[發明專利]通過控制除水的速度限制步驟而固化復合材料的方法和設備

有效

• 申請號: 201580054164.5
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN107206308B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 德溫·帕滕;瓦西特·阿塔坎;丹尼爾·卡斯特羅;迪帕克·拉維庫馬;約翰·庫普勒;史蒂文·簡森;馬克·斯坎特伯里;肯尼思·邁克爾·史密斯;喬治·莫拉;伊曼紐爾·羅哈斯;湯姆·舒勒;艾倫·布萊克洛克
• 申請（專利權）人: 索里迪亞科技公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/62;C01B32/50;G05D7/06;G05D11/08
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 李佳銘

本發明涵蓋用于調節再循環氣流以固化CO₂復合材料(CCM)的設備，以及使用該設備以固化CCM的工藝。氣體調節設備提供在固化復合材料期間控制、減少或者消除與除水相關聯的速度限制步驟的工藝。設備可以包括但不限于對系統內的溫度、相對濕度、流速、壓力、和二氧化碳濃度的控制；該設備包括調節設備、容納CCM的任意容器、以及材料自身。流速控制能夠用作實現氣體速度和組成兩者的均勻性的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年8月5日提交的共同未決美國臨時專利申請序列號No.62/033,366的優先權和權益，該專利申請通過全文引用并入本文。

技術領域

本申請一般地涉及用于固化復合材料的系統和方法，并且特別地，涉及控制復合材料固化時的水分含量的系統和方法。

背景技術

在現有技術中已知用于許多材料系統的固化室，包括被構造為處理經受特定化學反應的材料的室。與傳統的固化室相關聯的一些問題包括其成本、其對于操作條件和布局的限制、以及可以利用其控制的固化工藝的精度。

存在對于提供多功能性、精確度和降低的成本的固化室以及方法的需求。

發明內容

根據一個方面，本發明特征在于一種用于固化需要CO₂作為固化劑的材料的固化系統。在不存在CO₂的情況下，該材料不固化。該材料不消耗水作為試劑。固化系統包括固化室，固化室被構造為容納消耗CO₂作為反應物(或者試劑)并且在不存在CO₂時不固化的材料。固化室具有：至少一個口部，該口部被構造為使得材料能夠被引入到固化室內并且從固化室去除，并且具有用于所述口部的至少一個外罩，該外罩被構造為在閉合該外罩時提供氣密以防止固化室中存在的氣體被固化室外的氣體污染(或者限制到無害等級)；二氧化碳源，該二氧化碳源被構造為經由固化室中的氣體進入口而向固化室提供氣態二氧化碳，二氧化碳源具有至少一個流量限制裝置，該流量限制裝置被構造為控制氣態二氧化碳進入固化室的流速；氣流子系統，該氣流子系統被構造為在固化消耗CO₂作為反應物的材料的時間段內使氣體循環通過固化室；溫度控制子系統，該溫度控制子系統被構造為控制所述室內的氣體的溫度；濕度控制子系統，該濕度控制子系統被構造為控制所述室內的氣體的濕度，從而增大或者減小濕度；以及至少一個控制器，該控制器與二氧化碳源、氣流子系統、溫度控制子系統和濕度控制子系統中的至少一者通信；以及至少一個控制器，該控制器被構造為在固化消耗CO₂作為反應物的材料的時間段內獨立控制如下之中的至少一者：氣態二氧化碳的流速、氣體通過固化室的循環、氣體的溫度以及氣體的濕度。

根據一個方面，本發明特征在于一種用于固化通過與二氧化碳反應而固化的材料的固化系統。該固化系統包括：氣體調節系統和固化室，所述氣體調節系統和所述固化室通過氣體輸送管和氣體回收管而連接在一起，所述固化室被構造為容納通過與二氧化碳反應而固化的所述材料；所述氣體調節系統包括二氧化碳源、氣流子系統、溫度控制子系統、濕度控制子系統和用于控制固化工藝參數的子系統；所述用于控制固化工藝參數的子系統包括具有微處理器的控制器，所述微處理器被配置為在記錄于第一機器可讀介質上的一組指令的控制下運行，從而控制通過與二氧化碳反應而固化的所述材料的固化工藝。

根據一個方面，本發明特征在于一種控制器。該控制器包括：微處理器，該微處理器被配置為在記錄于第一機器可讀介質上的一組指令的控制下運行，在所述一組指令下運行時所述微處理器執行以下步驟：控制二氧化碳源、氣流子系統、溫度控制子系統和濕度控制子系統中的至少一者的操作；建立包含二氧化碳的工藝氣體流，以接觸通過與所述工藝氣體中的二氧化碳反應而固化的材料；隨著提供所述工藝氣體，監測從參數組中選擇的至少一個參數，所述參數組包括從所述流的建立起過去的時間、所述工藝氣體的二氧化碳濃度、相對濕度、流速、溫度、和壓力；以及進行如下之中的至少一者：記錄監測的參數中的至少一個參數、將監測的參數中的所述至少一個參數傳遞到數據處理系統、或者將監測的參數中的所述至少一個參數顯示給使用者。