专利名称：带有中间膨胀接头的炉子拼装块的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及工业上烘烤用的炉子，更具体地说，涉及一种坚固的炉子拼装块(或称模块)，该拼装块具有位在其两端中间的膨胀接头以便适应拼装块内纵长的热膨胀。2.论述过去10到15年间，拼装式烘炉曾被应用到许多制造场合中的各种工业烘烤用途上，如同施加在包括汽车车身和部件在内的各种制品上的油漆或其他涂层的烘烤。拼装式炉一般制造成为段节或拼装块，再装运到使用场所。然后将多个单一的炉子拼装块串联起来形成一条炉子烘烤线。单一炉子拼装块的长度可在20和40英尺(6.1—12.2m)之间，其布置可根据使用场所的有效地平面积而变化。例如一条单通道的炉子烘烤线可包括多达14个或更多的拼装块，延绵达500英尺(152.4m)或更多。而同样数目的拼装块如果用在双通道的炉子烘烤线上，那么延绵的长度就只有250英尺(76.2m)。
通常，拼装式炉都包括制出的金属热膨胀接头以便用来适应炉子拼装块运行时在其内壁表面上出现的纵长热膨胀。这些热膨胀接头一般位在每一炉子拼装块的两端并且在将多个单一的炉子拼装块最终装配成为炉子烘烤线时装上去的。设计时还考虑到，在炉子拼装块串联地装配起来后让这些膨胀接头在邻接的炉子拼装块的端头上建立起密封，以便在炉子运行时防止任何气体从炉内逸出。但关于这种膨胀接头存在着好几个困难问题。例如，由于热膨胀接头都位在每个单一炉子拼装块的两端，因此在受到热膨胀力时两端都能自由运动，这种运动常会在整条烘烤线上造成显著的炉子拼装块的整体错位。另外，在装运和装配炉子拼装块时已知热膨胀接头会发生结构上的损伤，这种损伤在连接相邻的炉子拼装块时通常不能校正，因此安装热膨胀接头常会发生困难并且是不能预计的。还有，损伤的热膨胀接头在运行时会使气体从炉子拼装块中漏出，从而造成不希望有的易燃易爆环境。另外，上述传统的炉子拼装块还有一个不希望有的设计特点，那就是这些经历过最大程度热膨胀的拼装块的内壁却被用来在结构上支撑拼装块，因此经过一段时间使用后炉子拼装块常需重新支撑。
为了改善上述情况，以前曾作过不少努力，其中包括试图设计和构造这样一个拼装式炉，该炉的热膨胀接头位在或接近炉子拼装块的两端之间的中部。但这些尝试并未获得成功，因为由此而造成的拼装式炉具有不能接受的脆弱结构，在装运和装配时极易损伤，以致很难在现场安装。
消除爆炸是炉子拼装块另一个典型的特点。传统的炉子拼装块消除爆炸的方法只是在顶部和拼装块壁之间设置一个重力密封。那就是说，拼装块的顶部只是以其自身的重量在它与拼装块壁相遇的边上作出密封从而支承在壁上，一旦炉子拼装块内发生爆炸，这个顶部便会被“吹”掉。但这样构造时，顶部就不会给炉子拼装块带来结构上的刚度。
有鉴于上述这些问题，我们考虑需要提供一种炉子拼装块供工业烘烤之用，该拼装块须能适应在其内将经历的纵长热膨胀，但却易于装运和装配，并且还能呈现比目前已知炉子拼装块高的结构刚度。
本发明的综述因此，本发明提出一种可供工业烘烤应用的炉子拼装块，它能改善目前已知炉子拼装块所遭遇到的与炉子烘烤线的性能装运和装配有关的众多的缺点。本文所公开的炉子拼装块含有位在拼装块两反对端的中间而可用来适应在拼装块的内部表面中所发生的纵长热膨胀的装置。炉子拼装块一般具有一个底部、多个壁部和一个顶部，其中每一组件都有各自的内部和外部结构。从而，炉子拼装块的各个内部表面都是各自独立地和牢固地被支撑着。在拼装块的两个反对端，底部、壁部和顶部的内部和外部结构都被固定到一个共同的支撑件上。在炉子拼装块两个反对端的中间设有热膨胀接头以便用来适应内部表面中的纵长热膨胀。由于各内部表面都被固定在炉子拼装块的两个反对端，因此其纵长热膨胀就被引导向内而朝向热膨胀接头。在本发明内还含有一个改进的消除爆炸装置，它能带来炉子拼装块的总体刚度但仍能满足炉子拼装块对消除爆炸的要求。
附图的简要说明对本行业的行家来说，在阅读下面的说明后对本发明的各种优点当可一目了然。在附图中
图1为按照本发明的原理安排的组装炉子拼装块的横剖面前视图；图2为示出按照本发明的原理安排的图1中一部分的详细视图；图3为图1中炉子拼装块的底部组件的平面图；图4为示出图3中底部组件的立面图的沿图3中4—4线截取的横剖面图；图5为示出图3中底部组件用的沿图3中5—5线截取的横剖面详图；图6为示出热膨胀接头的垂直延伸部的沿图3中6—6线截取的详细示图；图7为图1中炉子拼装块用的壁部组件的前视图；图8为示出图7中壁部组件用的热接头的沿图7中8—8线截取的横剖面详图；图9为图1中炉子拼装块用的顶部组件的平面图；图10为图9中顶部组件的立视图；还有图11为示出顶部组件用的热膨胀接头的沿图9中11—11线截取的横剖面详图。
较优实施例的说明首先应该知道，下面的论述说明本发明的一个具体的实施例，只是为了示范的目的，按照具体实施要求可以作出其他各种变型而不离开本发明的精神和范围。
参阅附图，图1所示为按照本发明的原理构造的炉子拼装块10的横剖面前视图。炉子拼装块10的构造最好把它分解成分开的组件来理解，即底部组件12、壁部组件14和顶部组件16。
现在转到图3、4、5和6，其中示出本发明的炉子拼装件10的底部组件12。具体地说，图3所示为从炉子拼装块10的内部看去的底部组件12的结构框架。从外底部结构18开始，可以看到设有许多侧边支撑件20，这些在侧边上的支撑件沿着底部12的长度相互间隔开地排列并用合适的方法如焊接，固定到纵长的支撑件22和24上以便提供牢固的支撑。还有装在纵长支撑件22和24上的支撑筋条26设在各个侧边支撑件20之间如图所示。从图5中可最清楚地看到，有一外底部表面28设在侧边支撑件20的顶上和两个纵长支撑件22和24之间并固定在该位置上。
内底部结构30包括多个各以其反对端固定到侧边支撑件36上的纵长支撑件32和34。而侧边的支撑件36又连结到外面底部结构18的侧边支撑件20上。纵长支撑件34被设计为能比纵长件32提供较强的支撑，并能用来承载输送带(未画出)或类似物的荷重。纵长支撑件32和34各从其反对的固定端向底部组件12的中央延伸，但并不延伸到底部的全长。如图5所示，有一内底部表面38支承在纵长支撑件32和34的顶上。在图5中还示出纵长支撑件34被搁置在外底部表面28上，而该表面28又被侧边支撑件20支承着。导轨40固定在侧边支撑件20上的外底部结构18上并包围着的纵长支撑件34。导轨40从底部12的侧边方向夹持着纵长支撑件34，但导轨40并不阻止纵长支撑件由于热的作用而沿纵向膨胀。在内底部结构30和外底部结构18之间的空腔内可用绝热材料(未画出来)以便作为热屏障。另外，纤维板的绝热层还可用来阻止纵长支撑件32的侧向运动。
从图3和5上可最清楚看到，热膨胀接头42位在纵长支撑件32和34两个反对端的中间。支承在纵长支撑件32和34上的内底部表面38被固定在热膨胀接头42的凸缘44上，例如用焊接。在图5中还示出，在外底部表面28和一块在两侧边支撑件20中间伸展的板48之间还填充着绝热材料46。
参阅图3、4和6，热膨胀接头42横跨着底部组件12的整个宽度。并且如图所示，热膨胀接头42在垂直于底部平面的方向上还有一个垂直延伸部50。这个垂直延伸部50可使与壁组件14的热膨胀接头的连接更为方便，下面还要较详细地说明。
如同已经说明过的那样，内底部结构30和外底部结构18是在底部组件12的两个反对的纵长端上固定在一起的，具体地说，在那里内底部结构30的侧边支撑件36被连结到外底部结构18的侧边支撑件20上。因此，不论是内底部结构30的纵长支撑件32和34还是内底部表面30所产生的任何纵长的热膨胀都是被引导向内并朝向底部组件12的中心。而且，应该赞赏的是，尽管热膨胀接头设在底部组件12两个反对端的中间，上述构造却能使底部组件12保持其刚度。
现在转到图7和8，其中示出壁部组件14。图7所示的壁部组件14是从炉子拼装块10内看去的情况。内壁部结构52包括内壁部表面54，该表面54被多个固定在其上的垂直支撑件56所支撑。在两个反对端上，内壁部表面54分别与两个垂直支撑件58和60连结，而该两支撑件又固定到纵长支撑件62上。在图8中可较详细地看到，热膨胀接头64的凸缘66被固定在内壁表面54上，其方式与上面已经对底部组件12的热膨胀接头42说明过的相似。热膨胀接头64基本上沿壁部件14的整个垂直距离(即高度)延伸。
参阅图8，内壁部表面54的垂直支撑件56只是固定在内壁部表面54上，因此并不阻碍内壁部表面54从炉子拼装块10的两个反对端向热膨胀接头64膨胀。
外壁部结构68包括外壁部表面或面板70。面板70是由沿纵长延伸的厚板状件构成的，这些厚板状件在邻接时可用公母连接件71和73互相锁住，如图1和2所示细节。面板70并被多个垂直支撑件72支撑着。如图7所示，支撑面板70的垂直支撑件72交替地分布在支撑内壁部结构52的各垂直支撑件56之间。厚板70还固定在垂直支撑件58和60上。在内壁部结构52和外壁部结构68之间的空腔内填充着绝热材料(未画出)。由于内壁部结构52和外壁部结构68都固定在壁部组件14的两个反对端上(即内壁部结构52和外壁部结构68都连接在垂直支撑件58和60)，因此再一次应该肯定的是尽管热膨胀接头64设在壁部14两个反对端的中间，上述构造仍可使壁部组件保持其刚度。
现在转到图9、10和11，其中示出炉子拼装块10的顶部组件16。图9画出的顶部组件16是从炉子拼装块10外面看去的情况。外顶部结构包括外顶部表面或盖板76，该盖板与外壁部表面的面板70相同。盖板76被多个侧边支撑件78支撑着，并在顶部16的两个反对端固定到侧边支撑件80上。
内顶部结构82包括被多个侧边支撑件86支撑的内顶部表面84。如同以前对壁部组件14的垂直支撑件56和72说明过的并如图10所示，内外顶部表面84和76用的侧边支撑件86和78分别交替地设置在顶部组件16内。内顶部表面82还有纵长支撑件88所提供的另外的支撑。纵长支撑件88是在各侧边支撑件86之间连结到内顶部表面84上的。顶部表面84还在两个反对端被侧边支撑件80固定着。在内外顶部结构82和74之间的空腔内同样填充着绝热材料。
如图9和10所示并与前面对底部组件12说明过的方式相似，热膨胀接头90沿侧向延伸越过顶部16的宽度并具有向下延伸并垂直于顶部16平面的垂直延伸部92。如同以前对垂直延伸部50说明过的那样，垂直延伸部被用来使与壁部组件的热膨胀接头64的连接更为方便。图11详细示出顶部组件16用的热膨胀接头90，该膨胀接头90的凸缘96被固定在“Z”形筋条上。从顶部16两个反对端向内伸展的内顶部表面84终止在槽材98上。有一衬垫100设在“Z”形筋条94和槽材98之间并提供密封。热膨胀接头90并不固定在外顶部表面76上，也不固定在顶部组件16的槽材98上。而是，在将顶部组件16组装到炉子拼接块10内时，将热膨胀接头90的垂直延伸部92连接到壁部组件14内的相应的热膨胀接头64上。一旦热膨胀接头90连结到热膨胀接头64上，顶部组件16的其余部分便可放置在热膨胀接头90之上。
如同底部和壁部组件12和14那样，顶部组件16的构造能使内顶部表面84的热膨胀从顶部的两个反对端向内导引，并能使顶部16保持其刚度。
用来制造本发明的底部壁部和顶部组件12、14和16的各种上述有关部件的合适材料都是一般常见的。例如上述许多支撑件部件、内壁表面以及热膨胀接头可由14到18号渗铝钢材料制成，其他需要较大强度的部件如底部组件12的支撑结构部件可由A36钢制成。一种如同18号公用盖板那样的材料可用来形成壁部14和顶部16的外表面。绝热材料可用商业上有售的纤维板材料。另外，焊接是目前考虑用来连结、固定或连接炉子拼装块的钢制部件的较好方法。
现在再看图1和2，其中示出组装好的炉子拼装块10的横剖面。底部12、壁部14和顶部16诸组件应在将炉子拼装块10装运到安装工地之前最后组装成为炉子拼装块10。壁部组件14首先如图1所示被放置在底部12上，使壁部组件14被底部组件12的结构框架20、22和24支撑着。如同以前对顶部16说过的那样，将底部组件12的热膨胀接头42的垂直延伸部50密封地连接到壁部组件14的热膨胀接头64上，然后再象以前说过的那样连接上顶部16的热膨胀接头90。这样，当最后组装好时，炉子拼装块10便有一个单一而连续的热膨胀接头可以适应炉子拼装块10所有内部表面内所产生的热膨胀。
随后将能够赋予炉子拼装块10结构刚度并能消除爆炸的顶部16组装到壁部14上。将顶部16组装到壁部14上的情况在图2中较详细地示出。有一衬垫102设在壁部14和顶部16之间完成密封并防止气体在炉子拼装块运行时逸出。消除爆炸是由爆炸消除紧固件104来完成的，该紧固件固定在壁部14的垂直支撑件56、72、58和60及顶部16的侧边支撑件80、98、78和86的各个交叉点上。如同以前说过的，内壁结构52的垂直支撑件56和外壁结构68的垂直支撑件72交替地设置在壁部14内。同样内顶部结构82的侧边支撑件86和外顶部结构74的侧边支撑件78也以交替的方式设置着。在组装顶部16时，内壁部结构52的垂直支撑件56被固紧在内顶部结构82的侧边支撑件86上，而外壁部结构68的垂直支撑件72被固紧在外顶部结构的侧边支撑件78上。采用这种方式，内壁部表面54和内顶部表面84的热膨胀就可不受阻碍，因为它们各自的垂直和侧边支撑件56和68在表面54和84膨胀时能够自由行动或“飘浮”。
如图2所示，爆炸消除紧固件104是通过顶部16的侧边支撑件78、86、98和80的槽105放入而停留在壁部14的垂直支撑件56、72、58和60的槽106内。槽106是沿垂直方向在壁部14的顶上开口。采用这种方式，爆炸消除紧固件104的垂直行动在结构上便可不受限制。爆炸消除紧固件104可用标准SAE级的带螺纹紧固件。在紧固件和支撑件之间设有垫圈，该垫圈可由结构坚实、抗蚀、耐热和光滑的材料制成，如特氟隆便是制造垫圈108合用的材料。绝热材料110和金属盖片112的作用是绝热并覆盖壁部14和顶部16的外角。
应该懂得在好几块单一的炉子拼装块10组装完成后，这些炉子拼装块10便可串联连接从而形成一条在制造环境下适宜运行的炉子烘烤线。并且应该赞赏的是由于炉子拼装块10的热膨胀接头42、64和90是设在两个反对端的中间，因此炉子拼装块的两端都是固定的，从而可用比传统炉子拼装块简单得多的工作把好几个炉子拼装块10串联一起。
在运行时，炉子拼装块10的内部受到高温以致在炉子拼装块10的内部表面38、54和84内发生热膨胀。如上所述，在本发明的炉子拼装块10内，这些表面38、54和84的热膨胀被从炉子拼装块10的两个反对的固定端引导向内而朝向热膨胀接头42、64和90。当炉子拼装块10的内底部和内壁部表面38和54经历热膨胀时，分别在凸缘44和66上与底部和壁部表面38和54连接的热膨胀接头42和64就被导致压缩或向内弯曲，如图5的箭头A和图8的箭头B所示，以便适应膨胀。而当内顶部表面84受热膨胀时，槽材98被迫向内抵压在筋条94上，该筋条又促使热膨胀接头90向内弯曲如箭头C所示以便适应膨胀。
虽然热膨胀接头42、64和90曾被说明并图示是在炉子拼装块10的中心或其附近，但应知道并肯定，热膨胀接头42、64和90可以设置在炉子拼装块10两端之间的任何位置来获得本发明的各种优点。
在有益地研究本发明所提出的说明、附图和随后的权利要求后，本行业的行家当可对本发明的其他各种特点和可能的变型一目了然。
权利要求
1.一种可供工业烘烤应用的炉子拼装块，其特征为具有一个牢固地支撑着的内部表面和用来适应所说内部表面内热膨胀的装置，所说用来适应热膨胀的装置位在所说拼装块两端的中间。
2.权利要求1的炉子拼装块，其特征为还具有能使所说炉子拼装块消除爆炸的装置。
3.一种用于工业烘烤用途型式的炉子拼装块具有一条纵长轴线，沿着该轴线通过所要烘烤的物品，其特征为，所说炉子拼装块具有一个底部、多个壁部和一个顶部，所说底部、壁部和顶部都各具有牢固地支撑着并固定在所说炉子拼装块纵长方向两个反对端上的内部和外部表面，还具有用来适应所说内部表面向热膨胀的装置，该装置位在所说炉子拼装块纵长方向所说两个反对端的中间。
4.权利要求3的炉子拼装块，其特征为所说底部具有一个内底部结构和一个外底部结构，这两个结构都连结在所说底部的两个反对的纵长端上，所说内底部结构具有一个在所说底部整个宽度上延伸的第一热膨胀接头，该接头还在其两个反对端具有向上并向所说炉子拼装块内部延伸的垂直延伸部；所说顶部具有一个内顶部结构和一个外顶部结构，这两个结构都连结在所说顶部的两个反对的纵长端上，所说内顶部结构具有一个在所说顶部整个宽度上延伸的第二热膨胀接头，该接头还在其两个反对端具有向下并向所说炉子拼装块内部延伸的垂直延伸部；所说壁部各具有一个内壁部结构和一个外壁部结构，这两个结构都连结在所说壁部的两个反对端上，每一所说内壁部结构都具有一个第三热膨胀接头；并且所说第一热膨胀接头，所说第二热膨胀接头和每一所说第三热膨胀接头都连结在一起形成一个连续的连接。
5.权利要求4的炉子拼装块，其特征为还具有能使所说炉子拼装块消除爆炸的装置。
6.权利要求5的炉子拼装块，其特征为，所说能使爆炸消除的装置为将所说内顶部结构与所说内壁部结构及所说外顶部结构与所说外壁结构连接起来的紧固装置。
7.权利要求6的炉子拼装块，其特征为，所说紧固装置为一SAE级带螺纹的紧固件，其上有由抗蚀而耐热的材料制成的垫圈。
8.权利要求7的炉子拼装块，其特征为，所说垫圈是由特氟隆制成的。
9.一种用于工业烘烤用途型式的炉子拼装块具有一条纵长轴线，沿着该轴线通过所要烘烤的物品，其特征为，所说炉子拼装块具有一个坚固的底部，其上有一内底部结构和一外底部结构，这两结构都连结在所说底部的两个反对的纵长端上，所说内底部结构包括用来适应所说底部内表面内热膨胀的第一装置，所说用来适应热膨胀的第一装置位在所说底部两个反对的纵长端的中间；一个坚固的顶部，其上有一内顶部结构和一外顶部结构，这两结构都连结在所说顶部的两个反对的纵长端上，所说内顶部结构包括用来适应所说顶部内表面内热膨胀的第二装置，所说用来适应热膨胀的第二装置位在所说顶部的两个反对的纵长端的中间；以及至少两个坚固的壁部，其上各有一内壁部结构和一外壁部结构，这两结构都连结在所说壁部的两个反对的纵长端上，每一所说内壁部结构都包括用来适应每一所说壁部内表面内热膨胀的第三装置，所说用来适应热膨胀的第三装置位在每一所说壁部两个反对的纵长端的中间。
10.权利要求9的炉子拼装块，其特征为，所说用来适应热膨胀的第一装置为第一热膨胀接头，该接头在所说底部的整个宽度上延伸着并在其两个反对端上具有向上并向所说炉子拼接块内部延伸的垂直延伸部；所说用来适应热膨胀的第二装置为第二热膨胀接头，该接头在所说顶部的整个宽度上的延伸着并在其两个反对端上具有向下并向所说炉子拼装块的内部延伸的垂直延伸部；以及所说用来适应热膨胀的第三装置为第三热膨胀接头，该接头基本上在所说壁部的整个垂直高度上延伸；并且所说第一热膨胀接头、所说第二热膨胀接头和每一所说第三热膨胀接头都被连接起来形成一个连续的连接。
11.权利要求9的炉子拼装块，其特征为所说外底部结构具有多个沿所说底部的长度间隔开排列的第一侧边支撑连接到多个第一纵长支撑件上，并有一外底部表面设在所说第一侧边支撑件上；所说内底部结构具有多个沿所说底部的宽度间隔开排列的第二纵长支撑件并在所说底部的两个反对端连接到多个第二侧边支撑件上；所说外顶部结构具有多个沿所说顶部的长度间隔开排列的第二侧边支撑件并连接到一个外顶部表面上，还有多个位在所说顶部两个反对端的第三侧边支撑件连接到所说外顶部表面上所说内顶部结构具有多个沿所说顶部的长度间隔开排列的第四侧边支撑件并连接到所说顶部的所说内部表面上，所说第四侧边支撑件插置在所说第二侧边支撑件之间；每一所说内壁部结构具有多个沿所说壁部的和长度间隔开排列的第一垂直支撑件连接到所说内部表面上，并有多个第二垂直支撑件既连接到所说内部表面上还连接到一个第三纵长支撑件上；还有每一所说外壁部结构都具有多个沿所说壁部的长度间隔开排列的第三垂直支撑件连接到一个外壁部表面上，所说第三垂直支撑件插置在所说第一垂直支撑件之间，所说外壁部表面也连接到所说第二垂直支撑件上。
12.权利要求11的炉子拼装块，其特征为还具有一个能够在每一所说壁部和所说顶部之间消除爆炸的装置。
13.权利要求12的炉子拼装块，其特征为，所说能使爆炸消除的装置为将所说内顶部结构与所说内壁部结构及所说外顶部结构与所说外壁部结构连接起来的紧固装置。
14.权利要求13的炉子拼装块，其特征为，所说紧固装置为一SAE级的带螺纹的紧固件，其上有一由抗蚀而耐热的材料制成的垫圈。
15.权利要求14的炉子拼装块，其特征为，所说垫圈是由特氟隆制成的。
全文摘要
一种用于工业烘烤用途的炉子拼装块具有位在炉子拼装块两端的中间而能适应内壁内纵长热膨胀的装置。炉子拼装块的底部、壁部都各具有一个内部和外部结构，使炉子拼装块的内部表面都能各自独立地和牢固地支撑着。在拼装块的两个反对端，底部、壁部和顶部的内部和外部结构都被固定到一个公用的支撑件上。一个改进的消除爆炸的装置，该装置除能给炉子拼装块带来整体刚度外，还能满足炉子拼装块对消除爆炸的要求。
文档编号F23M5/00GK1127462SQ94192806
公开日1996年7月24日 申请日期1994年6月13日 优先权日1993年6月18日
发明者利夫·E·杰弗逊, 罗伯特·D·普罗克特, 彼得·瓦尔加, 罗杰·托马斯, 托马斯·欧文斯 申请人:Abb涂料处理公司