專利名稱：壓力平衡設(shè)備外罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)備外罩，尤其涉及一種能夠防止在外罩內(nèi)部發(fā)生冷 凝的壓力平衡設(shè)備外軍。
背景技術(shù)：
諸如機(jī)械或電子裝置這一類的設(shè)備在遇到濕氣或冷凝水時(shí)就可能 不能正常工作了。外殼可以保護(hù)這些裝置不會(huì)受滴到外表的水的影響， 但是不能例如在溫度極端振蕩時(shí)保護(hù)這些裝置不受直接在外殼內(nèi)部形 成的冷凝水的影響。當(dāng)外殼周圍的環(huán)境變冷時(shí)，外殼的內(nèi)壁也會(huì)變冷 且最終內(nèi)部空氣變冷。當(dāng)內(nèi)部空氣變冷時(shí)，外殼內(nèi)部的相對(duì)氣壓降低 從而將外部的空氣吸入外殼內(nèi)(例如通過(guò)外殼上的裂縫)。譬如當(dāng)外殼 在暴雨中迅速變冷時(shí)，外面的空氣相對(duì)濕度可能會(huì)接近100%。外殼 內(nèi)的空氣相對(duì)濕度最終會(huì)達(dá)到外殼外面的空氣相對(duì)濕度，且當(dāng)進(jìn)一步 變冷時(shí)，外殼內(nèi)部就可能會(huì)出現(xiàn)冷凝水。
用于攝像機(jī)的戶外攝像圓頂就是一種設(shè)備外殼。攝像圓頂外殼可 以安置在關(guān)心區(qū)域的上方，并且用光學(xué)清晰或透明的保護(hù)罩形成該外 殼的下半部分。 一個(gè)完整的PTZ (pan- tilt-zoom)機(jī)構(gòu)用于觀察通常 位于攝像圓頂下方或側(cè)面的關(guān)心區(qū)域(例如停車場(chǎng)，安全門，建筑入 口等)?，F(xiàn)有的戶外攝像圓頂外殼都存在冷凝的問(wèn)題，特別是處于沿海 的濕潤(rùn)環(huán)境中時(shí)。在保護(hù)軍內(nèi)部和外部發(fā)生的冷凝會(huì)讓保護(hù)罩失去作 用。發(fā)生在保護(hù)罩內(nèi)部的冷凝會(huì)在保護(hù)罩上形成薄霧使得視線變得模 糊，且有可能結(jié)成水滴流到保護(hù)軍底部使得視線變得模糊.外殼內(nèi)的 電子和機(jī)械元件的壽命可能會(huì)因?yàn)槔淠鸬母g而變短。
4密封外殼被設(shè)計(jì)用來(lái)防止空氣進(jìn)入。然而，在外殼內(nèi)外壓差相對(duì) 高時(shí)，密封外殼可能會(huì)發(fā)生泄漏。當(dāng)電纜需要穿過(guò)外殼壁時(shí)，密封殼 體的密封就更加困難了。密封外殼的方案可以在理想條件下使用，但 是在許多情況下成本太高且不可靠。
通過(guò)以下結(jié)合圖的詳細(xì)說(shuō)明，將能更好地理解這些和其它特點(diǎn)和
優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓力平衡設(shè)備外罩的部分橫截面圖。
圖2A-2C是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓力平衡裝置在不同膨脹狀 態(tài)下的部分橫截面圖。
圖3A-3C是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓力平衡裝置在不同膨脹狀 態(tài)下的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，壓力平衡設(shè)備外軍100用于容納包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)械 和/或電子裝置的設(shè)備。壓力平衡設(shè)備外罩100提供密封外殼102內(nèi)部 的壓力與外罩100外部的環(huán)境壓力之間的壓力平衡。通過(guò)平衡壓力， 密封外殼102內(nèi)部的壓力將不會(huì)高于或低于外罩100外部的環(huán)境壓力。 維持與周圍環(huán)境的壓力平衡使導(dǎo)致通過(guò)密封外殼102發(fā)生泄漏的壓力 差最小化或消除。使進(jìn)入或流出密封外殼102的泄漏最小化可以減少 在密封外殼102內(nèi)部發(fā)生冷凝的可能性。
壓力平衡設(shè)備外軍100的密封外殼102將設(shè)備104封閉在其內(nèi)部 區(qū)域106.壓力平衡設(shè)備外軍IOO還包括壓力平衡裝置110,該壓力平 衡裝置110用來(lái)限定被構(gòu)造成可通過(guò)膨脹和收縮來(lái)改變體積的體積可 調(diào)節(jié)腔室112。壓力平衡裝置110可以通過(guò)密封流體連接的方式與密 封外殼102連接，使得空氣或氣體能在內(nèi)部區(qū)域106和腔室112之間 自由流動(dòng)以允許腔室112膨脹和收縮。
當(dāng)密封外殼102內(nèi)部的溫度上升時(shí)，內(nèi)部氣體會(huì)趨于膨脹。如果 不允許膨脹的話，內(nèi)部壓力將相對(duì)于周圍環(huán)境壓力上升。類似地，當(dāng)密封外殼102內(nèi)部的溫度下降時(shí)，內(nèi)部氣體會(huì)趨于收縮以降低相對(duì)壓 力。周圍環(huán)境的大氣壓變化也會(huì)引起壓力差。由周圍環(huán)境溫度變化引 起的相對(duì)壓差可以是單獨(dú)由大氣壓力變化引起的相對(duì)壓差的四倍。壓
力平衡設(shè)備外罩100不僅能夠補(bǔ)償由周圍環(huán)境溫度變化引起的壓差還 能補(bǔ)償由周圍環(huán)境的大氣壓變化引起的壓差。
當(dāng)相對(duì)環(huán)境壓力變大時(shí)，外罩100外部的較高壓力使得體積可調(diào) 節(jié)腔室112收縮且體積變小，使得空氣或氣體從腔室112流入內(nèi)部區(qū) 域106 (例如沿箭頭10的方向)直至壓力達(dá)到平衡。當(dāng)相對(duì)環(huán)境壓力 變小時(shí)，密封外殼102內(nèi)部的較高壓力使得體積可調(diào)節(jié)腔室112膨脹 且體積變大，促使空氣或氣體從內(nèi)部區(qū)域106流入腔室112 (例如沿 箭頭12的方向)直至壓力達(dá)到平衡。因此，密封外殼102的內(nèi)部壓力 可以連續(xù)地與周圍環(huán)境壓力保持平衡，使得可能會(huì)使導(dǎo)致泄漏的壓力 差最小化。換句話說(shuō)，隨著周圍環(huán)境壓力變化，流入或流出壓力平衡 裝置110的是外殼102內(nèi)部的循環(huán)空氣或收集的氣體，而不是在密封 外殼102與周圍環(huán)境之間流動(dòng)的空氣或氣體。
壓力平衡裝置110可以構(gòu)造成使得體積可調(diào)節(jié)腔室112的體積能 夠變化到能夠適應(yīng)周圍環(huán)境相對(duì)壓力變化的程度。換句話說(shuō)，體積可 調(diào)節(jié)腔室112可以允許有足夠的收縮以調(diào)整到預(yù)期的周圍環(huán)境相對(duì)壓 力的最大增長(zhǎng)，可以允許有足夠的膨脹以適應(yīng)預(yù)期的周圍環(huán)境相對(duì)壓 力的最大降低。在一個(gè)實(shí)例中，體積可調(diào)節(jié)腔室112被設(shè)計(jì)成允許體 積變化大約50%以適應(yīng)周圍環(huán)境壓力在大約6%范圍內(nèi)的變化和周圍 環(huán)境溫度在大約-40至+50"C范圍內(nèi)的變化。壓力平衡裝置110可以與 具有可允許所需膨脹或收縮的初始體積的且處于不受壓狀態(tài)下的體積 可調(diào)節(jié)腔室112—起安裝(例如，連接到密封外殼102)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，壓力平衡裝置110可包含用于限定腔室112的 柔性容器114 (例如扁平袋型氣嚢)。柔性容器114由柔性或適應(yīng)性材 料(例如涂有橡膠的布或浸漬乙烯樹(shù)脂的布)制成。柔性容器114的 尺寸能夠允許體積可調(diào)節(jié)腔室112在材料不緊繃的情況下進(jìn)行膨脹和 收縮以適應(yīng)周圍環(huán)境壓力變化。如果腔室112太小，腔室112就不能進(jìn)行足夠的膨脹和收縮以適應(yīng)周圍環(huán)境溫度的較大變化。通過(guò)緊繃材
料使腔室112膨脹會(huì)引起壓力差，從而迫使部分空氣或氣體通過(guò)外殼 上的裂縫。在一個(gè)例子中，柔性容器114具有包含在密封外殼102內(nèi) 的可壓縮氣體的體積的大約5 0 %的最大體積(即處于不緊繃的情況下 完全膨脹的狀態(tài))。
壓力平衡裝置U0還包括導(dǎo)管116 (例如通氣管)，該導(dǎo)管與柔性 容器114連接以提供與密封外殼102的流動(dòng)連接。導(dǎo)管116包括足夠 大的通道以允許空氣或氣體在柔性容器114的腔室112和密封外殼102 的內(nèi)部區(qū)域106之間自由流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)管116具有直徑至 少約為2mm的通道。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，壓力平衡裝置110可拆卸地連接到密封外殼 102。設(shè)備外軍IOO包括連接端口 120，該端口與密封外殼102連接且 被構(gòu)造成與從柔性容器114中伸出的導(dǎo)管116可拆卸地接合。連接端 口 120包括自動(dòng)關(guān)閉閥機(jī)構(gòu)122 (例如自動(dòng)密封活動(dòng)蓋)，所述機(jī)構(gòu)在 與壓力平衡裝置110斷開(kāi)連接時(shí)關(guān)閉以防止外面的空氣流入密封外殼 102內(nèi)部。因此在安裝外軍100或更換壓力平衡裝置110時(shí)，自動(dòng)關(guān) 閉閥機(jī)構(gòu)122能夠限制潮濕空氣流進(jìn)入密封外殼102內(nèi)部。所屬領(lǐng)域 的技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到任何已知的結(jié)合或連接方式都能用于將壓力平衡 裝置110可拆卸地連接到密封外殼102。
在一個(gè)典型的實(shí)施例中，密封外殼102可以被構(gòu)造成能將攝像機(jī) 或其它這樣的設(shè)備封閉，并且可以包括主要外殼部分130和透明保護(hù) 罩部分132。主要外殼部分130保護(hù)和支撐照相機(jī)設(shè)備且可由金屬材 料制成。透明保護(hù)軍部分132在為照相機(jī)提供不受阻礙視場(chǎng)的同時(shí)保 護(hù)照相機(jī)，且可由透明塑料材料制成。在這個(gè)實(shí)施例中，壓力平衡裝 置110連接到主要外殼部分130上。通風(fēng)軍134至少要安置在主要外 殼部分130和壓力平衡裝置110上方。為照相機(jī)設(shè)計(jì)的外殼的實(shí)例包 括可得到的為Tyco Fire and Security的商標(biāo)SpeedDome⑧的攝像圓頂 外殼。
在安裝過(guò)程中，壓力平衡外罩100可以結(jié)合干燥劑和/或氮?dú)庖黄鹗褂靡晕諠駳夂?或防止將高濕度空氣捕獲在內(nèi)。例如，干燥劑可以
放在密封外殼102的內(nèi)部106中，或放在壓力平衡裝置110的腔室112 中。干燥劑可由干燥包或裝有例如硅膠、NatraSorb或其它用于吸收 濕氣的材料的小袋提供。壓力平衡使得通過(guò)密封外殼102的泄漏最小 化，因此干燥劑的使用壽命變長(zhǎng)了。
通過(guò)用干燥氮?dú)鈦?lái)排出外殼內(nèi)的潮濕空氣或替換潮濕空氣，使得 壓力平衡外罩IOO得到凈化。還可以利用所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的 技術(shù)，在連接壓力平衡裝置之前或之后，使用干燥氮?dú)鈨艋瘔毫ζ胶?外罩100。壓力平衡使得通過(guò)密封外殼102的泄漏最小化，從而阻止 了氮?dú)鈴拿芊馔鈿?02泄漏出去，從而延長(zhǎng)了充氮?dú)獾闹芷凇?br>
壓力平衡外罩IOO還可以包括用于監(jiān)控和報(bào)告在密封外殼102內(nèi) 濕度水平的濕度感測(cè)裝置140。濕度感測(cè)裝置140的實(shí)例包括(但不 限于)電子濕度傳感器和涂有化學(xué)品的隨濕度變化而顏色發(fā)生變化的 指示條。濕度感測(cè)裝置140可以在不打開(kāi)外殼102的情況下報(bào)告外殼 102內(nèi)部的濕度水平。例如，指示條可放置在可以通過(guò)透明保護(hù)軍132 或外殼102上的其它觀察窗口觀察到該指示條的位置。濕度感測(cè)裝置 140還可放置在可以被外殼102內(nèi)的攝像機(jī)拍攝到濕度水平的圖像的 位置。濕度水平的圖像可以被傳送到其它地方，因此濕度水平可以被 遠(yuǎn)程顯示和監(jiān)控。允許遠(yuǎn)程監(jiān)控濕度水平能夠避免不必要的預(yù)防性維 護(hù)。
圖2A-2C更詳細(xì)地描述了壓力平衡裝置210的另一實(shí)施例。壓力 平衡裝置210可包括放置在保護(hù)外軍218內(nèi)的柔性容器214 (例如扁 平袋或氣嚢)。柔性容器214用來(lái)限定體積可調(diào)節(jié)腔室212，且在保護(hù) 外軍218上開(kāi)口以允許柔性容器214響應(yīng)于周圍環(huán)境壓力變化進(jìn)行膨 脹和收縮。保護(hù)外罩218可以由例如塑料、金屬或其它能保護(hù)柔性容 器214的剛性材料制成。在柔性容器214由耐用材料制成或受到另一 整體護(hù)軍(例如圖1中所示的護(hù)罩134)保護(hù)的情況下，它不再需要 保護(hù)軍218。壓力平衡裝置210可包括構(gòu)造成用于連接壓力平衡裝置 210和密封外殼102 (參見(jiàn)圖1)的導(dǎo)管216 (例如通氣管)。壓力平衡裝置210還可以包括用于吸收流入腔室212中的空氣中的任何濕氣的 干燥劑(例如干燥包、或干燥袋220、或球狀或珠狀形式的干燥劑)。 壓力平衡裝置210可拆卸地連接到密封外殼102，且可以是可替換的 盒體。
如圖2A所示，最初(例如，在將壓力平衡裝置210連接到密封 外殼上時(shí))柔性容器214是處于松弛不受壓力的狀態(tài)。如圖2B所示， 當(dāng)周圍環(huán)境溫度上升或周圍環(huán)境相對(duì)壓力變小時(shí)(例如在安裝后)，空 氣或氣體會(huì)流入腔室212中(例如沿箭頭20的方向)且柔性容器214 膨脹以平衡壓力。如圖2C所示，當(dāng)周圍環(huán)境相對(duì)壓力變大時(shí)，空氣 或氣體會(huì)流出腔室212 (例如沿箭頭22的方向)，且柔性容器214收 縮以平衡壓力。
參考圖3A-3C,壓力平衡裝置310的另 一實(shí)施例包括密封外殼302 上的柔性側(cè)壁314。如圖3A所示，最初(例如安裝外罩時(shí))柔性側(cè)壁 314是處于松弛不受壓力的狀態(tài)。如圖3B所示，當(dāng)周圍環(huán)境相對(duì)壓力 變小時(shí)，空氣或氣體朝著柔性側(cè)壁314 (例如沿箭頭30的方向)流入 體積可調(diào)節(jié)的腔室312中且柔性側(cè)壁314膨脹以平衡壓力。如圖3C 所示，當(dāng)周圍環(huán)境相對(duì)壓力變大時(shí)，空氣或氣體從柔性側(cè)壁314流出 (例如沿箭頭32的方向)，且柔性側(cè)壁314收縮以平衡壓力。
因此壓力平衡外罩能阻止出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致潮濕空氣泄漏到外軍內(nèi)部以 及干燥空氣或氣體(例如氮?dú)?從外罩內(nèi)部泄漏出去的壓力差。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，壓力平衡設(shè)備外罩包括用于封閉設(shè)備的 密封外殼和用于限定體積可調(diào)節(jié)腔室的壓力平衡裝置。壓力平衡裝置 可連接密封外殼以允許空氣或氣體在外殼內(nèi)部和體積可調(diào)節(jié)腔室之間 自由流動(dòng)。體積可調(diào)節(jié)腔室被構(gòu)造成可充分調(diào)節(jié)以使密封外殼內(nèi)部壓 力和密封外殼外部的環(huán)境氣壓平衡。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，封閉裝置包括設(shè)備、用于封閉該設(shè)備的 密封外殼和用于限定體積可調(diào)節(jié)腔室的壓力平衡裝置。壓力平衡裝置 可與密封外殼連接以允許空氣或氣體在外殼內(nèi)部和體積可調(diào)節(jié)腔室之 間自由流動(dòng)。體積可調(diào)節(jié)腔室被構(gòu)造成可充分調(diào)節(jié)以使密封外殼內(nèi)部
9壓力和密封外殼外部的環(huán)境氣壓平衡。
雖然此處已對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員
應(yīng)理解本說(shuō)明書僅由實(shí)施例組成并且其不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制。除了此處給出和說(shuō)明的典型實(shí)施例外，其它實(shí)施例也應(yīng)落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行的改進(jìn)或變換都被認(rèn) 為應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，該范圍不應(yīng)受到除了以下權(quán)利要求以 外的其它限制。
權(quán)利要求
1. 一種壓力平衡設(shè)備外罩，其包括被構(gòu)造成封閉所述設(shè)備的密封外殼；以及限定出體積可調(diào)節(jié)腔室的壓力平衡裝置，所述壓力平衡裝置被連接到所述密封外殼，使得空氣或氣體在所述外殼內(nèi)部和所述體積可調(diào)節(jié)腔室之間自由流動(dòng)，其中所述體積可調(diào)節(jié)腔室被構(gòu)造成可充分調(diào)節(jié)以使所述密封外殼的內(nèi)部壓力與所述密封外殼外面的環(huán)境氣壓平衡。
2. 如權(quán)利要求l所述的壓力平衡設(shè)備外罩，還包括位于所述腔室 內(nèi)的干燥劑。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓力平衡設(shè)備外軍，其中，所述壓力平衡 裝置包括用于限定所述腔室的柔性容器，所迷柔性容器可拆卻地與所 述外殼連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓力平衡設(shè)備外軍，還包括將所述柔性容 器可拆卸地連接到所述外殼的連接端口，所述連接端口包括用于在移 走所述容器時(shí)限制流動(dòng)的自動(dòng)關(guān)閉閥機(jī)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求l所述的壓力平衡設(shè)備外軍，還包括在所述密封外 殼內(nèi)部的氮?dú)狻?br>
6. 如權(quán)利要求l所述的壓力平衡設(shè)備外罩，其中，所述壓力平衡 裝置包括用于限定所述腔室的扁平袋。
7. 如權(quán)利要求l所述的壓力平衡設(shè)備外罩，其中，所迷壓力平衡 裝置包括用于限定所述腔室的柔性容器以及圍繞所述乘性容器的保護(hù) 罩。
8. 如權(quán)利要求7所述的壓力平衡設(shè)備外罩，其中，所述柔性容器 和所述保護(hù)罩可拆卸地連接到所述密封外殼。
9. 如權(quán)利要求l所述的壓力平衡設(shè)備外軍，其中，所述壓力平衡 裝置包括所述密封外殼的柔性側(cè)壁，所述柔性側(cè)壁限定所述腔室。
10. 如權(quán)利要求1所述的壓力平衡設(shè)備外罩，其中，所述壓力平 衡裝置包括用于限定所述腔室的柔性容器和用于連接所述柔性容器和所述外殼的導(dǎo)管。
11. 如權(quán)利要求1所述的壓力平衡設(shè)備外罩，還包括在所述外殼 內(nèi)部的濕度感測(cè)裝置。
12. 如權(quán)利要求1所述的壓力平衡設(shè)備外罩，其中，所述密封外 殼包括主體外殼部分和與所述主體外殼部分連接的透明保護(hù)罩部分。
13. 如權(quán)利要求12所述的壓力平衡設(shè)備外罩，其中，所述壓力平 衡裝置與所述主體外殼部分連接，且還包括圍繞至少所述主體外殼部 分和所述壓力平衡裝置的護(hù)軍。
14. 一種封閉裝置，其包括 設(shè)備；封閉所述設(shè)備的密封外殼；以及用于限定體積可調(diào)節(jié)腔室的壓力平衡裝置，所述壓力平衡裝置連 接所述密封外殼，使得空氣或氣體在所述外殼內(nèi)部和所述體積可調(diào)節(jié) 腔室之間自由流動(dòng)；所述體積可調(diào)節(jié)腔室被構(gòu)造成充分調(diào)節(jié)以使所述 密封外殼的內(nèi)部壓力與所述密封外殼外部的環(huán)境氣壓平衡。
15. 如權(quán)利要求14所述的封閉裝置，其中，所述設(shè)備包括照相機(jī)。
16. 如權(quán)利要求15所述的封閉裝置，其中，所述密封外殼包括攝 像圓頂外殼。
17. 如權(quán)利要求15所迷的封閉裝置，還包括在所述外殼內(nèi)部的濕 度感測(cè)裝置，其中所述照相機(jī)被構(gòu)造成獲取由所述濕度感測(cè)裝置指示 的濕度水平的圖像。
18. 如權(quán)利要求14所述的封閉裝置，其中，所述壓力平衡裝置包 括用于限定所述腔室的柔性容器。
19. 如權(quán)利要求14所述的封閉裝置，其中，所述壓力平衡裝置包 括所述密封外殼的柔性側(cè)壁，所述柔性側(cè)壁限定所述腔室。
20. 如權(quán)利要求14所述的封閉裝置，還包括位于所述腔室內(nèi)的干 燥劑。
全文摘要
一種用于容納設(shè)備(例如，一個(gè)或多個(gè)機(jī)械和/或電子裝置)的壓力平衡外罩。該壓力平衡外罩包括在該外罩的內(nèi)部壓力與該外罩外面的環(huán)境壓力之間提供壓力平衡的壓力平衡裝置。該壓力平衡阻止在該外罩外面的相對(duì)潮濕的空氣進(jìn)入該外罩，并因此阻止或基本上最小化在該外罩內(nèi)部的冷凝。
文檔編號(hào)H02B7/06GK101443971SQ200580046065
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者M·卡梅利亞, T·F·伯基 申請(qǐng)人:傳感電子公司