CN105334305B - 多孔构件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多孔构件，更具体地涉及用于形成防爆壳体的透气窗的多孔构件。根据本发明的一个实施例，一种由多孔材料制成的多孔构件包括周边部分和被所述周边部分围绕的中心部分，其中，所述多孔构件的周边部分由于被挤压而厚度减小，从而使得所述多孔构件的周边部分比所述多孔构件的中心部分更加密实。本发明还涉及用于制造多孔构件的方法以及用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法。
Description
技术领域
本发明涉及多孔构件，更具体地涉及用于形成防爆壳体的透气窗的多孔构件。本发明还涉及用于制造多孔构件的方法以及用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法。
背景技术
在***性气体环境中使用的装置需要采用防爆设计。例如，对于可燃气体传感器而言，其通常被放置在防爆壳体中。该防爆壳体具有透气窗，以允许气体穿过透气窗进入防爆壳体，从而可燃气体传感器能够对气体进行检测。透气窗通常由多孔材料形成。在现有技术中，通过将多孔的烧结块烧结到防爆壳体的开口上来形成透气窗。然而，这种烧结方式使得装置的高度难以降低，对于实现装置的微型化是不利的。为了解决装置微型化的问题，中国专利申请CN201210367286.8提出用薄的金属丝网来代替多孔烧结块，通过熔焊工艺将金属丝网熔焊到防爆壳体的开口上。然而，熔焊技术的缺点在于无法保证防爆壳体满足防爆标准。对于采用熔焊技术来焊接金属丝网的防爆壳体而言，在交付使用之前必须进行100％的采样测试，这大大延长了产品交付时间并且增加了成本。
为了克服熔焊的缺点，采用钎焊工艺将金属丝网密封结合到防爆壳体上。然而，常规钎焊工艺用于金属丝网焊接的一个缺点在于连接区域存在大小及位置不可控的间隙，使得气体和火焰可能从间隙穿过，引起***事故。常规钎焊工艺的另一个缺点在于钎焊材料由于金属丝网的毛细作用而易于流到金属丝网的中心透气部分中，从而造成不期望的堵塞。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的一个或多个缺陷，其通过以下技术方案得以实现。
在本发明的一个方面中，提供了一种由多孔材料制成的多孔构件，所述多孔构件包括周边部分和被所述周边部分围绕的中心部分，其中，所述多孔构件的周边部分由于被挤压而厚度减小，从而使得所述多孔构件的周边部分比所述多孔构件的中心部分更加密实。
在一个实施例中，所述多孔构件是矩形或圆形或椭圆形的片状构件。
在一个实施例中，所述多孔材料是金属丝网。
在一个实施例中，所述中心部分在所述多孔构件的顶面上突出于所述周边部分，并且所述中心部分在所述多孔构件的底面上与所述周边部分齐平。
在一个实施例中，所述中心部分在所述多孔构件的顶面和底面上均突出于所述周边部分。
在一个实施例中，所述多孔构件的中心部分的透气率为40％-90％，并且所述多孔构件的周边部分的透气率为0-30％。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于制造多孔构件的方法，所述方法包括：提供由多孔材料制成的坯件，所述坯件包括周边部分以及被所述周边部分围绕的中心部分；以及对所述坯件的周边部分进行挤压而得到所述多孔构件，使得所得到的多孔构件的周边部分比中心部分更加密实。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法，所述方法包括：提供由多孔材料制成的坯件，所述坯件包括周边部分以及被所述周边部分围绕的中心部分；对所述坯件的周边部分进行挤压而得到所述多孔构件，使得所得到的多孔构件的周边部分比中心部分更加密实；提供具有开口的防爆壳体；将钎焊材料施加到所述开口的周围；将所述多孔构件覆盖所述开口，使得所述多孔构件的周边部分与所述钎焊材料接触并且使得所述多孔构件的中心部分不与所述钎焊材料接触；以及执行钎焊过程，使得所述多孔构件被密封结合到所述防爆壳体。
在一个实施例中，所述钎焊材料中的硼的重量百分比小于等于3％。
在一个实施例中，所述钎焊材料中的固体成分的重量百分比为60％-96％，更优选地为82％-96％。
附图说明
通过参照以下的详细描述和权利要求并同时考虑附图，可对本发明有更加完整的理解并且能够意识到本发明所具有的其他优点。在全部附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的多孔构件的一个实施例；
图2示意性地示出了根据本发明的多孔构件的另一个实施例；
图3示意性地示出了根据本发明的用于制造多孔构件的方法的流程图；
图4示意性地示出了根据本发明的用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法的流程图；
图5示出了根据本发明一个实施例的防爆壳体的示意图；
图6示意性地示出了多孔构件与防爆壳体组装之后的视图；并且
图7示意性地示出了被施加到防爆壳体的开口周围的钎焊材料。
具体实施方式
在本发明的一个方面中，提供了一种由多孔材料制成的多孔构件。图1和图2示出了根据本发明的多孔构件的示意图。
图1示意性地示出了根据本发明的多孔构件的一个实施例。在图1所示的实施例中，多孔构件100是近似矩形的片状构件，其四个角部是圆角。本领域技术人员能够意识到多孔构件100也可以根据需要具有任何其他合适的形状，例如圆形、椭圆形、多边形等等。由于多孔构件100是由多孔材料制成的，所以多孔构件100是透气的。通常，用于形成多孔构件100的多孔材料的透气率为40％-90％，例如40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％。本领域技术人员能够意识到用于形成多孔构件100的多孔材料也可以根据需要具有任何其他合适的透气率。在一个实施例中，用于制造多孔构件100的多孔材料可以是金属丝网。本领域技术人员能够意识到也可以使用任何其他合适的多孔材料来制造多孔构件100。
多孔构件100可以由多孔材料的坯件101通过挤压来形成。坯件101包括周边部分102以及被周边部分102围绕的中心部分104。坯件101的初始厚度为T1。坯件101的周边部分102被挤压而使得厚度从T1减小为T2，而坯件101的中心部分104的厚度依然保持为T1。经过挤压得到的多孔构件100包括厚度为T2的周边部分102和厚度为T1的中心部分104。如图1所示，可以看到多孔构件100的周边部分102的厚度T2小于多孔构件100的中心部分104的厚度T1。如图1所示，多孔构件100的中心部分104在多孔构件100的顶面上突出于周边部分102，并且多孔构件100的中心部分104在多孔构件100的底面上与周边部分102齐平。由于多孔构件100的坯件101的周边部分102被挤压而厚度减小，从而使得所得到的多孔构件100的周边部分102比中心部分104更加密实。由于多孔构件100的周边部分102比多孔构件100的中心部分104更加密实，从而使得多孔构件100的周边部分102的透气率小于多孔构件100的中心部分104的透气率。多孔构件100的周边部分102被挤压得越密实，多孔构件100的周边部分102的透气率越小。在一个实施例中，多孔构件100的中心部分104的透气率为40-90％，并且多孔构件100的周边部分102的透气率为0-30％。在一个实施例中，多孔构件100的中心部分104的透气率为50％，并且多孔构件100的周边部分102的透气率为5％。本领域技术人员能够意识到可以根据需要将多孔构件100的周边部分102挤压到任何适当的密实程度。
对多孔构件100的坯件101的周边部分102进行挤压是有利的，这可以使得所得到的多孔构件100的周边部分102更加紧实，从而显著抑制多孔构件100的周边部分102处的毛细作用。当钎焊材料被施加到多孔构件100的周边部分102时，钎焊材料由于毛细作用而向中心部分104的流动被显著抑制。
可以采用任何合适的方式执行对多孔构件100的坯件101的周边部分102的挤压操作，只要使得所得到的多孔构件100的周边部分102比中心部分104更加密实即可。
图2示意性地示出了根据本发明的多孔构件的另一个实施例。在图2所示的实施例中，多孔构件200具有与图1的多孔构件100相似的形状，用于形成多孔构件200的坯件201也与用于形成多孔构件100的坯件101相似。不同之处在于经过挤压得到的多孔构件200的中心部分204在多孔构件200的顶面和底面上均突出于周边部分202，而经过挤压得到的多孔构件100的中心部分104仅在多孔构件100的顶面上突出于周边部分102。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于制造多孔构件的方法。图3示意性地示出了根据本发明的用于制造多孔构件的方法300的流程图。
如图3所示，在步骤302，提供由多孔材料制成的坯件101、201，坯件101、201包括周边部分102、202以及被周边部分102、202围绕的中心部分104、204。在步骤304，对多孔构件100、200的坯件101、201的周边部分102、202进行挤压而得到多孔构件100、200，使得所得到的多孔构件100、200的周边部分102、202比中心部分104、204更加密实。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法。图4示意性地示出了根据本发明的用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法400的流程图。
如图4所示，在步骤402，提供由多孔材料制成的坯件101、201，坯件101、201包括周边部分102、202以及被周边部分102、202围绕的中心部分104、204。在步骤404，对多孔构件100、200的坯件101、201的周边部分102、202进行挤压而得到多孔构件100、200，使得所得到的多孔构件100、200的周边部分102、202比中心部分104、204更加密实。在步骤406，提供具有开口502的防爆壳体500。在步骤408，将钎焊材料504施加到开口502的周围。在步骤410，将多孔构件100、200覆盖开口502，使得多孔构件100、200的周边部分102、202与钎焊材料接触并且使得多孔构件100、200的中心部分104、204不与钎焊材料接触。在步骤412，执行钎焊过程，使得多孔构件100、200被密封结合到防爆壳体500。
图5示出了根据本发明一个实施例的防爆壳体500的示意图。防爆壳体500具有开口502。
图6示意性地示出了多孔构件100、200与防爆壳体500组装之后的视图。多孔构件100、200被密封结合到防爆壳体500并且覆盖开口502，以形成透气窗。
图7示意性地示出了被施加到防爆壳体500的开口502周围的钎焊材料504。如图7所示，钎焊材料504被施加到防爆壳体500上的将要与多孔构件100、200的周边部分102、202接触的区域。
为了进一步降低钎焊材料的流动性，更好地避免钎焊材料流动到多孔构件的中心部分，钎焊材料中的硼的重量百分比优选地小于等于3％。
为了进一步降低钎焊材料的流动性，更好地避免钎焊材料流动到多孔构件的中心部分，钎焊材料中的固体成分的重量百分比优选地为60％-96％，更优选地为82％-96％。
尽管已经参照（一个或多个）示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会理解的是，本发明不限于本文公开的确切结构和组成部分，而且在不偏离如所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下，从前面的描述可明白各种修改、变化和变形。本发明不受步骤的所示排序的限制，因为一些步骤可以按照不同的顺序进行和/或与其它步骤同时进行。因此，本发明不限于所公开的（一个或多个）具体实施例，而是将会包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。
Claims (11)
1.一种由多孔材料制成的多孔构件，包括：
周边部分；和
中心部分，所述中心部分具有周边，其中，所述中心部分的周边被所述周边部分围绕，
其中，所述多孔构件的周边部分由于被挤压而厚度减小，从而使得所述多孔构件的周边部分比所述多孔构件的中心部分更加密实，
其中，所述中心部分在所述多孔构件的顶面上突出于所述周边部分。
2.如权利要求1所述的多孔构件，其中，所述多孔构件是矩形或圆形或椭圆形的片状构件。
3.如权利要求1所述的多孔构件，其中，所述多孔材料是金属丝网。
4.如权利要求1所述的多孔构件，其中，所述中心部分在所述多孔构件的底面上与所述周边部分齐平。
5.如权利要求1所述的多孔构件，其中，所述中心部分在所述多孔构件的所述顶面和底面上均突出于所述周边部分。
6.如权利要求1所述的多孔构件，其中，所述多孔构件的中心部分的透气率为40％-90％，并且所述多孔构件的周边部分的透气率为0-30％。
7.一种用于制造多孔构件的方法，包括：
提供由多孔材料制成的坯件，所述坯件包括周边部分以及中心部分，所述中心部分具有周边，其中，所述中心部分的周边被所述周边部分围绕；以及
对所述坯件的周边部分进行挤压而得到所述多孔构件，使得所得到的多孔构件的周边部分比中心部分更加密实，其中，所述中心部分在所述多孔构件的顶面上突出于所述周边部分。
8.一种用于将多孔构件密封结合到防爆壳体的方法，包括：
提供由多孔材料制成的坯件，所述坯件包括周边部分以及中心部分，所述中心部分具有周边，其中，所述中心部分的周边被所述周边部分围绕；
对所述坯件的周边部分进行挤压而得到所述多孔构件，使得所得到的多孔构件的周边部分比中心部分更加密实，其中，所述中心部分在所述多孔构件的顶面上突出于所述周边部分；
提供具有开口的防爆壳体；
将钎焊材料施加到所述开口的周围；
将所述多孔构件覆盖所述开口，使得所述多孔构件的周边部分与所述钎焊材料接触并且使得所述多孔构件的中心部分不与所述钎焊材料接触；以及
执行钎焊过程，使得所述多孔构件被密封结合到所述防爆壳体。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述钎焊材料中的硼的重量百分比小于等于3％。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述钎焊材料中的固体成分的重量百分比为60％-96％。
11.如权利要求8所述的方法，其中，所述钎焊材料中的固体成分的重量百分比为82％-96％。
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