用于漏板组件的耐热系统的制作方法

专利名称：用于漏板组件的耐热系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于生产连续细丝的耐热系统，尤其是涉
及细丝成型设备中的漏板(bushing)组件。本发明可用在连续的玻璃 细丝和矿物纤维生产中。
背景技术：
在细丝或纤维生产中使用的漏板具有形成加热室的薄金属侧壁、 端壁和底部。该加热室被隔热材料包围。该底部具有位于其中的漏板 喷丝孔，熔化的材料从这里开始被弄细以生产纤维。这些壁和底部由 能够经受住升高的漏板工作温度的贵金属(通常是铂基合金)制成。 漏板的端壁上具有电气接线端或电耳，电流在其间经过漏板壁，将漏 板壁加热到工作温度。
在纤维成型操作中，漏板壁易于以比周围隔热材料更大的速率膨 胀。由于金属壁的膨胀受到隔热材料的物理限制，因此金属壁存在弯 曲或破裂的倾向。在薄壁、较大的漏板中更是如此，例如，保持有超 过10磅的熔化材料并且在底部具有数千漏板喷丝孔的那些漏板。即使 漏板壁中不出现物理变化，仍然常常产生过度的应力，过度的应力导 致漏板的工作性能不良和/或漏板的过早损坏，需要更早地将其更换。
过去，隔热材料曾用可浇注的浇铸材料制成，这些可浇注的浇铸 材料的湿度和成分含量倾向于在不同的批次中改变。这一点引起了关 注，因为隔热材料增加的湿度水平对隔热材料的强度和完整性具有不 利的影响。特别是，这种隔热材料易于破裂并易于与漏板和框架分离， 导致漏板过早损坏。另外，浇铸材料的使用增加了纤维成型设备的停 机时间，因为隔热材料需要凝结和固化，常常需要数天时间固化。因 而，每一批次得到的隔热材料倾向于具有不同的热性质。任何在隔热材料的制造中出现的不一致性都会导致隔热材料自身的强度和/或热 性质的不希望有的变化。
仍然需要进一步改进纤维成型漏板的结构从而使漏板的金属壁受 到更少的应力影响。
同样，需要提供具有更长寿命和更好的工作性能的漏板。

发明内容
一种纤维成型漏板组件包括漏板以及围绕漏板设置的耐热材料形 成的一个或更多个部分。这些耐热材料部分是预浇铸材料的且可以包 括烧结陶瓷材料。在某些实施方式中，纤维成型漏板组件还包括围绕 预浇铸耐热材料部分设置的可浇铸耐热材料。
另一方面， 一种制造纤维成型漏板组件的方法包括生产具有下侧 壁的腔室、围绕下侧壁的外侧设置一个或更多个耐热材料部分、以及 至少将下侧壁加热到升高的工作温度。
基于对后面的详细描述的考虑，本发明的前述及其它目标、特征 和优势将在下文中更充分地呈现出来。但是，应当清楚地理解的是附 图用作说明性的目的，而不被认作是对本发明的限制。


基于对下文中本发明的详细公开的考虑，本发明的优势将是显而 易见的，特别是在结合附图时。
图l是漏板和框架组件的第一实施方式的剖面侧视图。
图2是漏板和框架组件第二实施方式的剖面側视图。 图3是漏板和框架组件第三实施方式的剖面侧视图。 图4是漏板和框架组件第一实施方式的平面示意图，示出围绕漏
板设置的多个耐热部分。
图5是漏板和框架组件的沿图3中的线5-5截取的示意图，示出
围绕漏板设置的多个耐热部分以及示出框架内的可浇铸材料。
具体实施例方式
正如本领域技术人员将会容易认识到的，这里的描述大体包括用 于生产玻璃或矿物纤维的一个适当制造方法的示意性说明。
现在参照附图，图1示出包括漏板砖12和漏板组件14的纤维成 型组件10的一个实施方式。漏板组件14包括漏板16和围绕漏板16 的框架18。漏板组件14还包括设置在框架18和漏板16之间的空间 中的多个预浇铸或烧结耐热材料部分20，如在图4中示意性示出的， 并且在下面还要进一步说明。
漏板16基本上由导电材料组成。在某些实施方式中，漏板16采 用伸长的、大致为矩形的金属盒的形式。如图4示意性示出的，漏板 16部分地由相对的端壁22和在端壁22之间的纵向方向上延伸的相对 的伸长下侧壁24限定。再次参照图1，漏板16还包括从下侧壁24向 内延伸的上倾斜侧壁44。
漏板16具有底部穿孔的喷丝孔(tip)板26,该底部穿孔的喷丝 孔板26具有形成在其中的多个孔口 27并且可以包括喷丝孔或管状部 件28。喷丝孔板26在端壁22之间的侧向方向或纵向方向上以及侧壁 24之间的前后方向或横向方向上延伸。开口或狭口 30设置于漏板16 的顶部，用于接收来自漏板砖12的熔化材料G。在某些实施方式中， 在狭口 30底部设置穿孔屏33。
相对的电气接线端或电耳13附接于相对的端壁22。电耳适于与 电源(未示出)连接，从而使电流能够流动通过电耳并继而进入和通 过漏板16的壁。电流流动的电阻加热漏板16，从而将玻璃G维持在 期望的热状态下。
在所示的实施方式中，凸缘34从狭口 30的顶部延伸。凸缘34 包括在邻接每个端壁22的横向方向上延伸的横向部分36和在邻接每 个伸长側壁24的纵向方向上延伸的伸长部分38。凸缘34与漏板砖12 的下侧接合，以在漏板砖12和凸缘34之间形成密封，防止熔化材料 G从漏板砖12和凸缘34之间溢出或漏出。在某些实施方式中，为进 一步降低熔化材料G从漏板砖12和凸缘34之间溢出的危险，冷却盘管40与凸缘34附接。在某些实施方式中，冷却盘管40是与凸缘34 的外围边缘附接的连续冷却盘管。
在图4示意性示出的实施方式中，多个耐热部分20A、 20B、 20C 和20D至少包围下侧壁24和端壁22，以使漏板16隔热并且为漏板 16在其升高的工作温度下提供支撑。在图4所示的实施方式中，耐热 部20A和20B沿漏板16的下侧壁24纵向延伸。耐热部分20C和20D 沿端壁22延伸，并且在某些实施方式中，可设置有用于电气接线端(未 示出)的凹进部(未示出)。应当理解的是，在其它实施方式中，其它 数目和其它结构的耐热部分20也是有用的并且处在本发明的预期范 围内。
耐热部分20为漏板16提供连续的刚性结构支撑。厚的耐热部分 20包围漏板16，以给漏板16提供隔热效果和结构支撑。
在图l所示的实施方式中，耐热部分20还为凸缘34的伸长部分 38提供结构支撑。耐热部分20在漏板16工作期间维持凸缘34的刚 性和形状。耐热部分20防止凸缘34的每个伸长部分38在漏板16的 服务寿命期内毁坏。同样，在漏板砖12的下側和凸缘34的每个伸长 部分38之间维持适当的密封，从而使漏板砖12的下侧和凸缘34的每 个伸长部分38之间的缝隙减小到最小程度。这又减小了玻璃在漏板砖 12和凸缘32的每个伸长部分38之间漏出的危险。任何可能出现的泄 漏将会被冷却盘管40凝固。
还应当理解的是，在某些实施方式中，耐热部20的上表面能够限 定一个或更多个通道或凹进部62。通道62被配置成能够接納凸缘34 中的冷却盘管40或与其匹配。
在某些实施方式中，耐热部分20由对高温具有期望的耐受性的不 劣变材料形成。耐热部分20可以由烧结陶瓷材料制成。 一般而言，烧 结陶瓷材料被烧制到高温，典型地在1500。C到240(TC的范围内，甚至 更高。烧结陶瓷耐热部分20能够被修整到精确的公差。烧结陶瓷耐热 部分20的修整技术可包括，例如，激光、水射流金刚石切割、金刚石 研磨和钻削。在某些实施方式中，耐热部分20可被"净形成"或形成为
8符合预定的可接受公差，以将加工减少到最小程度。
烧结陶瓷耐热部分20可具有抗拉强度，能够抵抗由凸缘34的伸 长部分38在其整个跨度之上所承受的应力并且能够在漏板16的服务 寿命期内维持刚性。在其它实施方式中，耐热部分20可由不同于陶瓷 材料的能够抵抗高温的材料形成。而且，耐热部分20可由合成材料(比 如具有高温高强度纤维强化物的陶瓷基材料)形成。
在某些实施方式中，耐热部分20以短距离与框架18隔开，以便 允许漏板壁24和端壁22在被加热时膨胀。因此，加热后的漏板16 填充最初设置在漏板壁24、端壁22与耐热部分20之间的空间。这样 使得金属下侧壁24和端壁22能够以其自身的速率充分膨胀而不会在 其中产生应力。
同样，在某些实施方式中，可在耐热部分20和漏板16之间设置 膨胀材料64。在某些实施方式中，膨胀材料邻接下侧壁24和端壁22 设置。在一个特定实施方式中，膨胀材料64可包括一层或多层可移除 的材料，比如聚乙烯泡沫、蜡或石蜡材料。在另一个特殊实施方式中， 膨胀材料64可包括可压缩的材料，比如陶瓷纤维毡材料。膨胀材料 64的厚度可部分依赖于纤维成型组件10的工作参数。例如，漏板端 壁22和侧壁24的尺寸以及形成端壁22和侧壁24的金属的膨胀系数 可用于计算漏板下侧壁24和端壁22在室温和工作温度之间的总的尺 寸变化。耐热部分20的尺寸变化可以类似方式确定。于是能够计算漏 板壁24和耐热部分20之间的空间宽度，以确定漏板壁所需的释放量。 在某些实施方式中，例如，对于保持有15磅熔化材料且具有4千漏板 喷丝孔的特定漏板，沿漏板下侧壁24的层可以是约1/16英寸(约 0.15cm)厚而漏板端壁24处的层64可以是约1/8英寸(约0.3cm ) 厚，从而使漏板在纵向上比横向上膨胀更多。
然后在漏板16被加热到工作温度时，形成层64的膨胀材料可被 移除(也即，在泡沫、蜡或石蜡材料的情形中被熔化；或者在毡材料 的情形中，被压缩)。同时，由此使得在下侧壁24、端壁22和耐热部 分20之间的空间减小。利用适当的间隔，在达到漏板工作温度时，该空间大致减小到零。
耐热部分20的形状可以变化并且所示的实施方式不作为限制性 的。高强度预浇铸的耐热部分20消除了先前的有时难以确保在漏板 16和框架18之间的全部空间中连续回填材料的问题。在某些实施方 式中，例如，如图1和2所示，预浇铸耐热部分可被制成为与漏板16 的形状互补的复杂形状。耐热部分20可具有除仅为矩形之外的形状， 并且能够具有一个或更多个角部、边缘、斜面、角度、凹进处、斜边 等。例如，图l和2在这里所示的耐热部分20可被制成为向内延伸的 部分，该向内延伸的部分被配置成具有使预浇铸的耐热部分能够以与 漏板16的倾斜侧壁44间隔开的方式保持凸缘34的截面几何形状。
同样，由预浇铸材料制成的耐热部分20的使用消除了过去由于现 有技术的隔热材料的批次间含湿量不同而出现的问题。
例如，耐热部分20可具有圆整的角部或相对较尖锐的角部。而且， 耐热部分20的端部可被脱方(squared off)或圆整，与圆整的角部类 似。同样，在某些实施方式中，耐热部分20可被制成为互锁或栓锁的 段，以便将耐热部分20的邻接部分稳固地保持就位。
现在参照图2所示的另一个实施方式，应当注意到的是，对于图 1所示的相同或相似的结构，为便于说明而使用相同的附图标记。在 图2所示的实施方式中， 一个或更多个耐热部分120至少邻接下侧壁 24设置。
耐热部分120可具有比框架18的基板19和漏板砖12之间的腔的 高度更小的厚度T。在图2所示的实施方式中，耐热部分120具有向 内延伸的下壁架122。下壁架122被配置成具有使耐热部分120能够 至少部分保持具有复杂形状的漏板16的适当的几何形状，如图2所示， 此处至少漏板16的侧壁24包括下缺口 25。
在某些实施方式中，可邻接漏板16的端壁22设置另外的耐热部 分120，从而使耐热部分120围绕漏板16沿圆周设置。
在一个特定实施方式中，可浇铸的材料130可被浇注或以其它方 式并置在耐热部分120的顶表面121和框架18上。可浇铸材料130
10流入由框架18、耐热部分120以及至少倾斜侧壁44所形成的腔中。 在某些实施方式中，侧壁24的至少一部分也可以形成可浇铸材料腔的 一部分。可浇铸材料130的厚度可以部分取决于稳固支撑漏板16所需 的强度。
在某些实施方式中，耐热部分120和可浇铸材料130二者在纤维 成型组件10中的使用减少了制造和维护纤维成型组件10的成本，而 仍然维持所需的漏板组件14的强度和支撑。适当的可浇铸材料130 与预浇铸部分120的使用在必需更换漏板16时提供了快速回转时间。 耐热部分120和可浇铸材料130的结合提供了漏板组件14并且还维持 了在纤维成型操作中所需的期望的热性质。
在某些实施方式中，可在可浇铸材料130中添加适当凝结或固化 的促进剂材料，以进一步减小可浇铸材料凝结和/或固化所需的时间。 同样，尽管未示出，但在某些实施方式中，可浇铸材料130可设置在 漏板16和预浇铸耐热部分120之间。
现在参照图3所示的另一实施方式，应当注意到的是，对于如图 l所示的相同或相似结构，为便于说明而使用相同的附图标记。在图3 所示的实施方式中， 一个或更多个耐热部分220至少邻接下侧壁24 设置。耐热部分220可具有比漏板16的侧壁24和框架18之间的腔的 宽度更窄的宽度W。在图3所示的实施方式中，耐热部分220大体具 有矩形的截面形状并且由向外延伸的凸出部224保持就位，该凸出部 224被固定到下侧壁24上。向外延伸的凸出部224和耐热部分220被 配置成具有使耐热部分220能够保持具有复杂形状的漏板16的几何形 状。在图3所示的实施方式中，向外延伸的凸出部224具有"倒L"的 截面形状。同样，虽未在图3中示出，但应当理解的是可将膨胀材料 设置在向外延伸的凸出部224和预浇铸耐热部分220之间。
在某些实施方式中，可邻接漏板16的端壁22设置附加耐热部分 220，从而使耐热部分220围绕漏板16沿圆周设置。
可将可浇铸材料230浇注到耐热部分220和框架18之间的腔中。 类似地，在该实施方式中，耐热部分220和可浇铸材料230 二者的使用降低了成本，而且还维持了所需的漏板組件14的强度和支撑。可浇 铸材料230与预浇铸耐热部分220的使用在必需更换漏板16时提供了 快速回转时间。耐热部分220和可浇铸材料230的结合提供了漏板組 件，在该漏板组件中维持了期望的强度和热性质，而且还减少了与更 换漏板组件14中的漏板16相关的成本和时间。类似地，在该实施方 式中，可在可浇铸材料230中添加适当的促进剂材料，以进一步减少 可浇铸材料凝结和/或固化所需的时间。同样，虽未示出，当在某些实 施方式中，可将可浇铸材料230设置在漏板16和预浇铸耐热部分220 之间。
如图5示意性示出的，漏板16由相对的端壁22和在端壁22之间 延伸的相对的伸长的下侧壁24来部分限定。多个耐热部分220A、 220B、 220C和220D至少围绕下侧壁24和端壁22，以使漏板16隔 热并且为漏板16在其升高的工作温度下提供支撑。在图5所示的实施 方式中，耐热部分220A和220B沿漏板16的下侧壁24纵向延伸。耐 热部分220C和220D沿端壁22延伸，并且在某些实施方式中，可以 设置有用于电气接线端(未示出)的凹进部(未示出)。应当理解的是， 在其它实施方式中，其它数目和其它结构的耐热部分220也是有用的 并且处在本发明的预期范围内。
虽然已参照各种不同的和优选的实施方式描述了本发明，但本领 域技术人员应当理解的是在不脱离本发明本质范围的情况下可进行各 种改变并且可使用等价物替代其各种元件。另外，可在不脱离本发明 本质范围的情况下进行许多修正以使特定情形或材料适应本发明的教 导。因此，并不旨在将本发明局限于这里所公开的为实施本发明所预 期的特定实施方式，相反，本发明将包括落在权利要求范围内的所有 实施方式。
权利要求
1.一种纤维成型漏板组件，包含框架、至少部分设置在所述框架内的漏板，该漏板包括底部穿孔板，该纤维成型漏板组件还具有由至少部分设置在所述漏板和所述框架之间的预浇铸耐热材料形成的一个或更多个部分。
2. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，其中所述预浇铸耐热 材料形成的部分包括高强度预浇铸材料。
3. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，其中所述预浇铸耐热 材料形成的部分包括烧结陶资材料。
4. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，还包括设置在所述框 架和所述预浇铸耐热材料形成的部分之间的可浇铸材料。
5. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，还包括设置在所述漏 板和所述框架之间并设置在所述预洗铸耐热材料形成的部分的顶表面 上的可浇铸材料。
6. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，其中至少一个预浇铸 耐热材料形成的部分具有向内延伸的下壁架，该下壁架被配置成具有 使该预浇铸耐热材料形成的部分能够至少部分地保持所述漏板的几何 形状。
7. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，其中所述漏板包括向 外延伸的凸出部，其中该向外延伸的凸出部被配置成具有至少部分地 保持邻接所述漏板的预浇铸耐热材料形成的部分的几何形状。
8. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，包括在所述预浇铸耐 热材料形成的部分和所述漏板之间的膨胀材料。
9. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，其中所述预浇铸耐热 材料形成的部分围绕所述漏板沿圆周延伸。
10. 如权利要求1所述的纤维成型漏板组件，还包括安装在所述 漏板上的冷却盘管，其中所述预浇铸耐热材料形成的一个或更多个部 分包括配置成接纳所述冷却盘管的至少一部分的凹进部。
11. 一种制造纤维成型漏板组件的方法，该方法包括 生产具有穿孔底部的漏板，该漏板至少部分设置在框架中，以及 将预浇铸耐热材料形成的一个或更多个部分设置在所述漏板和所述框架之间。
12. 如权利要求11所述的方法，还包括在将所述预浇铸耐热材料 设置在所述漏板和所述框架之间之前，邻接所述漏板的至少一部分设 置膨胀材料。
13. 如权利要求11所述的方法，还包括邻接所述预浇铸耐热材料 设置可浇铸材料，并且允许所述可浇铸材料凝结。
14. 如权利要求13所述的方法，包括在所述预浇铸耐热材料的顶 表面上设置所述可浇铸材料。
15. 如权利要求13所述的方法，包括在所述预浇铸耐热材料和所 述框架之间设置所述可浇铸材料。
16. —种纤维成型漏板组件，包括框架和至少部分设置在所述框 架内的漏板，该漏板至少部分由下側壁和所述下侧壁下方的穿孔板来 限定，该纤维成型漏板组件还具有由设置在所述下侧壁和所述框架之间的预浇铸耐热材料形成的一 个或更多个部分，以及设置在所述框架和所述预浇铸耐热材料形成的部分之间的可浇铸 材料。
17. 如权利要求16所述的纤维成型漏板组件，其中所述可浇铸材 料设置在所述预浇铸耐热材料形成的部分中的一个或更多个部分的顶 表面上。
18. 如权利要求16所述的纤维成型漏板组件，其中至少一个预浇 铸耐热材料形成的部分具有向内延伸的下壁架，该下壁架被配置成具 有使所述预浇铸耐热材料形成的部分能够至少部分地保持所述漏板的 几何形状。
19. 如权利要求16所述的纤维成型漏板组件，其中所述漏板包括 固定到所述下侧壁的向外延伸的凸出部，其中所述向外延伸的凸出部被配置成具有至少部分地保持邻接所述漏板的所述预浇铸耐热材料形 成的部分的几何形状。
20. 如权利要求16所述的纤维成型漏板组件，包括在所述预浇铸 耐热材料形成的部分和所述下侧壁之间的膨胀材料。
21. 如权利要求16所述的纤维成型漏板组件，其中所述预浇铸耐 热材料形成的部分围绕所述下侧壁并且围绕所述漏板的相对端壁沿圓 周延伸。
22. 如权利要求16所述的纤维成型漏板组件，还包含安装在所述 漏板上的冷却盘管，其中所述预浇铸耐热材料形成的部分中的一个或 更多个包括配置成接纳所述冷却盘管的至少一部分的凹进部。
全文摘要
一种纤维成型漏板组件包括框架和该框架内的漏板。由预浇铸耐热材料形成的一个或更多个部分被设置在漏板的至少一个下侧壁和框架之间。
文档编号C03B37/08GK101558018SQ200780046018
公开日2009年10月14日 申请日期2007年12月14日 优先权日2006年12月14日
发明者B·L·比米斯, D·F·珀维斯, T·A·沙利文 申请人:Ocv智识资本有限责任公司