專利名稱：用于電氣部件物理防護的方法和裝置的制作方法
用于電氣部件物理防護的方法和裝置
本申請是于2009年7月30日提交的專利申請(中國國家申請號為 2009101658 . 6，發明名稱為“用于電氣部件物理防護的方法和裝置”)的分案申請。技術領域
本發明一般地涉及用于電氣部件的防護罩，且特別涉及用于保護數據記錄設備免受交通工具撞毀影響的方法和裝置。
背景技術：
用于飛行數據記錄器(FDR)的至少某些已知防撞毀的記錄器(CPM)裝甲利用了金屬復合物，例如但不限于鋼，鈦和合金，以便在諸如交通工具撞毀的滲漏和撞毀事件時提供對隔絕和記憶組件的保護。然而，金屬通常相對較重且由于其相對高的熱傳導性，因而在起火時僅能提供有限的保護。除此之外，金屬復合物具有的熱膨脹系數明顯不同于在固態CPM 中典型找到的隔絕材料的熱膨脹系數。在火災中，金屬裝甲罩和隔絕材料之間具有顯著不同的熱膨脹系數會導致罩和隔絕材料之間的間隙。這樣的間隙會影響隔絕材料保護CPM裝甲內存儲器部件的能力。發明內容
在一個實施例中，一種用來保護熱敏性部件免受高溫、機械沖擊和濕氣影響的罩包括環繞構造成在其中容納熱敏性部件的內腔的外殼，構造成配合地結合該外殼以便將該內腔對罩的外部環境密封的蓋，其中外殼和蓋中的至少一個由陶瓷材料形成。
在另一個實施例中，一種部件撞毀保護方法包括形成第一陶瓷材料的殼體，該殼體包括構造成容納部件的空腔，形成第二陶瓷材料的蓋，該蓋構造成配合地接合該殼體，以便空腔被陶瓷材料密封地環繞，將部件定位在空腔內，以及接合殼體和蓋，使得殼體和蓋的配合接合將空腔對該殼體和蓋的外部環境密封隔離。
在又一實施例中，一種用于交通工具的撞毀可生存罩包括形成空腔的陶瓷殼體， 其中該殼體包括至少部分地限定空腔的邊界的密封邊緣。該罩還包括陶瓷蓋，該陶瓷蓋包括密封邊緣的互補邊緣，在組裝之后，該殼體和蓋形成環繞空腔的防火罩。
圖1-2示出了本文所述的方法和裝置的示范性實施例。
圖1是根據本發明的一個示范性實施例的撞毀可生存罩的透視圖；以及
圖2是根據本發明的一個實施例的部件撞毀保護方法的示范性方法的流程圖。
部件列表
100罩
102外殼
104內腔
106密封邊緣
108至 ΓΤΠ
110邊緣
112隔熱層
114內表面
116電插塞
118電力端子
120數據端子
121部件
122，124，126層
200方法
202形成殼體
204形成蓋
206放置部件
208連接殼體和蓋具體實施方式
以下具體實施方式
通過例示而非限制的方式說明了本發明的實施例。預期本發明對用于保護部件免受工業、商業和住宅應用中的嚴苛環境影響的設備和方法具有普遍的應用。
如本文所用，以單數形式敘述和前接用詞“一”或“一個”的構件或步驟應被理解為并不排除復數構件或步驟，除非明確敘述了這種排除。此外，對本發明的“一個實施例”的引用并不意在被解釋為排除也結合了所述特征的其它實施例的存在。
圖1是根據本發明的一個示范性實施例的撞毀可生存罩100的透視圖。在該示范性實施例中，罩100構造成攜帶在交通工具上并保護部件，該部件例如但不限于如用于飛行數據記錄器的固態存儲器。預期罩100將被用在如飛行器或航天器的交通工具上，在撞毀期間，罩100會面臨火災和沖擊的極端情況。罩100包括形成空腔104的陶瓷殼體102。殼體102包括至少部分地限定空腔104的邊界的密封邊緣106。罩100還包括陶瓷蓋108，該陶瓷蓋包括與密封邊緣106互補的邊緣110。在組裝之后，殼體102和蓋108 形成環繞空腔104的防火罩。
罩100還包括環繞空腔104且鄰近殼體102的內表面114以及蓋108的隔熱層 112。在該示范性實施例中，隔熱層112的熱膨脹系數被選擇成約等于殼體102和蓋108中的至少一個的熱膨脹系數。典型地，殼體102和蓋108由具有大致相等的熱膨脹系數的相似材料形成。在一個備選實施例中，殼體102和蓋108由具有不同熱膨脹系數的材料形成。 殼體102、蓋108和隔熱層112之間的不同熱膨脹會導致殼體102、蓋108和隔熱層112之間的間隙。在一個備選實施例中，隔熱層112與殼體102和/或蓋108隔開，以便殼體102 和/或蓋108以及隔熱層112之間的間隙是所期望的。
在該示范性實施例中，殼體102和/或蓋108由碳化硼基體形成。碳化硼陶瓷可鑄造以形成殼體102和/或蓋108，并可在形成過程中包括各種數量的粘合劑。此外，碳化硼可與增塑劑混和以便于降低脆性或增加形成并固化的殼體102和/或蓋108的斷裂韌度。在各種備選實施例中，碳化硼陶瓷被熔紡以形成陶瓷纖維，陶瓷纖維形成殼體102和/ 或蓋108。在一個備選實施例中，陶瓷材料由多個層122，IM和1 形成。在各種實施例中，層122,1 和1 包括各種材料，它們被形成和/或粘附在一起形成可加工的薄片，或可形成可嵌套的形狀，以便一層可以套進另一層中，然后再套入另一層中，以此類推。各種嵌套形狀之后可被接合或聯接在一起以形成殼體102和/或蓋108。例如，多個層122，124， 126中的一層可包含金屬，另一層可包含具有第一成分的第一陶瓷材料，而又一層則可包含具有第二成分的第二陶瓷材料。層122，124，126的順序基于罩100的預期使用而選擇，例如將在其中部署罩100的交通工具的類型。層122，124，126的順序還可基于所需的防滲透等級，或期望的火焰溫度和暴露持續時間來選擇。
罩100還包括電插塞116，其通過罩100進入空腔104并穿過殼體102和/或蓋 108，以便維持空腔104和殼體102和蓋108外部的環境之間的密封。電插塞116包括構造成分別傳導電力和數據信號到定位于空腔104內的部件121的電力端子118和數據端子 120。在該示范性實施例中，部件121為數據記錄器的存儲器。在各種其他實施例中，部件 121可包括另一種電氣部件，如處理器或對熱、震動和/或濕氣敏感的物品。
在各種實施例中，陶瓷罩100的厚度大于等效金屬罩的厚度，然而由于陶瓷材料的重量比金屬的重量約輕70 %，使用陶瓷材料可以實現總重量降低。此外，陶瓷材料表現出比金屬更低的熱傳導性，從而提供了相對金屬形成的罩附加的絕熱優勢。
圖2是根據本發明的一個實施例的部件撞毀保護方法的示范性方法200的流程圖。在該示范性實施例中，方法200包括在步驟202形成第一陶瓷材料的殼體，其中該殼體包括構造成容納部件的空腔；以及在步驟204形成第二陶瓷材料的蓋，其中該蓋構造成配合地接合該殼體，以便空腔被陶瓷材料密封環繞。方法200還包括在步驟206將部件放置在空腔內，以及在步驟208連接殼體和蓋，使得殼體和蓋的配合接合將空腔與該殼體和蓋的外部環境密封隔離。
如本文所用，術語“處理器”指中央處理單元，微處理器，微控制器，精簡指令集電路(RISC)，專用集成電路(ASIC)，邏輯電路，和能夠執行本文所述功能的任何其它電路或處理器。
如本文所用，術語“存儲器”可包括RAM存儲器，ROM存儲器，EPOM存儲器，EEPROM 存儲器，以及非易失RAM存儲器(NVRAM)。上述的存儲器類型僅為示例性的，因此并不限制為可在罩100內使用的存儲器類型。
用于部件撞毀保護的方法和裝置的上述實施例提供了一種經濟而可靠的手段來保護熱敏性部件免受高溫、震動和濕氣的影響。更具體地，本文所述的方法和裝置便于降低例如撞毀保護部件的罩的重量。此外，上述方法和裝置便于在撞毀期間以及撞毀之后將部件與周圍環境隔離，其中機械沖擊、火災和/或濕氣會損壞部件。因此，本文所述的方法和裝置便于以經濟而可靠的方式保護熱敏性部件免受高溫、震動和濕氣的影響。
盡管已經關于各種特定實施例對本公開進行了描述，但將會認識到，本公開可以以在權利要求的精神和范圍之內的更改來實施。
權利要求
1.一種撞毀保護部件的方法，所述方法包括形成第一陶瓷材料的殼體，所述殼體包括構造成容納部件的空腔；形成第二陶瓷材料的蓋，所述蓋構造成配合地接合所述殼體，以便所述空腔被陶瓷材料密封地環繞；將所述部件定位在所述空腔內；以及接合所述殼體和所述蓋，使得所述殼體和所述蓋的配合接合將所述空腔對所述殼體和所述蓋的外部環境密封隔離。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，形成第二陶瓷材料的蓋包括形成其中所述第二陶瓷材料不同于所述第一陶瓷材料的第二陶瓷材料的蓋。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括用隔熱層墊襯所述空腔。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括用具有大約等于所述第一陶瓷材料和所述第二陶瓷材料的至少其中一種的膨脹系數的熱膨脹系數的隔熱層墊襯所述空腔。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括形成通過所述殼體和所述蓋的至少其中一個的孔；以及將電插塞聯接到所述殼體和所述蓋的至少其中一個上并覆蓋所述孔，使得所述空腔和所述殼體和所述罩外部的環境之間的密封被維持。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括通過所述電插塞將電力和數據信號中的至少一個傳導至所述部件。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成包括形成包含碳化硼基體的陶瓷材料的所述殼體和所述蓋的至少其中一個。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成包括形成包含碳化硼的陶瓷材料的所述殼體和所述蓋的至少其中一個，所述碳化硼包含由纖維形成的陶瓷。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成包括形成陶瓷材料鑄件的所述殼體。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成包括形成包含多個層的陶瓷材料的所述殼體和所述蓋的至少其中一個。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成包括形成包含至少一個金屬層的陶瓷材料的所述殼體和所述蓋的至少其中一個。
全文摘要
本發明涉及用于電氣部件物理防護的方法和裝置，具體而言，提供了一種用于保護熱敏性部件免受高溫、震動和濕氣影響的方法和裝置。罩包括環繞構造成在其中容納熱敏性部件的內腔的外殼，以及蓋，該蓋構造成配合地接合該外殼，以便該內腔對該罩的外部環境密封，其中外殼和蓋中的至少一個由陶瓷材料形成。
文檔編號H05K5/02GK102523711SQ20111042990
公開日2012年6月27日 申請日期2009年7月30日 優先權日2008年7月31日
發明者J·B·斯特夫勒 申請人:通用電氣航空系統有限責任公司