Високотемпературний ролик
Номер патенту: 100515
Опубліковано: 10.01.2013
Автори: Бако Дуейн, Нердон Джозеф, Шлак Дуглас, Елліотт Райан
Формула / Реферат
1. Ролик для застосування у виробництві листового скла, який має циліндричний корпус, що включає кремнезем і має зовнішню поверхню, подовжню вісь та протилежні кінці уздовж подовжньої осі; множину тягнучих площин, виконаних, головним чином, з матеріалу, який не утворює пилу, де кожна з тягнучих площин розташована між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; зовнішня торцева пластина прикріплена до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина прикріплена до корпусу внутрішнім фіксатором.
2. Ролик за п. 1, у якому зовнішній фіксатор має структуру, вибрану з групи, яка складається: (а) зі структури, яка має нахилену поверхню, яка комплементарно контактує з внутрішньою поверхнею зовнішньої торцевої пластини, та другу поверхню, яка зачеплюється з прорізом у корпусі, причому проріз має розрив, який обмежує знімання фіксатора з прорізу, та (b) з компресійних фітингів, що містять плавлений кварц.
3. Ролик за п. 1, у якому циліндричний корпус містить плавлений кварц.
4. Ролик за п. 1, у якому тягнучі площини мають твердість за шкалою Shore D у межах від 25 до 35.
5. Ролик за п. 1, у якому тягнучі площини включають вогнетривку кераміку, що не утворює пилу.
6. Ролик за п. 5, у якому тягнучі площини включають слюду та глину.
7. Ролик за п. 6, у якому тягнучі площини включають термостійку зв'язувальну речовину.
8. Ролик за п. 1, у якому зовнішній фіксатор включає плавлений кварц.
9. Ролик за п. 1, у якому кінці закриті торцевими заглушками, жорстко прикріпленими до корпусу.
10. Ролик за п. 9, у якому торцева заглушка включає метал.
11. Ролик за п. 10, у якому торцева заглушка механічно прикріплена до корпусу.
12. Ролик за п. 1, у якому принаймні одна пластина виконана з можливістю механічно підтримувати тягнучу площину.
13. Ролик для застосування у виробництві листового скла, який має порожнистий циліндричний корпус, що включає кремнезем і має зовнішню поверхню, подовжню вісь та протилежні кінці уздовж подовжньої осі; множину тягнучих площин, виконаних, головним чином, з матеріалу, який не утворює пилу, причому кожна з тягнучих площин розташована між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; де зовнішня торцева пластина прикріплена до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина прикріплена до корпусу внутрішнім фіксатором, причому порожнистий циліндричний корпус визначає внутрішню порожнину.
14. Ролик за п. 13, який додатково включає металевий стрижень, який проходить через порожнину.
15. Ролик за п. 14, у якому внутрішній металевий стрижень зчеплений з порожнистим циліндричним корпусом за допомогою множини опор.
16. Ролик для застосування у виробництві листового скла, який включає циліндричний корпус, що включає плавлений кварц і має зовнішню поверхню, подовжню вісь та протилежні кінці уздовж подовжньої осі; множину тягнучих площин, які включають глину та слюду, причому кожна з тягнучих площин розташована між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; де зовнішня торцева пластина прикріплена до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина прикріплена до корпусу внутрішнім фіксатором.
Текст
Реферат: У даному винаході описується ролик для застосування у виробництві скла, зокрема скла для тонкоплівкових транзисторів без вмісту пилу. Ролик маже включати порожній циліндр з плавленого кварцу. Торцеві заглушки механічно кріпляться до ролика. Тягнучі площини кріпляться на місці внутрішніми та зовнішніми торцевими пластинами. Компресійні фітинги кріплять до ролика принаймні зовнішню торцеву пластину. Ролик може бути зміцнений внутрішнім металевим стрижнем, який кріпиться до вала певною кількістю опор. Опори є пристосованими до розбіжностей у тепловому розширенні. UA 100515 C2 (12) UA 100515 C2 UA 100515 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Галузь винаходу Винахід стосується ролика для застосування у виробництві скла, зокрема, тягнучих роликів для скла, призначеного для застосування в електроніці. Опис існуючого рівня техніки Виробництво листового скла часто вимагає роликів для витягування, підтримки та переміщення листа при підвищених температурах. Скло часто має температуру, яка перевищує 500C, а часто перевищує 650C. Ролики повинні бути здатними витримувати робочі температури протягом тривалих періодів. Вихід ролика з ладу у безперервному виробничому процесі може бути дуже витратним щодо часу, робочої сили, матеріалу та втраченого прибутку. Таким чином, ролики мають витримувати термічну деструкцію, механічну ерозію або зміни розмірів і не повинні мати негативного впливу на скло. Ролики можуть підтримувати або переміщувати лист скла через піч для відпалу або термічної обробки. Ролики також можуть сплощувати, подовжувати або іншим чином змінювати розміри скла. Ролик навіть може створювати тягове зусилля, яке діє на скло, для контролювання товщини скла. При будь-якому застосуванні ролик не повинен забруднювати корисну поверхню скла або створювати надмірну кількість включень. Включення можуть виникати через "запилення" ролика, тобто, при відпаданні дрібних частинок від ролика та прилипання до скла. Включення з більшою ймовірністю утворюються на гарячому склі, наприклад, навколо тягнучих роликів відразу після печі. Ролики можуть мати зовнішній вогнетривкий корпус, зв'язаний з внутрішнім металевим валом. Вогнетривкий корпус витримує термічні навантаження і захищає металевий вал від нагрівання. Металевий вал надає вогнетривкому корпусові механічної міцності. В одному такому варіанті втілення трубчастий зовнішній вогнетривкий корпус приклеюють до металевого вала. Ця об'єднана структура є міцною й простою у виробництві. Хоча металевий вал є ізольованим від скла високої температури, пошкодження для будь-якої частини ролика вимагає заміни всього ролика. Ремонт лише частини ролика є важким або неможливим. До інших проблем належать розтріскування, викликане невідповідністю теплового розширення між металевим валом, цементом та вогнетривким корпусом. Металевий вал розширюється більше, ніж зовнішній вогнетривкий корпус і створює розтягувальне напруження для вогнетривкого корпусу. Розтягувальні напруження є особливо шкідливими через те, що вогнетривкий корпус зазвичай виконують з кераміки, а кераміка погано витримує розтягування. Для зниження температури металевого вала, а отже, його розтягування може застосовуватися водяне охолодження. На жаль, пристосування, необхідні для водяного охолодження, збільшують вартість та складність ролика. Поширений ролик для застосування у виробництві скла включає певну кількість дисків з азбестового волокна, укладених на металевому валу. Азбестові диски стискають з боків для утворення жорсткої зовнішньої поверхні. Стійкість поверхні до ерозії може бути додатково поліпшена через просочування хімічними речовинами, такими, як сульфат калію. На відміну від об'єднаних структур, пошкодження одного або кількох азбестових дисків може бути виправлене шляхом заміни лише пошкоджених дисків. Азбестове волокно має належну пружність і є добрим ізолятором, і тому одночасно термічно захищає металевий вал і приймає на себе будь-яке теплове розширення металевого вала, яке може статися. Азбест також має мало спорідненості зі склом, і тому відпалі частинки не прилипають до скла і не утворюють включень. Звичайно, застосуванню азбесту перешкоджає його шкідливість для здоров'я. Замість азбесту застосовують інші керамічні волокна, але такі волокна не є такими вогнетривкими, термоізолюючими або стійкими до руйнування, і можуть становити подібну загрозу для здоров'я. Крім того, відпалі керамічні частинки можуть прилипати до скла, таким чином, утворюючи включення. Частинки кремнезему є особливо схильними до утворення включень. Пристрої існуючого рівня техніки включають ролики, які зменшують поверхню ролика, що піддається руйнуванню. Такі ролики можуть включати металевий вал, який має певну кількість вогнетривких кілець. Ця конфігурація може застосовуватися у таких пристосуваннях, як тягнучі ролики, у яких лише частина скла контактує з роликом. Велика частина металевого вала залишається не вкритою вогнетривким корпусом. Виключення вогнетривкого корпусу усуває можливе джерело пилоутворення та включень, але відкритий металевий вал є більш сприйнятливим до корозії та деформативності при дії підвищених температур, які перевищують 700C. Корозія може викликати ламання металевого вала або осідання продуктів корозії на скло. Зміни розмірів у ролику можуть викликати ламання або перекривлення скла. Для зменшення корозії на металевий вал може наноситися покриття, але металевий вал все одно може деформуватися від високих температур. Застосування стійких до корозії і більш 1 UA 100515 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 жаростійких металів, таких, як нержавіюча сталь, знижує цей ризик. Звичайно, це також збільшує вартість, і метал все одно має суттєво нижчу вогнетривкість, ніж кераміка. Ролики не обов'язково вимагають металевого вала для механічної підтримки. Існуючий рівень техніки передбачає застосування ролика, який включає циліндр з твердого плавленого кварцу. Плавлений кварц за своєю природою має дуже низький коефіцієнт теплового розширення і застосовується у випадках сильних градієнтів температур. Ролики з плавленого кварцу не піддаються корозії й мають більшу стійкість розмірів, ніж ролики, які включають металеві вали. Недоліком є те, що ролики з плавленого кварцу не мають достатнього зчеплення зі склом для застосування у якості тягнучих роликів, не мають міцності роликів з металевим валом і не можуть бути безпосередньо з'єднаними з машинним обладнанням для приведення ролика в обертальний рух. Металеві торцеві заглушки, які є жорстко прикріпленими до ролика, забезпечують можливість механічного з'єднання з привідними пристроями, але все ж мають свої проблеми. Торці з металевими заглушками повинні зачеплюватися з привідними пристроями й передавати крутний момент на ролик. Проблеми пов'язані з жорстким закріпленням торцевих заглушок на керамічному ролику та втратою крутного моменту між торцевою заглушкою та роликом. Невідповідність теплового розширення між керамічним роликом та металевою торцевою заглушкою збільшує обидві проблеми. Існує потреба у забезпеченні високотемпературного ролика, який дозволяв би подолати обмеження існуючого рівня техніки. Цей ролик практично не повинен утворювати пилу і має бути придатним для застосування у якості тягнучого ролика. Ролик повинен мати належну механічну міцність і допускати будь-які розбіжності теплового розширення між матеріалами. Ролик також повинен мати добру стабільність розмірів. КОРОТКИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Згідно з даним винаходом, описується ролик для протягування листа скла, зокрема, зі звуженням. Ролик включає вогнетривкий керамічний вал, який підтримує певну кількість тягнучих площин. Вогнетривка кераміка може бути матеріалом, який не утворює пилу. Вал може бути порожнім або суцільним. Тягнучі площини являють собою один або кілька кільцевих дисків, які складаються, головним чином, з матеріалу, який не утворює пилу і є прикріпленими до зовнішньої поверхні керамічного вала. Матеріал, який не утворює пилу, може включати матеріал, який піддається або не піддається стисканню. Тягнучі площини прикріплюються до вала фіксаторами та, необов'язково, вогнетривким адгезивом. Фіксатор може включати розрізне кільце. В одному аспекті тягнучий ролик включає корпус, який включає порожній циліндр. Циліндр може бути виконаний з плавленого кварцу. Порожній циліндр забезпечує надходження охолоджувального повітря до корпусу. Циліндр має подовжню вісь, зовнішню поверхню та протилежні кінці. Торцеві заглушки є жорстко прикріпленими до кінців і можуть з'єднуватися з привідним механізмом, який обертає ролик. Принаймні дві тягнучі площини є виконаними з матеріалу, який не утворює пилу і практично не містить колоїдного кремнезему або кремнеземного волокна. Застосування матеріалу, який не утворює пилу, знижує ймовірність виникнення конвективних потоків, які розріджують кремнезем, який потім може відкладатися на склі, утворюючи небажані включення. Тягнучі площини прикріплюються до зовнішньої поверхні циліндра певною кількістю фіксаторів. В іншому аспекті тягнучий ролик включає порожній корпус, який є практично циліндричним. Корпус виконано з плавленого кварцу або іншої стійкої вогнетривкої кераміки, що не утворює пилу. Циліндр включає подовжню вісь, зовнішню поверхню, внутрішню поверхню та протилежні кінці. Торцеві заглушки жорстко прикріплюються до кінців і можуть з'єднуватися з привідним механізмом, який обертає ролик. Тягнучі площини є закріпленими на зовнішній поверхні фіксаторами, які включають розрізні кільця. Металевий стрижень проходить через порожній циліндр і кріпиться до циліндра опорами, які піддаються стисканню. Опори є пристосованими до різниці теплового розширення між металевим стрижнем та керамічним циліндром, таким чином, що теплове розширення стрижня не створює непотрібного розтягувального напруження для корпусу. У разі ламання корпусу стрижень забезпечує захист від аварії. В одному варіанті втілення тягнучий ролик включає порожній корпус, який включає плавлений аморфний кремнезем та пару тягнучих площин, закріплених на місці фіксаторами. Фіксатори закріплюють зовнішні та внутрішні торцеві пластини. Кожна тягнуча площина може розташовуватися між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; зовнішня торцева пластина у цій конфігурації кріпиться до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина кріпиться до корпусу внутрішнім фіксатором. Кожна тягнуча площина розташовується поблизу від кінця корпусу і включає зовнішню окружність, яка проходить за межами торцевих пластин. Зовнішні та внутрішні торцеві пластини виконуються зі 2 UA 100515 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стійкого вогнетривкого матеріалу, що не утворює пилу. Кожна внутрішня торцева пластина має зовнішній діаметр, який є меншим за зовнішній діаметр тягнучої площини. Внутрішня торцева пластина спирається на упор корпусу. Упор може бути відлитий або виготовлений на корпусі верстатним способом або може бути прикріплений до корпусу за допомогою механічних фіксаторів або адгезивів. Кожна зовнішня торцева пластина має зовнішній діаметр, який є меншим за зовнішній діаметр тягнучої площини. Кожна зовнішня торцева пластина також має внутрішній діаметр, який збільшується у напрямку кінця ролика. Зовнішнє стопорне кільце, яке має клиноподібний поперечний розріз, який є комплементарним збільшуваному діаметрові зовнішньої торцевої пластини, проштовхується, принаймні частково, між внутрішнім діаметром зовнішньої торцевої пластини та корпусом доки зовнішня торцева пластина не закріплюється за рахунок тертя на ролику. У такий спосіб тягнуча площина жорстко розташовується між торцевими пластинами, і торцеві пластини можуть забезпечувати опору для тягнучої площини під час роботи. У другому варіанті втілення зовнішнє стопорне кільце включає певну кількість частин, і корпус включає прорізи, які мають розриви. Частини мають в цілому клиноподібний поперечний розріз та поверхню, яка доповнює внутрішній діаметр зовнішньої торцевої пластини. Прорізи знаходяться під зовнішніми торцевими пластинами. Проріз може бути безперервним або переривчастим і проходить навколо корпусу. Частини проштовхуються між зовнішньою торцевою пластиною та корпусом до входження у проріз. Розрив прорізу обмежує просування частини. До відмінних від кремнезему матеріалів, які можуть застосовуватись у корпусі тягнучого ролика згідно з винаходом, належать муліт, титанат алюмінію, карбід кремнію або інші плавлені або неплавлені матеріали. Може бути застосована алюмосилікатна композиція, яка має низький вміст твердих включень у волокнах, нижчий за 3,5 мас. %. Така композиція може містити 35-45 3 3 мас. % глинозему і 55-65 мас. % кремнезему, з густиною у межах 5-6 кг/м , наприклад, 5,5 кг/м . Низький вміст твердих включень у волокнах може забезпечуватися шляхом продування потоку розплавленого скла повітрям. Втілення корпусу ролика з матеріалу з коефіцієнтом теплового -6 розширення, нижчим за 6 × 10 °C, зменшує невідповідність теплового розширення. Для тягнучих площин застосовують алюмосилікатну композицію, товстий картон або алюмосилікатний волоконний матеріал. Така композиція може містити 35-45 мас. % або 40-42 мас. % глинозему, 50-60 мас. % або 53-56 мас. % кремнезему і 3-6 мас. % або 4-5 мас. % B2O3, 3 з густиною у межах 5-10 кг/м . Іншими матеріалами, які можуть застосовуватися для тягнучих площин, окремо або у комбінації, є муліт, титанат алюмінію, карбід кремнію або інші плавлені або неплавлені матеріали. Контактуючі зі склом частини тягнучої площини можуть мати твердість за шкалою Shore D при кімнатній температурі у межах від 25 до 35. Контактуючі зі склом частини тягнучої площини можуть містити слюду, глину та термостійку зв'язувальну речовину і можуть містити композит з глини та слюди. КОРОТКИЙ ОПИС ФІГУР Фігура 1 є перспективним зображенням ролика згідно з даним винаходом. Фігура 2 є поперечним розрізом ролика. Фігура 3 є збільшеним поперечним розрізом кінця ролика. Фігура 4 є поперечним розрізом другого варіанта втілення кінця ролика. Фігура 5 є поперечним розрізом торцевої пластини, фіксатора та корпусу. Фігура 6 є перспективним зображенням металевого стрижня, корпусу та опор. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ Винахід стосується ролика для застосування у виробництві скла. Більш конкретно, ролик може застосовуватись як тягнучий ролик і має дуже низьке пилоутворення, а отже обмежене утворення включень на склі. На Фігурах 1 та 2 показано ролик 1 згідно з даним винаходом. Ролик 1 має подовжню вісь 2 та протилежні кінці 3. Торцеві заглушки 4 закривають кожен кінець 3. Корпус 5 ролика 1 включає циліндр, який є виконаним з вогнетривкої кераміки, що практично не піддається стисканню, такої, як плавлений кварц. Корпус 5 має зовнішню поверхню 22 та внутрішню поверхню 23. Внутрішня поверхня 23 обмежує порожнину 24. Кінці 3 можуть закривати порожнину 3, але в оптимальному варіанті порожнина 24 залишається відкритою на будь-якому з кінців 3. Відкриті кінці дозволяють вставляти металевий стрижень 25, який проходить через порожнину 24 між торцевими заглушками 4. Опори 26 тримають металевий стрижень 25 уздовж подовжньої осі 2. Внутрішня торцева пластина 7 прилягає до внутрішнього фіксатора 6, яким у цьому варіанті втілення є упор. Упор 6 знаходиться неподалік від кожного з кінців 3. Між внутрішньою торцевою пластиною 7 та зовнішньою торцевою пластиною 8 знаходиться тягнуча площина 9. Зовнішній фіксатор 21 частково прикріплює тягнучу площину 9 до внутрішньої торцевої пластини 8. 3 UA 100515 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корпус є виконаним з вогнетривкого керамічного матеріалу, що практично не піддається стисканню, такого, як плавлений кварц, у кращому варіанті - спечений аморфний кремнезем. Плавлений кварц може бути одержаний будь-яким способом. Корпус має піддаватися верстатній обробці для забезпечення концентричності та підтримання балансу. В оптимальному варіанті відхилення від ідеалу є меншим, ніж приблизно 10 дюйм-фунтів. Корпус в оптимальному варіанті включає порожній циліндр. Стінка порожнього циліндра має товщину, достатню для підтримання ролика під час роботи для пристосування до навантажень на торцевих заглушках. Наприклад, ролик з плавленого кварцу, який має довжину чотири метри, повинен мати товщину стінки принаймні приблизно 15 мм. Торцеві заглушки насаджуються на кінці ролика. Торцеві заглушки мають бути металевими і найчастіше виготовляються зі сталі. Будь-який відомий спосіб, включаючи застосування адгезивів або механічних засобів, таких, як встановлювальні гвинти, шпильки та компресійні фітинги, може забезпечувати жорстке прикріплення торцевих заглушок до ролика. При цьому авторами робиться посилання на публікацію US 2007/0042883. Торцеві заглушки дозволяють з'єднувати ролик з привідним механізмом. В оптимальному варіанті торцеві заглушки не блокують порожнину всередині ролика, і, таким чином, не перешкоджають потокові охолоджувального повітря. В одному варіанті втілення торцеві заглушки включають металевий штир, пристосований для насадження на кінець корпусу. Між торцевою заглушкою та корпусом знаходиться пружне металеве кільце, яке має певну кількість розташованих по окружності гофрів, як описано, наприклад, у публікації PCT/EP2006/001563, яку включено авторами шляхом посилання. Торцеві пластини по суті є дисками, які мають внутрішній діаметр, який є принаймні трохи більшим за діаметр ролика. Внутрішній діаметр торцевих пластин може бути різним, як описується нижче. Торцеві пластини мають бути виконані зі стійкого, вогнетривкого матеріалу, який не утворює пилу, і в оптимальному варіанті також механічно підтримують тягнучу площину. Фіксатори мають справляти зусилля паралельно подовжній осі корпусу, достатнє для належного підтримання тягнучих площин. Це зусилля часто становить принаймні кілька тисяч фунтів. Торцеві пластини можуть бути виконані з плавленого кварцу або будь-якої іншої вогнетривкої кераміки, що не утворює пилу. Торцеві пластини можуть прикріплюватися до корпусу механічними фіксаторами, такими, як упори або фіксатори, або адгезивами. Придатні адгезиви можуть містити колоїдний кремнезем, який зв'язується як з корпусом, так і з торцевою пластиною. В альтернативному варіанті фіксатори механічно кріплять торцеві пластини до корпусу ролика. Фіксатори можуть бути, наприклад, компресійними фітингами, які містять плавлений кварц. В одному варіанті втілення фіксатор включає кільце, яке має певну кількість частин, а корпус ролика під торцевою пластиною включає проріз для приймання частин, завдяки чому торцева пластина фіксується на місці. Як показано на Фігурі 5, корпус 5 має проріз 51 з розривом 52. Фіксатор 21 включає нахилену поверхню 33 та другу поверхню 34. Нахилена поверхня 33 комплементарно контактує з внутрішньою поверхнею 32 зовнішньої торцевої пластини 8, а друга поверхня 34 контактує з прорізом 51. Розрив 52 тримає фіксатор 21 на місці й обмежує знімання фіксатора з прорізу. Тягнуча площина включає матеріал, який не утворює пилу і здатен протягувати скло. Ролик включає певну кількість тягнучих площин. Як правило, тягнучі площини утворюють дві контактні зони на будь-якому з країв листа скла; хоча тягнучі площини можуть мати багато контактів зі склом. Протягування скла вимагає від матеріалу достатньої міцності на стискання при високій температурі. Придатний матеріал для тягнучих площин може включати слюду, глину, так, як, наприклад, каолін, та вогнетривку кераміку, такі, як кварц, глинозем, скло та муліт. Вигідним є те, що слюда та глина за своєю природою мають високу питому вагу, яка протидіє флюїдизації через конвективні потоки. Розмір частинок має бути достатньо великим для протидії флюїдизації, але достатньо малим для утворення рівної тягнучої площини. Частинки, які мають форму, відмінну від сферичної, наприклад, видовжену або сплощену, з меншою ймовірністю захоплюються у потік. Матеріал може бути посилений керамічним волокном та/або скловолокном. Волокно в оптимальному варіанті має низький вміст твердих включень, тобто, зазвичай неволокнистих агломерацій, утворених під час вироблення волокон. Волокно зміцнює матеріал тягнучої площини. Заглиблення волокна знижує ймовірність відривання волокон та створення включень. Волокно може включати кремнезем, алюмосилікат або іншу прийнятну сполуку. Тягнуча площина має обертатися з роликом і не повинна обертатися відносно ролика. Вогнетривкий адгезив, такий, як колоїдний кремнезем або вогнетривкий цемент, може прикріплювати тягнучу площину до корпусу. Приклеювання до корпусу може бути поліпшене через надання шорсткості або утворення канавок у зовнішній поверхні корпусу. 4 UA 100515 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На Фігурі 3 показано збільшений поперечний розріз кінця 3 ролика 1. Між внутрішньою торцевою пластиною 7 та зовнішньою торцевою пластиною 8 знаходиться тягнуча площина 9. Внутрішня торцева пластина 7 прилягає до упору 6. Зовнішня торцева пластина 8 включає нахилену внутрішню поверхню 32 з діаметром, який збільшується у напрямку кінця 3. Зовнішній фіксатор 21 включає першу поверхню 34 з діаметром, більшим за діаметр корпусу 5, та другу поверхню 33, яка комплементарно контактує з внутрішньою поверхнею 32 зовнішньої торцевої пластини 8. Зовнішній фіксатор 21 окреслює клиноподібний поперечний розріз. Просування зовнішнього фіксатора 21 всередину від кінця 3 забезпечує фрикційну посадку, яка кріпить зовнішню торцеву пластину 8 до ролика 1. Зовнішній фіксатор 21 може включати кільце або може включати певну кількість частин, розподілених навколо корпусу. Кільце може бути суцільним елементом; однак розрізне кільце полегшує складання ролика та заміну тягнучої площини. Фіксуюче кільце 21 має бути виконане з твердого вогнетривкого матеріалу, в оптимальному варіанті - такого, що не утворює пилу. Матеріал може включати плавлений кварц. Разом з фіксатором також може застосовуватися вогнетривкий адгезив. Як показано на Фігурі 4, нахилена поверхня 32 має кут нахилу 41 5-25 градусів від зовнішньої поверхні 42 корпусу 5 ролика. Менший кут дозволяє точніше регулювати силу утримання, але вимагає жорсткішого допуску на механічну обробку або більшого фіксуючого кільця. Більший кут допускає більші розбіжності між компонентами, але забезпечує меншу силу утримання, і воно може послабитися під час експлуатації. Застосування фіксатора, який має певну кількість частин, такого, як розрізне кільце, полегшує складання і забезпечує можливість застосування механічної фіксації, як показано на Фігурі 5. Упор зазвичай виготовляють на корпусі ролика верстатним способом або відливають під час виготовлення. В альтернативному варіанті упор може бути механічно або за допомогою адгезиву прикріплений до корпусу. Упор навіть може бути замінений другим фіксуючим кільцем. У цьому варіанті втілення внутрішня торцева пластина має включати внутрішню поверхню, діаметр якої збільшується з віддаленням від кінця. Друге фіксуюче кільце включає першу поверхню з діаметром, більшим, ніж у корпусу, та другу поверхню, яка комплементарно контактує з внутрішньою поверхнею внутрішньої торцевої пластини. Друге фіксуюче кільце має клиноподібний поперечний розріз. У складеному стані внутрішня торцева пластина/фіксуюче кільце можуть бути по суті дзеркальними відображеннями зовнішньої торцевої пластини/фіксуючого кільця. Корпус ролика виконують з плавленого кварцу. Оскільки плавлений кварц є схильним до розтріскування, через порожнину ролика може проходити металевий стрижень. Металевий стрижень може простягатися від однієї торцевої заглушки до іншої торцевої заглушки. В оптимальному варіанті металевий стрижень не стикається з внутрішньою поверхнею корпусу. Якщо ролик ламається під час роботи, металевий стрижень забезпечує легке знімання ролика. Кілька опор тримають металевий стрижень уздовж подовжньої осі ролика для зменшення ексцентричності ролика. Металевий стрижень зазнає термічного розширення більшою мірою, ніж корпус ролика. Прямий контакт металевого стрижня з внутрішньою поверхнею корпусу створює розтягувальне напруження у корпусі і може призводити до ламання. Опори є пристосованими до розбіжностей у тепловому розширенні. Опори можуть включати вогнетривкі диски, що піддаються стисканню, і можуть включати вогнетривке волокно. Диски є пристосованими до теплового розширення металевого стрижня через стискання, таким чином, передаючи зменшене навантаження на внутрішню поверхню корпусу. Зручним є те, що диски можуть мати принаймні один прохід, який дозволяє охолоджувальному повітрю проходити через порожнину. В альтернативному варіанті металевий стрижень може триматися на місці за допомогою певної кількості кілець. Як показано на Фігурі 6, певна кількість кілець 61 може бути приварена до металевого стрижня 25. Кожне кільце 61 включає певну кількість пластинчастих пружин 62, які вирівнюють металевий стрижень 25 по центру порожнього корпусу 5. Внутрішня поверхня 23 корпусу 5 стискає пластинчасті пружини 62, таким чином, справляючи зусилля на металевий стрижень 25, що протидіє переміщенню. Зрозуміло, що існує можливість численних модифікацій та варіантів даного винаходу. Таким чином, слід розуміти, що у межах обсягу представленої нижче формули винаходу винахід може бути практично втілений у спосіб, відмінний від конкретного описаного варіанта. Хоча цей винахід було описано з посиланням на певні оптимальні варіанти втілення, інші варіанти, модифікації та доповнення до винаходу стануть зрозумілими спеціалістам у даній галузі. Усі ці модифікації, варіанти та доповнення охоплюються обсягом цього патенту, який обмежується лише супровідною формулою винаходу. 60 5 UA 100515 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 1. Ролик для застосування у виробництві листового скла, який має циліндричний корпус, що включає кремнезем і має зовнішню поверхню, подовжню вісь та протилежні кінці уздовж подовжньої осі; множину тягнучих площин, виконаних, головним чином, з матеріалу, який не утворює пилу, де кожна з тягнучих площин розташована між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; зовнішня торцева пластина прикріплена до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина прикріплена до корпусу внутрішнім фіксатором. 2. Ролик за п. 1, у якому зовнішній фіксатор має структуру, вибрану з групи, яка складається: (а) зі структури, яка має нахилену поверхню, яка комплементарно контактує з внутрішньою поверхнею зовнішньої торцевої пластини, та другу поверхню, яка зачеплюється з прорізом у корпусі, причому проріз має розрив, який обмежує знімання фіксатора з прорізу, та (b) з компресійних фітингів, що містять плавлений кварц. 3. Ролик за п. 1, у якому циліндричний корпус містить плавлений кварц. 4. Ролик за п. 1, у якому тягнучі площини мають твердість за шкалою Shore D у межах від 25 до 35. 5. Ролик за п. 1, у якому тягнучі площини включають вогнетривку кераміку, що не утворює пилу. 6. Ролик за п. 5, у якому тягнучі площини включають слюду та глину. 7. Ролик за п. 6, у якому тягнучі площини включають термостійку зв'язувальну речовину. 8. Ролик за п. 1, у якому зовнішній фіксатор включає плавлений кварц. 9. Ролик за п. 1, у якому кінці закриті торцевими заглушками, жорстко прикріпленими до корпусу. 10. Ролик за п. 9, у якому торцева заглушка включає метал. 11. Ролик за п. 10, у якому торцева заглушка механічно прикріплена до корпусу. 12. Ролик за п. 1, у якому принаймні одна пластина виконана з можливістю механічно підтримувати тягнучу площину. 13. Ролик для застосування у виробництві листового скла, який має порожнистий циліндричний корпус, що включає кремнезем і має зовнішню поверхню, подовжню вісь та протилежні кінці уздовж подовжньої осі; множину тягнучих площин, виконаних, головним чином, з матеріалу, який не утворює пилу, причому кожна з тягнучих площин розташована між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; де зовнішня торцева пластина прикріплена до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина прикріплена до корпусу внутрішнім фіксатором, причому порожнистий циліндричний корпус визначає внутрішню порожнину. 14. Ролик за п. 13, який додатково включає металевий стрижень, який проходить через порожнину. 15. Ролик за п. 14, у якому внутрішній металевий стрижень зчеплений з порожнистим циліндричним корпусом за допомогою множини опор. 16. Ролик для застосування у виробництві листового скла, який включає циліндричний корпус, що включає плавлений кварц і має зовнішню поверхню, подовжню вісь та протилежні кінці уздовж подовжньої осі; множину тягнучих площин, які включають глину та слюду, причому кожна з тягнучих площин розташована між зовнішньою торцевою пластиною та внутрішньою торцевою пластиною; де зовнішня торцева пластина прикріплена до корпусу зовнішнім фіксатором, а внутрішня торцева пластина прикріплена до корпусу внутрішнім фіксатором. 6 UA 100515 C2 7 UA 100515 C2 8 UA 100515 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHigh temperature roll
Автори англійськоюBucko, Dwayne, Nardone, Joseph, Schlack, Douglas, Elliott, Ryan
Назва патенту російськоюВысокотемпературный ролик
Автори російськоюБако Дуэйн, Нердон Джозеф, Шлак Дуглас, Эллиотт Райан
МПК / Мітки
МПК: B21D 53/04
Мітки: ролик, високотемпературний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-100515-visokotemperaturnijj-rolik.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Високотемпературний ролик</a>
Попередній патент: Спосіб та пристрій для покриття труб
Наступний патент: Повітронагрівач доменної печі
Випадковий патент: Стенд для випробування ущільнень при обертальному русі вала