了更大隔热特性。另一种因数是材料的成本。间隔装置106越厚,由于所需要的材料增加,将要形成的间隔装置越昂贵。另一个考虑因数是填充物112应当具有足够的干燥剂,以从内部空间120中充分地去除湿气。如果填充物112太薄,则不可能有足够量的干燥剂来去除湿气,可能导致湿气在板102或104上凝聚。
在一些实施方式中,尺寸T2为平均尺寸。例如,在一些实施方式中,细长带110和114以及填充物112不平且不是直的,而且具有波状形状。结果,距离T2可能随着波状形状稍微变化。在这些实施方式中,T2为平均厚度。其它实施方式包括上述尺寸之外的其它尺寸。
在一些实施方式中,第一密封剂材料302和304用来将间隔装置106连接至板102和104。在一种实施方式中,密封剂302涂敷在间隔装置106的边缘上,如在边334和344上,并涂敷在填充物112的边缘上,且随后压在板102的内表面312上。密封剂304涂敷在间隔装置106的边缘上,如在边336和346上,并涂敷在填充物112的边缘上,且随后压在板104的内表面322上。在其它实施方式中,密封剂302和304的粒子涂敷在板102和104上,且随后间隔装置106压入珠中。
在一些实施方式中,第一密封剂302和304为具有粘合剂特性的材料,使得第一密封剂302和304用来将间隔装置106固定至板102和104。典型地,密封剂302和304设置为支撑间隔装置106,使得间隔装置106沿垂直于板102和104的内表面312和322的方向延伸。第一密封剂302和304还用来密封形成在间隔装置106与板102和104之间的接头,以限制气体或液体侵入内部空间120。第一密封剂302和304的例子为原始密封剂。原始密封剂的例子包括聚异丁烯(PIB)、丁基合成橡胶、可固化的PIB、热溶性硅、丙烯酸粘合剂、丙烯酸密封剂和其它双重密封等同物(DSE)类型的材料。其它实施方式包括其它材料。
在一些实施方式中,包括活性密封剂。在其它实施方式中,包括具有低粘性的密封剂。在其它实施方式中,包括具有长固化时间的密封剂。在另一种实施方式中,包括非活性热熔性材料。在其它实施方式中,包括温度固化的密封剂。在一些实施方式中,细长带提供了良好的传热媒介,以从密封剂传递热量。在一些实施方式中,通过使用不锈钢细长带进一步改进传热。
第一密封剂302和304图示为从间隔装置106的边缘向外延伸,使得第一密封剂302和304接触细长带110和114的表面330和340。第一密封剂302和304与间隔装置106的额外的接触面积是有利的。例如,额外的表面积增加了粘合强度。密封剂302和304的厚度增加还改进了对湿气和气体的阻隔。然而,在一些实施方式中,密封剂302和304限定在间隔装置106与板102和104之间的空隙中。
图4为另一示例性密封单元100的一部分的示意性剖视图。除了增加第二密封剂402和404,密封单元100与图3中示出的密封单元相同。密封单元100包括板102、板104、间隔装置106以及第二密封剂402和404。密封单元100限定了内表面312和内表面322之间的内部空间120。
在该实施方式中,包括第二密封剂402和404,以提供防止气体和流体侵入内部空间120的第二层阻隔。密封剂402涂敷在细长带114和板102的交叉点上,并连接至外表面340和内表面312。密封剂404涂敷在细长带114和板104的交叉点上,并连接至外表面340和内表面322。在一些实施方式中,第二密封剂提供了额外的隔热。第二密封剂402和404的例子是次级密封剂。次级密封剂的例子包括活性热熔型beutal(如由位于特拉华州威尔明顿市的Delchem公司制造的D-2000)、固化热熔性材料(如由H.B.Fuller公司制造的HL-5153)、硅、硅的共聚物和聚异丁烯,以及其它双重密封等同物。其它实施方式包括其它材料。
在一个例子中,密封剂402和404具有宽度W2和W3。W2和W3典型地在约0.1英寸(约0.25厘米)至约1英寸(约2.5厘米),且优选约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.3英寸(约0.75厘米)的范围内。在一些实施方式中,W2和W3之和在从间隔装置106宽度的约百分之二十至约百分之百的范围内(如,图3中示出的W1),且优选约百分之五十至约百分之九十。其中第二密封剂(如,402)在间隔装置106的表面340上完全延伸(100%)的实施方式的有利之处在于,第二密封剂在整个间隔装置106上提供了额外的隔热层,提供了改进的热性能。T4为密封剂402和404的厚度。T4典型地在约0.1英寸(约0.25厘米)至约1英寸(约2.5厘米),且优选约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.3英寸(约0.75厘米)的范围内。在一些实施方式中,尺寸W2、W3和T4为平均尺寸。
如在此更详细地讨论的那样,在一些实施方式中,间隔装置106直接形成在板(如,板104)上。因此,在一些实施方式中,间隔装置106包括一种或多种活性密封剂,如第一密封剂302和304或第二密封剂402和404。在其它实施方式中使用非活性密封剂。
图5为图1中示出的密封单元的示例性间隔装置106的一部分的示意性正视图。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。在该实施方式中,间隔装置106包括细长带110和114,其通常为平坦且光滑的(如具有约0英寸(约0厘米)的幅度和约0英寸(约0厘米)的周期)。
在一个例子中,细长带110和114由不锈钢制成。不锈钢的一个优点在于它抗紫外辐射。在其它实施方式中使用其它金属,如钛或铝。钛具有比不锈钢低的导热性、低的密度和好的耐腐蚀性。在一些实施方式中使用铝合金,如铝与铜、锌、镁、锰或硅中的一种或多种的合金。在其它实施方式中使用其它金属合金。另一种实施方式包括被涂覆的材料。在一些实施方式中包括喷漆基板。细长带110和114的一些实施方式由具有存储特性的材料制成。一些实施方式包括诸如塑料之类的聚合物制成的细长带110和114。其它实施方式包括其它材料或材料的混合物。
在该例子中,细长带110和114具有厚度T5和T6。T5和T6典型地在约0.0001英寸(约0.00025厘米)至约0.01英寸(约0.025厘米),且优选约0.0003英寸(约0.00075厘米)至约0.004英寸(约0.01厘米)的范围内。在一些实施方式中,T5和T6大约相等。在其它实施方式中,T5和T6不相等。其它实施方式包括其它尺寸。
在一些实施方式中,用来形成细长带110和114的材料允许细长带110和114至少具有一些弯曲柔韧性和扭转柔韧性。例如,弯曲柔韧性允许间隔装置106形成转角(如,图2中示出的转角122)。此外,弯曲柔韧性允许细长带110和114作为卷状物件(rolled stock)存储在滚筒或卷筒上。卷状物件在运输期间节省空间,且因此容易运输,且运输成本不贵。随后在组装期间一部分细长带110和114打开。在一些实施方式中,用工具将细长带110和114引导成期望的结构并且插入填充物112,以形成间隔装置106。在其它实施方式中,使用机器或机器人自动制造间隔装置106和密封单元100。
图6为另一示例性间隔装置106的一部分的示意性正视图。图6包括间隔装置106的一部分的放大视图。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。在该实施方式中,细长带110和114具有波状形状。
在一些实施方式中,细长带110和114由带状材料形成,其随后弯曲成波状形状。在一些实施方式中,细长带材料为金属,如钢、不锈钢、铝、钛、金属合金或其它金属。其它实施方式包括其它材料,如塑料、碳纤维、石墨或其它材料或这些或其它材料的混合。波状形状的一些例子包括正弦波形、弓形、正方形、矩形、三角形和其它希望的形状。
在一种实施方式中,通过使带状细长带材料通过轧制成型机(roll-former),波纹形成在细长带110和114上。适合的轧制成型机的例子是一对波纹滚筒。当平坦的带状材料在波纹滚筒之间通过时,滚筒的齿将带弯曲成波状形状。取决于齿的形状,可以形成不同的波状形状。在一些实施方式中,波状形状为正弦形。在其它实施方式中,波状形状具有其它形状,如正方形、三角形、角形或其它规则或不规则的形状。
其它实施方式以其它方式形成波状细长带。例如,一些实施方式通过注射成型形成波状细长带。在一些实施方式中使用连续的注射成型工艺。
波状形状的一个好处在于,在一些实施方式中,细长带110和114的柔韧性比平坦带的柔韧性增加,包括弯曲和扭转柔韧性。在一些实施方式中,细长带110和114的波状形状抗永久变形,如扭结或破裂。这允许细长带110和114在制造期间更容易处理,而不损坏细长带110和114。波状形状还增强了细长带110和114的结构稳定性,改善间隔装置106承受压缩和扭转负载的能力。细长带110和114的一些实施方式还能够伸缩(如,纵向延展),这例如在间隔装置106围绕转角形成时是有利的。在一些实施方式中,波状形状降低或消除了开槽或其它应力释放的需要。
在一个例子中,细长带110和114具有材料厚度T7。T7典型地在约0.0001英寸(约0.00025厘米)至约0.01英寸(约0.025厘米),且优选约0.0003英寸(约0.00075厘米)至约0.004英寸(约0.01厘米)的范围内。如此薄的材料厚度降低了材料成本,并且还降低了通过细长带110和114的导热性。在一些实施方式中,如此薄的材料厚度也是可行的,因为细长带110和114的波状形状增强了细长带的结构强度。
在一个例子中,细长带110和114的波状形状限定了具有峰间幅度和峰间周期的波形。峰间幅度也是细长带110和114的总厚度T9。T9典型地在约0.005英寸(约0.013厘米)至约0.1英寸(约0.25厘米),且优选约0.02英寸(约0.05厘米)至约0.04英寸(约0.1厘米)的范围内。P1为波状细长带110和114的峰间周期。P1典型地在约0.005英寸(约0.013厘米)至约0.1英寸(约0.25厘米),且优选约0.02英寸(约0.05厘米)至约0.04英寸(约0.1厘米)的范围内。如参照图7描述的那样,在其它实施方式中使用较大的波形。其它实施方式包括处在例子中描述的尺寸之外的其它尺寸。
图7为间隔装置106的另一示例性实施方式的一部分的示意性正视图。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。除了细长带114具有比细长带110的波状形状大很多的波状形状之外,该实施方式类似于图6中示出的实施方式。
在一个例子中,细长带114具有材料厚度T10。T10典型地在约0.0001英寸(约0.00025厘米)至约0.01英寸(约0.025厘米),且优选约0.0003英寸(约0.00075厘米)至约0.004英寸(约0.01厘米)的范围内。细长带114的波状形状限定了具有峰间幅度和峰间周期的波形。峰间幅度也是细长带114的总厚度T12。T12典型地在约0.05英寸(约0.13厘米)至约0.4英寸(约1厘米),且优选约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.2英寸(约0.5厘米)的范围内。P2为大波状细长带114的峰间周期。P2典型地在约0.05英寸(约0.13厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米),且优选约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.3英寸(约0.75厘米)的范围。在一些实施方式中,相对于细长带114的大波状形状的每个峰,细长带110的小波状形状具有约5个峰至约15个峰的范围。在一些实施方式中,细长带110和细长带114翻转,使得细长带110具有比细长带114大的波形。
具有大波状细长带114的一些实施方式受益于稳定性的增加。较大的波状波形具有增加的总厚度。该厚度抗扭转力,并且在一些实施方式中,使抗压缩负载的阻力增加。较大的波形细长带114可以膨胀和压缩,如延展以形成转角。在一种实施方式中,大波形细长带114可在第一长度(具有大波状形状)和第二长度(其中细长带114基本上是直的且基本上不具有波状形状)之间膨胀。在一些实施方式中,第二长度在比第一长度大约百分之二十五至约百分之六十的范围内,且优选在比第一长度大约百分之三十至约百分之五十的范围内。较大的波形细长带114还包括间隔装置106的每单位长度的较大的表面积,如用于与第一密封剂302和304、第二密封剂402和404以及填充物112连接。在一些实施方式中,较大的表面积还使强度和稳定性增加。
在一些实施方式中,细长带114的一部分连接至细长带110,而在其间没有填充物112。例如,细长带114的一部分用紧固件连接至细长带110,紧固件例如是高粘合剂、焊缝、铆钉或其它紧固件。
虽然在图5-7中具体地图示了一些例子,但应当认识到其它实施方式将包括具体图示的其它结构。例如,另一种可行的实施方式包括两个大波状细长带。另一种可行的实施方式包括与波状带结合的平坦细长带。其它结合和结构也能够形成其它实施方式。
图8为密封单元100的另一种实施方式的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和间隔装置106。间隔装置106类似于图4的地方在于它包括细长带110、填充物112、细长带114、第一密封剂302和304以及第二密封剂402和404。在该实施方式中,间隔装置106还包括细长带802、填充物804以及密封剂806和808。
在一些实施方式中,间隔装置106包括多于两条的细长带,如第三细长带802。细长带802可以是在此描述的细长带中的任一种。细长带802包括孔隙810,其允许内部空间120与填充物804和112之间的气体和湿气通过。在一些实施方式中,填充物804包括将湿气从内部空间120中去除的干燥剂。在其它实施方式中,一个或多个填充物112和/或804不包括干燥剂。例如,在一些实施方式中,填充物112为密封剂,填充物804包括干燥剂。在一些实施方式中,细长带110中不包括孔隙。而且,在一些实施方式中,如果填充物112为密封剂,则不需要单独的密封剂304。
一些实施方式包括密封剂806和808,其在细长带802和填充物804之间提供密封。在一些实施方式中,密封剂806和808与第一密封剂302和304相同。在其它实施方式中,密封剂806和808与第一密封剂302和304不同。
其它实施方式包括附加的细长带(如,四个、五个、六个或更多)和附加的填充物层(如,三个、四个、五个或更多)。
其它可行的实施方式包括多于两个的窗户材料板(如,三个、四个或更多),如形成三面窗户。例如,两个间隔装置106可以用来隔离三块玻璃板。例如,它们可以以下述顺序设置:第一板,第一间隔装置,第二板,第二间隔装置,和第三板。以这种方式,第二板设置在第一和第三板之间,并设置在第一和第二间隔装置之间。可以以相同的方式增加任何数量的附加板,以形成包括任何数量的板的密封单元。
图9为密封单元100的另一种实施方式的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和另一示例性间隔装置106。间隔装置106类似于图4中示出的间隔装置之处在于,它包括细长带114和填充物112、第一密封剂302和304、以及第二密封剂402和404。该实施方式不包括细长带114。具有单个细长带的一些实施方式的好处在于增加了间隔装置106的柔韧性。具有单个细长带的一些实施方式的另一个好处在于降低了间隔装置106的厚度。在一些实施方式中,不包括填充物112。例如,在一些实施方式中,干燥剂设置在密封剂302和304内或上。在这种实施方式中,间隔装置106的总厚度为细长带114的厚度。
图10为密封单元100的另一种实施方式的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和另一示例性间隔装置106。间隔装置106类似于图4中示出的间隔装置之处在于,它包括细长带110、填充物112和细长带114。如前所述,在一些实施方式中,细长带110和114具有波状形状,并且其它实施方式中具有平坦形状。然而,在该实施方式中,细长带110和114还包括包括凸缘1002和1004。
为了形成凸缘1002和1004,细长带110和114以近似直角(如,约90度)弯曲。在一些实施方式中,通过使细长带110和114通过轧制成型机形成凸缘1002和1004。在一些实施方式中,所产生的细长带110和114具有正方C-形。凸缘1002和1004使间隔装置106的结构稳定性增加,如抗扭转负载。凸缘1002和1004还使端部1006和1008处的表面积增加。增加的表面积增加了间隔装置106用于与板102和104粘合的表面积。凸缘1002和1004的另一个好处在于由间隔装置106施加到板102或104的力在大面积范围内分散了,降低了板102和104的特定位置上的负载。图10图示了其中凸缘1002和1004从间隔装置106上延伸的实施方式。在另一种可行的实施方式中,凸缘1002和1004如此定向以使得它们向间隔装置106内部延伸。在另一种可行的实施方式中,凸缘1002和1004中的一个朝向间隔装置106的内部延伸,凸缘1002和1004中的另一个从间隔装置106向外延伸。在一些实施方式中,细长带110和114包括额外的弯曲。
图11为密封单元100的另一种实施方式的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和另一示例性间隔装置106。间隔装置106类似于图4中示出的间隔装置之处在于,它包括细长带110、填充物112、细长带114、第一密封剂302和304、以及第二密封剂402和404。在该实施方式中,间隔装置106还包括紧固件孔隙1102、紧固件1104和中间构件1106。
在一些实施方式中,附加的元件可以连接至间隔装置106。至间隔装置106的连接可以以各种方式实现。一种方式是在间隔装置106的细长带110的期望位置上冲出或切出孔隙1102。在一些实施方式中,孔隙1102为狭槽、缝隙、孔等。紧固件1102随后插入孔隙中,并连接至细长带110。紧固件1102的一个例子是螺钉。另一个例子是销。紧固件1102的另一个例子是突出物。并不是所有的实施方式都要求孔隙1102。例如,在一些实施方式中,紧固件1104为不要求孔隙1102的粘合剂。其它实施方式包括紧固件1104和粘合剂。一些紧固件1104设置并构造为与中间构件1106连接,以将中间构件1106连接至间隔装置106。这种紧固件1104的一个例子是窗格条夹子。
在一种实施方式中,中间构件1106为玻璃或塑料板,如用于形成三面窗户。在另一种实施方式中,中间构件为薄膜或板。例如,中间构件1106为吸收紫外线辐射、由此加热内部空间120的材料的薄膜或板。在另一种实施方式中,中间构件1106反射紫外线辐射,由此加热内部空间120。在一些实施方式中,中间构件1106将内部空间分成两个或更多个区域。在一些实施方式中,中间构件1106或者包括包括双轴定向的聚对苯二甲酸乙二醇酯,如由DuPont Teijin Films制造的
商标的薄膜。在另一种实施方式中,中间构件1106为窗格条。在一些实施方式中,中间构件1106用来给间隔装置106提供额外的支撑。如图11所示的一些实施方式的好处在于,增加中间构件1106不要求增加间隔装置106或密封剂。
图12为密封单元100的另一种实施方式的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和间隔装置106的另一种实施方式。间隔装置106类似于图4中示出的间隔装置之处在于,它包括细长带110、填充物112、细长带114、第一密封剂302和304、以及第二密封剂402和404。在该实施方式中,细长带110分成上部带1202和下部带1204。在上部带1202和下部带1204之间的是热突变区1210。
在该实施方式中,细长带110分成由热突变区1210隔开的两条带。细长带110由热突变区1210隔开进一步降低了通过细长带110的传热,以改进间隔装置106的隔热特性。例如,如果板102邻近相对冷的空间,且板104邻近相对热的空间,通过细长带114可能发生一部分传热。热突变区1210降低了细长带110的的传热。热突变区1210通常延伸细长带110的整个长度延伸。然而,在另一种实施方式中,热突变区1210纵向延伸穿过细长带110的一部分或多个部分。
热突变区1210优选由具有低导热性的材料制成。在一种实施方式中,热突变区1210为纤维材料,如纸或纤维。在其它实施方式中,热突变区1210为粘合剂、密封剂、漆或其它涂层。在其它实施方式中,热突变区1210为聚合物,如塑料。其它实施方式包括其它材料,如金属、乙烯基材料或其它适合的材料。在一些实施方式中,热突变区1210由多种材料制成,如在两面涂覆有合剂或密封剂材料的纸,以将纸连接到细长带110上。
可替换的实施方式将细长带110或114分成上、下带,并在其间包括热突变区。在另一种实施方式中,仅细长带114具有热突变区。另一可替换的实施方式将一条或多条细长带分成至少三条带,并包括多于一个的热突变区。
图13为如图6所示的间隔装置106的一部分的示意性正视图。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。在该实施方式中,细长带110和114具有波状形状。该部分间隔装置106示出为设置为转角(如,图1中示出的转角122),使得间隔装置106的该部分以距离间隔装置106的另一部分约90度定向。间隔装置106的一些实施方式能够形成转角,而不受损(如,纽结、破裂等)。
在该例子中,细长带110和114包括波状形状。因此,细长带110和114能够根据需要伸缩。波状形状能够通过拉长而膨胀。在图示的例子中,细长带114已经膨胀,以形成转角。在一些实施方式中,细长带110和114的波状形状可从第一长度(具有波状形状)膨胀至第二长度(此时细长带基本是平坦的且没有波状形状)。第二长度通常在比第一长度长约百分之五至百分之二十五的范围内,且优选在比第一长度长约百分之十至百分之二十的范围内。通过增加未延展的细长带110和114的波纹的幅度,可以增加延展长度,由此为延展提供了附加的材料长度。
在一些实施方式中,细长带110和114的波状形状也是可压缩的。图示的实施方式示出稍微被压缩的细长带110。
在一些实施方式中,间隔装置106具有如图所示的弯曲柔韧性。例如,曲率半径(如从间隔装置106的中心线测量的)典型地在约0.05英寸(约0.13厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米),且优选约0.05英寸(约0.13厘米)至约0.25英寸(约0.6厘米)的范围内,细长带110和114没有不希望的纽结或破裂。在其它实施方式中,间隔装置106的曲率半径也是可以不永久损坏填充物112而得到的,如通过裂开或在填充物112中形成气隙。
在一些实施方式中,第一细长带110和第二细长带114之间的距离基本恒定,而不会在转角处明显变窄。例如,D10为间隔装置106的大致直线部分中的细长带110和细长带114之间的距离。D12为间隔装置106的已经形成约90度转角的部分中的细长带110和细长带114之间的距离。在一些实施方式中,D12在D10的约95%至约100%的范围内。在其它实施方式中,D12在D10的约75%至约100%的范围内。作为间隔装置106的基本恒定厚度的结果是,间隔装置在直线部分和非直线部分(如转角)中具有基本恒定的热特性。
图14为示例性间隔装置106的一部分的示意性侧部透视图,还图示了间隔装置106的柔韧性。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。在该实施方式中,细长带110和114具有如图6和13所示的波状形状。该部分间隔装置106包括三个区域,包括第一区域1400、第二区域1402和第三区域1404。第二区域1402位于第一区域1400和第三区域1404之间。
细长带110和114的波状形状在全部三维空间给予间隔装置106柔韧性,包括在二维空间中的弯曲柔韧性以及第三维空间中的伸缩柔韧性。细长带110和114的波状形状还为间隔装置106提供了围绕纵向轴线的扭曲(如扭转)柔韧性。
除了图3中图示的转角柔韧性,间隔装置106还展现图14中图示的侧向柔韧性。在该例子中,第一区域1400基本沿着纵向轴线直线延伸。间隔装置106的第三区域1404弯曲,使得第三区域1404基本沿着纵向轴线A2直线延伸。一旦弯曲第三区域1404,第二区域1402也弯曲并具有弯曲形状。
通过沿箭头F1方向向第三区域1404施加力,同时保持第一区域1400固定对准轴线A1,完成第三区域1404的弯曲。该力使间隔装置106弯曲,如图所示。
当沿F 1方向的力施加至第三区域1404时,细长带110和114弯曲。一旦弯曲,细长带110和114的波状形状改变。细长带110和114能够在边缘延伸(由此降低了波纹在该区域的幅度)。结果,间隔装置106沿着箭头F1方向延伸。在另一种实施方式中,波状形状在一侧收缩,由此增加了波纹的幅度。这种收缩允许间隔装置106沿箭头F1方向弯曲。在另一种实施方式中弯曲使波纹在一端收缩,使波纹在另一端伸展。
在一些实施方式中,第一区域1400和第三区域1404弯曲以形成角度A3,而不损坏间隔装置106。角度A3是轴线A1和轴线A2方向之间的差。在一个例子中,A3在约0度至约90度,且优选约15度至约45度的范围内。在一些实施方式中,在弯曲之前测量每单位长度的A3(如第二区域1402的预弯曲长度)。在这种实施方式中,A3在每英寸长度约1度至约30度,且优选在每英寸长度约2度至约10度的范围内。
虽然图13和14都图示了仅在一个方向的弯曲,间隔装置106能够立刻沿多个方向弯曲。而且。间隔装置106能够伸展和扭曲,而不引起对间隔装置106的永久性损坏,如皱折、破裂或断开。
图15和16图示了不包括细长带的隔装置106的可替换实施方式。在一些实施方式中,间隔装置106提供低外形单元。图15为另一示例性密封单元100的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和另一示例性间隔装置106。密封单元限定了内部空间120。
在该实施方式中,间隔装置106包括填充物材料1502。填充物材料用来在内部空间120周围提供密封。填充物材料1502可以为在此描述的任何填充物材料或密封剂或其结合。在一些实施方式中,填充物材料1502包括多层。在一些实施方式中,填充物材料1502为水平叠层或垂直叠层。在一些实施方式中,在间隔装置106中包括其它密封剂或其它材料层,如图16所示。
在一些实施方式中,密封单元100具有位于板102和104之间的距离D15,该距离较小。在一些实施方式中,D15在约0.01英寸(约0.025厘米)至约0.08英寸(约0.2厘米),且优选约0.02英寸(约0.05厘米)至约0.06英寸5(约0.15厘米)的范围内。
图16为另一示例性密封单元100的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和另一示例性间隔装置106。密封单元限定了内部空间120。在一些实施方式中,间隔装置106具有低外形,由此产生了低外形的密封单元100。
在该实施方式中,间隔装置106包括第一珠子1602、第二珠子1604和第三珠子1606。一些实施方式包括或多或少的珠子。在一个例子中,第一珠子1602为次级密封剂(如双重密封等同物、硅树脂或其它原始密封剂),第二珠子1604为原始密封剂(如聚异丁烯、双重密封等同物或其它原始密封剂),且第三珠子1606为复合干燥剂或其它干燥剂。
在这种结构中,第三珠子1606的复合干燥剂与内部空间120连通,以从内部空间120去除湿气。第二珠子1604的原始密封剂提供第一密封,用于将内部空间与外部气体和湿气隔开,并用于隔热内部空间。第三珠子1606的次级密封剂提供了第二密封,用于进一步将内部空间与外部气体和湿气隔开,并用于隔热内部空间。在一些实施方式中,间隔装置106还用来将第一板102和第二板104连接在一起,同时在板102和104之间保持基本恒定的间隔。在一些实施方式中,间隔装置106的厚度在图16中示出为相对于第一板102和第二板104厚度成比例。其它实施方式包括其它厚度的间隔装置106或板102和104。
其它实施方式包括或多或少的珠子(如,一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多)。例如,其它可行的实施方式仅包括第一和第二珠子中的一个。在另一种可行的实施方式中,不包括第三珠子。其它实施方式包括第一珠子1602、第二珠子1604和第三珠子1606以及其它珠子或层中的一个或多个的其它结构。
如图16所示的那样设置的多层填充物优势在此称为垂直叠层。在一些实施方式中,垂直叠层用来代替在此讨论的其它实施方式中单个填充物层。在一些实施方式中,垂直叠层包括一条或多条细长带或者一条或多条线。
在一些实施方式中,珠子1602、1604和1606用用于涂敷密封剂、粘合剂和/或复合材料的填缝枪或其它装置。在其它实施方式中,如在制造图26中示出的夹具2600(或图43中示出的夹具3900,或图46-47中示出的夹具4600,或其它制造夹具)中,喷嘴用来将一个或多个珠子涂敷至板。在一些实施方式中,夹具被修改,以不包括间隔装置引导件。在其它实施方式中,间隔装置引导件用来确保喷嘴和将要涂敷珠子的板之间存在合适的间隔。
图17为另一示例性密封单元100的示意性剖视图。密封单元100包括板102、板104和另一示例性间隔装置106。示例性间隔装置106包括布线1702和密封剂1704。
在一些实施方式中,密封单元100在板102和104之间具有距离D17,其太大而不能由密封剂或填充物单独支撑。在该实施方式中,距离D17在从约0.04英寸(约0.1厘米)至约0.25英寸(约0.6厘米)的范围中,且优选从约0.08英寸(约0.2厘米)至约0.2英寸(约0.5厘米)的范围中。D17也是布线1702的直径在一些实施方式中,布线1702在约12美国线规(AWG)至约4AWG的范围内。
在该实施方式中,布线1702设置为保持板102和104之间的期望的空隙(距离D17)。在一些实施方式中,布线1702由金属或金属的混合物制成。在其它实施方式中,使用其它材料,如纤维材料、塑料或其它材料。在另一种实施方式中,布线1702为具有金属护套的塑料。金属护套湿气屏障,以防止湿气进入内部空间120。
在一些实施方式中,布线1702具有圆形截面形状。在其它实施方式中,布线1702具有其它截面形状,如正方形、矩形、椭圆形、六边形或其它规则或不规则的形状。
图18-20图示了包括布线的间隔装置106其它示例性实施方式。
图18为另一示例性间隔装置106的示意性剖视图。间隔装置106包括布线1702、密封剂1704,并还包括填充物1802。填充物1802为在此描述的任何填充物材料,如复合干燥剂或密封剂。
图19另一示例性间隔装置106的示意性剖视图。间隔装置106包括布线1902、密封剂1704和填充物1802。除了布线1902为中空管之外,间隔装置106与图18中图示的间隔装置相同。通过使布线1902中空,降低了布线1902的材料成本。
图20另一示例性间隔装置106的示意性剖视图。间隔装置106包括布线2002、密封剂1704和填充物2004。布线2002包括孔隙2006。
除了布线2002包括孔隙2006并且填充物2004设置在布线2002内之外,图20中示出的间隔装置106与图19中示出的间隔装置106相同。孔隙2006延伸穿过布线2002,以允许湿气和气体从内部空间穿过布线2002,并与填充物2004连通。在一些实施方式中,填充物2004包括干燥剂。
图21-25图示了可以用来将间隔装置106(或多个间隔装置106)的端部126和128连接在一起的接头124(如图1所示)的示例性实施方式。仅图示了靠近接头124的部分间隔装置106。
图21为用于将间隔装置106的第一端126和第二端128连接在一起的示例性接头124的示意性正视图。间隔装置包括细长带110、填充物112和细长带114。在该例子中,接头124为对接接头。接头124包括粘合剂2102。在一些实施方式中,粘合剂2102为密封剂。
在该实施方式中,通过在第一端126和第二端128上涂敷粘合剂2102并将第一端126和第二端128按压在一起,形成接头。粘合剂2102在接头124处形成气密密封。
图22为用于将间隔装置106的第一端126和第二端128连接在一起的示例性接头124的示意性正视图。间隔装置包括细长带110、填充物112和细长带114。在该例子中,接头124为偏移接头。接头124包括粘合剂2102。
在该实施方式中,细长带110和114形成为它们相互偏移。例如,细长带110从第二端128上突出,但从第一端126上凹陷。然而,细长带114从第二端126上凹陷并从第一端126上突出。每个细长带110和114的突出适合相同细长带110和114的凹陷。粘合剂2102涂敷在接头之间,以将第一端126与第二端128连接在一起。该实施方式的优点在于,与图21中示出的对接接头相比,增加了用于粘合的表面积。该实施方式的另一个优点在于,间隔装置106在接头124处的外形相对均匀。
图23为用于将间隔装置106的第一端126和第二端128连接在一起的示例性接头124的示意性正视图。间隔装置包括细长带110、填充物112和细长带114。在该例子中,接头124为单搭接头。接头124包括粘合剂2102。
除了第二细长带114从第二端128突出以形成折板2302之外,该实施方式与图21示出的对接接头相同。通过在第一端126和第二端128之间、并且沿折板2302的侧部涂覆粘合剂以连接接头。随后将第一端126和第二端128按压在一起,并且折板2302设置为与细长带114在第二端126的一部分重叠。除了由第一端126和第二端128之间的对接接头形成的主密封之外,折板2302还提供了辅助密封。此外,折板2302使用于粘合的表面积增加。
图24为用于将间隔装置106的第一端126和第二端128连接在一起的示例性接头124的示意性正视图。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。在该例子中,接头124为双搭接头。接头124包括粘合剂2102。
除了增加折板2402之外,该实施方式与图23中示出的实施方式相同。双搭接头包括折板2302和2402。为了连接接头,粘合剂2102施加在第一端126和第二端128之间,并在折板2302和2402的邻近侧上。第一端126和第二端128按压在一起,以形成对接接头。接下来,折板2302和2402分别按压在细长带114和110的第一端126处的相邻部分上。除了对接接头的主密封之外,折板2302和2402还提供了两个辅助密封,以形成阻挡空气和湿气的密封。此外,折板2302和2402还提供了用于粘合的额外表面积,以进一步增加接头的强度。
图25为用于将间隔装置106的第一端126和第二端128连接在一起的示例性接头124的示意性正视图。间隔装置106包括细长带110、填充物112和细长带114。在该例子中,接头124为包括接合键2502的对接接头。
接合键2502由固体材料制成,如金属、塑料或其它适合的材料。在该例子中,接合键通常为矩形块,其大小形成为装配在细长带110和114之间。粘合剂首先涂敷至两个端部126和128,和/或涂敷至接合键2502。随后接合键2502插入接头124,且端部126和128按压在一起。接合键2502给接头124提供了额外的结构支撑。
在一些实施方式中,接合键2502包括其它形状和结构。例如,在一些实施方式中,接合键2502包括多个齿,所述齿防止在组装之后接合键2502从端部126和128上脱落。
在一些实施方式中,接合键2502包括弯头,如直角弯头、30度弯头、45度弯头、60度弯头或120弯头。这种实施方式的接合键2502称为转角键,因为它们是接头124能够设置在转角。而且,在一些实施方式中,端部126和128为两个不同的间隔装置106的端部。在一些实施方式中使用多个接合键2502。
在一些实施方式中,接合键2502可替换地用来形成偏移接头、单搭接头、双搭接头或其它接头。而且,其它实施方式包括其它接头。例如,一些实施方式使用除粘合剂之外的一种或多种紧固件。
图26-30图示了根据本发明的间隔装置制造夹具2600的示例性实施方式。图26为夹具2600的正视图。图27为夹具2600的侧视图。图28为夹具2600的顶部俯视图。图29为夹具2600的底部仰视图。图30为夹具2600的前部分解图。如参照图31-38示出并更详细地描述的那样,在一些实施方式中,夹具2600用来将填充物插在细长带之间,以形成间隔装置。
现在共同参照图26-30,夹具2600包括细长带引导件2602、本体2604、细长带引导件2606和紧固件2608。本体2604包括输出喷嘴2610和延伸穿过本体2604和输出喷嘴2610的孔2612。细长带引导件2602和2606由紧固件2608固定在本体2604的相对侧。在该例子中,紧固件2608为螺丝钉,但可以使用其它适合的紧固件,如粘合剂、焊接接头、螺栓或其它紧固件。在另一种实施方式中,细长带引导件2602和260以及本体2604为整块。本体2604包括从本体2604的顶表面延伸穿过输出喷嘴2610的孔2612。
在操作期间,填充物通过诸如泵(图26-30中未示出)的源供给至具2600。泵通常包括导管(未示出),所述导管例如通过将导管的端部拧在本体2604的顶表面上的孔2612中而与孔2612连接在一起。在一些实施方式中,孔2612包括用来与导管配合的螺纹。填充物在将它传递至目的位置流过孔2612和输出喷嘴2610。
细长带引导件2602和2606与输出喷嘴2610协作引导细长带,并在其间供给填充物。细长带引导件2602和2606与输出喷嘴2610隔开足够的距离D20(图26中所示),使得细长带(图26-30中未示出)可以在输出喷嘴2610的任一侧上以及在输出喷嘴2610与细长带引导件2602和2606之间传递。以这种方式,细长带在填充期间保持合适的间距D21(图8中所示)。细长带引导件2602和2606具有相对薄的厚度D22,使得夹具2600能够形成垂直转角。D22典型地在约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.5英寸(约1.3厘米),且优选约0.2英寸(约0.5厘米)至约0.3英寸(约0.76厘米)的范围内。
细长带引导件2602和2606包括与本体2604接合的上部和在本体2604下延伸的下部。下部具有高度H1(图30中所示)。高度H1通常稍微大于细长带的宽度,以便在下部的底表面放在表面(如,玻璃板)上时,细长带装配在该表面和本体2604的底表面之间。输出喷嘴2610从本体2604的上部向外延伸高度H2。H2通常小于H1。H2和H1之间的差为高度H3。如果夹具2600的底表面放置在表面上,则H3是输出喷嘴2610的底部与该表面之间的高度。典型地,H3约等于填充物材料层的期望厚度。填充物材料将涂敷在多层中,则H3通常等同于细长带的宽度的等分。例如,如果填充物正要涂敷在三层中,则H3通常约为细长带总宽度的1/3,使得每层将填充约1/3的空间。在其它实施方式中,填充物涂敷在多种层,其中层的数量典型地在约1层至约10层的范围内,且优选在约1层至约3层的范围内。这种多层填充物有时在此称为水平叠层。
在一些实施方式中,夹具2600由金属制成,如不锈钢或铝。本体2604以及细长带引导件2602和2606。夹具2600由金属通过切割、研磨、钻孔或其它合适的加工步骤加工而成。在其它实施方式中,使用其它材料,如其它金属,塑料、橡胶等。
在可替换实施方式中,细长带引导件2602和2606包括滚筒。在一些这种实施方式中,滚筒沿垂直旋转轴线定向,使得滚筒沿着细长带的侧边滚动,以将细长带引导至合适的位置。在另一种实施方式中,滚筒沿水平旋转轴线(以紧固件2608平行)定向。在该实施方式中,滚筒用来沿着表面(如玻璃板)滚动。
图31-38图示了形成包括由间隔装置隔开的两个窗户材料板的密封单元的示例性方法。图31-36图示了填充间隔装置的方法和将间隔装置涂敷至窗户材料板的方法。仅一部分板102和104以及细长带110和114在图31-38中示出。
图31-32图示了将细长带110和114涂敷至窗户材料板104的示例性方法,以及在其间涂敷第一填充物层3100的示例性方法。图31为示意性侧部剖视图。图32为示意性前视图。
在该方法中,设置了两条细长带110和114,它们通过夹具2600进给。具体地,细长带110和114在任一尺寸输出喷嘴2610上穿过夹具2600,并靠近对应的细长带引导件2602和2606。夹具2600操作为将细长带引导至板104上的合适位置。在一些实施方式中,细长带110和114包括波状形状。
用于第一填充物层3100的材料例如通过泵和导管(未示出)供给至夹具2600的孔2612。用于第一填充物层3100的材料的例子是原始密封材料。用于第一填充物层3100的材料从本体2604的顶表面进入,穿过孔2612,并通过输出喷嘴2610退出夹具2600。以这种方式,第一填充物层3100涂敷在细长带110和114之间的位置上,并涂敷在板104的表面上。夹具2600相对于板104进给,以将填充物材料的层3100涂敷在细长带110和114之间,并涂敷在板104的表面上。
在一些实施方式中,采用连接至夹具2600的机械手或其它驱动机构进给夹具2600。在另一种实施方式中,夹具2600保持静止,且支撑板104的平台相对于夹具2600移动。
图33和34图示了在细长带110和114之间涂敷第二填充物层3300的示例性方法。图33为示意性侧部剖视图。图34为示意性前视图。
在已经涂敷第一填充物层3100之后,第二填充物层3300随后涂敷在第一填充物层3100上。为了这样做,夹具2600相对于板104提升约等于第一填充物层3100的厚度的距离。随后以与第一填充物层3100相同的方式涂敷第二填充物层3300(其可以为相同或不同的填充物材料)。第二填充物层3300的例子为复合干燥剂材料。在涂敷第二填充物层3300时,细长带引导件2602和2606保持细长带110和114的合适间距。
在另一种可行的实施方式中,除了提升夹具2600,使用具有较短的输出喷嘴2610的第二夹具(未示出)。除了输出喷嘴2610的高度降低(如H2,图30中示出),第二夹具与夹具2600相同。例如,高度可以为H2的一半。这使板104和输出喷嘴2610(H3)之间的空隙加倍。如果多于或少于三层将要涂敷在细长带中,则可以相应地调整高度。
图35和36图示了在细长带110和114之间涂敷第三填充物层3500的示例性方法。图35为示意性侧部剖视图。图36为示意性前视图。
在第一填充物层310和第二填充物层3300已经涂敷之后,第三填充物层3500随后涂敷在第二填充物层3300上,以完成间隔装置106的填充和形成。为了这样做,夹具2600再次相对于板104提升约等于第二填充物层3300的厚度的距离。第三填充物层3500(其可以为与第一填充物层310和第二填充物层3300相同或不同的材料)随后以与第一和第二填充物层相同的方式涂敷。第三填充物层3500的例子为原始材料。在涂敷第三填充物层3500时,细长带引导件2602和2606维持细长带110和114的合适间距。在第三填充物层3500已经涂敷之后,去除夹具2600。
在另一种可行的实施方式中,除了提升夹具2600,使用具有较短输出喷嘴2610的第三夹具(未示出)。除了输出喷嘴2610的高度降低(如H2,图30中示出),第三夹具与夹具2600相同。例如,该高度可以约等于零(使得输出喷嘴不从本体2604的底表面上向外突出,或者仅稍微延伸)。这为本体260和第二填充物层602之间的第三填充物层提供了足够的空隙。这使板104和输出喷嘴2610(H3)之间的空隙加倍。如果多于或少于三层将要涂敷在细长带中,则可以相应地调整高度。
在一些实施方式中,组合的填充物层3100、3300和3500的厚度稍微大于细长带110和114的宽度,使得第三填充物层3500稍微在细长带110和114上延伸。这用于将间隔装置106与第二板102连接在一起,如图37和38。
图37和38图示了将窗户材料的第二板施加至间隔装置以形成完整的密封单元100的示例性方法。图37为密封单元100的示意性侧部剖视图。图38为密封单元100的另一示意性侧部剖视图。密封单元包括板104、间隔装置106和板102。间隔装置106包括细长带110和114、第一填充物层3100、第二填充物层3300和第三填充物层3500。
在已经形成间隔装置106之后,板102连接至间隔装置106。一旦将板102放置在间隔装置106上,板102按压在第三填充物层3500上,这在间隔装置106和板102之间形成密封。
如在此描述的那样,在其它实施方式中使用其它密封剂、粘合剂或层。
图39-43图示了制造夹具3900的另一示例性实施方式。图39为夹具3900的示意性背视图。图40为夹具3900的示意性侧视图。图41为夹具3900的示意性顶部俯视图。图42为夹具3900的示意性底部俯视图。图43为夹具3900的示意性正视分解图。如图所示并且如参照图44-45更详细地描述的那样,在一些实施方式中,夹具3900用来将填充物插在两条细长带之间,以形成间隔装置。
夹具3900包括细长带引导件3902、本体3904、细长带引导件3906和紧固件3908。本体3904包括输出喷嘴3910和延伸穿过或至少部分穿过本体3904和输出喷嘴3910的孔3912。输出喷嘴3910还包括输出缝隙3911,填充物通过输出缝隙3911退出输出喷嘴3910。在一些实施方式中,输出喷嘴3910的端部封闭。细长带引导件3902和3906由紧固件3908固定到本体3904的相对侧。
除了夹具3900包括不同的输出喷嘴3910结构之外,制造夹具3900类似于图26-30中示出并参照图26-30描述的夹具。输出喷嘴3910延伸约等于细长带宽度(如图3中示出的W1)的长度。此外,输出喷嘴3910包括缝隙3911,填充物通过输出缝隙3911退出输出喷嘴3910。在一些实施方式中,制造夹具3900用来将单个填充物材料插入细长带之间(如参照图44-45图示的),而不是由多个填充物层填充(如图26-30中描述的)。然而,其它实施方式构造为涂敷多个填充物层,或者多次单独通过,或者单次同时通过。
在该实施方式中,引导件3902和3906下部具有高度H1(图30中示出)。H2为输出喷嘴3910的高度。在该实施方式中,高度H1约等于高度H2。其它实施方式包括其它高度。
图44-45图示了在窗户材料板上形成间隔装置的示例性方法。在图44-45中仅示出了板102和104以及细长带110和114的一部分。该示例性方法涉及将细长带110和114涂敷在窗户材料板104上,并涉及在其间涂敷单层填充物材料4400。图44为示意性侧部剖视图。图45为示意性前视图。
在该方法中,设置两条细长带110和114,它们通过夹具3900进料。具体地,细长带110和114根据输出喷嘴3910的任一尺寸穿过夹具3900,并靠近对应的细长带引导件3902和3906。夹具3900操作为将细长带引导至板104上的合适位置。在一些实施方式中,细长带110和114包括波状形状。
填充物材料4400例如通过泵和导管(未示出)供给至夹具3900的孔3912。填充物材料4400的例子是原始密封材料或复合干燥剂材料。在此描述填充物材料4400的其它例子。填充物材料4400从本体3904的顶表面进入,穿过孔3912,并通过缝隙3911退出夹具3900(图39中所示)。以这种方式,将填充物材料4400引向细长带110和114之间的位置,并涂敷在板104的表面上。填充物材料4400基本在单次通过中填充细长带110和114之间的所有空隙。夹具3900相对于板104进给,以将单层填充物材料4400涂敷在细长带110和114之间,并涂敷在板104的表面上。以这种方式,不需要多次通过来插入填充物材料。如果希望,在一些实施方式中,其它密封剂涂敷在间隔装置106的外侧。
图46-47图示了示例性夹具4600和在窗户材料板104上形成间隔装置的方法。图46为示意性侧部剖视图。图47为示意性前视图。夹具4600包括细长带引导件4602、本体4604、细长带引导件4606和紧固件4608。本体4604包括输出喷嘴4610和4611。在一些实施方式中,输出喷嘴4610和4611包括输出缝隙,填充物通过该输出缝隙从输出喷嘴上散布。细长带引导件4602和4606通过紧固件4608固定至本体4604的相对侧。
该例子形成间隔装置106,如图8中示出的示例性间隔装置。间隔装置106包括三条细长带114、110和802,以及两层填充物材料112和804(在图46-47中不可见,但在图8中示出)。其它实施方式还扩展包括其它细长带(如,四条、五条、六条或更多)以及多于两层的填充物材料(如,三层、四层、五层或更多)。而且,在一些实施方式中,不包括细长带,如图15-16所示。在其它实施方式中,细长带由其它材料代替,如图17-20中示出的布线。
夹具4600操作为用填充物112和填充物804填充间隔装置106(图8中所示)。在一些实施方式中,填充物112与填充物804相同,并且可以为在此讨论的任何填充物或密封剂。在其它实施方式中,填充物112与填充物804不同。填充物通过多个邻近孔3912穿过本体3904。随后它填充两条相邻细长带之间的空隙。在一些实施方式中使用单次通过。在其它实施方式中使用多次通过,如形成多层填充物112和填充物804。在一些实施方式中,所述多层是相同的材料。在其它实施方式中,所述多层为不同的材料。
图48为形成密封单元的示例性方法4800的流程图。方法4800包括操作4802、4804、4806、4808、4810和4812。方法4800用来形成包括第一板、第二板和它们之间的间隔装置的密封单元。
方法4800以操作4802开始,在操作4802期间,获取细长带材料。在一种实施方式中,获取卷状物件形式的细长带材料。在一些实施方式中,使用具有滚压细长带材料缠绕在其上的卷筒。示例性卷筒在图58-60中图示。在一些实施方式中,获取两个卷筒——提供材料以形成第一细长带的第一卷筒和提供材料以形成第二细长带的第二卷筒。双卷筒允许同时处理细长带。细长带材料的例子为长的、薄金属或塑料带。
在一些实施方式中,制造大量相同或非常相似的窗户组件。在这种实施方式中,间隔装置的尺寸和长度不变。这种制造方法的优点在于相同的细长带材料可以用来形成所有的间隔装置,以便降低或消除需要改变细长带材料或进行其它工艺修改的停机时间。结果,改进了制造生产率。
在其它实施方式中,制造多种不同的窗户组件,如具有不同尺寸和形状的窗户组件。这种制造类型有时称为定制窗户制造或一对一制造。在这种实施方式中,需要多种类型和尺寸的间隔装置与多种类型和尺寸的窗户板组装在一起。在一些实施方式中,手动选择材料(如细长带材料),并根据接下来进行制造的密封单元将它安装在制造系统中。然而,这种手动改变材料产生了停机时间,其降低了制造系统的生产率。
定制制造的可替换方法涉及使用自动材料选择装置。自动材料选择装置加载有多个不同的细长带材料,如具有不同的宽度、长度、厚度、形状、颜色、材料特性或其它不同。在一些实施方式中,每种材料储存在卷筒上,其中材料缠绕在卷筒上。当密封单元将要制造时,控制系统确定需要的间隔装置类型,已经需要制造这种间隔装置的细长带材料。随后控制系统从一个或多个卷筒选择这种细长带材料并从卷筒上获取所述材料。自动材料选择装置随后将这种材料进给到制造系统的下一阶段,在那里它将形成适合的间隔装置。
在一些实施方式中,为每种细长带材料提供两个或多个卷筒。具有多个卷筒的一个优势在于一次可以处理多条细长带材料。例如,如果间隔装置需要两条细长带,则可以同时处理这两条细长带,以减少制造时间。具有多个卷筒的另一个优势在于,即使在一个材料卷筒已经废弃之后,通过选择具有相同材料的另一个卷筒,自动材料选择装置连续操作。
具有多个卷筒的另一个优势在于,自动材料选择装置可以编程,以减少浪费。例如,如约12英寸(约3.7米)的材料留在第一卷筒上,而40英寸(12米)的相同材料在第二卷筒上,则编程自动材料选择装置,以确定可利用的材料的最有效的使用,以减少浪费。如果下一个将要制造的密封单元需要8英寸(2.4米)长度的材料,则自动材料选择装置确定是否使用第一卷筒上的12英寸(3.7米)的一部分或第二卷筒上的40英寸(12米)的一部分。如果自动材料选择装置还制造接下来将要制造的密封单元要求12英寸(3.7米)的材料,则自动材料选择装置将在第一卷筒上节省12英寸(3.7米)的材料用于第二密封单元。以这种方式,利用了整个12英寸(3.7米),导致没有或很少浪费。另一方面,如果自动材料选择装置宁愿连续使用第一实际单元直到其废弃,则8英尺(2.4米)的选择材料将已经从第一卷筒上去除。结果,4英寸(1.2米)的材料将保留在第一卷筒上。4英寸(1.2米)的材料可能太短而不用用于后续使用,则产生4英寸(1.2米)的浪费材料。
在获取细长带材料之后,进行操作4804,以在细长带材料上形成波纹。在一种实施方式中,波纹通过将额外的材料通过轧制成型机而形成。轧制成型机弯曲细长带材料,以在细长带材料上形成期望的波状形状。在一些实施方式中,波纹为细长带材料的正弦形波纹。在其它实施方式中,波纹为其它形状,如正方形、三角形、角形或其它规则或不规则的形状。如果由操作4802提供两种或多种细长带材料的卷筒,则由一个或多个轧制成型机同时处理两种或多种细长带材料。这种同时处理减少了制造时间,并且还可以改善用来形成相同间隔装置的细长带材料之间的均匀性。
虽然操作4804示出为跟随操作4802之后的操作,但可替换的实施方式在操作4802之前进行操作4804,使得波状形状的细长带材料在缠绕在卷筒上之前在细长带材料上预形成。在另一种实施方式中,细长带材料不包括波纹,由此不需要操作4804。
在形成波纹之后,随后进行操作4806,以将细长带材料切成期望的长度。使用任何适合的切割设备。如果正在同时处理细长带材料,可以同时进行切割,以减少制造时间,并改善细长带的均匀性,如具有均匀的长度。可替换地,顺序切割每条细长带。可替换地,操作4806可以在操作4804之前、在操作4802之前或在后续操作之后进行。
除了切割长度,在一些实施方式中,在操作4806期间进行其它处理步骤。一种处理步骤涉及在一条细长带形成孔隙(如,图2中示出的孔隙116)。另一种处理步骤是在间隔装置上形成其它特征,如形成用于连接窗格条或其它窗户单元的孔隙。
一旦已经形成细长带并切成一定长度,进行操作4808,以在细长带之间涂敷填充物,形成组装的间隔装置。在一种实施方式中,采用喷嘴进行在细长带之间的填充物的填充,以将填充物材料插入两条细长带之间。适合的喷嘴的例子是图26-30图示的并参照图26-30描述的制造夹具2600的喷嘴2610。
操作4808通常以将基本平行的细长带的两(或多)部分的端部对准、并在该端部处将喷嘴插入细长带之间开始。当填充物插入细长带之间时,喷嘴以固定的速率沿着细长带移动,以将基本相同的量的填充物涂敷在细长带之间。操作4808继续,直至喷嘴到达细长带的相反端部,使得基本上所有的间隔装置都包含填充物。
在一些实施方式中,喷嘴包括加热元件,其将填充物材料加热至填充物熔点以上的温度。加热使填充物融化(或至少变软),以允许喷嘴将填充物涂敷在细长带之间。填充物填充细长带之间的空隙。细长带用作防止填充物滑落的形式。随着喷嘴沿着细长带的移动控制填充物的流速,以提供合适量的填充物,充分填充细长带之间的空隙,而不超量装填。在可替换实施方式中,喷嘴静止,且细长条以固定的速率相对于喷嘴移动。填充之后,允许间隔装置冷却。填充物通常在它冷却时变硬,并且在一些实施方式中,填充物粘附到细长带的内表面上。
接下来进行操作4810,将间隔装置连接至第一板。在一些实施方式中,操作4810涉及将粘合剂或密封剂涂敷至间隔装置的边缘上,并将间隔装置按压在第一板的表面上,如靠近第一板的周边。可替换地,密封剂或粘合剂涂敷至第一板,且间隔装置按压到密封剂或粘合剂中。典型地,间隔装置靠近窗户的周边放置。在一些实施方式中,间隔装置的端部连接在一起形成环。间隔装置的端部的连接参照图21-25更详细地描述了。端部以形成密封接头的方式连接。
如果使用刚性间隔装置,间隔装置沿多个方向的柔韧性使操作4810容易进行。柔韧性允许间隔装置容易移动并操纵到第一板上的位置上,不论是手动或自动,如采用机器人。具体地,柔韧性允许间隔装置沿需要将间隔装置布置到第一板上的合适的位置上的方向弯曲和折曲。而且,柔韧性允许间隔装置容易弯曲与,以匹配第一板的形状,如形成一般矩形板的转角,或匹配椭圆板、圆形板、半圆形板或具有其它形状或结构的板的弯曲。
在操作4810期间,间隔装置可以弯曲以形成一个或多个转角。可以以多种方式进行转角的形成。形成转角的一种方法是由手自由地这样做。在该方法中,操作人员仔细地弯曲间隔装置,以尽可能紧密地匹配第一板周边的形状(或其它形状)。形成转角的另一种方法涉及使用转角工具。转角工具的例子为转角钳。间隔装置的一部分插入转角钳,转角钳随后轻轻夹紧至间隔装置,形成期望的形状。转角工具的另一个例子为心轴,其用来在形成转角时引导间隔装置。其它实施方式包括帮助形成转角的其它引导件或工具。
虽然操作4810描述为在操作4808之后进行,其它实施方式与操作4808同时进行操作4810。在这种实施方式中,当间隔装置连接至第一板时,填充物插入细长带中。这种过程可以手动进行。可替换地,使用喷嘴、工具、夹具或自动装置(或装置的组合),如机器人组装装置。制造夹具和喷嘴的例子在图26-30中示出。
在一些实施方式中,仅使用单个填充物材料。在其它实施方式中,喷嘴涂敷填充物以及一种或多种分离的密封剂或粘合剂,例如,填充物涂敷至间隔装置的中间位置,在两条细长带之间,且粘合剂或密封剂涂敷至填充物的一侧或两侧。以这种方式,粘合剂或密封剂设置在间隔装置和第一板之间,以将间隔装置与第一板连接在一起。在一些实施方式中,粘合剂或密封剂用来在操作4812期间将第二板连接至间隔装置的相对侧。在一些实施方式中,一种或多种其它密封剂层涂敷至间隔装置的一个或多个外表面,以进一步密封间隔装置与第一和第二板之间的边缘。其它密封剂层可以与操作4808、4810和4812同时进行或在操作4812之后进行。
一旦间隔装置已经连接至第一板,随后进行操作4812,以将第二板连接至间隔装置,形成密封单元。然而,注意到,在一些实施方式中,其它处理步骤在操作4810和4812之间进行,如增加窗格条或改变内部空间的容量。
在一些实施方式中,操作4812涉及将操作4810的粘合剂或密封剂涂敷至间隔装置的与第一板相对的一侧上。可替换地,粘合剂或密封剂直接涂敷在第二板上。随后第二板放置在间隔装置上,以将间隔装置连接至第二板。以这种方式,在第一和第二板之间形成密封的内部空间,并且内部空间由间隔装置围绕。第一和第二板由间隔装置保持相互隔离的关系,以形成完整的密封单元。可替换地,第一板和连接的间隔装置放置在第二板上。
在一些实施方式中,间隔装置接头保持打开,直到操作4812之后,使得存在于内部空间内的空气可以通过接头去除,如通过用另一种气体净化或使用真空腔从内部空间去除气体。一旦完成抽真空或净化,则随后密封接头。在另一种实施方式中,操作4812在真空腔或在包括净化气体的腔中进行。在一些这种实施方式中,在连接第二板之前,作为操作4810的一部分,密封接头。
在另一种可行的实施方式中,操作4808、4810和4812同时进行。在这种实施方式中,第一和第二板以隔开关系设置,间隔装置被填充并在单个步骤中直接连接至第一和第二板。
可替换的方法为形成隔装置并将其连接至第一板的方法。这种可替换方法包括图48中示出的操作4802、4804、4806、4808和4810。在该实施方式中,不需要第二板,且不需要操作4812。
图49-52图示了用于制造密封单元的可替换实施方式。图49图示了形成和储存间隔装置的示例性方法。图50图示了定制和储存间隔装置的示例性方法。图51图示了取出储存的间隔装置并将储存的间隔装置连接至板以形成密封单元的示例性方法。图52图示了形成间隔装置并将其连接至第一板的示例性方法。
图49为形成和储存间隔装置的示例性方法4900的流程。该方法包括操作4902、4904和4906。有时希望的是在与窗户板连接之前储存组装后的间隔装置。为此目的,提供了多个间隔装置存储装置,如图54-57所示。
方法4900以操作4902开始,在操作4902期间形成间隔装置。形成间隔装置包括的例子包括参照图48描述的操作4802、4804、4806和4808。间隔装置包括具有波状形状的一条或多条细长带,且优选包括具有波状形状的两条或多条细长带。填充物设置在细长带之间。
在形成间隔装置之后,如果需要,进行操作4904,以允许间隔装置冷却。在一些实施方式中,填充物在插入细长带之间时被加热。它的好处在于允许填充物冷却,以允许填充物设置成合适的结构,如防止填充物的滑落、散落或变形。此外,如果允许间隔装置冷却并保持直线,则间隔装置在安装期间将很少倾向于卷曲。然而,并不是所有的实施方式都要求操作4904。在一些实施方式中,操作4904在操作4906期间或之后进行。
接下来进行操作4906,以将间隔装置储存在多间隔装置储存装置中。在一种示例性实施方式中,间隔装置滚压在卷筒上。随后卷筒放在储存架位置上。储存架和卷筒的例子参照图54-60描述。在一些实施方式中使用控制系统,其包括存储器和处理装置,如微处理器。在一些实施方式中,控制系统为计算机。在一些实施方式中,控制系统在存储器中(如以查找表格的形式)存储关于间隔装置的信息,具有表示间隔装置位置的标识符。以这种方式,控制系统由此能够定位间隔装置,并从储存装置中取出间隔装置。在一些实施方式中,机器臂用来从储存装置中取出卷筒和间隔装置。
当制造每个间隔装置时,间隔装置滚压在卷筒上,并储存在多间隔装置储存装置中,使得多个间隔装置储存在多间隔装置储存装置中。可替换地,间隔装置不被滚压,而是在储存时基本上为平直的,如在架子上或在细长隔间中。
在可替换的实施方式中,操作4906涉及在插入填充物之前在多间隔装置储存装置中储存细长带。在该实施方式中,该方法通过仅将间隔装置的细长带储存在多间隔装置储存装置中而继续(操作4906)。随后形成间隔装置(操作4902),并允许其冷却(操作4904)。例如,一对细长带可以歧义滚压在单个卷筒上。细长带随后放入储存装置中。随后取出细长带并填充,以组装间隔装置。
图50为形成定制间隔装置并储存间隔装置的示例性方法5000的流程图。方法5000包括操作5002、5004,5006和5008。方法5000从操作5002开始,在操作5002期间获取间隔装置。在该方法中,间隔装置已经被制造(如通过至少进行图48中示出的操作4802和4808),现在获取制造好的间隔装置。
接下来进行操作5004,在操作5004期间将间隔装置切成一定的长度。在一些实施方式中,所述长度由间隔装置将与其组装在一起的窗户的尺寸决定。操作5004以手动或自动进行。例如,诸如剪刀或铁皮剪之类的切割工具由人们用来将间隔装置切成一定长度。作为另一示例性,冲压机用来将间隔装置切成一定长度。在其它实施方式中使用其它切割工具或装置。
接下来进行操作5006,在操作5006期间被切下的间隔装置被滚压,准备用于储存。在一些实施方式中,间隔装置滚压在卷筒上。在一些实施方式中,卷筒具有足以防止间隔装置过于弯曲和受损的直径。
接下来进行操作5008,在操作5008期间间隔装置储存在多间隔装置储存装置中。在一些实施方式中,所述多间隔装置储存装置为以有组织的方式储存间隔装置的结构、设备或装置。例子包括棚架单元、盒子或盒子组、橱柜、抽屉或抽屉组、支架、传送带或其它适合的储存单元。储存支架的例子参照图54-57描述。在一些实施方式中,多间隔装置储存装置为无源结构,但在其它实施方式中为有源结构。例如,在一些实施方式中,有源结构包括用于移动、定位、重新安排或从多间隔装置储存装置上获取间隔装置的马达和驱动机构。在一些实施方式中,诸如计算机之类的处理装置用来控制多间隔装置储存装置。
图51为去除储存的间隔装置并将储存的间隔装置连接至板以形成密封单元的示例性方法5100的流程。方法5100包括操作5102、5104、5106和5108。
方法5100从操作5102开始,在操作5102期间确定要求组装的下一个密封单元所需要的间隔装置。在一些实施方式中,间隔装置以预期的制造顺序储存在多间隔装置储存装置中。在这种实施方式中,操作5102涉及确定多间隔装置储存装置中的下一个间隔装置。在制造窗户组件期间可能出现的问题是窗户板有时不以预期的顺序到达。例如,如果窗户板断开、破裂或发现具有一些其它缺陷,则可以去除该窗户板。如果出现这种情况,则已经用于与该窗户板组装在一起的间隔装置应当保留在储存装置中(或返回储存装置中)。用于在已经获取更换板时随后使用。
因此,一些实施方式操作为确定所需要的下一个间隔装置。在一个例子中,诸如数量、标签或条形码之类的标识符放在板上。板沿着传送带行进。读出装置靠近传送带设置,并读取板上的标识符。读出装置将来自标识符的信息传递至控制系统。控制系统将标识符与储存在多间隔装置储存装置中相关联的间隔装置向匹配,以确定所需要的下一个间隔装置。可替换地,操作5102手动进行。
一旦已经确定下一个间隔装置,则随后进行操作5104,以定位并从多间隔装置储存装置中获取间隔装置。在一些实施方式中,操作5104涉及根据预定的顺序在多间隔装置储存装置内定位下一个间隔装置。
在其它实施方式中,操作5104由控制系统进行。例如,控制系统在存储器中存储查找表格。查找表格包括间隔装置标识符和在多间隔装置储存装置中相关联的间隔装置的位置的列表。在一些实施方式中,查找表格包括多个行和列。在一个例子中,间隔装置标识符设置在第一栏,且位置标识符储存在第二栏,使得间隔装置标识符和位置标识符相互关联。控制系统使用查找表格(从操作5102开始)将标识符与查找表格中的标识符匹配,以确定多间隔装置储存装置中相关联的间隔装置的位置。在一些实施方式中,查找表格包括其它间隔装置储存装置。以这种方式,查找表格可以用来检索具有一个或多个期望特性的间隔装置。这些特性的例子包括厚度、宽度、长度、材料类型、填充物类型、颜色、填充物厚度和其它特性。在一些实施方式中,每种特性与查找表格的独立栏相关联。
一旦已经在多间隔装置储存装置中定位间隔装置,则获取该间隔装置。在一些实施方式中,机器人或其它自动装置用来从多间隔装置储存装置中移出间隔装置。可替换地,间隔装置手动移出。
在从多间隔装置储存装置中获取间隔装置之后,接下来进行操作5106,以将间隔装置连接至第一板。操作5106的例子是参照图48描述的操作4810。
当间隔装置连接至第一板时,接下来进行操作5108,以将第二板连接至间隔装置的相对边上,形成密封单元。操作5108的例子是参照图48描述的操作4812。在可替换的实施方式中,操作5106和5108同时进行。并不是所有的实施方式都要求操作5108。
在可替换的实施方式中,细长带储存在多间隔装置储存装置中,没有填充物。在这种实施方式中,在间隔装置正在连接至一个或多个窗户板时,填充物插入细长带之间。
图52为形成间隔装置并将其连接至第一板的示例性方法5250的流程。方法5250包括操作5202、5204、5206、5208、5210、5212和5214。
方法5200从操作5202开始。在操作5202期间获取细长带材料。在这种例子中,填充物还没有插入细长带之间形成完整的间隔装置。更确切地说,获取细长带材料本身。在一些实施方式中,细长带材料由金属或塑料制成。其它实施方式包括其它材料。并不是所有的实施方式都要求操作5202。
随后如果希望能够,进行操作5204,以在细长带材料上形成波纹。在一个例子中,细长带通过在细长带材料上形成波纹的轧制成型机。波纹例如通过将细长带材料完成期望的形状而形成。一些实施方式的优点在于增加了所产生的间隔装置的稳定性。一些实施方式的另一个优点是增加了细长带材料和所产生的间隔装置的柔韧性。一些实施方式的又一个优点是便于如在操作5214的制造,如下所述。
随后进行操作5206,以将细长带切成一定的长度。切割由任何适合的切割装置进行,包括手动切割工具或自动切割装置。在一些实施方式中,两条或多条细长带同时切割,以形成具有均匀长度的细长带。
通过在操作5204之后进行操作5206,则更精确地控制波状细长带的长度。然而,在其它实施方式中,操作5206在任何时间在操作5202、5204、5208、5210、5212或5214之前或之后进行。如果切割在操作5204之前进行,则将细长带切成比预期的最终的细长带长度长。原因是在细长带材料上形成波纹(操作5204)通常减少细长带的总长度。然而,在一些实施方式中,细长带材料在操作5204期间拉伸,使得操作5204前后的长度基本上相同。
随后进行操作5208,以在多间隔装置储存装置中存储细长带材料。操作5208的例子为在此分别参照图49和50描述的操作4906和5008。
在至少一个间隔装置已经储存在多间隔装置储存装置中之后,进行操作5210,以确定所需要的间隔装置。如果此时确定该间隔装置是需要的,则进行操作5212。如果此时确定该间隔装置不是需要的,则重复操作5210,直到该间隔装置是需要的。
在一些实施方式中,操作5202至5208独立于操作5210至5214进行。换句话说,在一些实施方式中,当需要时,操作5202和5208与操作5210至5214同时进行。
一旦在操作5210确定间隔装置是需要的,则进行操作5212,以定位间隔装置并从多间隔装置储存装置获取该间隔装置。这例如通过访问查找表格而完成。在查找表格确定间隔装置以及该间隔装置在多间隔装置储存装置中的位置。随后从多间隔装置储存装置的该位置处获取间隔装置。在另一种实施方式中,通过物理观察多间隔装置储存装置并选择合适的间隔装置,手动进行操作5212。
当已经定位并获取合适的细长带时,接下来进行操作5214。在操作5214期间,细长带材料涂敷到板上,同时填充物插入细长带之间。操作5214的例子在此图示并描述。
图53为用于制造窗户组件的示例性制造系统5300的示意性方块图。本发明描述了各种制造系统,并且在图53中图示了一种特定的实施方式。其它实施方式包括其它装置并操作为进行其它方法,如在此描述的那样。制造系统5300的其它实施方式包括比图53中示出的少的装置、系统、站点、或元件。
制造系统5300包括控制系统5302、细长带供给装置5304、轧制成型机5306、切割装置5308、卷取机构5310、多卷筒储存装置5312、板识别系统5314、传动带系统5316、卷筒选择装置5318、间隔装置涂敷器5320和第二板涂敷器5322。在一些实施方式中,制造系统5300操作为制造间隔装置106,同时将间隔装置106涂敷到板104上。随后涂敷第二板102,以形成完整的密封单元。
控制系统5302控制制造系统5300的操作。适合的控制系统的例子包括计算机、微处理器、中央处理单元(“CPU”)、微控制器、可编辑逻辑器件、现场可编程门阵列、数字信号处理(“DSP”)装置等。处理装置可以为任何普通种类的,如精简指令集计算(RISC)装置、复杂指令集计算装置(“CISC”)或特定处理装置,如专用集成电路(“ASIC”)装置。典型地,控制系统5302包括用于存储数据的存储器和用于发送和接收与其它装置通信的数据的通信接口。在一些实施方式中,在控制系统5302和制造系统5300的其余部分之间包括其它通信线路。在一些实施方式中,包括用于与制造系统5300通信的通信总线。其中实施方式利用其它通信方法,如无线通信系统。
从细长带供给装置5304开始制造。细长带供给装置5304包括如滚压形式的细长带材料。在一些实施方式中,提供多种细长带材料。控制系统5302在可利用的细长带材料进行选择,以选择适合特定密封单元的细长带材料。
随后细长带材料传输至轧制成型机5306。轧制成型机将细长带材料弯曲或形成期望的形式,如包括波状形状。在一些实施方式中,不包括轧制成型机,采用不具有波状形状的平坦细长带。在其它实施方式中,细长带供给装置提供已经包含波状形状的细长带材料,如此不需要轧制成型机。
接下来细长带材料通过切割装置5308。切割装置5308将细长带材料切成期望的长度,用于密封单元。完成的细长带材料随后用卷取机构5310滚压在卷筒上,随后用其它细长带材料滚筒储存在多卷筒储存装置5312中。多卷筒储存装置5312的例子是卷筒存放架5400,如图54所示。在其它实施方式中,多卷筒储存装置5312包括多个存放架5400。
板识别系统5314操作为在板104沿着传动带系统5316传递时识别板104。例如,板104A、104B、104C、104D每个都包括相关联的板标识符5317A、5317B、5317C和5317D。板标识符5317的例子为条形码、印刷标签、射频(RF)识别标签、颜色编码标签或其它标识符。板识别系统5314读取板标识符5317并将产生的数据发送至控制系统5302,以识别板104。板识别系统5314的例子为条形码读出装置。板识别系统5314的另一个例子为电荷耦合装置(CCD)。在一些实施方式中,板识别系统5314读取由板标识符5317编码的数字数据,并将数字数据传递至控制系统5302。在其它实施方式中,提取板识别系统5314的数字图像,并且数字图像传递至控制系统5302。在另一种实施方式中,板识别系统5314为磁或射频接收装置,其从板标识符5317接收识别板104的数据,板识别系统5314随后将该数据传递至控制系统5302。其它实施方式包括其它标识符5317和其它板识别系统5314。其它实施方式仅包括单一尺寸和/或类型的板,由此不需要板的识别。
一旦已经由控制系统5302识别传动带系统5316上的下一个板104,则控制系统5302指示卷筒选择装置5318从多卷筒储存装置5312上获取包含合适的细长带的一个或多个卷筒。卷筒选择装置5318获取卷筒,并将细长带材料提供至间隔装置涂敷器5320。同时,传动带系统5316使板向着间隔装置涂敷器5320行进。
接下来间隔装置涂敷器5320操作为在板104(如,104B)上形成间隔装置106(如,106B)。间隔装置涂敷器5320接收细长带材料并插入合适的填充物材料,同时将所产生的间隔装置106涂敷在板104(如,104B)上。在一些实施方式中,间隔装置涂敷器5320包括夹具和喷嘴,如图26-47图示并参照图26-47描述的那样。
在间隔装置106已经涂敷至板104之后,传动带系统5316使板104向第二板涂敷器5322行进。第二板涂敷器5322获取板102(如,102B),并将该板设置在间隔装置106B上,使得板102和104位于间隔装置106的相对侧。以这种方式,形成完整的密封单元100(如,100A)。
在一些实施方式中,使用除了在此具体图示并描述的那些技术之外的其它熟知的窗户处理技术。这种处理步骤可以在将板102放置在间隔装置106之前、期间或之后进行。例如,在一些实施方式中,进行抽真空步骤,以从由板102和104与间隔装置106限定的内部空间去除空气。可替换地,在一些实施方式中,使用净化气体,以将希望的气体引入内部空间中。在一些实施方式中,窗格条或密封单元的其它附加特征在制造密封单元期间插入。
图54-57图示了根据本发明的示例性卷筒存放架5400。图54为示意性局部分解顶部透视图。图55为示意性局部分解底部和侧部透视图。图56为示意性局部分解侧视图。图57为示意性局部分解顶视图。
卷筒存放架5400包括本体5402和盖子5404。卷筒存放架5400储存多个卷筒5406。在一些实施方式中,卷筒5406包含间隔装置106的长度(如,图1中示出)。在一些实施方式中,卷筒5406包含足以形成多个间隔装置106的长度。在其它实施方式中,卷筒5406包含一条或多条细长带(如,细长带110和114,图1-2中示出)的长度。在一些实施方式中,细长带110和114为平坦带状材料。在其它实施方式中,细长带110和114为具有波状形状细长材料带。在一些实施方式中,一条或多条细长带110和114包括其它特征,如隙116(图2中示出)。
如图55所示,在一些实施方式中,本体5402包括框架5410、侧壁5412和托板5414。框架5410包括垂直框架构件5420和水平框架构件5422。在该例子中,垂直框架构件5420和水平框架构件5422连接,以在卷筒存放架5400的每个端部形成正方形。在一些实施方式中,框架5410包括中空框架构件,如由金属、木材、塑料、碳纤维或其它材料制成。
在一些实施方式中,销钉5424连接至垂直框架构件5420,并从垂直框架构件5420上垂直向上延伸。销钉5424构造为与盖子5404的孔隙5456接合。此外,在一些实施方式中,销钉5424比盖子5404的厚度长,并可以用来在卷筒存放架5400顶部支撑并对准另一卷筒存放架。例如,如果第二卷筒存放架(包括垂直框架构件5420)设置在卷筒存放架5400的顶部,则销钉5424定尺寸以形成为配合到垂直框架构件5420的底端。这确保堆叠卷筒存放架正确对准,并还用来防止在多个卷筒存放架运输期间第二卷筒存放架相对于卷筒存放架5400左右或前后移动。在一些实施方式中,销钉5424是拧上的。
在一些实施方式中,侧壁5412包括纵向侧壁5430和横向侧壁5432。侧壁5412在其端部相互连接,并与托板5414和盖子5404一起限定储存卷筒5406的内腔5436(图57中示出)。横向侧壁5432连接至框架5410并由框架5410支撑。
托板5414包括纵桁板5440和盖板5442。托板5414形成卷筒存放架5400的基底。纵桁板5440在其中限定沟槽,叉式升降机的叉子可以插入该沟槽中,以由盖板5442提升托板5414。在一些实施方式中,纵桁板5440为中空管,如由金属、木材、塑料、碳纤维或其它材料制成。纵桁板5440连接至盖板5442的底表面,并相互隔开足够的距离,以在其中接收叉子尖头。
在一些实施方式中,盖板5442为单一材料板,如金属、木材(包括胶合板、碎木板等)、塑料、碳纤维或其它材料或材料的组合。在其它实施方式中,盖板5442由多个板制成。在该例子中,纵桁板5440在盖板5442上横向延伸。在其它实施方式中,纵桁板5440在盖板5442上纵向延伸。
如图55所示,在一些实施方式中,盖子5404包括盖子板5450和支撑构件5452。盖子5404设置并构造为包围卷筒存放架5400的顶侧。盖子5404包括转角孔隙5456和把手孔隙5454。支撑构件5452给盖子板5450提供结构支撑。把手孔隙5454穿过盖子板5450形成,且优选朝向盖子板5450的中心,以提供便于从本体5402上去除盖子5404的把手。
盖子5404可连接至本体5402。为了这样做,盖子5404垂直设置在本体5402上,转角孔隙5456与销钉5424垂直对准。随后降低盖子5404,直至盖子板5450开始接触框架5422和/或侧壁5430。在一些实施方式中,螺母(如,未示出的六角螺母或蝶型螺母)拧在销钉5424上,以防止盖子5404无意从本体5402上脱落。
现在参照图56,提供了用于一种示例性实施方式的尺寸。其它实施方式包括其它尺寸。H4为卷筒存放架5400的不包括销钉5424的高度。H4典型地在约1英尺(约0.3米)至约4英寸(约1.2米),且优选约20英寸(约50厘米)至约30英寸(约76厘米)的范围内。W4为卷筒存放架5400的宽度。W4典型地在约1英尺(约0.3米)至约4英寸(约1.2米),且优选约2英寸(约0.6米)至约3英寸(约0.9米)的范围内。
现在参照图57,提供了用于一种示例性实施方式的其它尺寸。L4为卷筒存放架5400的长度。L4典型地在约4英寸(约1.2米)至约8英寸(约2.5米),且优选约5英寸(约1.5米)至约7英寸(约2米)的范围内。
卷筒存放架5400包括用于储存多个卷筒的内腔5436。在内腔5436内的是多个横向分隔装置5460,其连接至侧壁5430的内侧。横向分隔装置5460相互隔开,以限制接收狭槽5462的卷筒。横向分隔装置5460的顶边包括在中心的槽口5464,其用于接收并支撑卷筒5406芯体的端部。槽口5464防止卷筒5406沿除接收狭槽5462的卷筒上垂直向上之外的任何方向偏移。当盖子5404设置在卷筒存放架5400顶部上时,盖子5454进一步防止卷筒5406从除接收狭槽5462的卷筒上垂直向上偏移。以这种方式,卷筒5406稳固地包含在卷筒存放架5400内。
图58-60图示了构造为储存间隔装置106材料的示例性卷筒5406。在一些实施方式中,卷筒5406储存包括至少一条或多条细长带和填充物材料的组装后的间隔装置。在其它实施方式中,卷筒5406仅储存一条或多条细长带。
图58为示例性卷筒5406的示意性透视图。在该例子中,卷筒5406包括芯体5802以及侧壁5804和5806。芯体5802通常具有圆柱形形状,并延伸通过两个侧壁5804和5806。芯体5802在卷筒5406内部提供了圆柱形表面,间隔装置材料缠绕在该表面上。
芯体5802还从卷筒5406的两侧向外延伸,以形成夹紧装置5810和5812(图58中不可见)。在一些实施方式中,夹紧装置5810和5812用来支撑卷筒5406。例如,在一些实施方式中,通过将夹紧装置5810和5812搁在槽口5464中,卷筒5406储存在卷筒存放架5400中。槽口5464支撑夹紧装置5810和5812,以将卷筒5406保持在合适的位置上。而且,在一些实施方式中,自动卷筒回收机构用来通过到达卷筒存放架5400中并握紧期望的卷筒5406的夹紧装置5810和5812而从卷筒存放架5400上取出期望的卷筒5406。随后回收卷筒5406。
在一些实施方式中,芯体5802为中空的。如果期望,杆体可以插入穿过芯体5802。杆体允许卷筒5406围绕杆体自由旋转,以分配包含在卷筒5406上的间隔装置材料。可替换地,杆体可以通过包括膨胀结构夹紧芯体5802的内部而接合芯体5802。随后通过旋转杆体控制卷筒5406的旋转。
侧壁5804和5806连接至芯体5802并从芯体5802上径向延伸。侧壁5804和5806通常设置在平行平面内,并相互隔开大于将要存储在其上的间隔装置材料的宽度的距离。侧壁5804和5806在缠绕期间引导间隔装置材料到达芯体5802上,并在解开期间引导间隔装置材料离开芯体5802。侧壁5804和5806还防止间隔装置材料在芯体5802上的滑动。
图59为图58中示出的示例性卷筒5406的示意性侧视图。卷筒5406包括芯体5802、侧壁5804(图59中不可见)和侧壁5806。在一些实施方式中,在侧壁5804和5806中的一个或多个上形成窗口5902。在一些实施方式中,减轻孔隙5904也形成在侧壁5804和5806中的一个或多个上。卷筒5406还包括中心旋转轴A10。
芯体5802包括外表面5820和内表面5822。卷筒5406的一个例子的尺寸如下。D30为卷筒5406总直径。D30典型地在约1英尺(约0.3米)至约4英寸(约1.2米),且优选约1.5英寸(约0.5米)至约2.5英寸(约0.75米)的范围内。D32芯体5802的围绕外表面5820的外径。D32典型地在约1英寸(约2.5厘米)至约6英寸(约15厘米),且优选约3英寸(约7.5厘米)至约5英寸(约13厘米)的范围内。D32足够大,以防止在间隔装置材料缠绕在其上时损坏间隔装置材料。D34为芯体5802围绕内表面5822的内径。D34典型地在约1英寸(约2.5厘米)至约6英寸(约15厘米),且优选约2英寸(约5厘米)至约4英寸(约10厘米)的范围内。
窗口5902为侧壁5806上的切口区域,其允许用于可视观察保留在卷筒5406上的间隔装置材料的数量。在一些实施方式中,控制系统使用窗口5902监控保留在卷筒5406上的材料的数量,如采用光学检测器。
在一些实施方式中,减轻孔隙5904形成在侧壁5804和5806中。减轻孔隙5904为钻穿或加工穿过侧壁5804和5806以降低卷筒5406的重量的孔。在一些实施方式中,减轻孔隙还降低需要形成卷筒5406的材料总量。
图60为图58中示出的示例性卷筒5406的示意性正视图。卷筒5406包括芯体5802、侧壁5804和侧壁5806。芯体5802包括夹紧装置5810和夹紧装置5812。
用于一种实施方式的卷筒5406的尺寸如下。D36为侧壁5804的内表面和侧壁5806的内表面之间的间距。D36稍微将要储存在卷筒5406上的间隔装置材料的宽度。D36典型地在约0.2英寸(约0.5厘米)至约2英寸(约5厘米),且优选约0.3英寸(约0.75厘米)至约1英寸(约2.5厘米)的范围内。D38为卷筒5406在芯体5802上的总宽度。D38典型地在约1英寸(约2.5厘米)至约6英寸(约15厘米),且优选约2英寸(约5厘米)至约4英寸(约10厘米)的范围内。
卷筒5406能够储存较长长度的间隔装置材料。在一些实施方式中,背衬材料首先缠绕在芯体5802周围。背衬材料通常为薄的材料,如带。带粘附至芯体5802。间隔装置材料的端部连接至背衬材料的端部。通过背衬材料防止间隔装置材料沿芯体5802的滑动。在一些实施方式中,背衬材料具有至少约为卷筒5406的直径D30一半的长度。这允许整个间隔装置材料在背衬材料从芯体5802上脱落之前从卷筒5406上去除。在另一种可行的实施方式中,间隔装置材料直接连接至芯体5802,如通过将间隔装置材料的端部插入穿过芯体5802形成的狭缝。
可以存储在卷筒5406上的间隔装置材料的长度根据间隔装置材料的厚度、卷筒5406直径D30和芯体5802的直径D32变化。作为一个例子,如果间隔装置具有约0.2英寸(约0.5厘米)的厚度,则具有约2英寸(约0.6米)的外径和约3英寸(约7.5厘米)的芯体直径的卷筒通常将能够保持约600英寸(约180米)至约1000英寸(约300米)长度范围内的间隔装置材料。如果仅单个细长带材料储存在卷筒5406上,厚度可以明显小于0.2英寸(0.5厘米),使得多大长度的间隔装置材料可以储存在卷筒5406上。如果材料的厚度大于0.2英寸(0.5厘米),则较少的间隔装置材料可以储存在卷筒5406上。
现在返回之前讨论的示例性间隔装置,图61为设置在密封单元100中的示例性间隔装置106的示意性剖视图。(在这里,该示例性实施方式之前参照图4讨论了。)图61图示了一些实施方式如何在间隔装置106与板102和104之间提供改进的接头。
示出了示例性粒子6102(如气体原子或分子)。间隔装置106阻碍大比例的质量传递在外部大气和内部空间120之间出现。质量传递是这种一种过程,粒子(例如原子或分子)的随意运动通过该过程引起从高浓度区域到低浓度区域的净质量传递。优选的是防止或降低质量传递的量,以阻止来自外部大气的粒子渗入内部空间120,并且同样阻止来自内部空间120的期望的粒子泄露到大气中。在一些实施方式中,间隔装置106的结构(以及在此讨论的其它实施方式)与板102和104一起形成接头,该接头使质量传递降低。
为了对此进行说明,在该例子中考虑粒子6102从外部大气(该例子中的起始点)到内部空间120传递必须采用的路径A60。首先粒子6102必须穿过次级密封剂402并进入原始密封剂302。粒子6102必须找到它自己到达细长带114和板102的表面312之间的小间隙的路径,以进入细长带110和114之间的区域。接下来,粒子必须找到它自己到达细长带110和板102的表面312之间的空隙。如果采取了所有的这些步骤,则粒子随后可以进入内部空间120。
虽然将路径A60示意性地图示为直线,但粒子6102的路径可以为除直线之外的任何路径。更确切地说,粒子6102随意运动通过多个区域。仅由箭头A62、A64、A66、A68、A70和A72示意性地表示无限数量的随意路径中的一些。如由这些箭头所暗示的,粒子6102的随意路径穿过次级密封剂402并进入细长带114和板102之间的空隙的可能性小。如果它进入了,则粒子行进到细长带110和板102之间的空隙的可能性也非常小。事实上,一旦粒子6102进入细长带110和114之间的区域,粒子返回通过细长带114和板102之间的空隙的机会与通过细长带110和板102之间的空隙的机会可能非常相同。因此,由间隔装置106与板102和104一起形成的接头明显降低了内部空间120和外部大气之间的质量传递。
间隔装置106的一些实施方式的另一优点在于改进了对源于密封单元100的运动的应力的阻抗,有时称为的泵送应力。当出现温度变化时,温度变化可以导致板102和104移动。例如,板102和104可能弯曲,如从稍微凸起的形状移动为稍微凹陷的形状并且返回。而且,风和大气压力变化向板102和/或104施加力,并也导致密封单元100移动。间隔装置106构造为与板102和104一起形成接头,其在这种情况下具有改进的性能。
在一些实施方式中,细长带110和114具有波状形状。波状形状提供了大的接触密封剂(如,302或304)的表面积。大的表面积在细长带110和114与板102和104之间提供了强的接头。通过在大面积上分散力,大的表面积还降低了施加至密封剂的应力。
间隔装置106的一些实施方式具有在密封单元100运动(如泵送加压)期间降低密封剂延长的优势。密封剂延长会对密封剂具有有害的影响,潜在地导致损坏密封剂。在一些实施方式中,密封剂延长被降低,提供了改进的密封剂性能。
在一个例子中,密封剂302和304具有在约0.060英寸(约0.15厘米)至约0.150英寸(约0.4厘米)且优选约0.1英寸(约0.25厘米)至约0.12英寸(约0.3厘米)范围内的厚度。由于较大厚度的密封剂302和304(例如,与具有0.01英寸(0.025厘米)厚度的密封剂相比),密封剂延长的百分比降低了。如果密封剂302或304的由运动引起的总延长约为0.02英寸(约0.05厘米),则间隔装置延长在约13%至约33%,且优选约15%至约20%的范围内。因此,所述接头使密封剂延长降低了。
间隔装置106的一些实施方式的另一优势在于细长带110和114不直接连接,且因此可以独立地起作用。例如,当出现泵送应力时,在细长带110和114之间独立于板102和104保持密封。因此,细长带和相关联的密封剂都对密封单元的密封内部空间120提供了改进的保护。
虽然本发明在整个密封单元的上下文中描述了多种例子,但并不是所有的实施方式都需要整个密封单元。例如,在此描述的每个示例性间隔装置本发明都是根据本发明的不要求整个密封单元的实施方式。换句话说,即使在此在完整或部分密封单元的上下文中描述了特定的间隔装置,但间隔装置的一些实施方式不要求透明材料板。类似地,即使在此在特定填充物或密封剂结构的上下文中描述了特定的间隔装置,但并不是间隔装置的所有的实施方式都要求特定填充物或密封剂结构。提供这些例子仅是用来描述示例性的实施方式,并且这种例子不应当解释为限制本发明的保护范围。
而且,本发明参照特定的例子描述了某些元件并参照另一例子描述了其它元件。将会认识到,这些单独描述的元件本身可以以各种方式结合,以形成根据本发明的其它实施方式。
仅以说明的方式提供了上述各种实施方式,并且上述各种实施方式不应当解释为限制随附的权利要求。本领域技术人员容易认识到,在不遵循在此图示并描述的示例性实施方式和应用的前提下,以及在不背离接下来的权利要求的期望保护范围的前提下,可以进行各种修改和改变。