专利名称：前炉喂料管提升系统的制作方法
本申请是共同未决的美国专利申请09/103313的部分继续申请，该申请于1998年8月7日提交，其中我被命名为发明人。
本发明涉及一种用于玻璃熔炉前炉喂料钵的喂料管组件。更具体地说，本发明涉及一种用于将一喂料管可释放地夹持在其操作位置上的夹持系统。
在此引用转让给本申请的受让人的美国专利5718741(Hull等)的公开内容作为参考，该专利公开了一种前炉，这种前炉用于当熔融玻璃从一玻璃熔炉流向一将熔融玻璃成形为最终产品的成形机时冷却该熔融玻璃流，最后产品例如为广泛用于包装各种食物、饮料和其它产品的空心玻璃容器。在’741专利的这种装置中，以及在各种其它类型的前炉中，熔融玻璃向下流过一孔或多个孔，流入一喂料钵的底部，该喂料钵位于前炉的一端，该端远离来自熔炉的熔融玻璃流入的一端。
为了控制熔融玻璃从一前炉喂料钵中流出，提供一垂直延伸的耐火的喂料管，其最下端浸入喂料钵，达到略微高于喂料钵底的内表面的一位置，并围绕着喂料钵底部的孔，在前炉运行过程中，该陶瓷管缓慢地旋转，以保证流出喂料钵的熔融玻璃流正常的混合，并保证其温度均匀。一种带有这种一般类型的管驱动系统的喂料钵耐火管在转让给本申请的受让人的美国专利US5660610(DiFrank)中予以公开，在此引用该专利公开内容作为参考。其它的玻璃前炉喂料钵喂料管装置在美国专利US5693114(Scott)，US4514209(Mumford)和US4478613(Mumford)中作了描述，这些文献在此也引作参考。
在采用上述类型的一前炉喂料钵喂料管的那种的玻璃制造系统的运行过程中，常常需要卸下喂料管和/或喂料钵进行维修或更换。在更换喂料钵的情况下，喂料管也必需水平地摆转，为喂料钵让路，还要垂直提升，以便使其下边缘为喂料钵的上部让出间隙。还必需时常能够调节喂料管的高度。由于这种类型的喂料管相当笨重，所以需要非常大的力才能将其从运行位置提起。为此，迄今一直采用带有配重的提升机构，典型的这些机构采用的齿轮箱具有相当大的轮齿间隙，这使得喂料管的精确定位和移动都很困难。而且在这些装置中，由于带配重的提升机构的水平运动很难沿着X或Y轴严格地分开，所以很难在水平平面内，在X和/或Y方向，精确地调整喂料管的位置。再者，由于带配重的提升机构内装有配重，所以其非常笨重，并且垂直喂料管在上下调节时其滑动支撑受到磨损，这可使管的支撑系统产生颤动，从而导致在与一单体(I.S)型玻璃容器成形机连用的一喂料钵中的不希望的玻璃料滴的重量的变化。而且喂料钵本身也时常需要更换。在现有技术中，这需要卸下整个喂料管机构本身。所述类型的设备中的一喂料管由多个沿周边隔开的夹具可拆卸地固定。迄今为止很难更换这种通常带有螺纹件的夹具，因为这种件在喂料管安装在高温环境中很容易腐蚀，并且在这一操作中需要工人戴上隔热手套，一种相当笨大的手套。
按照前述共悬未决的美国专利申请的本发明，通过如下的一种喂料管提升系统避免了与现有技术的玻璃熔炉前炉喂料钵的喂料管提升系统相关的前述和其它问题，这种喂料管提升系统采用一单一的、多轴的、伺服马达操作的球螺纹提升机构，该机构足以以最小的偏差支撑一悬臂式喂料管支撑机构。这种提升机构在其运动中没有或只有非常少的空载回程，因此能够精确地控制喂料钵内的提升管的提升，这对于在一I.S机玻璃容器制造操作中精确地控制玻璃料滴的重量是非常重要的。
本发明的喂料管提升机构还能实现在一水平平面内的真正的单独调节，无论沿X轴还是沿Y轴，其运动时也没有滑动磨损，因此，不会在管支撑系统中引起颤动。本发明的由伺服马达提供动力的球螺纹提升机构由一种润滑剂润滑，这种润滑剂在一封闭系统中循环，以保证机构的轴承、球头圆柱螺母的寿命延长，并避免润滑剂的泄漏和更换润滑剂的需要。
按照前述共悬未决的美国专利申请的发明，并且按照这一专利申请的这种发明的一种改进形式，提供了一种改进的夹具，用于可卸地将一喂料管接合夹持环夹持在其夹持位置上，当喂料管相对于可旋转支撑处于其运转位置时，夹持环顶在喂料管的一法兰上。每个这种夹具都具有可变半径的凸轮，它们可绕一径向延伸的水平轴线旋转，从而与夹持环牢固地接触，无论喂料管是否提升，但它能够摆动到与喂料管脱离啮合的位置，从而能够在首先卸下用于接合喂料管的法兰的夹持环之后卸下喂料管，以便维修或更换。
因此，本发明的目的是提供一种改进的用于夹持一玻璃前炉喂料钵的喂料管的夹持系统。更具体地说，本发明的一个目的是提供一种在其设计或安装中不需要螺纹紧固件的可迅速释放的夹持系统。
为了更好地理解本发明及其目的，需要注意本发明的附图及其简要描述，以及对优选实施例的详细描述和权利要求书。
图1是结合按照本发明的优选实施例的一夹持系统的喂料管组件的一局部侧视图；图2是图1所示的喂料管组件的一平面透视图；图3是沿图2中的3-3线截取的一剖视图；图4是图1所示的喂料管组件的一部分的放大图；图5是沿图2中的5-5线截取的一剖视图；图6是沿图5中的6-6线截取的一剖视图；图7是图1-6所示的喂料管组件的一部分的局部透视图；图8是图1-6所示的喂料管组件的一部分的部分横截面的局部侧视图；图9是一类似于图8但与其垂直的视图；图10是图1所示的喂料管组件的一元件的一平面图；图11是沿图10中的11-11线截取的一剖视图；图12是图8和9所示设备的一部分的分解透视图；图13是类似于图7的一视图，示出其中所示装置的一种改进的形式；和图14是结合了图13所示的多个装置的一喂料管组件的局部透视图。
在附图中以标记20在总体上表示采用了本发明的优选实施例的一喂料管组件。该喂料管组件20包括一耐火喂料管22，其如图3所示，它适合于插入一熔融玻璃喂料钵B，该喂料钵位于一大致水平延伸的熔融玻璃冷却前炉的出口端，前炉可以是一般结构的，在图中未示出。喂料管22在喂料管组件20内垂直取向，其最下端略高于喂料钵B的内表面，从而使熔融玻璃能够流过喂料管22下面的空间，以在喂料钵B的底部流出孔O。
喂料管22的上端具有一向外伸出的法兰24，法兰24被夹持在一夹持环形分组件86内，如图3所示，夹持环形分组件86设有一提升眼18，如图4所示，并用于将喂料管22支撑在一可旋转的环形分组件28的一向内突起的法兰26上。可旋转的环形分组件28在支撑臂30的端部悬伸出，环形分组件28包括一面朝上的环形齿轮32，如图2所示，并通过环形齿轮32的啮合，由一在传动杆36的一端的一传动小齿轮34带动，相对于支撑臂30缓慢地旋转，传动杆36由一马达38通过一减速器40驱动，所有这些都支撑在支撑臂32的一端上，该端与喂料管22所悬挂的一端相对。喂料管22的旋转有助于对喂料钵B内的熔融玻璃进行适当的混合，从而保证流出孔O的熔融玻璃的均匀性和温度均匀性，见图3所示。
支撑臂30沿着一穿过手柄42的垂直轴线A支撑，手柄42用于将支撑臂锁定在一非可调而且非旋转位置，这在后面将更详细地描述。支撑臂30也是可调地被支撑，以便沿着在一垂直延伸的伺服马达驱动的精确的线性致动器44上的轴线A进行可精确控制的运动，见图1所示，致动器上的一缸部分44a(见图5)固定于喂料管组件20的框架46。线性致动器属于可根据产品牌号Model EA2S-7.312-L/D-1836从Glastonbury，CT的E-Drive Design，Inc.获得的那种类型的，后面将更详细地对其进行描述。支撑臂30具有一孔48，见图5所示，该孔穿过支撑臂30，与轴线A同轴心，并基本上与线性致动器44的纵向中心轴线同心。多个隔开的杆50从线性致动器44向外向上伸出，线性致动器44的致动作用使它们一致地沿垂直轴线往复运动。杆件50不可转动地装在一合成调节机构54的一安装块52上，该合成调节机构54支撑在一倒杯形结构56上，此结构56固定于支撑臂30的上表面，见图5所示。
调节机构54包括一上板58，支撑臂30可沿结构56中的相对的间隔开的槽60相对于上板58移动，槽60大致平行于支撑臂30的纵轴线延伸，以便在X轴线方向上对支撑臂30，并从而对喂料管22提供精确的可控调节。为了实现这种调节，一调节螺栓62旋入结构56，其内端与上板58接合，旋转调节螺栓62，可以有效地使支撑臂30在X轴方向上相对于调节机构54往复运动，其在水平平面内的位置通过线性致动器44与框架46的连接而固定，如上所述。
调节机构50还包括一下板64，支撑臂30可相对于下板64沿着杯形结构56上的相对并间隔开的槽66移动，该槽垂直于支撑臂30的纵轴线延伸，以便提供支撑臂30，从而喂料管22在Y轴方向上的精确的可控调节。为了实现这种调节，一调节螺栓68旋入上板58的一延伸段，其一内端与杯形结构56的一凸起部分70接合，通过旋转调节螺栓68，使支撑臂在Y轴方向上相对于调节机构54往复运动。当然，当手柄42压紧在凸起70上时，则会通过摩擦作用防止支撑臂30相对于调节机构54在X轴方向和Y轴方向上的运动。
由于喂料管22用于高温环境，重要的是冷却支撑臂30的悬置喂料管22的一端。为此，在支撑臂30上提供一环形通路72，见图2所示，其围绕着喂料管22并基本上与其同心，冷却空气或其它冷却流体分别从入口和出口管路74、76流过通路72。而且，从支撑臂30上部分地围绕着线性致动器44的上端并位于线性致动器44与喂料管22之间的一位置悬挂一大致为半圆柱形的热屏蔽件78，以便延缓由于喂料钵B的热辐射而对线性致动器44产生的加热作用。
喂料管22的法兰24，见图3所示，由多个在周向上间隔开的锁闩机构保持与法兰26的固定但可卸下地接合，各锁闩机构总体上以标记80表示，见图1所示，在图2中示出三个这样的锁闩机构。各锁闩机构80包括一杆82，见图3所示，杆82的一端具有一手柄部分82a，其相对的一端具有一放大的凸轮部分82b。杆82围绕一轴线C枢轴转动地连接于一支撑件84，当该杆垂直地延伸时，凸轮部分82b牢固地接合夹持环86的一上表面，夹持环86接合喂料管22的法兰24，从而有力地将法兰24压入其理想的运行位置。当杆82旋转到水平方向时，凸轮部分82不再接合环86，见图7所示。在该位置，利用提升眼18，通过简单的提升就可将喂料管22从喂料钵B上卸下，见图2和14。通过绕一轴线D可旋转地将支撑件84连接于一固定结构88，可使锁闩机构80移动，以便脱离与喂料管22的对正。为此，支撑臂84可朝向固定结构88的一扩大的区域88a滑动，然后它可以在那里绕轴线D旋转，脱离与夹具86的啮合关系。在安装一新的喂料管20之前，应该将支撑臂30提高，从而使新的喂料管20不会接触喂料钵B。
如果需要更换一喂料钵B，则绕轴线A旋转支撑臂30。如上所述，通过释放锁闩机构80将喂料管22从其接合位置释放之后，并且在线性致动器44致动，以便将支撑臂30提升到一高度，从而使喂料管22的底部从喂料钵B中出来之后，提升喂料管22，使其离开分组件28。为此，卸下一使调节机构54的上板58、下板64和安装块52在喂料管组件20的运转过程中在周向上彼此对正的对正销114，然后相对于下板64转动调节机构54的上板58。
线性致动器44由一台交流伺服马达90提供动力，该马达与致动器44同轴连接，虽然也可以通过两个平行轴，在轴之间用V形皮带或其它传动件来实现这种连接。无论哪种连接，包括致动器44和伺服马达90的组件都可以从Glastonbury，CT的E-Druve Design获得，如上所述。如图8所示，马达90具有一中空输出轴92。马达90的该中空输出轴滑动到线性致动器44的一输入轴94(见图8和11)上，轴94上有一内球丝杠驱动件96。该内球丝杠驱动件96将轴92的旋转运动转换成一环形件98的取决于轴92的旋转方向而往复的直线运动。
环形件98可以通过转动固定于轴92的一杆件102手动定位。轴92在马达90之下延伸到一位置，该位置实际上位于一弧形热屏蔽件100的位置之下，该位置保护马达90免受来自喂料钵B的热辐射，杆件102从轴92向外延伸。在轴92的一径向向外的位置上，从杆件102上向下伸出一手柄104，通过用手抓住手柄104并用它转动杆件102，可以使轴92转动。
马达90具有一与轴92一起旋转的环形制动器106，制动器106可由一双端约束带108选择性地接合。带108在非约束状态下不与制动器106接合，在这种状态下也不提供制动作用。然而，气缸110的致动通过连杆系统112作用，可以选择性地将带108拉紧，如果缸110如图12所示缩回，则带108将受到约束，以与制动器106接合，这样就延缓了轴92、94的转动动作，从而将台架30锁定在一理想的高度。
线性致动器44在工作中需要恒定的润滑，为此，需要多个润滑油进口管路116、118、120、122、124、126和128(见图4)，将润滑油从一共同的油源(未示出)输送到线性致动器44的各位置。这些位置包括线性致动器44的缸44a的入口130、132(见图11)和从其延伸出的四(4)个杆件50(见图6)中的每一个。润滑油收集在缸44a的底部并借助于一返回管路134(图4)返回油源，用以循环，如果必要的话，优选在过滤和冷却之后进行，同时提供新鲜的补充油，以补偿系统中油的损失。如上所述，润滑系统是一封闭系统，其为一个热的并且相对来说不可接近的环境中的各运动表面提供足够的润滑，同时，将润滑油的损失减至最小，并用于在生产中节省昂贵并且不可替代的自然资源。
在图13和14中，与图1至12的实施例中的元件不同但功能上相当的元件的标记为在图1至图12中与它们相应的元件的标记前加上200。
图13示出一锁闩机构280，在图14中示出了三个这样的锁闩机构，它们在周向上彼此隔开。各锁闩机构280包括一杆件282，其一端带有手柄部分282a，而相对的一端带有一扩大的凸轮部分282b，手柄部分282a从凸轮部分282b的端部之间的一位置伸出，而图7所示的实施例中的杆件80的手柄部分82a与凸轮部分82b的一端对正。在这方面，杆件282的凸轮部分282b的轮廓比杆件82的凸轮部分82b的轮廓更加适用，因为在各种安装情况下，喂料管22的法兰部分24的厚度是不同的。杆件282绕一轴线枢轴地连接于一支撑件84，当杆件282垂直延伸时，凸轮部分282b牢固地接合于夹持环286的一槽口286a的一凹入底部，该底部与喂料管22的法兰24接合，有力地将法兰24压到其所需运行位置。采用夹持环286中的槽口286a易于更好地使杆件282的凸轮部分282b与夹持环286接合，也使得当需要更换喂料管22从而将杆件282转到水平取向，凸轮部分282不再与夹持环286接合时更容易释放杆件280的夹持作用。在这个位置，可以提升夹持环286，使其离开其位置，如图14中以虚线示出，从而能够提升喂料管22，使其离开其正常的位置，首先需要移动各锁闩机构280，使其不再由于夹持作用与夹持环286和喂料管22啮合对正。这是通过使支撑件84向固定结构88的扩大区域88a滑动，然后再绕轴线D转动支撑件84，使其脱离与夹持环286的啮合关系来实现的。
虽然已经示出并描述了申请人在申请日所建议的实施本发明的最好方式，但对于熟悉本领域的人来说显而易见的是，在不超出本发明的范围的前提下可以进行适当的改进、变化和等同替换，这种范围只能由权利要求书及其法律上等同物所限制。
权利要求
1.一种用于玻璃熔炉前炉的喂料钵的喂料管，所述喂料管组件包括一大致水平延伸的细长的支撑臂，其具有一对相对的端；以大致垂直延伸的喂料管；由所述支撑臂携带的装置，用于将所述喂料管在一与所述支撑臂的一端相邻的位置上连接于所述支撑臂；一大致垂直延伸的伺服马达驱动的线性致动器，其将所述支撑臂支撑在所述相对端之间的一位置上，所述由伺服马达驱动的线性致动器可操作来调节所述支撑臂的提升。
2.一种如权利要求1所述的喂料管组件，其还包括由所述支撑臂携带，用于使所述喂料管相对于所述支撑臂绕所述喂料管的一纵向中心轴线旋转的装置。
3.一种如权利要求1所述的喂料管组件，其中，所述支撑臂具有一位于其相对端之间的孔，所述孔与所述线性致动器的一纵向中心轴线垂直地对正，所述支撑臂可绕所述线性致动器的所述纵向中心轴线相对于所述线性致动器旋转。
4.一种如权利要求3所述的喂料管组件，其还包括用于沿着一轴线相对于所述线性致动器调节所述支撑臂的位置的装置，所述轴线沿所述支撑臂的纵向延伸。
5.一种如权利要求4所述的喂料管组件，其还包括用于沿着一垂直于所述支撑臂的轴线相对于所述线性致动器调节所述支撑臂的位置的装置。
6.一种如权利要求1所述的喂料管组件，其中，所述大致垂直地延伸的伺服马达致动的线性致动器包括一球螺旋机构，用于将所述伺服马达的一输出轴的旋转运动转变成直线运动。
7.一种如权利要求6所述的喂料管组件，其中，所述大致垂直延伸的伺服马达驱动的线性致动器还包括用于可释放地制动所述伺服马达的旋转的装置。
8.一种如权利要求1所述的喂料管组件，其中，所述支撑臂具有一第二孔，所述支撑臂的所述第二孔垂直地与所述喂料管对正，并且还包括用于在一与所述第二孔相邻的位置以一种环形方式冷却所述支撑臂的装置。
9.一种如权利要求6所述的喂料管组件，其中，所述线性致动器具有一壳体和一至少部分包含在所述壳体内的元件，通过所述伺服马达的所述输出轴的旋转运动，所述元件可相对于所述壳体在一第一位置和一第二位置之间运动，并且还包括一固定支撑结构，所述壳体固定于所述固定支撑结构。
10.一种如权利要求9所述的喂料管组件，其中，所述线性致动器还包括一块体；从所述线性致动器的所述元件向所述块体延伸的多个隔开的杆件；用于使所述支撑臂相对于所述块体拉近，以防止所述支撑臂相对于所述线性致动器旋转的装置。
11.一种如权利要求9所述的喂料管组件，其中，所述线性致动器具有一输入轴，线性致动器的所述输入轴与所述伺服马达的所述输出轴成一体，并且还包括用于使所述线性致动器的所述输出轴与所述伺服马达的所述输出轴独立于所述伺服马达的运转而转动的装置。
12.一种如权利要求2所述的喂料管组件，其中，用于旋转所述喂料管的所述装置包括一大致与所述喂料管同心定位的环形齿轮组件，所述环形齿轮组件相对于所述喂料管不可转动；一与所述环形齿轮啮合的小齿轮；和用于对所述小齿轮施加旋转运动的装置。
13.一种如权利要求1所述的喂料管组件，其还包括封闭的润滑油循环装置，用于连续地润滑所述由伺服马达驱动的线性致动器。
14.一种替换玻璃熔炉前炉装置的一喂料钵的方法，该喂料钵在装置中具有一安装位置，所述装置具有一喂料管组件，其带有一大致水平延伸的细长的支撑臂和一喂料管，该喂料管可转动地固定于支撑臂的一端，并且垂直定位，其最下端浸入喂料钵内，所述方法包括提升支撑臂，直到喂料管的最下端位于喂料钵的上方；绕一与喂料管隔开的轴线转动支撑臂，直到喂料管不再与喂料钵垂直对正；和然后提升喂料钵，使其离开安装位置，而不用卸下支撑臂。
15.一种用于将一夹持环可卸地固定于一玻璃熔炉前炉装置的一喂料管上的一法兰上的锁闩机构，所述锁闩机构包括一杆件，其具有一手柄部分和一凸轮部分，该凸轮部分带有一导圆的凸轮表面，所述手柄部分从所述导圆的凸轮面向所述凸轮部分的外面延伸；一支撑件，所述杆件在一接近所述支撑件的一端的位置上枢轴地连接于所述支撑件；一固定件，所述支撑件在所述支撑件的一相对端附近枢轴地连接于所述固定件；所述支撑件相对于所述固定件的旋转能够有效地将所述杆件摆动到使其脱离与夹持环的啮合，从而使夹持环能够提升，以便与喂料管的法兰脱开接合。
16.一种如权利要求15所述的锁闩机构，其中，所述手柄部分在所述凸轮部分的一端从所述凸轮部分向外延伸。
17.一种如权利要求15的锁闩机构，其中，所述手柄部分在所述凸轮部分的端部之间的一处从所述凸轮部分向外延伸。
18.一种用于接合在一玻璃熔炉前炉装置中的一喂料管的一法兰接合的哪种类型的一种夹持环的结合，所述夹持环具有一上表面、一用于可卸地接合所述夹持环的所述上表面的锁闩机构，所述锁闩机构包括一具有一手柄部分和一带有一导圆的凸轮面的凸轮部分的杆件，所述手柄部分从所述导圆的凸轮面向所述凸轮部分的外面延伸；一支撑件，所述杆件在接近所述支撑件的一端的一处枢轴地连接于所述支撑件；一固定件，所述支撑件在接近所述支撑件的一相对端的一处枢轴连接于所述固定件；所述支撑件相对于所述固定件的旋转能够有效地将所述杆件摆动到使其脱离与夹持环的啮合，从而使夹持环能够提升，以便与喂料管的法兰脱开接合。
19.一种如权利要求18所述的结合，其中，所述夹持环具有一槽口，当所述杆件与所述夹持环接合时，该槽口与所述杆件的所述导圆的凸轮表面接合。
20.一种如权利要求19所述的结合，其中，所述手柄部分在所述凸轮部分的端部之间的一位置上从所述手柄部分向外延伸。
21.一种如权利要求18所述的结合，其中，所述手柄部分在所述凸轮部分的端部之间的一位置上从所述手柄部分向外延伸。
全文摘要
一种用于一玻璃熔炉前炉的喂料钵的喂料管组件。其具有一水平延伸的细长支撑臂和一喂料管,喂料管在接近支撑臂一端的一位置上由支撑臂支撑。喂料管可绕其纵向中线相对于支撑臂旋转,支撑臂上还带有用于使喂料管绕其纵中轴线旋转的驱动件。支撑臂支撑在线性致动器上,提供一可释放的制动器。支撑臂相对于线性致动器的位置在支撑臂的纵向和横向上都可独立地调节。
文档编号C03B7/00GK1244504SQ99110600
公开日2000年2月16日 申请日期1999年8月9日 优先权日1998年8月7日
发明者F·J·迪弗兰克, D·W·莱迪, W·B·鲁 申请人:欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司