配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥的製作方法
2023-05-22 13:01:11 1
專利名稱：：配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥的製作方法配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥本發明申請涉及熔融石英輥(fusedsilicaroll)的模型，該輥中配有用於水平鋼化(horizontaltempering)玻璃爐或其他材料的熱處理的加熱系統。該石英棍具有玻璃傳送和在加熱室之內振蕩的功能，以及加熱與輥接觸的材料的功能，所述輥通過其內置的電阻加熱。在現有技術中，由於其優異的熱性質，熔融石英輥專門地用於傳送和振蕩玻璃鋼化爐的加熱室之內的玻璃或用於材料的處理。該玻璃鋼化方法由四個基本步驟組成玻璃裝載，加熱，冷卻和卸載。在現有技術中，加熱室負責通過輻射以及天然或強制的對流過程進行玻璃加熱，其通過安裝在加熱室頂部和底部的電阻，其中輥的功能僅僅在於在加熱過程中進行前述玻璃傳送和振蕩(短距離的前進和後退)。在現有技術中，關於玻璃的生產和處理，我們也需說明幾處創新和基於此創新授予的專利權。我們可說明目前生產的多種玻璃，例如酸蝕刻玻璃、抗反射玻璃、夾絲玻璃、自潔玻璃、低輻射玻璃、斜邊玻璃、防彈玻璃、曲面玻璃、雙層玻璃(doubleglazedglass)、超白玻璃、噴砂玻璃、反射玻璃、絲網印刷玻璃、鋼化玻璃，特別需要使用新的技術來改進質量和增加生產率。為了改進這一市場，作者研發出此發明，該發明由熔融石英輥組成，該輥設計為實現加熱室之內的玻璃的傳送和振蕩功能(這是現有技術中已包涵的細節)，以及實現本文要求的技術(其為通過輥內的電阻加熱的作用，其主要目標是加熱待處理的玻璃或材料)。設計所述輥，使得空心圓柱(其由類似管狀的耐火材料製成)的壁厚度對於內置電阻所產生的熱量具有最大傳送速率。在輥的末端，安裝了與輥內置電阻相連的端子(terminals)，用來實施旋轉運動的棍和機器電源(machinepower)的電路之間的連接,在棍末端的端子中安裝水銀旋轉金屬觸頭，這些旋轉觸頭也可用銅或銀集電環(collectingring)和碳(coal)或石墨刷製成。我們需要說明，相比於目前使用的通過在爐的加熱室之內(頂部和底部)安裝的電阻來加熱爐子的傳統系統而言，本文通過熔融石英輥進行的加熱是更為有效和實用的技術改進。從申請人要求保護的所述技術應用的有利方面和優點來說，我們需要強調的是，通過熱傳導使材料快速加熱而提高了生產率，所述熱傳導是由被加熱的輥道和待處理的玻璃或材料之間的直接接觸而提供的，其使得生產率更高且生產的時間循環減少。在輥和待處理的玻璃或材料之間熱傳遞速率的增加，使得效率增加，結果是節約了能量。特別是由於其安裝在爐加熱室內部的絕緣體附近，使得由爐壁上安裝的電阻的熱輻射所產生的熱能損失得以減少。需強調的另一改進方面在於，本發明不需要以下的勞動即目前需要的在常規模式的加熱室頂部和底部組裝和安裝電阻，或必要時僅保持電阻位於頂端。顯著減少了原材料的使用，例如絕緣體、輪廓(profiles)、結構、金屬板、電阻支持體和其他材料的使用，所述其他材料是由於加熱室的尺寸減小，或者由於所述材料在本文的生產方法中不再需要。在連續生產爐的情況下，由於熱傳遞速率的效率提高從而可減小加熱室的尺寸，使得能夠獲得工業物理空間。關於本文所述新技術的益處，我們還需強調，由於生產起始階段輥的快速加熱，使得生產過程起始的時間減少。相比於目前所用的技術(其需要更多的時間加熱並使爐室內的溫度均勻)，將爐加熱至理想工作溫度的時間更少。本發明要求保護的輥的另一優勢為，在加熱電阻的燃燒(burning)的情況下，其可被替換而無需使機器關閉和長時間停止運轉以等待爐加熱室自然冷卻。這一電阻的替換，可在加熱的室的狀態下進行，而無需打開和拆卸爐子，這是傳統爐所不能實現的——傳統爐子需要關掉機器大約40小時以使爐室自然冷卻，並且只有過了這個時間之後才能把爐室打開來替換電阻。我們還注意到本發明實現了這樣的技術改進由於本文中所述電阻置於輥內部，與加熱室的內部氣氛相隔離，並且不與氧化性或還原性氣氛接觸，使得所述電阻壽命的顯著增加。顯著減少了爐底電阻燃燒或故障的問題，該問題的原因是當玻璃顆粒達到500°C以上時其成為導電性的，使得與電阻接觸時發生短路，使得可能造成加熱室之內的玻璃破裂，因此引起其燃燒。對本文提出和需要的輥進行了徹底的測試和改進，使得驗證了它的實踐功能，並且支持並適用於待用於輥中的電阻模型的可能的變化。輥可能出現的另一變化涉及用作加熱元件的材料，其中電阻或其他加熱元件可由碳、石墨、金屬線製成。電阻也可通過石英管支持，並且在輥內部安裝溫度傳感器以進行可能的監測，而且並非意在限制加熱輥內所用電阻的不同方式或數量一其可根據商業化的需要而不同。加熱電阻可用自補償溫度(self-compensationtemperature)材料構成，以在溫度較低的輥處實現更多的熱輸出，並在溫度較高的地方實現更少的熱輸入。本文的熔融石英輥可由其他材料製成，例如石英(quartz)，氧化鋁，陶瓷，瓷料和未來技術的材料，且可能用於其他裝置和材料，而不僅僅是玻璃、陶瓷、金屬和聚合物的加熱和鋼化(回火)的過程。附圖和以下的詳述有助於更精確的理解，其中具有數字參數。圖I-內置加熱系統用於熱處理玻璃和材料的熔融石英輥的分解透視圖。圖2-部分切開以展示內部細節的熔融石英輥的正視圖，其中背面基本上是相同的。圖3-熔融石英輥的後視圖，其背面基本上是相同的。根據上述的圖示，本發明包含(iscomprisedof):安裝於軸端(shaftends)和管嘴(nozzles)(5和5a)上的一組軸承(4和4a)，其特徵在於其被裝配到圓柱形的加熱的熔融石英輥(6)上，該熔融石英輥具有縱向圓形通道(9)以容納電阻(8)，該電阻(8)為電阻塊(resistivemassive)或管形杆狀或螺旋狀且在其末端連接至不鏽鋼電端子(electricalterminal)(2和2a),其通過絕緣陶瓷套管(ceramicsbushing)(7和7a)而絕緣，所述陶瓷套管安裝於管嘴(5和5a)的孔(10和IOa)中，管嘴(5和5a)的外部承接軸承(4和4a),在右側(13)配有滑輪(pulley)(3)和水銀旋轉觸頭(rotarycontactsofmercury)(la),且在左側(12)配有水銀旋轉觸頭(I)。右側(13)配有滑輪(3)以負責傳送軸承(4和4a)所支持的整個組件圍繞其自身軸的旋轉運動，該滑輪也旋轉水銀旋轉觸頭(I和Ia)，形成端子(2和2a)和機器電源的電路之間的電連接。所述熔融石英輥(6)是用熔融石英或耐火材料製造的，為圓柱形且帶有縱向圓形通道(9)。所述熔融石英輥(6)通過安裝於縱向圓形通道(9)內部的電阻(8)由內到外地加熱，其與熔融石英輥￠)的壁厚度相關，產生最大的熱傳遞速率。電連接的電端子(2和2a)將電阻⑶和水銀旋轉觸頭(I和Ia)之間電傳導連通，其將電流傳送至外部的電阻(8)，無論在旋轉運動或靜止狀態下。電端子(2和2a)以及軸和管嘴(5和5a)之間的絕緣是通過陶瓷套管(7和7a)或其他耐火性和絕緣性的的絕緣材料而實現的。軸承(4和4a)置於裝配至熔融石英輥(6)左側(12)和右側(13)的軸端和管嘴(5和5a)上，其用於支持的爐子的支持臺(supporttable)以使稱為熔融石英輥(6)的組件發生旋轉。水銀旋轉觸頭(I和Ia)可以作為銅集電環和碳刷(coalbrush)的形式。電阻(8)可具有特定的溫度補償特徵，以實現在低溫區域產生最大熱功率，並在高溫區域產生最小的熱功率。設計了所述的內置加熱系統以進行材料熱處理的熔融石英輥，以滿足其應用當中對於功能、機械耐性、堅固性和耐用度的要求。其涉及了所有必要的安全性要求，在其構造和實踐應用中包含了已知元件形狀的改變和新的設置。權利要求1.配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其包含安裝於軸端和管嘴(5和5a)上的一組軸承(4和4a)，其特徵在於該軸承被裝配到圓柱形的加熱的熔融石英輥(6)上，該熔融石英輥(6)具有縱向圓形通道(9)以容納電阻(8)，該電阻(8)為電阻塊、杆狀或螺旋狀且在其末端連接至不鏽鋼電端子(2和2a)，其通過絕緣陶瓷套管(7和7a)而絕緣，所述陶瓷套管安裝於管嘴(5和5a)的孔(10和IOa)中，管嘴(5和5a)的外部承接軸承(4和4a)，在右側(13)配有滑輪(3)和水銀旋轉觸頭(Ia)，且在左側(12)配有水銀旋轉觸頭(I)。2.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於右側(13)配有滑輪(3)，其傳送熔融石英輥(6)圍繞其自身軸的旋轉運動。3.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於圓柱形的熔融石英輥(6)由熔融石英或耐火材料製成。4.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於所述熔融石英輥(6)通過安裝於縱向圓形通道(9)內部的電阻(8)的加熱而由內到外地進行加熱。5.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於導電連接的電端子(2和2a)形成在電阻⑶和水銀旋轉觸頭(I和Ia)之間電傳導的相互連接，無論在旋轉運動或靜止狀態下。6.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於所述熔融石英輥(6)的電端子(2和2a)的絕緣是通過陶瓷套管(7和7a)而實現的。7.權利要求I和6的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於所述陶瓷套管(7和7a)可由具有耐火和絕緣特徵的其他絕緣材料製成。8.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於所述軸承(4和4a)置於熔融石英輥(6)的左側(12)和右側(13)的末端，用於支持圍繞熔融石英輥￠)的旋轉。9.權利要求I的配有用於玻璃鋼化和材料熱處理的加熱系統的熔融石英輥，其特徵在於所述水銀旋轉觸頭(I和Ia)可以為碳環-刷的形式。全文摘要本申請涉及熔融石英輥，其在輥內內置加熱系統以用於水平鋼化玻璃爐或其他材料的熱處理的加熱系統。本發明以加熱熔融石英輥(6)的形式，該輥為圓柱形且帶有縱向圓形通道(9)以容納加熱電阻元件(8)，所述電阻元件(8)連接至水銀旋轉觸頭(1和1a)的電端子(2和2a)。文檔編號B65G39/00GK102958857SQ201180031648公開日2013年3月6日申請日期2011年6月30日優先權日2010年7月1日發明者埃爾頓.A.奧克斯勒申請人:埃爾頓.A.奧克斯勒