专利名称：混凝土梁的渣容器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种容器系统，更具体地涉及用于与激光或等离子切割机共同使用的容器式地板系统。
背景技术：
已知对各种规格的金属工件的机械加工在全世界范围是标准的，并且在车用零部件方面尤其通用。这些加工包括利用各种类型的切割工具执行的钻孔、切割或其它金属操作加工。等离子切割是利用等离子体割炬切割不同厚度的钢和其它金属(以及有时其它材料)的一种工艺。典型地，在该工艺中，惰性气体(或压缩空气)被高速吹出喷嘴，同时通过从喷嘴到被切割的表面的气体形成电弧，将气体的一部分转化成等离子体。由于等离子切割机产生非常热和非常集中的“锥形”来用于切割，其在切割弯曲的或有角度的板材金属时是极其有用的。等离子体足够热从而熔化被切割的金属并且移动的足够快从而将熔化的金属从切割处吹走。等离子切割机还用于CNC(计算机数字控制)机器。切割头的移动与机器的移动相协调，从而在零件上限定了精确的路径。切割头和激光或等离子弧被控制以贯穿并切割工件从而在材料中形成孔和外形，然后从材料上将零件切下。制造商建造CNC切割台，有些还将切割机建在切割台中。由于切割机在极端高温下进行切割和移除材料，在切割操作的下方区域内沉积浮渣(dross)或渣(slag)。渣(slag)是炼钢的副产品，由金属氧化物或硫化物的混合物组成。浮渣是浮在熔化的金属上或位于其中的大量固体杂质，通常在例如锡、 铅、锌或铝等低熔点的金属或合金熔化时出现，或在将金属氧化时出现。如本领域已知，熔渣(scoria)是指熔化或熔炼金属或后留下的废料、浮渣或渣，在本发明中用于描述废弃物 (offal)或副产品。已知从切割机收集和移除熔渣碎屑的各种方法。其中一个方法是允许碎屑堆积在切割区域下方的地板或平台或机架上。当堆积物过多时被铲出。这种方法成本低，但是具有缺点。当移除碎屑时机器必须关闭，这降低了生产能力，并且这个方法不适合大工厂，大工厂的等离子切割系统的地板必须是行人走路用的。另外，从铲子掉下的碎片可能落在通道覆盖物上或机器零件上而导致提前失效，这是不想要的。另一方法是在切割区域的下方提供一个或多个碎片收集盘用于收集碎片。该方案在某种程度上是低成本的，但还是具有缺点。当移除碎片时，机器通常要关闭，这降低了生产能力。如果允许积累过量的碎片，则盘不可替换地被损坏和/或非常难以移除。碎片盘可能很大，很多个，且很难操作。另外，这种方法不可在例如制造厂或工厂环境中大规模使用。工业标准是这样的，大型制造设备中，等离子切割操作通常在容器式地板系统的上方进行，该容器式地板系统具有加长的金属板条，板条通常竖直地对齐并与地板垂直，每个板条之间具有开放的间隔，用于收集来自切割机的废料副产品。从切割操作掉到地板上的废料主要落在金属板条上，金属板条熔化并与落在其上的热的废料副产品熔在一起，形成不可移除、不能替换的状况。一旦容器被熔化的金属板条填满，过量的废料堆积在金属板条上，容器开始变得不可操作并必须被替换。这些容器是不可回收再用的，导致用于更换每个地板容器的过高更换成本。本发明旨在解决和克服上文所述的一个或多个问题以及长期需要。
发明内容
本发明涉及一种在金属切割中使用的容器式支承结构，其包括地板结构/底承结构(flooring structure)和位于地板结构内的多个混凝土复合结构梁。本发明的另一方面涉及一种方法，该方法为在金属切割操作过程中应用可重复利用的容器式系统来收集金属副产品，该方法包括几个步骤将混凝土复合结构梁定位于地板系统内，其中所述地板结构包括多个纵向地延伸的金属支承件，其定位成用于容纳所述梁；实施金属切割操作；将金属副产品收集到混凝土复合结构梁上；移除所述梁；从所述梁上清除金属副产品；将混凝土复合结构梁返回金属支承件。基于阅读下文的详细描述并结合附图和所附的权利要求，本发明的这些和其它的方面与优点对本领域技术人员将会是显而易见的。
图1是根据本发明的容器式支承结构的一个方面的透视图；图2是根据本发明的容器式支承结构的一个方面的底部的透视图，其示出了结构梁的一部分；和图3是根据本发明的容器式支承结构的一个实施例的透视图。
具体实施例方式现具体参考根据本发明的实施例，其实例如附图中所示。在任何可能的情况下，相同的附图标记将在所有附图中用于指代相同或相似的零件。具体参考图1，其示出了本发明的用于与金属切割工艺共同使用的容器式支承结构10。金属切割工艺包括但不限于等离子弧和激光切割。配备了等离子和激光的加工工具常用于从板材金属和相对较厚或较薄的板材上切割零件。这些加工工具经常是计算机数字控制(CNC)的并且制造成多种结构和尺寸，且具有多个类型和功率的切割炬。切割头的移动与机器的移动相配合从而在零件上限定精确的路径。切割炬和激光或等离子弧被控制以贯穿并切割工件从而在材料中形成孔和外形， 然后从材料上切下零件。在本领域中，由切割产生的材料残余可以称作渣(slag)。附着在零件上的再固化材料可以称作氧化皮。如本领域已知的，熔渣/金属渣20是熔化或熔炼金属之后留下的残渣、渣滓或废渣或浮渣(scum)，在本文中将用于描述本发明所述的废弃物(offal)或副产品。熔渣是粗糙的有小气泡的类似煤渣的材料，尽管重量很轻，但一般地具有一定的结构强度。术语“熔渣/金属渣”(scoria)在本领域具有多种不同的意义，并且最普遍地用于代表金属切割的废料或废弃物。在本发明中，术语“熔渣”在包括说明书和权利要求的全文中代表上文描述和限定的“熔渣”含义。
本发明通过提供混凝土复合结构梁而消除了或大大地减轻了现有技术的上述缺点，所述结构梁的重量轻，具有完全足够的结构强度以用于等离子切割机用的容器式地板系统，并且结构梁具有高度的重复利用性，从而避免了报废整个地板收集容器并且刮擦的必要。本发明的结构混凝土梁12还具有完全足够的抗热性能。现参照图2，对本发明具有特殊意义的是构成梁12的高结构强度低重量的水泥质 (cementitious)的混凝土。梁12通常被放置成使得梁(剖面14)的顶点13、脊线或凸起形状位于最高点且以最大距离远离地板结构40。这有助于降低熔渣20或金属副产品累积在梁12上的一个集中区域处。相应地，需要的是这个轻重量的梁12能抵抗来自熔渣20的热而不损失其强度。已经发现，这样的混凝土可以构造成在其中包含熔渣20作为一种骨料而总体上赋予其强度，该混凝土还可包含特定的渣或浮渣作为其它骨料或者代替特定的渣或浮渣而总体上提供相似的强度特性。包含熔渣骨料(聚集体，aggregate)的混凝土通常地显示出坚固的结构。然而熔渣混凝土通常具有从大约1200p. s. i.到大约3000p. s. i.的范围内的结构强度，该范围至少最低限度地足够用于本发明的这些结构用途。现有技术在可经济地达到的混凝土强度方面包括几种轻重量的骨料。结构混凝土通常包括砾石、沙子等坚硬、密度大的骨料。要注意的是轻重量的混凝熔渣20能够产生大约每立方英尺80或90磅(p. c. f.)的轻重量混凝土，其具有的结构强度高达3000磅每平方英寸(p. s. i.)。要注意的是3000至4200p. s. i.的强度是本发明的水泥质混凝土混合物所预期的强度，如上所述，其可以包括熔渣或其它已知的骨料。本发明还考虑了利用本领域已知的模铸工艺浇注混凝土复合结构梁12。该梁形成用于金属切割工艺的容器式支承结构10的至少一部分，如前文所述，并且结构梁由轻重量的水泥质材料和基于金属的材料的混合物组成，上述水泥质材料和基于金属的材料共同作用使得梁12在结构上坚固并且耐磨损。再参考图1，容器式支承结构包括地板结构40和位于地板结构40内的多个混凝土复合结构梁12。梁12可以纵向地延长并基本上水平地放置在地板结构40内。另外，梁可以从地板结构40移除以便清洁或更换。如图3中所示，地板结构40可以包括由金属或其它合适的材料制成的底部件44。 底部件44通常覆盖整个容器式结构并且可选地穿孔。地板结构40可以包括多个纵向地延伸的金属支承件22，其构造成用于接受多个混凝土复合结构梁12。金属支承件22可以固定在底部件44上并且可以占据容器式支承结构10的全部长度。金属支承件22可以与底部件44基本垂直地对齐。金属支承件22优选地成形为接受或承载混凝土复合结构梁12，并且可具有自适应的突出片(未显示)以暂时地紧固所述梁12。地板结构还可以在地板结构40的外边缘处具有一对或两对平行且互相对置的侧壁 26。另外，梁12可从支承件处移除以便清洁或更换。尽管本发明的各方面已经参考上述实施例特别地示出和描述，本领域技术人员可以理解的是可以实施多种其它实施例而不脱离根据下文权利要求及其等同权利要求确定的本发明的宗旨与范围。工业适用性本发明的容器式系统提供了在等离子或机器切割时的任何情况下当需要控制所
5排放的熔渣、浮渣或其它金属副产品的沉积时的潜在应用。所附权利要求的容器式支承结构提供了在大型工厂和制造设备中的特定应用。本领域技术人员将认识到，本发明的系统可以用于关联的具有或不具有等离子弧切割机的其它切割系统。本发明涉及的为在金属切割操作过程中收集金属副产品而应用可重复利用的容器式系统的方法包括如下步骤将混凝土复合结构梁定位于地板结构内，其中地板结构包括多个纵向地延伸的金属支承件用以容纳所述梁；实施金属切割操作；将金属副产品收集在混凝土复合结构梁上；移除梁；从梁上清除金属副产品；将混凝土复合结构梁安装回到金属支承件上。为在金属切割操作过程中收集金属副产品而应用可重复利用的容器式系统的方法还可以包括如下步骤在结构完整性形成之后更换混凝土复合结构梁；以及返回或增加新的替代的混凝土复合结构梁到金属支承件上。此外，该方法考虑通过浇注、模具成型或本领域已知的相关工艺制造混凝土结构梁。前面的描述提供了用于与机器切割过程共同使用的新颖的容器式系统的实例。然而，本领域技术人员可以想到本发明的与前面所述实例在细节上不同的其它实例。对本发明或其实例的全部参考旨在参考在特定点所讨论的特定实例，并不代表对本发明的范围的任何限制。关于某些特征的区别或不良评价的全部语言旨在指出对该特征并不优选，但不是将其完全地从本发明的范围排除，除非另行指出。本文对数值或尺寸范围的列举仅作为对落入该范围内的各单个数值的引用的简化方法，除非另行指出，并且各单个数值均包括在该说明书内，如同单独地在此处引用一样。在此描述的全部方法可以以任意合适的顺序实施，除非在此处另行指出，或由上下文明确地否认。因此，如同可适用的法律所允许的那样，本发明包括对所附权利要求中列举的主题的全部变型例和等同物。此外，除非此处另有说明或上下文明确地否认，本发明包含上述元素在所有可能的变化中的任意组合。本发明的其它方面、主旨和优势可以从对附图、说明书和所附权利要求的研究中获得。
权利要求
1.一种在金属切割过程中使用的容器式支承结构(10)，包括地板结构(40)，和定位于所述地板结构GO)内的多个混凝土复合结构梁(12)。
2.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述多个混凝土复合结构梁(12)纵向地延伸。
3.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述多个混凝土复合结构梁(12)水平地放置。
4.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述多个混凝土复合结构梁(12)可移除地定位于所述地板结构GO)内。
5.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述混凝土复合结构梁 (12)的剖面是菱形。
6.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述多个混凝土复合结构梁(1 是水泥质材料和金属材料牢固地压制的密实混合物，其设置成可以承受与来自所述金属切割过程的金属副产品的重复接触。
7.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述多个混凝土复合结构梁(12)由水泥质材料混合物与所述金属切割副产品制成。
8.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述地板结构00)包括包绕整个地板结构GO)的底部件04)。
9.根据权利要求1所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述地板结构00)包括多个纵向地延伸的金属支承件(22)，所述金属支承件设置成用于接受多个混凝土复合结构梁(12)。
10.根据权利要求9所述的容器式支承结构(10)，其特征在于，所述金属支承件02) 基本上与所述底部件G4)垂直。
全文摘要
本发明涉及一种用于金属切割的容器式支承结构(10)，其包括地板结构(40)和位于地板结构(40)内的多个混凝土复合结构梁(12)。本发明的另一方面涉及一种实施可重复利用的容器式系统的方法，该方法用于在金属切割操作过程中收集金属副产品，该方法包括多个步骤将混凝土复合结构梁(12)定位于地板结构(40)内，其中地板结构(40)包括多个纵向地延伸的金属支承件(22)用以固定所述梁(12)；实施金属切割操作；将金属副产品收集在混凝土复合结构梁(12)上；移除梁(12)；从梁(12)上清除金属副产品；将混凝土复合结构梁(12)返回到金属支承件(22)上。
文档编号E04B5/40GK102575468SQ201080035453
公开日2012年7月11日 申请日期2010年7月20日 优先权日2009年8月10日
发明者M·H·戈梅斯, R·A·罗德里格斯 申请人:卡特彼勒公司