用于向铝金属薄板赋予选定的形貌的装置和方法及其应用_4

文档序号:9619863阅读:来源:国知局
隙N之后,球132可以在出料槽或料斗138中进行收集以再利用。辊114a、114b可以是可调节的以容许它们移动得更近或相隔更远,缩窄或加宽辊隙N,从而调节不同尺寸的球132和/或控制在辊114a、114b上形成的凹坑的深度。
[0079]图11示出类似于图10的装置,其具有另一种类型的球给料机制,S卩,能够盛装和分配球232供应的细长形料斗/漏斗230,从而辊隙N和料斗/漏斗230之间的区域总是充满球232。更具体地说,通过辊隙的球232充当拦阻线,所述拦阻线使穿过料斗/漏斗230落下的球堵塞并防止更多的球落出。漏斗/料斗230可以被紧密地安装到由辊隙N上方的辊214a、214b限定的大致V形的区域,从而球232不能够在辊214a、214b和漏斗/料斗230之间通过。当球232通过辊隙N时,更多的球流出料斗/漏斗230来代替它们。所使用的球232被收集在出料槽238中并且通过管线240a、240c和再循环装置240b再循环。辊214a、214b任一末端上的隔板242 (仅显示一个)可以用来防止球232流过辊214a、214b的末端,所述辊214a、214b在V形区域中含有球232。
[0080]图12和图13示出根据本公开内容的另一个实施方案的用于对工作辊进行表面处理的介质薄板344。介质薄板344可以具有例如由弹性体制成的边部344a,其中嵌入诸如球形压凹物332 (例如滚珠)的表面处理介质。可选地,边部344a可以由纸张或聚合物制成,表面处理介质通过胶水黏附在所述纸张或聚合物上。可以将介质薄板344与表面处理装置110、210(如图10和图11中所示的那些)一起使用,S卩,通过使介质薄板344通过辊隙N替代松散的球132、232。如果边部344a是足够弹性的并且紧紧地固定住球332,用介质薄板344进行连续循环是可能的,从而容许它在辊214a、214b之间循环直至实现所需的凹坑覆盖率。如图12所示,球332可以按照任何所需的图案遍及介质薄板344分布,例如全面、均匀地间隔覆盖整个介质薄板344、更离散的图案或随机分布。
[0081]图14示意性地示出支承表面446,例如,涂覆光阻剂层或光致聚合物448层的玻璃。诸如紫外光、电子束或激光的福射源452发出福射R1。在光线存在的情况下,任选的福射分配元件450 (例如掩模或透镜阵列)将辐射R1分配到辐射R2的分布式阵列中,所述辐射R2照射在光阻剂层448上,产生更大和更小曝光量的起伏图案448a。当光阻剂显影时,可以形成具有所需的平滑波状纹理的表面。可选地,光阻剂层可以通过激光扫描仪或电子束扫描仪暴光/成型以在显影时产生所需的曝光图案和所产生的表面轮廓。
[0082]如在授予Schaefer等人的美国专利N0.7,094, 502中所描述的(该专利由本申请的受让人拥有并且通过引用完整并入本文),垫片453可以从显影的光阻剂层448的表面轮廓形成。如在7,094,502中进一步所描述,垫片453可以通过各种镀覆和涂覆工艺硬化以容许它被压印在金属辊的表面上,从而容许它的表面纹理被转移到辊的表面,并且随后转移至产品表面。根据本公开内容的一个方面,具有平滑波状表面轮廓的垫片453可以用来将所述纹理赋予到工作辊上,如辊114a和/或114b。例如,可以如介质薄板344那样使用这种类型的垫片453,使垫片453在图11的装置210的辊214a、214b之间通过。为了同时对两个辊214a、214b进行表面处理,使用背对背放置的两个垫片453或具有两个纹理面的垫片453。作为另一种可选方案,通过借助胶粘剂、铜焊或焊接将织构化垫片453黏附到辊上,织构化隔片453可以被附加到工作辊(例如辊214a)的表面并且随后被用来乳制铝薄板。
[0083]图15示意性地示出根据本公开内容的另一个实施方案的用于对工作辊514进行表面处理的超声波喷丸装置510。超声波喷丸装置是商业可获得的,例如从法国卡尔克富南特Sonats SA获得。根据本公开内容,这类喷丸装置可以应用到对用于乳制铝薄板的工作辊进行表面处理的用途中,即,如果球的速度、密度、尺寸、弹性和压缩强度可以使得在处理过的辊的表面上实现合适的凹坑深度而无喷丸介质破裂/毁坏。
[0084]图16示出根据本公开内容的另一个实施方案的用于对工作辊614进行表面处理的装置610。滚花头662支承具有织构化表面664a的滚花轮664。滚花轮664在轮轴664b上可转动并且在巨大力F的作用下被推压至工作辊614的表面中。由于滚花轮664和工作辊614的接触区域很小,力F集中在小的区域上,从而容许表面664a的纹理被转移到辊614上,如区域614a所示。机架624可以用来容许滚花头662横越工作辊614以将所需纹理赋予到整个辊614上。电机可以使工作辊614转动,从而当滚花轮664对工作辊614进行织构化时引起滚花轮664转动。本公开内容的一个方面是确保所产生的表面614a(或所产生的工作辊的表面,所述工作辊由参照图10-15所描述的装置加工)具有与上述有利的纹理(例如,由用滚珠进行喷丸处理所实现的纹理,例如上文参照图3a-3d所描述的)一致的构型。取决于所需的表面664a的表面纹理密度(每单位面积的起伏数)和覆盖率%,用装置610对工作辊614织构化可能需要压纹头662横越不止一次。
[0085]图17示出铝金属薄板Μ的表面,所述铝金属薄板Μ具有通过由磨削表面处理过的辊产生的表面粗糙度。注意X轴以_表达,Υ轴和Ζ轴以μπι表达。磨削辊赋予薄板具有多个细长、平行沟槽的图案。薄板Μ的表面在所有方向均是粗糙的并且粗糙度随方向变化,从而当薄板与另一个物体或多个物体相互作用时弓I起摩擦方向性。通常,转移到常规乳制薄板的辊粗糙度可以处在大约0.5到1 μ?? Ra的范围内。本公开内容的一个方面是揭示了当被用于某些应用中时,由磨削工作辊乳制的常规薄板的粗糙度和方向性对薄板的功能性具有影响。进一步地,根据本公开内容生产的薄板,例如通过由如上所述的滚珠喷丸处理的辊生产的薄板,可以相对于常规薄板有利地用于某些应用。例如,当薄板被用在用于储存和/或导引物料(例如谷粒、糖、面粉或者其他精细分开的物料)流的结构中时,根据本公开内容生产的薄板可以降低与物料的摩擦相互作用并且减少由方向引起的摩擦变化,从而产生改善的流动和在物料处理结构设计中更大的灵活性。
[0086]图18示出存储容器705,例如用于盛装谷粒、面粉、谷物、粉状食品(例如,乳品、巧克力、香辛料、蛋类、糖、咖啡、茶)或其他可流动、分散的固体物料707 (例如锯末)的罐或料仓。物料707将容器705填充到高度L1并且当它从容器705被分配或填充容器705时可以在容器705内呈多个高度(例如L2)。示出的填充管709设置在邻近用于将物料707置于容器705中的顶部开口 711的地方。容器705可以具有汇聚于出口 715的漏斗形部分713。出口 715可以容纳物料移动/控制装置,例如阀、机械涡轮、螺旋分配器或气动分配器或抽吸分配器。取决于储存于容器705中的物料,可以使用各种类型的漏斗717、筛分器719和出口喷嘴721。容器705的内壁723可以由金属(例如钢或者铝)薄板制成。本公开内容的一个方面是揭示了由本文中公开的技术制成的铝薄板在用于形成存储容器705的内壁时可以是有利的。更具体地说,与由根据本文的描述(例如参照上述实施例1)处理的辊生产的铝薄板相关联的低摩擦系数可以促进物料(例如来自容器705的面粉或者糖)的填入和分配。使用面粉为例,当被引入容器705(在这种情况下可以是面粉料仓)中时,低的静摩擦系数容许面粉从内表面(例如内表面723)脱离并且落到未被物料707占据的容器的最低点。内表面723低的静摩擦系数促进物料707在容器705中的自分布。存在于容器705中的物料707由于重力想要处在最低、能量最小的位置(物料707的重量W),但是物料707的重量也造成物料斜向一边散开/扩展,从而对容器705的内表面723施加力FE。当物料707相对于内表面723移动时,产生摩擦力Ff,从而阻止物料707的移动。例如,如果物料707从容器705被分配,引起它从高度L2移动到高度L1,物料707与内表面723接触的表面区域将沿接触区域产生摩擦力Ff,从而阻止物料707的移动和它从容器705的分配。摩擦力Ff在漏斗部分713中是更显著的,因为较小部分的重力W在方向上平行于内表面723定向以抵抗摩擦力Ff。通过使用本公开内容的铝薄板材料来形成内表面723,相对于具有常规表面的薄板材料(如图17)降低了静摩擦系数,从而促进容器705的物料填充和分配。材料的静摩擦系数取决于物料的粗糙度,常规薄板的粗糙度通常是0.5到1.0 μ m。由根据本公开内容表面处理过的辊生产的可比较的薄板材料,例如,如上文所描述的,用滚珠压凹等,将显示出降低的表面粗糙度和在静摩擦系数方面10到30%的改善。这一改善转变成遭遇诸如面粉等物料的导向/存储表面(例如,对于漏斗部分713)的可行取向(斜度),所述取向(斜度)为相对于水平面大约40到70度。
[0087]减小静摩擦系数降低在处理诸如面粉等散装物料时由摩擦产生的能量,从而降低由粉尘爆炸所引起的风险。进一步地,减小容器内表面723与物料707的静摩擦系数可以通过促进填入和分配,减少对物料移动设备(叶片、鼓风机、螺杆驱动器等)和运转它们的能源需求。此外,更大的使物料707脱离的能力可以有助于内表面723的洁净性和先进先出的物料分配。在面粉和其他食材707的情况下,先进先出周转防止物料在容器中存留不希望的造成腐败变质的长时期。如果面粉粘附到容器705的内表面723并在那里存留过多的时间,它将会变腐臭。使储存的物料脱离的内表面723容许它落到底部从而被较早分配。此外,这种脱离也可以延长要求的容器清洁之间的时间,容器清洁在器如面粉料仓的大存储容情况下带来了极大的费用和不便。
[0088]除存储结构之外,根据本公开内容制成的薄板物料的低静摩擦系数特性也可以有利地用来制造物料移动结构。图19示出具有复合螺旋形状并且由金属(例如由在本公开内容中描述的辊处理的铝合金)薄板形成的槽805。由于槽805表面具有较小的静摩擦系数,它将比由具有较大静摩擦系数的材料制成的类似形状的槽更容易使诸如谷粒、面粉、糖、物体等物料通过。因此,槽805可以使用较小的斜度并且可以按照比由具有较大静摩擦系
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