CN112984053A - 基于高级部件的传送带接合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于全模块化部件的传送带接合器，其具有可扩张的张力连杆，坚固的侧轨，基于部件的夹紧结构以及模块化结构支撑式热敏元件。

Description

基于高级部件的传送带接合器

分案申请

本发明专利申请系在先专利申请号为201680054255.3、申请日为2016年9月 19日，发明名称为“基于高级部件的传送带接合器”的PCT进中国专利申请的分案申请。该申请对应的国际申请的申请号为PCT/CA2016/051097。

技术领域

本发明涉及通过应用过程加热将一段接合材料压缩结合到故障皮带中来维修故障传送带。通过引用并入摘要。

背景技术

一个多世纪以来，一直需要一种简单而有效的方法来准确地原位硫化传送带接头，而无需将皮带从其运行机械上卸下。这需要使用重型工具在室内和室外最极端且最恶劣的条件下工作。这些工具的放置至关重要，它们的位置完全取决于使用皮带的实体工厂的操作条件。一方面这些可以是高度高温的条件，而另一方面可以是完全封闭的条件。

当所讨论的皮带非常宽(达12英尺或以上)或者接头的实际长度很大(在传送带行进方向上达3-4英尺)时，又使处理和放置难度迅速复杂化。

现有技术

专利技术中显示了对本领域中有用的可操作解决方案的各种尝试。

最近的技术涉及使用一对导热压板，该导热压板放置在正接合的皮带上方和下方，以便至少完全覆盖面积为接合长度乘以皮带宽度的接合区域。上部和下部加热垫定位在接合区域上方。已知这种加热垫包括嵌入导热硅胶垫中的电阻丝，以便提供必要的热量并且通过接头垂直传递压缩应力。加热垫的上方和下方为冷却压板，该冷却压板依次和加热配合使用，以便在最佳条件下固化皮带接头。控制接头的加热、冷却和压力特性至关重要，因为在接头结束后皮带几乎立即重新投入重型工业运行。

加热温度在整个接头上必须均匀地为+/-3℃，在均匀且恒定的压力下优选为 0℃。冷却必须小心控制，并且在整个接头上也要均匀。这种皮带接合器可有效达到目的但是需要定制工程(特别是对于较大尺寸的皮带而言)，其制造和库存维护成本昂高，而且在恰好需要可用工具时难以完整地输送。由于单个传送带故障可能会使生产设施在没有任何征兆的的情况下突然发生灾难性停机，因此在发生传送带故障的情况下，许多工业场所都必须工具库存中保存接合器。考虑到这些皮带是重工业的关键部件，皮带故障本身可能会对设施造成损害并造成人身伤害。

因此，需要一种皮带接合器系统，其质轻且易于使用，能够在保持安全性和工艺条件的同时，从库存快速输送到远处困难的位置。

到目前为止，工作的重点集中在单个压板布置上，以便利用部件夹紧布置保持工艺条件，该部件夹紧布置在原位组装成单个夹紧部分，从而从一组多个单个夹紧部件形成所需的压板夹具。因为夹紧表面必须平坦，所以对这种夹紧部件的结构要求非常高。这导致使用大量昂贵的制造材料(诸如铝)来满足轻量化和部件间均匀性的要求。

考虑到极端环境，鉴于总体尺寸、复杂性、重量和一些现有技术的皮带接合器的繁琐剪切特性，对加热和冷却均匀性为+/-3摄氏度的需要加上对均匀和可控压力的需要，导致大量使用昂贵的铝基金属的挤出物。

大型部分不仅需要承受重大负荷，而且还要在保持过程压力的同时充当均匀的热源和水槽(强制冷却)。这些相同的大型部分表明应对机械加工或焊接部件进行设计改进，前者大大增加了输送时间和成本，后者增加了应力弯曲问题，这些问题从制造直至分配，并延续到实际使用的条件中。

过去，加热部件一直基于均匀且完全嵌入传热硅胶垫中的加热绞线，其中硅胶垫将加热线周围的过程压力负荷传递到过程区域。在早些时候，这种线式加热应用在空间允许的任何地方，经常会牺牲加热均匀性和加热速度。

皮带接合器用可调张力连杆

本发明的这一方面属于用于接合传送带的接合器领域。本发明涉及提供可调接合器以适应例如不同的皮带厚度。

附图说明

·图1是沿皮带的行进方向看到的传送带接合器的立面图。

·图2与图1相同的一部分接合器的视图，显示了接合器的左侧张力连杆。图 2还显示了接合器的位于横梁之间和张力连杆之间的一些部件。

·图3是左侧张力连杆的分解示意图。

·图4A是与图2相同的视图，显示了与第一个U形夹销组装在一起的左侧张力连杆。这里省略了横梁之间的部件。

·图4B是与图4A相同的视图，显示了与第二U形夹销组装在一起的左侧张力连杆。

·图4C是与图4A相同的视图，显示了与第三U形夹销组装在一起的左侧张力连杆90。

·图5A、图5B和图5C显示了构成左侧张力连杆的U形夹套件的U形夹销的不同轮廓。

具体实施方式

皮带接合器20(图1)包括上方横梁21A和下方横梁21B。横梁21横跨待接合的传送带23的整个宽度。被接合的皮带包括两个要粘附在一起的皮带端部23A、23B。

皮带使用者经常优选皮带的成品接合区具有与母带相同的厚度。传统上，两个皮带端部23A、23B通常以例如锥形或斜切重叠的构造或者例如以Z字形图案对接，一般如此配置以便在两个皮带端部之间形成大面积的界面接触。

经常，特别是当皮带由橡胶制成时，接合涉及将液体橡胶涂敷到皮带端部的接触区域，并且使接合区受到加热和加压。在受控条件下，橡胶进行硫化。硫化正确完成后，接头(几乎)与母带一样牢固。

在图1中，位于横梁之间的部件中，仅显示了皮带本身。图2详细显示了梁间部件的其余部分以及皮带23的两个重叠端部23A、23B。部分23A属于延伸到图2的平面中的皮带的端部，并且部分23B属于延伸出图2的皮带的端部。

图2中的梁间部件包括膨胀囊25。根据在特定情况下是否更容易地适应向上或向下的偏转运动，膨胀囊能够位于皮带23的上方或下方。

横梁之间还包括上方加热器压板27A和下方加热器压板27B。(在一些皮带接合器中，只设有一个加热器压板，经常位于皮带下方)。还包括上方和下方隔热层 29A、29B。

本发明的皮带接合器20还包括在加热周期之后对接头界面提供强制冷却。与缓慢的自然冷却相比，当快速可能有助于在硫化橡胶中获得更有利的分子结构时，优选快速强制冷却。

横梁21长到足以突出超过皮带23的左侧和右侧边缘。上方横梁21A设有突出的左上方端部凸台30AL，而下方横梁21B设有突出的左下方端部凸台30BL。

接合器20包括两个张力连杆，即左侧张力连杆32L和右侧张力连杆32R。左侧张力连杆32L包括上方连杆元件34AL和下方连杆元件34BL。枢转销36AL、36BL分别将左上方和左下方连杆元件34AL、34BL固定到上方和下方端部凸台30AL、30BL。

上方连杆元件34AL分支或分叉，并形成U形夹。下方连杆元件34BL是平的，并且通过左侧U形夹销38L固定到上方连杆元件34AL。U形夹销38L穿过上方连杆元件34AL中的上方U形夹孔40AL，并穿过下方连杆元件34BL中的下方U形夹孔40BL。

当膨胀囊25膨胀(在压力下充有气体(例如空气)或液体(例如水))时，所得到的压力被施加到皮带两端的接合区域。压力受到上方和下方横梁21A、21B的反作用，然后受到两个张力连杆32L、32R的反作用。压力促使横梁21在上/下方向上分开，而拉力连杆32防止发生这种情况。

在典型的大型皮带接合器中，膨胀囊25在比如0.25平方米(400平方英寸) 的面积上施加压力。膨胀压力通常为10个大气压(150psi)，使得左侧和右侧拉力连杆32L、34R反作用力通常为30吨，即，每个拉力连杆为15吨。在操作过程中，储存在膨胀囊中的能量相当大，并且如果任一个张力连杆32故障，就可能会发生严重伤害。

设计者必须注意到使张力连件32能够维持所施加的力，并具有适当的安全裕度。但不仅如此，在每个接合事件中，必须组装和拆卸张力连杆32，而且设计者必须确保只能以安全且适当的方式对张力连杆32进行组装。而且，在长期使用期间，张力连杆的部件可能变得无法执行其功能。而且，没有经验的操作者可能会犯下危险错误；甚至有经验的操作者也会随着操作变得熟悉和常规化而开始变得粗心大意。设计者应该注意到，不能让这些可能性将操作者(和其他人)置于危险之中。

在操作过程中膨胀囊25膨胀的程度应保持在最小值。膨胀过大，膨胀囊的部分材料可能会开始凸出，也许会导致故障。因此，希望的是，一旦皮带接合器20已被组装到皮带23的两个端部及周围并准备好开始接合操作，张力连杆32应尽可能地短，从而使膨胀囊25需要膨胀和扩张的程度最小化。

优选的是，左侧和右侧张力连杆32L、R的长度对于其(垂直)长度而言应该是可调整的。

拉力连杆32的长度需要是可调整的常见原因是为了满足所接合的不同厚度的皮带的需要。就此而言，可以提前预测所需的张力连杆的长度。然而，优选的是，调整方式应该使得在最终将皮带接合器组装到皮带上时，操作人员可以最终调整张力连杆。

这些偏好和功能可以归因于当前张力连杆32L、32R的结构。

连杆元件34中的U形夹孔40AL、40BL具有(垂直)细长轮廓，并且U形夹销 38L具有互补的轮廓。该轮廓包括由两个直段连接的两个半圆。

提供数个U形夹销38(即，提供U形夹销套件)，其轮廓直段的长度彼此不同。操作者根据数个U形夹销中哪一个将会使膨胀囊25的膨胀程度最小化(同时使接合器能够被组装)，选择套件中的数个U形夹销中的那一个用于特定的接合事件。张力连杆的长度的可调性来源于以下事实：U形夹销越大(即，其轮廓直段越长)，张力连杆32的总长度就越小。

图4、图5显示了四种尺寸的U形夹销38。图4A、5A中示出的U形夹销38L-A 具有与连杆元件34中的U形夹孔40相同的轮廓。(当然，更确切地说，U形夹销比孔小一些，以便能够将U形夹销装入并穿过U形夹孔。)如图4A所示，当事件要求张力连杆尽可能短时，选择U形夹销38L-A。U形夹销38L-A填充上方U形夹孔40AL 和下方U形夹孔40BL，防止连杆元件34L分开。

图4C、图5C中示出的U形夹销38L-C实际上是圆形的(即，其轮廓直段的长度为零)。如图4C所示，当需要使张力连杆尽可能地长时，选择U形夹销38L-C。U 形夹销38L-C使连杆元件能够分开最大距离或者允许连杆元件分开最大距离。

图4B、图5B中示出的U形夹销38L-B具有中等尺寸，并且使得操作者能够根据具体要求调整张力连杆的尺寸。U形夹销套件中包含几种中型尺寸。

形成接合区的一个或多个接合器应包括与接合区中的张力连杆一样多的U形夹销套件。并且每个套件应包括相同尺寸范围的销，以便所有张力连杆可以具有相同的尺寸。

再者，重要的是，在长度调整之后，左侧和右侧张力连杆的长度应当相等。因此，设计者应提供简单的防错指示器，用于指示进行了哪些调整、在接合操作开始之前以及在完成接合的所有组装和准备之后哪些应该优选可见。图3显示了在U形夹销端部印制的数字“4”，作为特定U形夹销轮廓尺寸的标识符，这会使操作者能够轻松检查两个张力连杆使用来自相应的U形夹销套件中的相同尺寸的U形夹销(每个套件是相同的)。重要的是，皮带接合器的左侧和右侧张力连杆的长度应当相同，而且操作者应当注意确保如此。图5显示了组成套件的U形夹销(或者一些U形夹销)(的轮廓)。可以使用颜色来区分不同的尺寸。

存在三种尺寸的U形夹销38(或者任何数量的被认为是方便且有效的尺寸)，除了所选定的销之外，所有销在特定的接合事件期间均处于闲置状态。建议当前未使用的所有U形夹销均应保持在设备上，并且优选地，所有U形夹销均应通过系留于横梁上来保持束缚。明智的设计者将例如在横梁的外形式内提供合适的容器，其中可以放置一组U形夹销。

皮带接合器20的部件被运送到将进行接合的地方。此时，两个横梁21A、21B 彼此分离。在运送期间，左上方连杆元件34AL和右上方连杆元件永远不会从上方横梁21A(维修时等除外)脱离，而左下方连杆元件34BL和右下方连杆元件永远不会从下方横梁21B脱离。然而，在运送期间，U形夹销38未被组装到相应的连杆元件上。U形夹套件作为单独的子装配件运送(这就是为何应将套件放置在横梁结构内的容器内，或者应将套件的单个U形夹销系留在横梁上，或者进行二者的原因。)。一般而言，操作者知道在到达接合部位之前的标称皮带厚度，并且可以确保套件至少包含与皮带的标称厚度一致的U形夹销的尺寸。然而，如果出现不可预知的变化，操作者应检查其他尺寸的U形夹是否可用。

在U形夹销38的端部进行设置，用于确保已经完全且正确地组装到连杆元件中的U形夹孔中的U形夹销保持留在U形夹孔内，而且不会由于任何原因而意外地被错误定位，直到被操作者故意移动。U形夹销可以设有用于附接拉环、弹簧夹、保持器等的通孔。有许多专有系统可以确保U形夹销不会失当地从U形夹孔中移出，但仍然易于组装和拆卸，而且设计者应选择合适的系统。

以上“张力连杆”的表述已被表示为包括上方连杆元件和下方连杆元件。事实上，从图5可以看出，上方连杆元件34AL包括两个并排的上方连杆元件结构41A。下方连杆元件34BL同样包括两个并排的下方连杆元件结构41B。“张力连杆”是无论存在多少这样的连杆元件结构的集合体(根据需要，其数量可以是一个、两个或两个以上。)。

在图3中，下方连杆元件34BL包括两个下方连杆元件结构，并且设有手柄43B。手柄43B用于结合两个下方连杆元件结构，并且将其保持在其并排关系中。手柄43B 还在组装和移除U形夹销时，有助于操作者操纵连杆元件。上方连杆元件34AL还设有手柄，但这在图3中未示出。

张力连杆32的(垂直)可调长度范围的程度是由U形夹孔40的(垂直)槽长度和U形夹销38的(垂直)长度决定的。通常，调整的需要主要基于正在接合的各种皮带的标称厚度的差异。然而，可能存在会导致需要使张力连杆具有可调整的长度的其他变量，并且传送带确实不同于其标称厚度。通常情况下，如果存在要求(和空间)，设计者应提供两到三厘米或更大的调整范围。在负载情况下，U形夹销受到剪切应力，而设计者必须注意即使套件中最小的U形夹销能够以适当的安全裕度支撑最大应力。(套件中最小的U形夹销的直段轮廓的长度不应为零。)

与皮带接合器的其它设计中的张力连杆相比，当前张力连杆的(垂直)长度较小。与本发明横梁相比，在其他皮带接合器中，横梁的端部在垂直方向上通常显著更高。横梁越高，张力连杆就越长；而较长的张力连杆可以包括基于螺纹的这种长度调节设施。在这些情况下，螺纹调节器可以是很方便的(尽管螺纹调节器可能有其自身的问题)。

如专利公开US-2014-0014275(SHAW)所示，在垂直方向上较高的横梁可以配备有所示/所述的明显不同的张力连杆。然而，所示的那种张力连杆虽然在可以适应的地方是非常有利的，但并不适合制成较短你的长度。在当前横梁端部在垂直方向上较短的情况下，张力连杆本身就很短。当张力连杆较短时，当前调整方式非常适于提供所需的调整范围。

如上所述，在当前情况下，接合器包括提供强制冷却。强制冷却借助例如嵌入加热器压板27中的水管完成。管道与加热功能所需的(电)加热电缆并排设置在加热器压板内。因此，实际上，该加热器压板更应该被认为是组合式加热冷却压板。对于仅包含加热元件的压板而言，组合式压板占据的空间几乎不会超过所需的垂直空间。

以前，冷却功能是在单独的冷却压板结构中提供。这可能被认为是不利的，因为堆叠的两个压板不可避免地会占据比单个组合式加热冷却压板更大的垂直空间。而且，当加热压板靠近皮带时，冷却压板必须通过加热压板施加其热效应，而这样的效率非常低下。(如果冷却压板是靠近皮带的压板，加热压板则必须通过加热压板施加其热效应，这样的效率同样非常低下。)因此，当使用组合式加热冷却压板替代单独的加热压板和冷却压板时，会显著减小本设计中位于横梁之间的皮带接合器部件的堆叠高度。当前所描述的布置可调张力连杆长度的方式，特别适用于垂直高度低的横梁，同样也特别适用于横梁之间堆叠的部件的垂直高度较低的情况。

如上所述，枢转销36使张力连杆能够在负载下相对于横梁枢转。横梁的长度取决于皮带的宽度，这种跨度可能相当大。当承受数吨负荷时，横梁可能会发生相当大的偏转，并且实际上横梁可能偏转成在跨度中间比在皮带边缘处多分离几毫米。这种偏转导致横梁端部相对于张力连杆发生显著的旋转运动(张力连杆本身在操作期间保持垂直)，并且这种旋转由枢转销36容纳。

如在所示的设计中，优选的是，左侧U形夹销38L长到足以延伸穿过两个(或所有)连杆元件结构。然而，并不排除可以使用较短的U形夹销，这些U形夹销分别延伸穿过例如仅其中一个连杆元件结构。当然，如果使用更多更短的U形夹销，操作者必须注意确保接合器中的所有U形夹销具有相同的尺寸。

U形夹销38和U形夹孔40为跑道形状，即，具有由两个直段分开的两个半圆的形状。可以使用其他形状，例如，矩形(优选具有圆角)。重要的方面是包含形状的部件应当牢固到足以适应施加的应力，具有较低的制造成本，并且在操作组装和拆卸期间不应带来不便的问题。

附图中的一些部件和特征以及一些附图已经被给与带有字母后缀的附图标记，这些后缀指示左侧、右侧等形式的部件。本文使用的不带后缀的附图标记一般或共同指示部件或者附图。

方位术语(例如“上/下”，“左/右”等)在本文中使用时具有如下解释。这些术语应用于设备时，只有当该设备或者该设备的图像(包括镜像)可以放置的方位不止一个时，该设备才通过方位术语进行区分，其中，这些术语可以一致地使用。

本文所使用的术语，诸如定义各自理论构造的“直段”、“垂直”等，旨在根据目的构造来进行解释。

本文使用的附图标记总结如下：

·20-皮带接合器

·21A、21B-上方、下方横梁

·23A，23B–皮带的待接合的上端和下端

·25-膨胀囊

·27A、27B-上方、下方加热器压板

·29A、29B-上方、下方隔热层

·30AL–上方横梁21A的左上端部凸台

·30BL-下方横梁21B的左下端凸台

·32L、32R-左侧、右侧张力连杆

·34AL-左侧张力连杆的左上方连杆元件

·34BL-左侧张力连杆的左下方连杆元件

·36AL、36BL–左上方、左下方连杆枢转销

·36AR、36BR-右上方、右下方连杆枢转销

·38L-左侧U形夹销

·38L-A-最大U形夹销

·38L-B-中间U形夹销

·38L-C-最小U形夹销

·40AL–上方连杆元件34AL中的上方U形夹孔

·40BL–下方连杆元件34BL中的下方U形夹孔

·41A、41B–上方、下方连杆元件结构

·43B-下方手柄

名称：具有角铁用牢固支撑件的皮带接合器

本发明属于用于接合传送带的接合器领域。本发明涉及接合器内用于在接合过程中约束所述皮带端部的侧边缘的角铁以及该角铁的支撑方式。

附图

图6是沿皮带的行进方向看的传送带接合器的立面图。

图7是与图6相通的一部分接合器的视图，显示了接合器的左侧角铁。图7还显示了接合器的位于角铁附近的一些部件。

图8是显示了组装阶段期间的皮带接合器的示意图。

图9、图10、图11A是与图7相同视图的部分，显示了具有单个止动器和一对舌榫止动器的一些变体。

图11B是与图11A相同的视图，但是显示了处于分离状态的部件。

具体描述

在图6中，皮带接合器20包括上方横梁21A和下方横梁21B。横梁21横跨待接合的传送带21的整个宽度。被接合的皮带包括两个要粘附在一起的皮带端部23A、 23B。

提供了左侧和右侧角铁49L、49R。每个角铁具有面向中间的表面50L、50R(“中间”是指朝向皮带中间的表面)和面向外的表面51L、51R。角铁49L、49R补充有左侧和右侧填充条52L、52R，每个填充条都具有面向中间的表面53L、R和面向外的表面54L、R。

在接合期间，皮带端部23A、23B被压缩在上方加热器压板27A和下方加热器压板27B之间。(实际上，在所示设计中，加热器压板为组合式加热冷却压板，但在这里被称为加热器压板。)在接合期间，皮带上的压缩力通过加热器压板传递。下方加热器压板27B的面向上的表面58与皮带23的下侧紧密接触，并且上方加热器压板27A的面向下的表面59与皮带的上侧紧密接触。

在图7的接合器中，设置了下方凹槽或狭槽61L，其从面向上的表面58向下延伸到下方加热器压板27B的材料中。

凹槽61L的外壁形成为面向中间的邻接表面63L。在图7中，左侧角铁49L的面向外的表面51L抵靠左下方凹槽61L的面向中间的邻接表面63L。同样，右侧角铁 49R的面向外的表面51R抵靠右下方凹槽61R的面向中间的邻接表面63R。

左侧填充条52L配合在皮带23的左侧边缘56L和左侧角铁49L的面向中间的表面50L之间。该填充条52由橡胶制成，并且在某种程度上可压缩。在能够与待接合皮带的两个端部23A、23B的(可能不平的)侧边缘贴合(并由此形成密封)的意义上，应当基于可压缩选择填充条的材料。而且，不仅在一段时间的使用之后，即使在制造时，传送带的皮带宽度从来不会自由变化。在选择填充条的材料和尺寸时，设计者的目标应当包含液态橡胶，该液态橡胶在接合区处于高度压缩状态时，往往会从接合区挤出，而且优选地，在拆卸接合器时，不会粘附到正在固化的橡胶上。基于在填充条52之间紧密挤压(压缩)皮带宽度，来选择左侧和右侧填充条52L、R 的厚度。左侧和右侧填充条52L、R抵靠在左侧和右侧角铁49L、R上，并且角铁依次抵靠左侧和右侧凹槽61L、R的面向中间的邻接表面63L、R。因此，施加在皮带宽度上的挤压力直接在下方加热器压盘27B的材料内进行反作用。

在组装好接合器20准备哟on关于接合事件时，将两个皮带端部29A、B放置在下方加热器压板27B的面向上的表面58上(图8)。左侧和右侧凹槽61L、61R恰好位于皮带23的侧边缘56外侧，并且角铁49和填充条52被组装到其位置。

将理解的是，因为角铁49驻留在下方加热器压板的材料中形成的凹槽61中，要对施加到皮带侧边元56的侧向挤压力进行反作用，无需其他任何东西。这可能与现有技术的角铁构造形成对比，其中，为了将侧向挤压力传递到皮带接合器的结构的一些其他部分，通常需要其他部件。本设计使得侧向挤压力能够独立处于下方加热器压板27B内。

当角铁49和填充条52已放置到位，现在可以组装上方加热器压板27A和接合器20的其余部件。一旦组装完上方横梁21A并使张力连杆32放置到位并且啮合，操作者通过联接所需的服务(电力，水等)来使接合器准备好用于接合事件。

在图6、7、9中，相应的上方凹槽65L已经向上形成到上方加热器压板27A的面向下的下表面59中。角铁49的面向外的表面51再次抵靠在上方凹槽65的面向中间的邻接表面67上。

图10示出了一个变型，其中上方加热器压板27A的面向下的表面59是平坦的，即，没有凹槽。现在，皮带宽度的侧边缘56上的侧向挤压力仅在下方加热器压板27B 内进行反作用。

上方加热器压板27A与角铁不进行啮合可能是一个缺点。在本文所描述的接合器中，当皮带23处于压缩状态时，通过张力连杆32防止横梁21分离。然而，张力连杆32不会妨碍上方横梁21A相对于下方横梁21B侧向移动的能力，并且可能发生 (小型)侧向移动。但是当角铁49在其下方加热器压板27B和上方加热器压板27A 二者中啮合其凹槽61、65时，这种双重啮合约束了下方加热器压板27B和上方加热器压板27A相对于彼此的侧向运动，并且非常安全地如此进行。

另一方面，几乎不会发生横梁21的侧向相对移动，并且将优选图10的(简单) 布置。

对于横梁的相对侧向移动，当需要更大安全性时，可以如图11A、11B所示进行提供。(图11B显示了将要降低到皮带23上的上方加热器压板27A。)

已经描述了与皮带下侧接触的结构为下方加热器压板。然而，从提供上述对侧向皮带挤压力的独立反作用的观点来看，压板的功能可以不同于加热器的功能，或者可以包括除了加热器功能之外的其他功能(同样，该加热器压板还包括电动冷却设施)。因此，下方加热器压板一般可以称为下方皮带接触压板，或者简称为下方压板，而不是下方加热器压板。对于目前的目的来说，重要的是，下方皮带接触压板应设有左侧和右侧面向中间的邻接表面，并且左侧和右侧角铁可以啮合这些表面以便对侧向皮带挤压力产生反作用。还应提及以下内容。考虑到角铁和相关部件必须在现场(即，在皮带上)组装和构造，在下方压板内对皮带挤压力进行反作用是非常方便的。更方便的是，将角铁和部件放置在下方压板的上表面上，而不是对上方压板的下表面向上进行相同的事。然而，除了方便性上的差异之外，如果设计者希望的话，角铁和部件可以在上方压板中对皮带挤压力提供包含在压板内的反作用。

有时，下方皮带接触压板的面向上的表面的材料本身并不与皮带直接接触。例如，有时在压板和皮带之间插入释放材料(薄)片，以在热处理后起到辅助块与皮带分离的作用。皮带接触压板可以如下定义。为了当前目的，皮带接触压板是距离皮带最近的金属块(上方和下方)，其总厚度至少为3mm(垂直)。因此，释放材料薄片本身不是皮带接触压板。

如上所述，凹槽61的面向中间的邻接表面63与下方压板的材料成为一体。一般而言，面向中间的邻接表面63被限定为当面向中间的邻接表面与压板从同一片材料(金属)整体形成时，或者如果二者单独形成并牢固且稳固地固定在一起以至于从功能上和操作上等同于由同一片材料形成，则与压板成为一体。

压板能够制造为例如用于主要长度的铝挤压件，然后例如由实心机械加工的铝端盖被固定到挤压件的端部。在这种情况下，可以在端帽上设置面向中间的邻接表面63，而不需要将凹槽加工(或以其他方式形成)到挤压件中。

皮带23是水平的，优选地，形成在下方压板27B中的左侧和右侧面向中间的邻接表面63优选是垂直，并且角铁49的面向外的表面51同样如此。

角铁49放置在下方压板27B的面向上的表面58上，并且(一般与角铁一样)，角铁的面向上的表面必须完全脱离上方皮带接触压板的面向下的表面。间隙应该足够大，以便在施加完全压缩时，角铁不会接近使上方和下方皮带接触压板分开。压缩力应施加到皮带上，而不是角铁上。垂直间隙通常为2毫米。

在图8中，接合区的轴向长度(沿皮带的行进方向测量)包含在接合器的轴向长度内。但是图8不是代表性的：通常，数个接合器并排排列，以覆盖接合区的整个轴向长度。当存在多个并排接合器时，可能有利的是，使用单独一个长的左侧角铁(和单独一个长的右侧角铁)，而不是为每个接合器使用单独的角铁。另一方面，设计者可能更愿意将每个接合器布置为独立式的，每个作为单独的结构。

如上所述，本发明涉及对施加到皮带23的侧边缘56的侧向挤压力进行反作用的方式，并且优选的是，反作用应该在内部完成，即，反作用应独立处于接合器内，并且优选地处于下方压板内。现在将描述使反作用处于接合器内部的方式的另一个示例。在此，角铁的面向外的表面实际上没有对下方压板内面向中间的表面(例如，在这里为编号63的表面)进行反作用，而是对张力拉杆32的面向中间的表面进行反作用。可以认为，张力连杆作为一个结构完全不适用于抵抗皮带平面中的侧向力，该侧向力促使张力拉杆32围绕其孔口销钉38向外弯曲。然而，在如图所示的接合器中，当皮带经受大量挤压时，张力连杆32几乎没有弯曲(向外)，并且接合区中的液态橡胶被迫挤出接合区。张力拉杆不会向外弯曲，因为液态橡胶从接头区挤出的趋势在皮带处于大量压缩(此时张力拉杆处于相应的较大张力之下)之前不会开始发生。张力连杆中的较大张力使张力连杆保持稳定，并且抵抗液态橡胶挤出接合区的趋势所产生的压力和力。简而言之，张力连杆在侧向负载作用下向外弯曲的趋势被以下事实抵消：在拉力连杆中形成较大张力之前，侧向负载不会开始形成。

附图中的一些部件和特征已经被给与带有字母后缀的附图标记，这些后缀指示左侧、右侧等形式的部件。本文使用的不带后缀的附图标记一般或共同指示部件。

方位术语(例如“左/右”等)在本文中使用时具有如下解释。这些术语应用于设备时，只有当该设备或者该设备的图像(包括镜像)可以放置的方位不止一个时，该设备才通过方位术语进行区分，其中，这些术语可以一致地使用。

本文所使用的定义各自理论构造的术语，旨在根据目的构造来进行解释。

本文所使用的表述“可以是”不应该被解释为“可能”或“可能是”，而应被严格地解释为“能够是”或“有能力是”。

在所附权利要求中的特定一个中，在提及“左侧”一词但不提及“右侧”一词的情况下，该权利要求可被解释为“左侧”一词一直被“右侧”一词替代。

本文所寻求的专利保护范围由所附权利要求限定。附图中所示的以及本文所描述的装置和程序均为示例。

本文提及的附图标记总结如下：

·20接合器

·21A、B横梁

·23皮带

·23A、B皮带端部

·27A、B加热器压板

·32L、R张力连杆

·38L、R孔口销钉

·49L、R角铁

·50L、R角铁49的面向中间的表面

·51L、R角铁49的面向外的表面

·52L、R填充条

·53L、R填充条52的面向中间的表面

·54L、R填充条52的面向外的表面

·56L、R皮带位于接合区中的侧边缘

·58下方加热器压板27B的面向上的表面

·59上方加热器压板27A的面向下的表面

·61L、R下方加热器台板27B的上表面58的下槽

·63L、R凹槽61的63L、R中间邻接表面

·65L、R上方加热器压板27A的下表面59中的上方凹槽

·67L、R上方凹槽65的面向中间的邻接表面

本发明的其他方面

模块化工具

附图

图12、图13和图14分别是本发明的模块化夹具的透视图、平面图和侧视图，其作为多个单独夹紧部件完全组装成工具。

图15是该图中单独编号的夹紧部件的分解示意图。

图16是沿图13的阶梯线A-A截取的夹紧工具的分离端横截面正视图。

具体描述

在图12-14所示的本发明的一个方面中，模块化工具100包括用于3模块部件工具的邻接模块化夹紧部件101、102和103。对于更宽或更窄的接合，该工具可以和一个或者少至一对邻接模块化夹紧部件102和103或者可能需要的多达4个或更多个邻接模块化夹紧部件(每一个至少与下一个相邻单元邻接)组装在一起。

在图15中(显示了夹紧部件101)，对于每个夹紧部件101、102和103，上部夹紧横梁21A被显示为高度细长的部件，其纵横比优选大于4:1，长度为L，宽度为 W和高度为H。在皮带23下方以倒置位置显示了对应且相同的高度细长的横梁21B。

当与联动部件32L、32R(包括部件34A、34B、36A、36B和38)(无论是左侧还是右侧，在附图中分别进一步指示为“L”或“R”)联接在一起时，夹紧部件101 被组装成横跨整个细长突出部到皮带23上垂直于皮带表面和横梁的压缩皮带均匀夹紧部，包括重叠部分23A和23B，即图12中的超出标称皮带宽度的区域104。

在本文中统称为横梁夹紧部件100的每个模块化部件101、102和103内，具有上部和下部隔热层部件29以及上部和下部加热冷却部件27(集成到可更换的上部盒 27A和下部盒27B)，加上至少一个适于收容外部施加的气压或水压40的气囊25。每个模块化部件100在皮带的整个范围104中并且在所述细长突出部的突出区域内具有优选垂直于皮带23相似的正交突出部，并且适于在组装供使用时彼此紧密邻近，优选邻接。优选地，只有一个气囊25位于皮带23的底部或顶部，但有些情况下优选2个气囊位于顶部和底部。还优选地，隔热层29位于加热冷却层27与气囊位置之间在图16中所示的部件101上。气囊25优选为限制在开口矩形壳体26内的膨胀结构。

用于模块101、102和103(图12至图16)中的每一个的横梁夹紧部件21A和 21B中的每一个由诸如铝之类轻质材料制成的薄壁铸件形成，或者另选地，由片料焊接呈，或者由铸件和焊件组合而成。在图16所示的截面中，每个模块化部件101、 102和103包括扁平的压板表面602，其适于至少横跨其整个突出部到皮带并且优选垂直于皮带以及外部张力表面603，分别作用在加热和冷却盒27A和27B上。压板表面602和张力表面603由至少两个垂直法兰元件604(还优选垂直于皮带)分开，以包括横跨横梁100的至少整个突出部到皮带23上的箱形梁和工字梁组合。

箱形梁垂直元件604(如图16中的604A和604B)都与相应的一对张力连杆32L 和32R对齐，每对张力连杆包括通过销38结合在一起的上部和下部连杆34，用于垂直于压板表面602张紧，而不会扭曲并且除了横向于长度L和平行于皮带宽度之外不会出现实质的弯曲力矩。

如图14所示，上部表面603优选形成为拱形表面或者双面胶带表面，以适应在接合所需的长时间加工期间产生的弯曲力，并且另外有助于抵抗围绕长度L的任何残余扭，其中，该接合在从硫化到冷却中模块化工具的组装和拆卸之间进行。

在本发明的另一个备选方案中，提供了加热冷却(强制)盒27，其适于单独地或作为一对(位于皮带接头上方或下方)与整个带接头相邻并横跨整个带接头。该盒相对于纵横比大于4：1的皮带接头高度细长，并且在突出的皮带区域中对应于单独的一对正交对齐的夹紧部件。

如图12至图17中以及在图15中的分解图所示的盒的双层实施例，在两侧具有平面外表面，所述平面外表面适于和一侧正在接合的皮带(皮带表面702)以及另一侧(压力(压力表面703)上至少在接头的整个标称宽度上延伸的压力源相互作用并且垂直于二者。这些表面优选是扁平且平行的。该盒设计成可用在多个紧密邻接的相同的盒中并且与之一起使用，以形成皮带接头压板型阵列，该盒可能少至2个以及多达6个或者在操作中更多的连续的盒。

最优选地，如图13和图15中的605L和605R所示，每个模块化部件100在每个端部包括整体结构，该整体结构延伸穿过(最有选整个穿过)每个模块化部件的整个宽度606。如图7和图16所示，整体结构605优选地被设计成在每个模块化部件100的左右端部的每一个上的表面602、603和法兰604以及销36A和36B之间传递负荷。

如图3、15和16所示，横梁21A(上部)和21B(下部)中的每一个分别可旋转地销接到一对匹配的上部连杆41A和一对匹配的下部连杆41B，以便仅分别围绕轴 606A和606B旋转。位于和皮带23的表面平行的平面中的轴606彼此平行，并且垂直于相应的模块化部件100的长尺寸L。如图3所示，连杆41A和41B通过销38结合在一起，销38的长轴607平行于每个轴606。诸如图4A和5A所示，在非圆形销 38的情况下，销38的轴607可以是一对平行的旋转轴607A和607B，如图15中的 (b)所示。因此，气囊25的扩张优选地导致横梁21分离，并且导致连杆41A和41B 中的张力从组装中产生的低值或零静态张力矢量608(参见图14)，升高到用于接合的高值张力矢量609，该高值张力矢量在整个操作循环期间最优选完全垂直于皮带23和部件表面602。该张力609的任何未对准和任何弯曲或扭转力矩都以完全正交于皮带23的方式，在上部和下部部件21A和21B之间传递，并且被限制成仅围绕平行于且沿着皮带23的操作长度的轴线弯曲部件21A和21B，而不会在表面的箱形梁或工字梁组合中产生任何扭转力矩，或者至少基本上将其减少。因此，每个模块化部件100被高度H限制，以保持垂直于皮带23。因此，部件101、102和103彼此平行并且如图所示始终彼此紧密接近。直接相邻的部件101、102和103之间的组装互连由皮带23本身提供。

模块化部件200可以装配有一个或多个安全限制杆614，该安全限制杆614适于穿过相应的部件101、102和103中的法兰604中的通道613。为了便于使用，法兰604可以装有夹子611，以将杆614与横梁21保持在一起。

进一步地，为了便于制造并减少操作重量，可以如图15中的610处那样卸下法兰604。

模块化热敏盒

附图

图17是模块化热敏盒的示意图。

图18是图17的盒的分解示图。图18a是图18的一部分的特写。

图19是插入的实施例的平面图。

图20a至图20e是本发明的密集排列的加热和冷却阵列的又一个实施例的顶部平面图、部分端部截面图、侧视图和选定的横截面图。图20f是图20的一部分的特写。

图21是另一个优选实施例的端部横截面。

具体描述

如图17所示，盒701具有靠近皮带的表面702和外表面703。如图18所示，盒 701优选地形成有3个不同的层，壳体端部之间的整个长尺寸L与宽度W与本文所示的模块化部件皮带接合器的尺寸相匹配。

盒701的皮带表面702设有基底托盘802，基底托盘802在其整个范围内包括传热层820，其可以从外侧边缘823在其侧向末端处向上弯曲。传热层的厚度优选不超过几毫米。

传热层820主要由铝制挤压件形成，优选在紧密堆积的阵列822中形成有多个直立的(优选一体式)内部翅片或支撑件821，该翅片或支撑件821一起形成盒的加热层。外侧边缘823提供阵列822的内部范围。翅片821的厚度最小并且阔度可以小至1mm，其可以是锥形的，以确保翅片结构822上的热传导性和结构支撑，从而抵抗并优选地隔离在接合操作中由横梁传递的压缩力。

翅片之间的间距被与翅片支撑件821传热接触的连续电加热电缆801占用，并且优选地完全占用。如图18所示，电缆821呈蛇形图案，基本上贯穿至少盒的突出区域到皮带接头上。可以通过改变翅片间距，根据需要在交替的翅片管线中嵌合蛇形线(参见图18和19)或者更换导线或者调整其加热能力，调整加热能力和均匀性。

翅片支撑件821在内部延伸至少与加热电缆801的范围一样远，以承受贯穿整个加热冷却过程以及组装和拆卸操作的与工艺压力相关的负荷，并且优选基本上所有的负荷(包括与薄壁模块化部件相关的可变弯曲和应力)。

最优选地，蛇形加热电缆801为两侧扁平的温度和热功率控制电缆，以形成如图20b所示的跑道构造。

电缆801从皮带接头23和传热表面820二者垂直定向，并且沿着其圆形端部及其各自的扁平侧完全接触该表面以及每个相邻的翅片支撑件。导线边界与翅片或导热表面之间的任何间距，可以在制造时使用适当的结构支撑型导热材料填充，如图 19、20和21所示。

优选地，电缆801具有温度反应性，具有或不具有嵌入式温度测量装置，并且与厚度最小的传热层820相互作用，以便与电缆侧或侧壁823导热性和翅片821一起在接头上均匀传送工艺热量。

在备选实施例中，电缆801没有完全占用翅片支撑件阵列821。翅片支撑件阵列821的尺寸可以设置成通过相邻的翅片支撑件和传热层802提供均匀的加热和受控工艺温度，但是传导线801并未延伸超出翅片支撑件821的高度。对下一层进行相应的调整，以便在加工期间不会对传导线801施加压力。

图18和20中的强制冷却层805优选与和翅片阵列821进行传热接触的加热层垂直相邻，以便将大部分或全部的工艺压力传递到翅片阵列821，而不是加热电缆 801。

如图20所示，最优选地，盒701包括细长的外部容器805，其适于收容以下二者：

·图18中所示的蛇形加热电缆801，支撑翅片821，和与皮带表面相邻的传热填充材料826，以及

·嵌入在支撑材料826中的一个或多个蛇形冷却管825(图20a)，其布置成提供跨越盒701的垂直结构支撑和从歧管端盖806到歧管端盖809穿过皮带23的整个表面的无阻力流动。

工艺压力、空气或水的外部源可以通过热敏盒的任一壳端的歧管连接件806和809连接到冷却管825和805，并且因此在使用非蛇形冷却管的情况下，以带有或不带中间歧管的方式进行供应。

盒701包括端部间隔件(未示出)，其在每个壳端闭合托盘802，以便为盒701 提供额外的垂直结构支撑和间隔来抵抗工艺压力。

图20的优选实施例的内部在图20b的分解图中更详细地示出。

在图19中，蛇形加热线801构造成作为单根线或以平行加热线的水平阵列方式在加热层中的每对翅片902之间向下和向后穿过。如图19所示，冷却管903可以以单层与加热线801和翅片902交叉布置。优选地，冷却管901位于壳体805内并且如图20所示从加热阵列垂直向外。冷却管903优选位于导线901上方，使得翅片与管903之间的支撑件904的垂直对齐确保了针对工艺压力和弯曲的最大的结构完整性。

最优选地，盒还可选地包括基本上刚性的第三承载隔热层(未示出)，该第三承载隔热层至少与冷却层部分地集成或者完全支撑并且与其接触，从而将工艺压力均匀地从横梁一直传递到冷却层和翅片支撑阵列，同时将加热/冷却元件与非工艺加热损失隔离。

优选地，绝缘层形成为预制和组装或浇注到位的单个无定形层，最优选地包括增强纤维和减轻层的装置。

可以看出，可以基于部件以低成本轻松制成盒701，同时保持轻重量并实现最佳加热冷却输送。盒701易于在现场操作，通过在最极端的存储、安装、过程使用和停运条件下提供对单个盒的即时且快速的更换，有助于达到过程故障安全状态。

图16中的A处显示了部件101和102中相邻盒之间的共面紧密邻接。另选地，该邻接A可以包括阶梯或舌榫配合。

最优选地，盒如图20所示形成，其中加热层和冷却层不与翅片支撑件交叉设置，以便降低热容量，同时在加工时的快速加热冷却循环中，保持最佳工艺热量和压力而不变形。

图20a和20e显示了该实施例的俯视平面图，部分端部831截面图，立面侧视图以及上部和下部截面B-B和C-C。

在图11A中，以分解图示出了具有带翅片的基板1的盒。图11B显示了图11A 的放大图。扁平的加热电缆Z形成为蛇形并且与翅片5交叉设置，以占用交替的翅片间距对4，即每根线长为3个翅片，从而位于离开未占用的通道6的单个平面中。未占用的通道6优选地也为交替的对，每个通道3个翅片。未占用的通道6可以通过横跨翅片5顶部闭合而形成用于阵列的全部宽度和阔度的冷却结构。流体沿着与每个通道3个翅片的垂直表面接触的未占用的通道的长度穿过，实现由外部施加的空气或水进行的冷却。在通道阵列的每一端都会包括歧管以供应和排出冷却液。另选地，未占用的通道可以包括用于流体流动A-A蛇形冷却管7，如图12和13所示。冷却管2的扁平侧与相应的翅片优选在两侧进行传热接触。提供了紧密堆积的单平面加热冷却阵列，然后通过隔离盖板3将其闭合成单个热单元。最优选地，电缆和冷却管中的每一个的每个长度都与扁平侧上的翅片表面接触。

图13显示了图12的冷却管实施例中的加热/冷却阵列的进一步放大平面图。翅片5占用每根加热电缆的布置的每个往返蛇形管之间的所有间隔。

图21显示了本发明的盒701的又一个实施例的局部横截面。皮带表面702不与传热翅片一体形成。另选地，传热材料851为液相或半液相，并且任选地在边缘823 之间灌注到位。在材料851仍为半液相时，细长加热电缆801整个或完全以平行阵列或蛇形形式嵌入材料851中。在材料851继续仍为半液相时，冷却管903如图19 和20所示嵌入直接邻近电缆801或者垂直地位于该电缆的上方的材料851中，并且允许硬化成皮带表面和表面701之间的结构支撑。凝固后，提供了在皮带接合期间穿过热元件结构的压缩力，由于压缩力被支撑结构承载，不会弯曲或扭曲。然后使用结构隔热材料852完成盒701，结构隔热材料852可以在材料851凝固或硬化之前或之后浇注到位。

图21中的电缆801被显示为一对电导体852，该电导体852由热可调电绝缘体 853分开，其整体由电绝缘体854包围。

结构材料852可以包含减重增强元件855。

硬化后，材料851和852提供本发明的支撑翅片结构阵列，其提供与皮带表面的完全导热性以及与夹紧部件的完全隔热性。

在备选实施例中，电缆或冷却管可以由在每个端部接合在一起的单个直段长度组成。

本文所寻求的专利保护范围由所附权利要求限定。附图中所示的以及本文所描述的装置和程序均为示例。

Claims (5)

1.一种模块化皮带接合器，包括一个或多个未连接的模块化夹紧部件，其中，每个模块化夹紧部件包括：

·上部和下部细长横梁，其具有长度L，宽度W和高度H，每个横梁适于：

·长度L以在左侧梁端和右侧梁端之间完全延伸，穿过待接合的传送带的长度尺寸，并且

·所述梁端部突出超过所述皮带的每一侧上的相应的左侧和右侧皮带边缘，并且

·提供垂直于所述待接合的皮带的夹紧力，并且，

·抑制夹紧力沿着其各自的长度L弯曲，

每个横梁包括：

·沿长度L定向的细长箱形梁或工字梁结构；以及

·上部张力表面，和

·面向皮带的表面，其适于平行于所述皮带并与所述皮带紧密接触，和

·至少有一个梁翼，其与长度L对齐并且垂直于在所述上部张力表面和所述面向皮带的表面之间延伸的所述皮带，

·每个梁端包括整体式横梁端部结构，其在以下各项中的至少一项之间延伸：

·所述相应的张力表面和面向皮带的表面之间延伸并延伸到所述至少一个梁翼，

·延伸所述横梁的整个宽度W，

·左侧和右侧张力连杆，每个均枢转地通过固定到相应的左侧和右侧整体式横梁端部结构并且固定在它们之间，以便围绕至少一对平行轴旋转，每个轴均横向于长度L并且平行于所述皮带的表面，并且

·其中，所述张力连杆仅在张力下通过围绕所述平行轴旋转时可操作。

2.根据权利要求1所述的模块化皮带接合器，其中，每个张力连杆通过基本上延伸所述横梁的所述整个宽度W的销通过其相应的整体式端部枢转地固定，并且适于限制所述张力连杆和所述整体式端部之间的相对运动，以围绕所述销枢转轴枢转。

3.根据权利要求2所述的模块化皮带接合器，其中，每个张力连杆可分离成两个张力连杆部件，每个均通过相应的梁端枢转地连接。

4.根据权利要求3所述的模块化皮带接合器，其中，所述两个张力连杆部件适于在张力下连接在一起时被约束，以便仅围绕平行于所述销枢转轴的连杆轴进行相对旋转运动。

5.根据权利要求4所述的模块化皮带接合器，其中，所述张力连杆适于在不处于操作张力下时相对移动。

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