CN1933720A - 形成隔热粒子/空气悬浮物的系统和方法 - Google Patents

形成隔热粒子/空气悬浮物的系统和方法 Download PDF

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托马斯·约翰·费林格尔
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Abstract

一种用于形成适合在形成隔热产品工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的系统，其包括：吹风机，用于形成隔热颗粒/空气悬浮物，其中该吹风机包括至少一个出口；与该出口连通的第一软管，用于从该吹风机至少输送该悬浮物；以及与该第一软管连通的助力风扇，其中该助力风扇设置在该吹风机的下游。

Description

形成隔热粒子/空气悬浮物的系统和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求2004年3月18日提交的美国临时申请号60/554,176号的优先权，其整个内容结合于此共参考。
背景技术
吹入式(blown-in)隔热产品能够由在形成隔热产品的表面上吹入松散的填充纤维隔热物质形成。在使用用于形成吹入的隔热产品的常规系统时，由这种系统提供的相当数量的隔热材料通常不粘接于将被形成隔热产品的表面和/或固定的隔热材料的表面。这能够导致在安置过程中未安置的隔热材料在工地的积累，例如，从被隔热的表面返回的材料。此外，设置过程的效率、设置的隔热产品的紧密性和/或设置的隔热产品的性能由于相当数量的隔热材料不粘接于被隔热表面而将会受到不利的影响。
发明内容
根据一方面，提供一种用于形成适合在形成隔热产品工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的系统，其包括：
吹风机，用于形成隔热颗粒/空气悬浮物，其中该吹风机包括至少一个出口；
与该出口连通的第一软管，用于从该吹风机至少输送该悬浮物；以及
与该第一软管连通的助力风扇，其中该助力风扇设置在该吹风机的下游。
根据另一方面，提供一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热颗粒/空气悬浮物的系统，其包括：
吹风机，用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的第一流，其中该吹风机包括至少一个出口；
与该出口连通的第一软管，用于从该吹风机至少输送该隔热颗粒/空气悬浮物的第一流；以及
该助力风扇连接成在该吹风机出口的下游位置将空气流和/或隔热颗粒/空气悬浮物的第二流引入该隔热颗粒/空气悬浮物的第一流。
根据再一方面，提供一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的方法，其包括：
形成隔热粒子/空气悬浮物的第一流，其中该第一流从该吹风机的出口提供，以及
在该吹风机出口的下游位置，将空气流和/或隔热颗粒/空气悬浮物的第二流引入该隔热颗粒/空气悬浮物的第一流。
附图说明
图1是用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统的示范性实施例的示意图；
图2是用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统的另一个示范性实施例的示意图；
图3是用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统的另一个示范性实施例的示意图；
图4A至4C每个是能够在用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统中使用的示范性连接器的示意图；
图5A是能够在用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统中使用的示范性连接器的透视图；
图5B是能够在用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统中使用的示范性连接器的剖视图。
具体实施方式
能够用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的系统和方法，该隔热颗粒/空气悬浮物适合用于形成隔热产品的工艺中。该悬浮物能够用于在任何合适的表面上形成隔热产品，例如，诸如墙壁凹腔、地板凹腔和/或顶楼空腔的凹腔表面。该系统和方法能够用于形成隔热产品，例如住宅和/或商用建筑物结构。
例如，该系统和方法能够，例如，提供具有增大的速度和/或质量流率的隔热颗粒/空气悬浮物流。该悬浮物流的增大的速度和/或质量流率反过来又能够，例如，改善该隔热颗粒对表面和/或其他隔热颗粒的附着力，并减少从该表面返回的隔热颗粒的量，例如，通过减少返回的发生能够增加吹入的隔热产品的设置率并且/或改善该设置的隔热产品的紧密性和/或性能。
吹风机能够用于形成该隔热颗粒/空气悬浮物并产生悬浮物流。例如，吹风机能够接收隔热颗粒并使这种颗粒悬浮在空气中以形成隔热颗粒/空气悬浮物。正如这里所用的，术语“隔热颗粒/空气悬浮物”是指在空气中的隔热颗粒的悬浮物。吹风机可以包括一个出口或多个出口，从该一个出口或多个出口一个或多个悬浮物流从该吹风机提供。可以用适合吹松散填充隔热物的吹风机。例如，示范性的吹风机是从佛罗里达州Winter Haven市的Unisul得到，其商品名称为Volu-matic(R)III。
该隔热粒子可以用，例如，有效提供隔热和/或隔音的材料形成。此外，隔热颗粒可以用能够在空气中悬浮物的材料形成。隔热颗粒能够用无机纤维材料形成，诸如例如玻璃纤维、矿渣棉、矿物棉、岩棉、陶瓷纤维、碳纤维、复合纤维及其混合物。优选地，隔热颗粒能够至少用玻璃纤维形成。附加地或可选地，隔热颗粒用纤维素颗粒形成。
能够形成隔热颗粒的纤维可以具有适合用于隔热性质的任何尺寸。例如，纤维的平均直径可以为约2微米或以下。该隔热颗粒也可以含有用于改善其特性和/或有助于加工该颗粒的各种添加剂。
隔热颗粒的大小和尺度不具体限定。例如，隔热颗粒的大小和尺度可以是这样颗粒，其适合用于形成隔热产品，能够用吹风机悬浮物在空气中。例如，隔热颗粒可以具有半英寸或以下的平均直径。隔热颗粒可以具有不同的或基本均匀的尺寸和直径。
例如，隔热颗粒可以是用粘合剂结合在一起的纤维球的形式。该纤维球可以具有任何形状，例如一般的无规则形状，并且可以是具有一种或多种半径的一般球形形状。该纤维球在尺寸上可以比较小，优选地，该结节在尺寸上可以小于在常规系统中所用的隔热材料的较大尺寸的块状物(clumps)。作为利用较小尺寸的结节的结果，该结节在数目上可以多于在常规系统所用的较大尺寸的块状物。例如，纤维球的最大直径可以是约四分之三(3/4)英寸，优选为约半(1/2)英寸，更优选为约四分之一(1/4)英寸。正如这里所用的，术语结节的“最大尺度”是指这种结节的最长的宽度、长度、厚度或直径。该球状纤维隔热材料除了纤维球之外还可以包含大于这种纤维球的颗粒。
结节的尺寸可以取决于，例如，所希望的隔热性能、设置的隔热物的希望的R值和密度、被隔离体积的尺寸和形状、以及/或相关建筑物规范要求。在示范性的实施例中，大多数结节的最大尺度优选至少70％，更优选为80％，最优选90％可以为约半英寸。在优选实施例中，大多数结节的最大尺度优选至少70％，更优选为80％，最优选90％可以为约四分之一英寸。
结节的尺度可以用任何合适的方法测量，例如，用具有各种筛眼的多个成层的分离筛分离该结节；在水平的平表面上铺开结节的样品并且用皮尺实际测量样品中的每个结节；利用各种气流阻力法使结节的尺寸与气流阻力读数相关；以及/或利用通过样品的声能测量使声能与结节的尺寸相关。
该系统可以包括至少一根与吹风机的出口连通的软管用于输送悬浮物流。例如，至少一根软管可以用于将悬浮物流输送到提供被隔热表面的位置。该至少一根软管可以具有适合用于输送隔热颗粒悬浮物的任何尺寸。例如，该至少一根软管的长度取决于具体用途，并且可以从约25到约300英尺，优选为约50到约200英尺。该至少一根软管的平均内径取决于具体用途和/或被输送的隔热颗粒的尺寸，并且可以是至少约2英寸，优选从约3到约6英寸，更优选约3.5到约5英寸，更优选约3.5到约4英寸。该至少一根软管可以具有基本平滑的内表面和/或具有由波纹、肋或螺旋结构形成的凸起的内表面。该至少一根软管可以具有任何合适的横截面形状，例如椭圆形、圆形或多边形横截面形状。
该至少一根软管可以用适合用于输送该悬浮物流的任何材料形成。例如，该至少一根软管可以便于定位该软管并引导该悬浮物流的柔性材料形成。能够用于该系统的示范性的软管可以从印第安那州Warsaw市的TheFlexhaust公司得到，其商品名为Flexdux(TM)R-2或Flexdux(TM)R-7.
该软管的一端可以连接成以接收该悬浮物流，而软管的另一端可以用作出口。如果悬浮物经由该软管流出该系统，该软管在出口端可以具有喷嘴，悬浮物流通过该喷嘴喷出。在该喷嘴处或靠近该喷嘴可以设置一个或多个手柄，以帮助操作者将该悬浮物流引导到将被隔热的表面。
可以设置一个或多个射流喷嘴，优选设置两个或更多个射流喷嘴，用于将水或液体粘合剂施加到该隔热颗粒。该水或液体粘合剂可以在这种颗粒从喷嘴喷射时或从喷嘴喷射之后施加到该隔热颗粒上。优选，水或液体粘合剂在该阵列变成基本上散开的之前施加到该隔热颗粒上。利用水或液体粘合剂可以增加隔热颗粒相互之间的附着力和/或对被隔热表面的附着力，并且能够导致更稳定的隔热产品的形成。水或液体粘合剂可以从任何合适的源提供，例如，可调容积的液体泵。与使用用于将水或液体粘合剂施加到隔热颗粒的喷嘴相关的示范性的方法、装置和材料描述在美国专利5,641,368、5,921,055和4,187,983号中。
该系统可以包括助力风扇，例如，该助力风扇可以连接成以增大流出该系统的悬浮物流的速度和/或质量流率。例如，该助力风扇可以连接成以便为第一隔热颗粒/空气悬浮物流提供气流或第二隔热颗粒/空气悬浮物流。该助力风扇可以与上述至少一根软管一起使用，以输送气流或隔热颗粒/空气悬浮物流。例如，该助力风扇可以连接成以从该吹风机的出口，或从分离的吹风机的出口接收隔热颗粒/空气悬浮物流。适合于提供气流的任何装置可以用作助力风扇，例如离心式风扇。示范性的离心式风扇包括伊利诺斯州Skokie市的W.M.Meyer & Sons公司的Versa Vac(TM)Model 11，或俄亥俄州Delphos市的Krendl Machine公司的Krendl 13HP gas-power型。
虽然不希望与任何特定的理论结合，但是，据信悬浮物流的较低的速度和/或质量流率能够有促使发生隔热颗粒的返回。与没有助力风扇的系统相比，例如，利用系统的助力风扇能够有效地增大悬浮物的速度和/或质量流率。这种增大的悬浮物的速度和质量流率反过来在设置时又有效地减少该隔热颗粒的返回量，因而，能够增加隔热颗粒的设置速率，并提高设置工艺的效率。
从喷嘴喷射的隔热颗粒/空气悬浮物的质量流率不具体限定并且可以至少取决于特定的用途、所用的具体设备、和/或所用材料的特性，因而，质量流率可以是从约15磅/分钟到约35磅/分钟，优选，从约20磅/分钟到约30磅/分钟。
该助力风扇能够以这样的方式连接于系统中，例如其使该助力风扇能够向从吹风机的出口提供的隔热颗粒/空气悬浮物流提供附加的气流或隔热颗粒/空气悬浮物流。优选该助力风扇能够以这样的方式连接于该系统中，其便于增大从吹风机的出口提供的悬浮物流的速度和质量流率。
参考图1，图1示出用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的示范性系统。可以连接吹风机2以接收隔热颗粒。该吹风机2将隔热颗粒悬浮于空气中，并从出口3吹出该悬浮物。助力风扇4可以连接成以直接接收来自吹风机2的出口3的悬浮物流。可以连接软管6以接收来自助力风扇4的悬浮物流，并将这种流输送到贴近诸如墙壁凹腔表面的被隔热的表面12。悬浮物8能够引导到该表面12。
该悬浮物8可以经由连接于该软管6端部的喷嘴5从该软管6喷射。水或液状粘合剂可以由设置在该喷嘴5的至少一个喷射末端施加于该悬浮物8的隔热颗粒。水或液状粘合剂可以用压力管路7和泵22从源20供给。
参考图2，图2示出用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的另一个示范性系统。在这个实施例中，第一软管10可以连接成以从该吹风机2的出口3接收隔热颗粒悬浮物流，并且连接成以将这种流输送给助力风扇4。第二软管6连接成以接收来自助力风扇4的悬浮物流，并且连接成以将这种流输送到被隔热表面12所在的位置。悬浮物8可以用上述设备以关于第一示范性实施例的方式喷射。
第一软管10可以具有任何合适的长度，并且在示范性实施例中，可以比较短以使助力风扇4能够放置在吹风机2附近。例如在便携式系统的情况下，使用较短的第一软管10使吹风机2和助力风扇4能够设置在诸如卡车的车辆上。可选地，该第一软管10能够比较长，例如，使助力风扇4能够放置在提供该隔热表面的位置或其附近。
在第三实施例中，可以采用连接器，以将来自吹风机的流与来自助力风扇的流相混合。该连接器可以包括其能够将来自吹风机的流与来自助力风扇的流混合成单一流的任何结构。该连接器可以具有至少两个分别用于接收来自吹风机和助力风扇的流的入口，和用于汇聚该混合的流的出口。该连接器可以直接连接于吹风机，或者在该连接器与吹风机之间采用软管。此外，连接器可以直接连接于助力风扇，或者在该连接器与助力风扇之间采用软管。该连接器可以具有减少或防止该连接器由于该隔热颗粒而被堵塞的结构。
例如，该连接器可以是Y形连接器，其包括与吹风机连通的第一臂、与助力风扇连通的第二臂、以及用于输送混合流的底脚。正如这里所用的，术语“Y形”是指第一臂和第二臂汇聚于单一的底脚、并且该第一臂和第二是对称或不对称的。例如，该第一臂、第二臂和底脚每个可以独立地具有从约2英寸到约6英寸的内径。在示范性实施例中，至少其中一个空心臂能够包括其横截面积沿流动方向减小的一段，例如其直径沿着流动方向减小。
虽然不希望结合任何具体的理论，但是据信，至少一个空心臂的结构能够，例如，改善通过该连接器的流。例如，据信减小空心臂的出口的横截面面积或直径能够使该流的速度增大，这反过来又在该空心臂出口周边的周围形成负压区。该负压区能够产生真空的作用，该真空作用使空气在没有产生背压不稳定的情况下以低于软管中的压力被抽出。
例如，参考图3，第一软管10可以连接成以接收来自出风机2的出口3的悬浮物流。该第一软管可以连接成以将这种流输送到连接器9的第一入口13。助力风扇4可以连接成，例如，经由第二软管11将气流或该悬浮物的第二流提供给连接器9的第二入口14。例如，当助力风扇4提供气流时，该助力风扇4的入口16可以是左面不连接，因而使空气能够吸入该风扇4中。可选地，当助力风扇4提供悬浮物流时，入口16可以连接于吹风机2或第二吹风机(未示出)。第三软管6可以连接于连接器9的出口15以接收混合的流。第三软管6可以连接成将结果得到的流输送到提供被隔热表面的位置。该悬浮物8利用上面所述的设备以关于第一实施例的方式喷射。
在示范性实施例中，连接器9可以包括分别用于与第一和第二软管相连接的第一和第二空心臂、以及用于与第三软管连接的底脚。该第一和第二臂以及底脚可以具有任何合适的横截面形状，例如圆形、卵形、正方形、长方形或其他多边形截面形状。第一臂和第二臂之间的角度、第二臂与底脚之间的角度、底脚与第一臂之间的角度可以是用于使第一和第二臂中的流能够被混合成单一的流的任何适合的角度。
参考图4A至4C，其示出Y形连接器的示范性结构。参考图4A，连接器40A可以具有对称结构，其中该第一和第二臂42和43之间的夹角41被底脚45的中心线44分成两个相等的角度。该连接器40A可以具有例如约45到90度的夹角41。
或者，参考图4B，该Y形连接器40B可以具有非对称的结构。臂48与包括臂部分49和底脚部分50的空心件52相交。该空心件的中心线53可以是直的、稍稍弯曲的或稍稍成角度的。臂48的中心线46可以与该空心件52的中心线53相交，以形成例如约90度或以下的夹角，优选约66度或以下，更优选约60度或以下，更优选约45度或以下，最优选约33度或以下。
参考图4C，该Y形连接器40C可以由诸如管子或弯管的弯曲件54形成。该弯曲件54可以与具有臂部分57和底脚部分59的空心件56相交。该空心件56可以具有中心线58。并且该空心件56可以在该弯曲件54的下游部分与弯曲件54相交。
参考图5A和5B，其示出该Y形连接器的另一个示范性实施例，其中这种实施例可以用作，例如，具有吸气管的排放管。该连接器可以包括主入口臂60和组合连接套筒以及吸气管61，用于输送来自第一软管的流。第二入口臂62和用于第二入口臂62的连接套筒63可以用于输送来自第二软管的流。出口底脚64和用于该出口底脚64的连接套筒65，可以用于输送来自第三软管的流。
吸气管61可以在该主入口臂60内延伸，并且沿着锥形部分68向具有减小直径的出口69变细。该吸气管61的内径可以取决于软管的直径。例如，在示范性实施例中，该吸气管61的内径可以是约4英寸，而出口69的直径可以是约2英寸。该出口69可以具有比该吸气管61的非锥形部分的内径小的直径，例如，该吸气管61的非锥形部分的内径的约25％到约75％。该吸气管61可以设置成使得该出口69位于从第二臂62流动的空气流或隔热颗粒/空气悬浮物的路径中或其附近。流过该吸气管61的悬浮物的主流当其从该较小直径的出口69离开时可以膨胀，因而形成低压区，其有助于来自第二臂62的流进入。该第二臂62可以以例如45度或以下的任何合适的角度与主臂60相交。虽然吸气管61被示作在主入口臂60内，但是这种吸气管61可以附加地或可选地用于第二入口臂62中。
该连接器可以包括调节机构67，其能够沿着该主入口底脚60的长度重新定位该吸气管61，以便相对于来自第二臂62的流重新定位该出口69。这能够使该连接器被调节并且按照不同的运行条件精细地调整。例如螺钉70可以通过连接于主入口臂60的凸缘72上较大的孔并拧入连接于该吸气管61的第二凸缘74中的螺纹孔中。通过沿一个方向或另一个方向转动螺钉70，该吸气管61可以或者更加进入该主入口臂60或者从其退出。
该系统可以是便携式系统，例如，该系统可以存放在车辆上并用车辆运输。这使系统能够在工地之间进行运输。例如，吹风机和/或助力风扇可以设置在诸如卡车的车辆上并由其运输。在系统工作时吹风机和/或助力风扇可以保留在该车辆上，或者该吹风机和/或助力风扇从该车辆搬下并设置在靠近该工地。
本发明还提供形成隔热颗粒/空气悬浮物的方法，并且上述的系统可以应用于该方法。例如，隔热颗粒/空气悬浮物的第一流可以由吹风机形成，其中该第一流从该吹风机的出口提供。空气流或隔热颗粒/空气悬浮物的第二流能够，例如，在该吹风机出口的下游位置引入该第一悬浮物流中。这可以通过，例如，采用上述系统完成。空气流和/或第二悬浮物流的引入，例如，得到具有增大的速度和/或质量流率的混合流。
虽然已经详细描述了具体的示范性实施例，但是本领域的技术人员应当明白，在不脱离权利要求范围的情况可以进行各种变换和修改以及采用等同物。

Claims (22)

1.一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的系统，该系统包括：
吹风机，用于形成隔热颗粒/空气悬浮物，其中该吹风机包括至少一个出口；
与该出口连通的第一软管，用于从该吹风机至少输送该悬浮物；以及
与该第一软管连通的助力风扇，其中该助力风扇设置在该吹风机的下游。
2.如权利要求1所述的系统，其中该助力风扇设置在该第一软管的上游。
3.如权利要求1所述的系统，其中该助力风扇直接连接于该吹风机的出口。
4.如权利要求1所述的系统，其中该助力风扇设置在该第一软管的下游和第二软管的上游。
5.如权利要求1所述的系统，还包括连接器，该连接器包括与该吹风机连通的第一入口，与该助力风扇连通的第二入口，以及与该第一和第二入口连通的出口。
6.如权利要求5所述的系统，其中该连接器包括与该吹风机连通的第一空心臂，与该助力风扇连通的第二空心臂，以及位于该第一和第二空心臂的下游并与该第一和第二空心臂连通的空心底脚。
7.如权利要求6所述的系统，其中该第一空心臂和/或第二空心臂包括沿着朝该空心底脚的方向其横截面面积减小的一段。
8.如权利要求5所述的系统，还包括设置在该助力风扇下游和该连接器上游的第二软管。
9.如权利要求8所述的系统，还包括设置在该连接器下游并与该连接器出口连通的第三软管。
10.一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的方法，其包括用权利要求1的系统形成并输送隔热粒子/空气悬浮物。
11.一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的系统，其包括：
吹风机，用于形成隔热颗粒/空气悬浮物的第一流，其中该吹风机包括至少一个出口；
与该出口连通的第一软管，用于从该吹风机至少输送该隔热颗粒/空气悬浮物的第一流；以及
该助力风扇连接成在该吹风机出口的下游位置将空气流和/或隔热颗粒/空气悬浮物的第二流引入该隔热颗粒/空气悬浮物的第一流。
12.如权利要求11所述的系统，其中该助力风扇设置在该第一软管的上游和该吹风机的下游。
13.如权利要求11所述的系统，其中该助力风扇直接连接于该吹风机的出口。
14.如权利要求11所述的系统，其中该助力风扇设置在该第一软管的下游和第二软管的上游。
15.如权利要求11所述的系统，还包括连接器，该连接器包括与该吹风机连通的第一入口，与该助力风扇连通的第二入口，以及与该第一和第二入口连通的出口。
16.如权利要求15所述的系统，其中该连接器包括与该吹风机连通的第一空心臂，与该助力风扇连通的第二空心臂，以及位于该第一和第二空心臂的下游并与该第一和第二空心臂连通的空心底脚。
17.如权利要求16所述的系统，其中该第一空心臂和/或第二空心臂包括沿着朝该空心底脚的方向横截面面积减小的一段。
18.如权利要求15所述的系统，还包括设置在该助力风扇下游和该连接器上游的第二软管。
19.如权利要求18所述的系统，还包括设置在该连接器下游并与该连接器出口连通的第三软管。
20.一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的方法，其包括用权利要求11的系统形成并输送隔热粒子/空气悬浮物。
21.一种用于形成适合在形成隔热产品的工艺中使用的隔热粒子/空气悬浮物的方法，其包括：
形成隔热粒子/空气悬浮物的第一流，其中该第一流从该吹风机的出口提供，以及
在该吹风机出口的下游位置，将空气流和/或隔热颗粒/空气悬浮物的第二流引入该隔热颗粒/空气悬浮物的第一流。
22.如权利要求21所述的方法，其中空气流和/或隔热颗粒/空气悬浮物的第二流从助力风扇被引入。
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