TW202133943A - 真空浸漬之系統及方法 - Google Patents

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威廉 Ｇ 科扎克
丹尼爾 Ｂ 艾文
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德商漢高股份有限及兩合公司
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Abstract

本發明揭示一種真空浸漬系統及程序，其等使零件處於真空，將該零件浸入聚合物浸漬液體中，且對該零件施加正壓以將該聚合物浸漬液體引入至零件孔隙中，從而較佳在不具有活性聚合步驟之情況下將壓力釋放至大氣壓且固化該聚合物浸漬液體。

Description

真空浸漬之系統及方法
本發明大體上係關於真空浸漬系統及程序之領域，該等系統及程序使零件處於真空，將零件浸入浸漬液體中，且對零件施加正壓以將浸漬液體引入至零件孔隙(porosity)中，浸漬液體在該等零件孔隙處固化。
真空浸漬系統用於密封物件(諸如單一零件或經組裝零件)中之細孔及小間隙。此密封有助於例如減少或防止水、油、泥土及其他污染物進入至零件或總成中，且有助於防止物件之腐蝕。物件可包含鑄造金屬及其他材料，包含金屬及塑膠材料之組合。一般而言，藉由使物件處於真空，使物件與浸漬液體接觸，接著視情況施加正壓以幫助使浸漬液體移動至細孔及間隙中而執行真空浸漬。真空浸漬程序可分類為兩個群組：乾式真空及濕式真空。
乾式真空浸漬意謂當施加真空以從腔室(包含從物件中之細孔及間隙)移除氣相時，零件處於含有氣相環境(諸如環境空氣)之密封腔室中；接著在維持真空的同時，將密封劑從貯槽轉移至密封腔室中；當釋放真空時，密封劑被汲取至細孔中且未使用之密封劑返回至貯槽。乾式真空浸漬可包含在釋放真空之後施加通常約4巴至7巴(400 kPa至700 kPa)之正壓且保持該壓力達選定時間以容許密封劑滲透孔隙之步驟。
濕式真空意謂將零件浸入真空腔室中之浸漬液體中，接著施加且保持真空，直至從容器及密封劑移除所有空氣。濕式真空具有克服真空腔室中之密封劑之液壓頭壓力而使細孔及間隙上之負壓更小的挑戰。此具有使有限量之空氣陷獲在細孔中而最終可導致更差之密封品質的缺點。在第二步驟中，釋放真空，且在大氣壓下將物件留在密封劑中以容許密封劑滲透物件中之細孔及間隙。
最常見地，浸漬液體係低黏度單體溶液，在零件浸漬之後，容易藉由自旋或類似機械構件從零件外部移除該溶液而留下細孔及間隙中之液體。接著，在下游處理步驟中使低黏度單體溶液原位聚合。低黏度單體材料已在商業上成功，此至少部分因為其等更易於受迫進入零件之細孔及間隙中。常見單體材料包含例如甲基丙烯酸脂單體，其在23 °C下通常具有約5 mPa.s至約65 mPa.s (5厘泊至65厘泊)之黏度。此等係聚合且交聯成硬聚丙烯酸酯固體之熱固性材料。已發現，出於多種原因，在模擬壽命耐久性測試中，此等原位聚合密封趨於在特定電子總成(諸如蜂巢式電話總成)上之相鄰金屬及塑膠零件之間的密封間隙處失效。
為了克服原位聚合密封之缺陷，在浸漬之後不需要聚合或交聯而僅乾燥以形成密封之聚合浸漬液體可取代原位聚合單體溶液。聚合物可溶解或分散在諸如水之溶劑中。藉由添加一定量之溶劑以類似於單體溶液之黏度製成之聚合物/溶劑浸漬液體之一個缺點係乾燥其等所需之能量/時間。另一可能缺點係由於在乾燥時，聚合物密封劑歸因於浸漬液體中缺乏足夠的聚合物固體而收縮所致之細孔及間隙之無效密封。
為解決此問題，取決於聚合物之非牛頓(non-Newtonian)行為(50厘泊至3000厘泊)，申請人選擇具有在約50 Pa.s至多達3000 mPa.s或更多之範圍內之黏度之含有更高聚合物固體及更少溶劑之濃稠(即，黏性)聚合物材料。已發現濃稠聚合物溶液或分散液提供經改良密封效能且不需要交聯，但導致其他缺點。例如，濃稠聚合物溶液較不適於在濕式真空程序中使用，因為液體溶液上之頭壓力限制可從細孔及間隙移除之空氣量，特別是針對在液體表面下方更深之零件，其中液體之正壓及任何溶劑之蒸氣壓不利於所汲取之真空。結合聚合物浸漬劑之更高黏度，此導致降低之密封效能。可藉由在淺槽中執行真空浸漬程序而減少因液體頭(liquid head)壓力引起之問題，但較小零件之商業生產量將需要大量相對較大直徑之額定壓力槽，此將使成本高昂，尤其是在可需要不鏽鋼來抵抗某些聚合物浸漬液體之腐蝕之情況下。
可藉由使用乾式真空程序在一定程度上解決使用濕式真空程序之問題。運用乾式真空，容器高度不影響密封品質，此係因為不需要克服頭壓力，且因此可針對相同生產量使用更少量之較深小直徑槽。然而，乾式真空程序亦具有缺點。例如，當濃稠浸漬液體最初進入抽空槽之真空環境時，趨於發生劇烈發泡。已觀察到此發泡覆蓋真空浸漬系統之大部分區域，其在該等區域處乾燥為硬塗層。再者，與薄單體相反，在循環結束時，濃稠浸漬液體并未良好地從槽之側部排出。因此，發泡之浸漬液體及在程序期間接觸槽壁之任何其他浸漬液體在僅幾次操作循環之後在槽之側壁上之形成厚到難以移除的沈積物。此問題因浸漬液體高度黏著且抵抗溶劑侵蝕兩者之事實而複雜。因此，清潔槽內部將幾乎肯定需要操作者進入容器，此導致操作複雜，諸如需要排程操作停機時間及對確保操作者之安全之增強的需求。
因此，可進一步改良真空浸漬系統之當前最先進技術。
申請人發明係關於運用如本文中所揭示之乾式真空浸漬系統及乾式浸漬程序解決上文描述之一或多個缺點。
根據本發明之一個態樣(「態樣1」)，提供一種真空浸漬系統，其包括以下各者，基本上由以下各者組成或由以下各者組成： 真空槽，其包括收容器及可移除蓋，該收容器及該蓋在該蓋在該收容器上時形成大體封閉之真空腔室； 料架，其固定於或可移除地支撐於該真空腔室內部且經構形以在其上保持一或多個物件； 內槽，其可移動地安裝至該收容器且經構形以在其中保持一定量之浸漬液體，該內槽可在垂直方向上在其中該一或多個物件未浸入該浸漬液體中之第一位置與其中該一或多個物件至少部分浸入該浸漬液體中之第二位置之間移動；及 真空及壓力控制系統，其包括一或多個氣體控制迴路，當該蓋在該收容器上時，該一或多個氣體控制迴路與該真空腔室流體連通。
態樣2.如態樣1之真空浸漬系統，其中該料架藉由至少一個附件可移除地支撐於該真空腔室內部。
態樣3.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該料架固定至該蓋或該收容器。
態樣4.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該內槽安裝於在該收容器之底部處延伸穿過密封件之軸件上。
態樣5.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該內槽可移除地安裝於該軸件上。
態樣6.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該軸件包括線性滑動件。
態樣7.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其進一步包括致動器，該致動器附接至該軸件且經構形以使該內槽在該第一位置與該第二位置之間移動。
態樣8.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其進一步包括自該內槽延伸至浸漬液體源之流體控制迴路。
態樣9.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該流體控制迴路包括可撓通路，該可撓通路自該內槽延伸至該收容器中之流體埠。
態樣10.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該流體控制迴路包括延伸穿過該軸件之通路。
態樣11.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該真空控制系統包括以下之一或多者：與真空泵連通之第一氣體控制迴路，與加壓氣體源連通之第二氣體控制迴路及可選擇性敞開之排放口(vent)。
態樣12.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該內槽塗佈有不黏塗層。
態樣13.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該內槽包含可移除內筒(inner liner)。
態樣14.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該內筒(inner)係金屬或塑膠材料之可再用或拋棄式內筒。
態樣15.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該內槽包括定位於該內槽內部之可移除內圓周帶。
態樣16.如前述態樣中任一項之真空浸漬系統，其中該帶包括壓抵於該內槽之內表面之扁平環且在空氣/浸漬劑界面處將該內槽與該浸漬液體隔離。
根據本發明之另一態樣(「態樣17」)，提供一種操作真空浸漬系統之方法，該方法包括以下步驟，基本上由以下步驟組成或由以下步驟組成： (a)在環境氣壓下將一或多個物件定位於真空槽中； (b)在步驟(a)之後，密封該真空槽； (c)在定位於該真空槽內部且在該一或多個物件下方之內槽中提供一定量之浸漬液體； (d)在步驟(a)及(b)之後，將該真空槽內部之內壓降低至低於該環境氣壓； (e)在步驟(c)及(d)之後，升高該內槽以將該一或多個物件至少部分浸入該浸漬液體中； (f)在步驟(e)之後，將該真空槽內部之該內壓增加至高於該環境氣壓； (g)在步驟(f)之後，將該內槽降低至該一或多個物件未浸入該內槽內之該浸漬液體中之位置； (h)在步驟(g)之後，將該真空槽內部之該內壓降低至環境氣壓；及 (i)在步驟(h)之後，開封該真空槽且從該真空槽移出該一或多個物件。
態樣18.如前述態樣中任一項之方法，其中步驟(c)在步驟(a)或步驟(b)之前及/或與其同時執行。
態樣19.如前述態樣中任一項之方法，其中步驟(c)在步驟(b)之後執行。
態樣20.如前述態樣中任一項之方法，其中步驟(d)在完成步驟(c)之後執行。
態樣21.如前述態樣中任一項之方法，其中該真空槽包括收容器及可移除蓋，且步驟(a)包括將保持該一或多個物件之料架附接至該收容器。
態樣22.如前述態樣中任一項之方法，其中該真空槽包括收容器及可移除蓋，且步驟(a)包括將保持該一或多個物件之料架附接至該蓋。
態樣23.如前述態樣中任一項之方法，其中步驟(c)包括透過可撓通路從該真空槽外部泵抽該一定量之浸漬液體且將其泵抽至該內槽。
態樣24.如前述態樣中任一項之方法，其中該內槽附接至在該真空槽之底部處延伸穿過密封件之軸件，且步驟(e)包括升高該軸件，且步驟(g)包括降低該軸件。
態樣25.如前述態樣中任一項之方法，其中步驟(c)包括透過延伸穿過該軸件之通路從該真空槽外部泵抽該一定量之浸漬液體且將其泵抽至該內槽。
態樣26.如前述態樣中任一項之方法，其進一步包括(j)在步驟(i)之後，在沒有交聯之情況下乾燥來自該真空槽之該一或多個物件。
態樣27.如前述態樣中任一項之方法，其中步驟(j)包括空氣乾燥或加熱以將該浸漬劑液體轉化為固體。
在一項實施例中，乾式真空浸漬系統包含槽內槽結構，其中浸漬聚合物容納於安置於耐壓外槽內之頂部開放式內槽中，該外槽具有封閉下部及以可密封開口終止之上部。該內槽安置於該外槽之該上部下方，將待浸漬零件透過該可密封開口引入至該上部中。代替將在容器間移動該浸漬聚合物，將容納該聚合物之該內槽可移動地安處於該外槽內，且在使用中，使該內槽向上移動以環繞待塗佈零件，直至該等零件浸沒於該浸漬聚合物中。以此方式，因貯槽與真空浸漬槽之間之聚合物之紊流而產生之該浸漬聚合物的發泡及因將聚合物引入至在真空下之槽中而引起的過度發泡大幅減少。
在該內槽在其橫擋(traverse)之底部處容納聚合物溶液的情況下，較佳地藉由升降機或類似者將待密封零件降低至該外槽中且使該等零件懸置於聚合物液體上方，通常在料架或其他支撐件上。接著，封閉外槽頂部，密封該耐壓外槽，且從該真空浸漬系統之該耐壓外槽(包含該等零件之細孔/間隙)內抽空空氣。接著，該內槽向上行進以藉此將該等零件浸沒於該聚合物溶液中且釋放真空，此幫助件使該聚合物液體移動至間隙及細孔中。接著，將該外槽加壓至大於大氣壓，此迫使額外濃稠聚合物進入該等零件之細孔/間隙中。在選定時間(約30秒至300秒)之後，壓力被釋放且返回至大氣壓，將該內槽降低，且過量之聚合物從該等零件之外表面及料架滴下而回至該內槽中。升高該料架，視情況將用於過量聚合物之收集托盤放置於該料架下方，且接著移除該料架且將其運輸至清潔站(在該處移除該零件之表面上之過量聚合物)且接著至乾燥站(在該處容許乾燥聚合物)，此將黏性聚合物液體轉化為固體形式(視情況具有彈性體品質)，以藉此密封物件之細孔及間隙。
值得注意地，在使用乾式真空的情況下，真空浸漬容器不需要具有多個淺槽之較大佔據面積，以適應濕式真空程序之頭壓力問題。因此，可使用較小直徑之較深槽，而不會不利地影響密封品質。
本文中所描述之實施例係關於一種真空浸漬系統及用於操作真空浸漬系統之方法。將理解，本文中所論述之實施例係例示性的，且其他實施例可涵蓋本文中所描述之各種不同態樣或特徵組合。
圖1繪示真空浸漬系統100之第一例示性實施例。系統100包含由收容器102及蓋104形成之真空槽。收容器102構形為真空槽之下部且係大體流體密封的。蓋104構形為真空槽之上部且亦為大體流體密封的。收容器102在其上端處以朝上開口106終止，且蓋104具有類似形狀之朝下開口108。蓋104可牢固至收容器102以形成大體流體密封且壓力密封之真空腔室112。開口106、108之一者或兩者藉由O形環110或其他(若干)密封件包圍或包含O形環110或其他(若干)密封件，其等可提供於徑向延伸之凸緣上以輔助形成大體流體密封之圍封件。如本文中所使用，「大體流體密封」意謂在所有操作通路及開口封閉時，無氣體或液體或僅不影響系統操作之標稱數量之氣體或液體可通過結構。
收容器102及蓋104較佳地可形成為習知壓力容器之形狀，具有以圓頂狀、半球形、準球形或半橢圓形頭部終止之圓柱形側壁。然而，收容器102及蓋104可共同形成球形或其他形狀。真空槽可經構形以容納所要操作壓力及真空，以及耐受預期操作溫度。例如，真空槽可額定為在從10 mm Hg真空至20個正壓大氣壓之範圍內或更佳地在20 mm Hg真空至10個正壓大氣壓下之內壓下操作。真空槽亦可額定為在5°C至200°C且更佳地在5°C至100°C下操作。
系統100亦包含料架114 (或多個料架)，料架114經構形以定位於真空腔室112內部之真空槽中，固定於真空腔室內部或可移除地支撐於真空腔室內部。料架114或若干料架可固定至收容器102及蓋104之一者或兩者。料架114較佳可移除地支撐及/或牢固於真空槽中。例如，收容器102可包含自收容器之內壁表面118徑向向內延伸之內部唇緣116，且料架114可包含自料架114徑向向外延伸以接合內部唇緣116且將料架114保持於真空腔室112內之預定垂直位置處的外部唇緣120。其他實施例可使用其他機構來將料架114牢固至收容器102或蓋104，諸如鉤或類似者。
連接機構可經構形用於自動安裝料架114且從真空腔室112移出料架114。例如，內部唇緣116及外部唇緣120可經構形以在垂直方向上支撐料架114，但容許一些徑向及旋轉移動以補償裝載設備(例如，起重機或吊頂升降機)之操作中之不精確性。若需要，則可提供用於在所有方向上固定料架之位置之機構，諸如螺栓或夾箝，以一旦料架114處於適當位置中時便防止料架114之任何移動。鑑於本發明，一般技術者將明白其他替代例及變動。
在其他實施例中，料架114可永久附裝至收容器102或蓋104。例如，可將料架114焊接於適當位置中，或藉由不期望容許在正常操作及清潔程序期間移出料架之緊固件進行牢固。在此情況中，可使用可移除保持器、支撐件、籃及類似者(如下文進一步描述)來將零件定位於料架中以進行浸漬及視情況運輸。
料架114亦經構形以保持待真空浸漬之一或多個物件，且容許浸漬液體接觸物件。例如，料架114可包括從底部支撐物件之網籃或一系列巢套網籃，或能夠保持物件中之對應開口之一或多個鉤。料架114亦可經構形以在料架114未浸入浸漬液體中的情況下懸置物件或若干物件。例如，各物件可藉由中間拋棄式連接件(諸如一股或一圈塑膠材料)從料架114懸置。鑑於本發明，一般技術者將明白其他替代例及變動。
系統100進一步包含內槽122，內槽122在下端處大體閉合，使得其可保持一定量之浸漬液體，但具有開放頂部124，開放頂部124經定尺寸且經塑形以接納料架114及/或由料架保持或從料架懸置之物件。例如，內槽122可包括圓柱形腔室，該圓柱形腔室之直徑略小於收容器之內壁表面118之相鄰部分之直徑。內槽122可具有所謂的不黏材料(例如，聚四氟乙烯(PTFE))之塗層及/或可包含可移除內筒122' (諸如金屬或塑膠材料之可再用或拋棄式內筒)，預期此有利於內槽122之週期性清潔且允許選擇較便宜材料來製造內槽122及收容器102。例如，針對未由聚合物浸漬液體(其可為腐蝕性的)直接接觸之表面，可用較低等級之鋼(諸如碳鋼、鋁或不干擾本發明之目的之其他合適金屬)取代不鏽鋼。
內槽122可移動地安裝至收容器102，使得其可在其中由料架保持之物件未浸入槽內之浸漬液體中之第一位置與其中物件至少部分(且較佳地完全)浸入浸漬液體中之第二位置之間垂直移動。在下文更詳細描述內槽122之操作。
內槽122可使用任何合適機構可移動地安裝至收容器102。在所展示之實例中，內槽122安裝於在收容器102之底部處延伸穿過密封件128之軸件126上。軸件126及密封件128可具有任何合適構造以提供壓力密封或耐壓密封。例如，軸件126可包括經拋光不鏽鋼圓筒，該圓筒延伸穿過貫穿收容器102之底部之開口而將一或多個機械或壓蓋密封件安裝於開口中，且徑向延伸以接觸軸件126以形成滑動密封件128。密封件128可包含刮刷器、密封唇緣、壓縮環、O形環、V形環、楔、填料或類似者之任何合適配置，如在液壓密封件之領域中已知。在此情況中，軸件126係沿著軸件126之長度軸向移動而不必繞軸件之軸旋轉之線性滑動件。在其他情況中，軸件126可包括接合收容器102之底部內之內螺紋之導螺桿，或具有其他構形。
致動器130附接至軸件126，且經構形以使內槽122在第一(降低)位置與第二(升高)位置之間移動。在所展示之實例中，致動器130包括液壓或氣動活塞132及缸134總成，該總成藉由加壓缸腔室而產生動力，如此項技術中已知。在此情況中，活塞132藉由剛性連接件136附接至軸件126。因此，操作致動器130使活塞132向上移動，藉此使內槽122自第一位置移動至第二位置。將容易暸解，可以各種方式修改此構形。例如，活塞132可固定於適當位置中，且缸134連接至軸件126。作為另一實例，軸件126可塑形為直接裝配至對應液壓或氣動缸中之活塞。作為另一實例，連接件136可包括一或多個機構，諸如鏈條及鏈輪、皮帶及滑輪、齒輪、變速器、槓桿、連桿組或類似者，以將活塞132之運動轉化為軸件126之運動。亦將瞭解，致動器130可替代地包括電動馬達或任何其他動力運動源。致動器130之特定性質及其至軸件126之連接對於本發明並非關鍵的，且鑑於本發明，將瞭解許多變動。
真空浸漬系統100亦包含經構形以將浸漬液體提供至內槽122之流體控制迴路138。流體控制迴路138包含用於將浸漬液體輸送至內槽122 (及視情況自內槽122輸送浸漬液體)之閥、通路及/或泵之任何合適配置。例如，流體控制迴路138可包含串聯流體連接至浸漬液體源144 (例如，槽或供應通路)之泵140及浸漬液體閥142。
流體控制迴路138可藉由流體通路之各種配置連接至內槽122。在圖1之實例中，可撓通路146自內槽122延伸至行進穿過收容器102之流體埠148。流體埠148可為任何合適之配件配置(例如，具有或不具有螺紋連接件之管道或類似者)，諸如在壓力容器設計之領域中熟知。可撓通路146可包括可撓軟管或類似者，且經定尺寸以容許內槽122在第一位置與第二位置之間移動而不妨礙內槽122之移動或阻塞軟管，且較佳地具有耐磨性以防止與其他零件重複接觸造成損壞。鋼編織額定壓力軟管或其他合適軟管可用於此目的，但鑑於本發明，一般技術者將瞭解其他替代例。
如亦在圖1中展示，流體控制迴路138可替代地藉由延伸穿過軸件126之通路150連接至內槽122。此消除在槽環境內部提供可撓通路146之需要，但可需要可撓通路152以將軸件通路150連接至流體控制迴路138之其他零件。
使用可撓通路146或軸件150來將浸漬液體遞送至內槽122之實施例兩者提供藉由在逆流方向上排出或泵抽來從內槽122選擇性地移除浸漬液體之選項。此可有利於使浸漬液體返回至儲槽以供稍後使用，準備好內槽122以進行清潔，或提供其他優點。
然而，在其他實施例中，流體控制迴路138可經構形使得其可僅將浸漬液體遞送至內槽122。例如，流體控制迴路138可將浸漬液體遞送通過內槽122之開放頂部124。在一項此實施例中，流體控制迴路138可包括出口噴嘴，當內槽122處於第一位置中時，該出口噴嘴在開放頂部124上方之位置處附接至收容器102之內壁表面118。在此情況中，浸漬液體可透過噴嘴泵抽以傾注或噴射至內槽122中，但無法藉由逆流移除。流體控制迴路138亦可經構形以在附接蓋104之前透過收容器102之上端106將浸漬液體傾注至內槽122中。鑑於本發明，一般技術者將清楚其他替代例及變動。
亦設想可在一些實施例中使用多個內槽122。此多個槽122可有助於使用不同浸漬液體執行一些物件之真空浸漬或執行小批量物件之真空浸漬而無需充填單一內槽122之整個容積。多個內槽122可一起移動(例如，附接至相同軸件126或提供為單一統一結構之離散細分)，或可個別地移動(例如，安裝於各別軸件上且具有各別操作系統)。
內槽122亦可為可移除的，諸如在無需人員進入收容器中的情況下清潔內槽，且促進使用替換槽繼續處理零件。內槽122亦可用具有不同尺寸之槽替換，或充填至不同液位，以真空浸漬不同物件或物件組合。
內槽122可裝配有可移除內圓周帶，其大約在浸漬液體之表面(例如，空氣/浸漬劑界面)處定位於內槽內部。帶形成壓抵於內槽122之內表面之扁平環，且可為例如彈簧負載金屬環。帶在空氣/浸漬劑界面處隔離內槽與浸漬液體，且可收集在帶表面上處理期間產生之聚合物沈積物，藉此促進沈積物之容易移除。此特徵可用於代替內筒122'或與內筒122'組合使用。
真空浸漬系統100亦包含真空控制系統，該真空控制系統經操作以控制真空腔室112內部之氣壓。例如，真空控制系統可包含：第一氣體控制迴路154，其用於降低真空腔室112內部之氣壓使其低於真空槽外部之環境壓力；第二氣體控制迴路156，其用於增加真空腔室112中之氣壓使其高於真空槽外部之環境壓力；及第三氣體控制迴路158，其用於使真空腔室112內部之壓力與真空槽外部之環境壓力均衡。
氣體控制迴路154、156、158可併有設備之任何合適配置以提供所要功能。例如，在所展示之實施例中，第一氣體控制迴路154可包括將真空槽連接至真空泵162之第一閥160，第二氣體控制迴路156可包括將真空槽連接至壓縮機166之第二閥164，且第三氣體控制迴路可包括將真空槽連接至環境空氣之第三閥168。真空控制系統之組件亦可包含其他裝置，諸如過濾器、液體阱、量器及類似者。任何自動或手動操作控制系統可用於操作真空控制系統之組件。鑑於本發明，一般技術者將明白其他替代例及變動。
真空浸漬系統100亦較佳地包含液體排空迴路170 (諸如液體排空閥172)，液體排空迴路170經構形以從真空槽之底部排出浸漬液體、冷凝液及任何其他液體。
閥、真空泵、壓縮機及類似者之選擇及使用在真空浸漬系統之領域中熟知，且本文中不需要進一步詳細論述。
在圖2至圖6中繪示用於操作真空浸漬系統100及其他實施例之例示性方法。例示性程序開始於將待密封物件200裝載至料架114上(步驟600)，將料架114裝載至收容器102或蓋104上(步驟602)，及藉由將蓋104牢固至收容器102而密封真空槽(步驟604)。步驟600及602可以任何順序執行(即，可在將料架114固定至收容器102或蓋104之前或之後將物件200裝載於料架114上)。圖2展示在料架114牢固至收容器102之前牢固至料架114之物件。圖3展示作為替代實施例之牢固至蓋104之料架114。若料架114永久附裝至真空槽，則預設地滿足步驟602。圖4展示牢固至真空槽之料架114，及用於形成密封真空腔室112之牢固至收容器102之蓋104。
在步驟606中，用浸漬液體202將內槽122充填至所要液位。步驟606可在將蓋104密封至收容器102之前或之後執行。例如，圖2展示在料架114之裝載期間處於低液位(或其可完全不存在)之浸漬液體202，且可將浸漬液體202維持在此液位，直至蓋104密封至收容器102。相比之下，圖3展示在將蓋104密封至收容器102之前充填至工作液位之浸漬液202。
步驟608在將蓋104密封至收容器102之後執行。在步驟608中，在真空腔室112中產生真空，諸如藉由操作第一氣體控制迴路154以將環境空氣泵抽出真空腔室112。若需要，則可在步驟608之前執行一或多個沖洗步驟以幫助移除環境空氣中可能妨礙程序之氣體。例如，可將氮氣泵抽至真空腔室112中以在執行步驟608之前置換環境空氣。
步驟608較佳地在於步驟606中用浸漬液體充填內槽122之後執行。此幫助防止如在將液體引入至真空氣氛中時會發生之浸漬液體202之發泡，且藉由促進真空槽之更容易、更安全及/或較不頻繁清潔而提供顯著改良。然而，考慮藉由將浸漬液體202引入至內槽122之範圍中，可至少在一定程度上將與發泡相關聯之問題隔離在內槽122。在此情況中，整個清潔程序之大部分將係關於清潔內槽122，且可藉由使內槽122可移除(例如，藉由螺母174或(若干)其他緊固件將其安裝至軸件126)或在內槽122中提供可移除內筒122'而促進此程序。因此，實施例可視情況在於步驟606中引入浸漬液體之前或與其同時執行真空產生步驟608。
接著，在步驟610中，藉由操作致動器130而升高內槽122，直至待真空浸漬之物件200浸入浸漬液體202中。物件200可完全浸入或若不需要針對整個物件200浸漬則僅浸入至所要程度。當浸入時，浸漬液體包圍物件以及待充填之空間及間隙，且可進入此等細孔及間隙至一定程度。
在步驟608之後執行步驟610使此成為乾式真空浸漬程序(即，在浸入物件200之前產生真空)。預期此降低或消除在真空腔室112內之不同位置處之物件之不一致浸漬，此係因為細孔中之真空之產生不與藉由浸漬液體產生之液壓頭壓力對抗。此容許真空槽在垂直方向上相對較大，就處理設備之給定資本投資而言導致更大處理量。
在浸入物件200時，程序移動至步驟612，其中操作第二氣體控制迴路156以使真空腔室112內部之壓力升高至高於大氣壓位準。升高封閉收容器中之壓力促使浸漬液體進入經抽空細孔及間隙中以提供經改良密封。
接著，在步驟614中，藉由操作致動器130以降低內槽122直至浸漬液體低於料架114上之最低物件200而從浸漬液體移出物件200。在此步驟期間及之後，物件200上之殘餘浸漬液體202可從物件200排出至內槽122以重用或再循環。
最後，在步驟616及618中，藉由操作第三氣體控制迴路158而排空真空腔室112，且移出物件200。
將瞭解，可根據各種操作參數執行一些或全部前述程序步驟。此等參數之實例包含：在步驟608中產生之真空之量值，在步驟612中產生之壓力之量值，步驟610中之浸入之持續時間，步驟616中之排空槽之前之等待時間，等等。另外，可調變物件200之溫度、真空腔室112中之氣氛及浸漬液體202之全部。此等變數之精確期望值或範圍可用例行實驗判定。
預期實施例在配合相對黏性之浸漬液體使用時尤其有用，該等浸漬液體可取決於物件是否為可需要拆卸以進行維護之總成而選擇為具有或多或少黏著性質。較佳地，選擇提供均勻且一致之密封形成之浸漬液體，其中在密封材料與組成總成之廣泛各種材料(包含金屬及塑膠兩者)之間形成耐久性密封。浸漬液體亦較佳地提供為溶解或分散在溶劑(較佳地水)中之惰性聚合物，此消除對單獨固化步驟之需要且僅需要蒸發殘餘載體或溶劑(最佳地水)以完成密封。惰性聚合物將為熟習聚合物技術者理解為意謂缺乏賦予聚合物以特定化學反應性之足夠基團的聚合物。合適惰性聚合物可包含(藉由非限制性實例)聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯及類似者。浸漬液體可視情況包含已知用於配製黏著劑及密封劑之添加劑，諸如流變助劑、潤濕劑、抗老化劑、穩定劑、生物穩定劑及/或彩色顏料。一般而言，取決於聚合物(50厘泊至5000厘泊)溶液之非牛頓行為，濃稠浸漬聚合物材料具有在約50 Pa.s至多達5000 mPa.s或更高之範圍內之黏度。
實施例可經構形以密封多種物件中之細孔及間隙，包含具有金屬及塑膠零件兩者之物件。例示性物件包含但不限於：電信設備(例如，無線電、蜂巢式電話等)；音訊設備(例如，耳機、揚聲器、麥克風)；及其他電子設備，諸如電腦、處理單元、電子控制器、線束、電連接器及類似者。
如先前所提及，雖然本文中參考特定實施例繪示且描述本發明，但本發明並不意欲限於所展示之細節。實情係，可在發明申請專利範圍之等效物之範疇及範圍內且不脫離本發明的情況下對細節作出各種修改。
在本說明書內，已依能夠撰寫清楚且簡明之說明書之方式描述實施例，但預期且將瞭解，在不脫離本發明之情況下，可以各種方式組合或分離實施例。例如，將瞭解，本文中所描述之所有較佳特徵適用於本文中所描述之本發明之所有態樣。
雖然本文中已展示且描述本發明之較佳實施例，但將理解，此等實施例僅以實例之方式提供。在不脫離本發明之精神之情況下，熟習此項技術者將想到許多變動、改變及替換。因此，隨附發明申請專利範圍意欲覆蓋落入本發明之精神及範疇內之所有此等變動。
100:真空浸漬系統 102:收容器 104:蓋 106:開口/上端 108:開口 110:O形環 112:真空腔室 114:料架 116:內部唇緣 118:內壁表面 120:外部唇緣 122:內槽 122':內筒 124:開放頂部 126:軸件 128:密封件 130:致動器 132:活塞 134:圓筒 136:連接件 138:流體控制迴路 140:泵 142:浸漬液體閥 144:浸漬液體源 146:可撓通路 148:流體埠 150:通路 152:可撓通路 154:第一氣體控制迴路 156:第二氣體控制迴路 158:第三氣體控制迴路 160:第一閥 162:真空泵 164:第二閥 166:壓縮機 168:第三閥 170:液體排空迴路 172:液體排空閥 174:螺母 200:物件 202:浸漬液體/浸漬液 600:步驟 602:步驟 604:步驟 606:步驟 608:步驟 610:步驟 612:步驟 614:步驟 616:步驟 618:步驟
圖1係例示性真空浸漬系統之示意圖。 圖2繪示在第一操作狀態中之圖1之實施例。 圖3繪示在第一操作狀態中之例示性浸漬系統之替代實施例。 圖4繪示在第二操作狀態中之圖1之實施例。 圖5繪示在第三操作狀態中之圖1之實施例。 圖6繪示用於操作真空浸漬系統之例示性方法。 在圖中，相同元件符號指示相同特徵部。
100:真空浸漬系統
102:收容器
104:蓋
106:開口/上端
108:開口
110:O形環
112:真空腔室
114:料架
116:內部唇緣
118:內壁表面
120:外部唇緣
122:內槽
122':內筒
124:開放頂部
126:軸件
128:密封件
130:致動器
132:活塞
134:缸
136:連接件
138:流體控制迴路
140:泵
142:浸漬液體閥
144:浸漬液體源
146:可撓通路
148:流體埠
150:通路
152:可撓通路
154:第一氣體控制迴路
156:第二氣體控制迴路
158:第三氣體控制迴路
160:第一閥
162:真空泵
164:第二閥
166:壓縮機
168:第三閥
170:液體排空迴路
172:液體排空閥
174:螺母

Claims (27)

  1. 一種真空浸漬系統，其包括： 真空槽，其包括收容器及可移除蓋，該收容器及蓋在該蓋在該收容器上時形成大體封閉之真空腔室； 料架，其固定於或可移除地支撐於該真空腔室內部且經構形以在其上保持一或多個物件； 內槽，其可移動地安裝至該收容器且經構形以在其中保持一定量之浸漬液體，該內槽可在垂直方向上在其中該一或多個物件並未浸入該浸漬液體中之第一位置與其中該一或多個物件至少部分浸入該浸漬液體中之第二位置之間移動；及 真空及壓力控制系統，其包括一或多個氣體控制迴路，當該蓋在該收容器上時，該一或多個氣體控制迴路與該真空腔室流體連通。
  2. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該料架藉由至少一個附件可移除地支撐於該真空腔室內部。
  3. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該料架固定至該蓋或該收容器。
  4. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該內槽安裝於在該收容器之底部處延伸穿過密封件之軸件上。
  5. 如請求項4之真空浸漬系統，其中該內槽可移除地安裝於該軸件上。
  6. 如請求項4之真空浸漬系統，其中該軸件包括線性滑動件。
  7. 如請求項6之真空浸漬系統，其進一步包括致動器，該致動器附接至該軸件且經構形以使該內槽在該第一位置與該第二位置之間移動。
  8. 如請求項7之真空浸漬系統，其進一步包括自該內槽延伸至浸漬液體源之流體控制迴路。
  9. 如請求項8之真空浸漬系統，其中該流體控制迴路包括自該內槽延伸至該收容器中之流體埠的可撓通路。
  10. 如請求項8之真空浸漬系統，其中該流體控制迴路包括延伸穿過該軸件之通路。
  11. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該真空控制系統包括以下之一或多者：與真空泵連通之第一氣體控制迴路，與加壓氣體源連通之第二氣體控制迴路及可選擇性敞開之排放口。
  12. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該內槽塗佈有不黏塗層。
  13. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該內槽包含可移除內筒。
  14. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該內筒係金屬或塑膠材料之可再用或拋棄式內筒。
  15. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該內槽包括定位於該內槽內部之可移除內圓周帶。
  16. 如請求項1之真空浸漬系統，其中該帶包括壓抵於該內槽之內表面之扁平環且在空氣/浸漬劑界面處將該內槽與該浸漬液體隔離。
  17. 一種用於操作真空浸漬系統之方法，該方法包括： (a)在環境氣壓下將一或多個物件定位於真空槽中； (b)在步驟(a)之後，密封該真空槽； (c)在定位於該真空槽內部且在該一或多個物件下方之內槽中提供一定量之浸漬液體； (d)在步驟(a)及(b)之後，將該真空槽內部之內壓降低至低於該環境氣壓； (e)在步驟(c)及(d)之後，升高該內槽以將該一或多個物件至少部分浸入該浸漬液體中； (f)在步驟(e)之後，將該真空槽內部之該內壓增加至高於該環境氣壓； (g)在步驟(f)之後，將該內槽降低至該一或多個物件未浸入該內槽內之該浸漬液體中之位置； (h)在步驟(g)之後，將該真空槽內部之該內壓降低至環境氣壓；及 (i)在步驟(h)之後，開封該真空槽且從該真空槽移出該一或多個物件。
  18. 如請求項17之方法，其中步驟(c)在步驟(a)或步驟(b)之前及/或與其同時執行。
  19. 如請求項17之方法，其中步驟(c)在步驟(b)之後執行。
  20. 如請求項17之方法，其中步驟(d)在完成步驟(c)之後執行。
  21. 如請求項17之方法，其中該真空槽包括收容器及可移除蓋，且步驟(a)包括將保持該一或多個物件之料架附接至該收容器。
  22. 如請求項17之方法，其中該真空槽包括收容器及可移除蓋，且步驟(a)包括將保持該一或多個物件之料架附接至該蓋。
  23. 如請求項17之方法，其中步驟(c)包括透過可撓通路從該真空槽外部泵抽該一定量之浸漬液體且將其泵抽至該內槽中。
  24. 如請求項17之方法，其中該內槽附接至在該真空槽之底部處延伸穿過密封件之軸件，且步驟(e)包括升高該軸件，且步驟(g)包括降低該軸件。
  25. 如請求項24之方法，其中步驟(c)包括透過延伸穿過該軸件之通路從該真空槽外部泵抽該一定量之浸漬液體且將其泵抽至該內槽中。
  26. 如請求項17之方法，其進一步包括(j)在步驟(i)之後，在無交聯的情況下乾燥來自該真空槽之該一或多個物件。
  27. 如請求項26之方法，其中步驟(j)包括空氣乾燥或加熱以將該浸漬劑液體轉化為固體。
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