專利名稱：耐火織物套筒及其構(gòu)造和以其提供防火保護(hù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于保護(hù)細(xì)長元件的織物套筒，并且尤其涉及耐火織物套筒。
背景技術(shù)：
柔性軟管和管組件公認(rèn)用于保護(hù)流體輸送管道(如燃料管道和輸油管道)防止其暴露于高溫，并且提供符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)AS1055燃燒試驗的耐火性能和防火屏蔽保護(hù)。在試驗中，采用在2000華氏度的火焰溫度下具有4500Btu/hr的火焰強(qiáng)度的火焰進(jìn)行試驗。一種航空航天標(biāo)準(zhǔn)(AS1055B級)要求使防火屏障維持15分鐘。眾所周知，具有涂層的織物套筒在流體以流量(5gpm)通過待保護(hù)的管道時滿足AS1055B級保護(hù)要求。典型的織物套筒包括一具有硅橡膠涂層的玻璃纖維辮織套筒。玻璃纖維和硅橡膠涂層的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在航空航天標(biāo)準(zhǔn)(AS1072)中指定為2型套筒。盡管這些套筒在流量下滿足AS1055B級保護(hù)要求,但它們在ID流量(Igpm)下不滿足AS1055B級保護(hù)要求,也不符合另一個航空航天標(biāo)準(zhǔn)(AS1055A級)，此標(biāo)準(zhǔn)要求當(dāng)流量為零時使耐火性能維持5分鐘。因此，為了在ID流量(Igpm)下滿足AS1055B級保護(hù)要求，或在零流量下滿足AS1055A級保護(hù)要求，需要將多個套筒圍繞彼此重疊，這就造成了體積過大并且價格昂貴的問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面構(gòu)造的一種低剖面(low profile)、單層壁織物套筒在零流量下滿足了 AS1055A級保護(hù)要求,并在ID(Igpm)流量下滿足了 AS1055B級保護(hù)要求。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于為流體輸送管道提供防火保護(hù)的織物套筒包括一單層管狀織物壁，其由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種制成。該壁具有外表面和圍成空腔的內(nèi)表面，該空腔的尺寸適于容置流體輸送管道。一硅橡膠涂層粘附至該壁的外表面，并且一阻燃添加劑與硅橡膠混合以形成涂層組合物。該阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的至少一種組成的組。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，該織物套筒用于為流體輸送管道提供防火保護(hù)。該方法包括:交織紗線并形成一管狀壁，該紗線由選自由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種的材料制成，該管狀壁具有外表面和圍成空腔的內(nèi)表面，該空腔的尺寸適于容置流體輸送管道。該方法進(jìn)一步包括:形成硅橡膠和阻燃添加劑的涂層組合物，且該阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁組成的組中的至少一種，以及將該涂層組合物涂敷至該管狀壁的外表面。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種為流體輸送管道提供防火保護(hù)的方法。該方法包括:將一單層壁織物套筒包裹住流體輸送管道，其中，該單層壁具有外表面，且該外表面上粘附有硅橡膠和阻燃添加劑的外涂層組合物，該阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁組成的組中的至少一種。


結(jié)合下文給出的優(yōu)選實施例和最佳方式的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖進(jìn)行考慮，本發(fā)明的上述及其它的方面、特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會更加容易理解，其中:圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例構(gòu)造的織物套筒的立體圖，其示出為繞燃料軟管或輸油軟管組件設(shè)置；以及圖1B是根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例構(gòu)造的織物套筒的立體圖，其示出為繞燃料軟管或輸油軟管組件設(shè)置。
具體實施例方式更具體地參考附圖，圖1A和IB示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面構(gòu)造的管狀織物套筒10。該套筒10為流體輸送管道12提供防火保護(hù)，流體輸送管道12例如為那些用于引導(dǎo)易燃流體(如油和燃料)的管道。根據(jù)用于構(gòu)造套筒10的紗線材料的類型，該套筒10的防火保護(hù)包括在Igpm和Ogpm流量下依照航空航天標(biāo)準(zhǔn)(AS1055A級)提供耐火性能,并且進(jìn)一步在Igpm和Ogpm流量下依照航空航天標(biāo)準(zhǔn)(AS1055B級)提供耐火性能。因此,該紗線材料應(yīng)當(dāng)基于應(yīng)用所需的防火保護(hù)來選擇。套筒10具有一管狀壁14，根據(jù)應(yīng)用要求，該壁14可以是機(jī)織的(如圖1A中W處所示)或是辮織的(如圖1B中B處所示)。壁14構(gòu)造為具有沿縱軸16延伸的任何合適的長度和任何合適的直徑。因此，壁14可以構(gòu)造成具有不同的結(jié)構(gòu)特性和配置。壁14具有外表面18和圍成空腔22的內(nèi)表面20，該空腔的尺寸適于容置管道12，其中，空腔22在套筒10的相對兩端24、26之間沿縱軸16軸向延伸。壁14的外表面18具有涂層組合物28，該涂層組合物28由硅橡膠和阻燃添加劑組成。硅橡膠可選自各種不同類型的硅橡膠，例如包括HCR、RTV、擠出硅橡膠和液體硅橡膠(LSR)，該硅橡膠優(yōu)選為含有聚硅氧烷的乙烯或者含羥基的聚硅氧烷。測試到的反應(yīng)官能團(tuán)越多，導(dǎo)致了硅橡膠固化時的交聯(lián)越多，從而增強(qiáng)了涂層組合物28和套筒壁14之間的粘合力。阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的至少一種組成的組。在一個優(yōu)選的實施例中，由于硼酸鋅和氫氧化鎂的協(xié)同作用，因此，以2:3的比例提供硼酸鋅和氫氧化鎂作為阻燃添加劑，其中，硼酸鋅占涂層組合物28的IOwt.%，氫氧化鎂占涂層組合物28的15wt.%。應(yīng)當(dāng)理解的是，該比例和重量百分比可以根據(jù)應(yīng)用要求而改變，其中硼酸鋅與氫氧化鎂的比例范圍可以為1/2-3/4,且兩者的重量百分比范圍可以為5-20wt.%。當(dāng)分解時，硼酸鋅釋放出硼酸，硼酸沸騰以圍繞套筒10形成炭絕緣層。此外，氫氧化鎂在330攝氏度的溫度以上分解，當(dāng)分解時，氫氧化鎂吸收1.37kJ/g的熱量并釋放水分，該水分可以用于有效降低火焰和管道12的溫度。因此，硼酸鋅和氫氧化鎂的聯(lián)合協(xié)同的物理和化學(xué)特性能為套筒10提供最佳的防火保護(hù)。根據(jù)應(yīng)用防火要求，織物壁由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種制成。例如，如果套筒10需要在ID流量下(流體以Igpm流過管道12)滿足航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級耐火性能，那么套筒壁14可以由交織的紗線制成，該交織的紗線選自由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種，其中，航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級試驗包括在2000華氏度的火焰溫度、4500Btu/hr的火焰強(qiáng)度下燃燒5分鐘。另外，如果套筒10需要在零流量下(沒有流體流過管道)滿足航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級耐火性能，那么套筒壁14可以由交織的紗線制成，該交織的紗線選自由玄武巖、二氧化硅和陶瓷組成的組中的至少一種。此外，如果套筒10需要在ID流量下(Igpm)滿足航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級防火保護(hù)要求，那么套筒壁14可以由交織的紗線制成，該交織的紗線選自由玄武巖、二氧化硅和陶瓷組成的組中的至少一種，其中，航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級試驗包括在2000華氏度的火焰溫度、4500Btu/hr的火焰強(qiáng)度下燃燒15分鐘。進(jìn)一步地，如果套筒10需要在零流量下滿足航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級防火保護(hù)要求，那么套筒壁14可以由交織的紗線制成，該交織的紗線選自由二氧化硅和陶瓷組成的組中的至少一種。應(yīng)該認(rèn)識到的是，無論所需的尺寸和長度如何，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的套筒組件10都適用于各種應(yīng)用。例如，它們可用于汽車、船舶、工業(yè)、航空或航天應(yīng)用，或者任何其他應(yīng)用，在任何其他應(yīng)用中需要保護(hù)套筒以保護(hù)附近元件抵御高溫和/或火災(zāi)。應(yīng)當(dāng)理解的是，上文的詳細(xì)描述是關(guān)于某些優(yōu)選實施例的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從本文的揭示內(nèi)容中容易辨別的其它實施例并入此處，并被認(rèn)為在最終允許的所有權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種織物套筒，其用于為流體輸送管道提供防火保護(hù)，其特征在于，該織物套筒包括: 一單層管狀織物壁，其由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種制成，所述壁具有一外表面和一圍成一空腔的內(nèi)表面，該空腔的尺寸適于容置該流體輸送管道； 一粘附至所述外表面的硅橡膠涂層；以及 一阻燃添加劑，其與所述硅橡膠混合以形成一涂層組合物，所述阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化 鋁中的至少一種組成的組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述阻燃添加劑包括比例為2:3的硼酸鋅和氫氧化鎂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的織物套筒，其特征在于，所述硼酸鋅占所述涂層組合物的IOwt.%o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述單層管狀織物壁為辮織而成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述單層管狀織物壁為機(jī)織而成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述套筒是防火的，并且所述單層管狀織物壁由玄武巖制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述套筒是防火的，并且所述單層管狀織物壁由二氧化硅制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述套筒是防火的，并且所述單層管狀織物壁由陶瓷制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物套筒，其特征在于，所述套筒是耐火的，并且所述單層管狀織物壁由玻璃纖維制成。
9.一種構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，該織物套筒用于為流體輸送管道提供防火保護(hù)，其特征在于，該方法包括: 交織紗線并形成一管狀壁，該紗線由選自由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種的材料制成，該管狀壁具有一外表面和一圍成一空腔的內(nèi)表面，該空腔的尺寸適于容置該流體輸送管道； 形成硅橡膠和一阻燃添加劑的涂層組合物，所述阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁組成的組中的至少一種；以及 將該涂層組合物涂敷至該管狀壁的外表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括選擇比例為2:3的硼酸鋅和氫氧化鎂以形成該阻燃添加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括提供占該涂層組合物15wt.%的氫氧化鎂。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括采用辮織工藝交織該紗線。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括采用機(jī)織工藝交織該紗線。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括選擇玄武巖作為紗線材料，以在燃燒試驗中使得該管狀壁耐火性能在流體以O(shè)gpm流量通過該液體輸送管道時符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級，并在試驗中使得該管狀壁防火性能在Igpm流量下符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的構(gòu)造單層壁織物套筒的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括選擇二氧化硅或陶瓷作為紗線材料，以在燃燒試驗中使得該管狀壁耐火性能在流體以O(shè)gpm流量通過該液體輸送管道時符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級，并在試驗中使得該管狀壁防火性能在Igpm流量下符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級。
16.一種為流體輸送管道提供防火保護(hù)的方法，其特征在于，該方法包括: 將一單層壁織物套筒包裹住該流體輸送管道，其中，該單層壁具有一外表面，且該外表面上粘附有硅橡膠和一阻燃添加劑的外涂層組合物，該阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁組成的組中的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的為流體輸送管道提供防火保護(hù)的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括選擇比例為2:3的硼酸鋅和氫氧化鎂以形成該阻燃添加劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的為流體輸送管道提供防火保護(hù)的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括采用玄武巖紗線材料制成該單層壁，以在燃燒試驗中使得該單層壁耐火性能在流體以O(shè)gpm流量通過該液體輸送管道時符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級，并在試驗中使得該單層壁防火性能在流體以Igpm流量通過該液體輸送管道時符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的為流體輸送管道提供防火保護(hù)的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括采用二氧化硅紗線材料制成該單層壁，以在燃燒試驗中使得該管狀壁耐火性能在流體以O(shè)gpm流量通過該液體輸送管道時符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055A級，并在試驗中使得該管狀壁防火性能在流體以Igpm流量通過該液體輸送管道時符合航空航天標(biāo)準(zhǔn)1055B級。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個方面構(gòu)造的織物套筒(10)為油或燃料流體輸送管道提供了防火保護(hù)，并且滿足在零流量下的AS1055A級保護(hù)要求以及在零流量下的AS1055B級保護(hù)要求。織物套筒包括單層管狀織物壁(14)，其由玄武巖、二氧化硅、陶瓷和玻璃纖維紗組成的組中的至少一種制成。該壁具有外表面(18)和圍成空腔(22)的內(nèi)表面(20)，該空腔的尺寸適于容置流體輸送管道(12)。一硅橡膠涂層粘附至壁的外表面，并且一阻燃添加劑與硅橡膠混合以形成涂層組合物。該阻燃添加劑選自由硼酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁中組成的組。
文檔編號F16L11/12GK103154590SQ201180049235
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者敏敏·陳 申請人:費德羅-莫格爾動力系公司