FI72112B - Motstaondselementkonstruktion foer en upphettningsugn foer glasskivor och foerfarande foer utbyte av motstaondselement - Google Patents

Description

1 72112

Lasilevyjen kuumennusuunin vastuselementtirakenne ja menetelmä vastuselementin vaihtamiseksi. - Motständselement-konstruktion för en upphettningsugn för glasskivor och förfarande för utbyte av motständselement.

Keksinnön kohteena on lasilevyjen kuumennusuunin vastuselementtirakenne, johon kuuluu pitkänomainen vastuselementti, joka käsittää pitkänomaisia keramiikkaelementtejä pituussuunnassa peräkkäin asetettuna, vastuslangan keramiikkaele-menttien ympärille kierrettynä, keramiikkaelementtien välissä keraamiset välikekappaleet, joiden halkaisija on suurempi kuin vastuslankakierukoiden halkaisija, sekä kannatusrunko, jonka kannattamana vastuselementti lepää välikekappaleiden varassa. Keksinnön kohteena on myös menetelmä vastuselement-tien vaihtamiseksi.

Lasilevyjen kuumennusuunissa suhteellisen pitkät vastusele-mentit joutuvat suurien lämpötilavaihteluiden alaiseksi.

Tällöin myös lämpölaajenemisen aiheuttamat pituuden muutokset ovat huomattavia. Lisäongelma aiheutuu siitä, että vastuselementtirakenne muodostuu osaksi keramiikasta ja osaksi metallista, eli materiaaleista, joiden lämpölaajenemiskertoi-met poikkeavat suuresti toisistaan. Näiden ongelmien hallitsemiseksi ja vastuselementtien pituuden pitämiseksi kohtuullisena, on nykyisissä lasilevyjen karkaisu-uuneissa vastus-elementit jaettu uunin pituussuunnassa erillisiin vastusryh-miin. Tästä on se olennainen haitta, että vastuksien vaihtaminen on suuritöistä ja vaatii pitkiä seisonta-aikoja. Kuitenkin vastusten vaihtamistarvetta esiintyy usein esim. kuumennus-tehon asettelua varten (kokonaisteho, tehojakauma) ja vastusten rikkoutuessa. Nykyisillä rakenteilla vastukset ovat alttiita rikkoutumaan, koska vastuslankakierukoiden ja keramiikka-elementtien välistä aksiaaliliikettä ei ole voitu riittävästi eliminoida. Suuren lämpölaajenemiskertoimen omaava metallirun-ko aikaansaa pienemmän lämpölaajenemiskertoimen omaaviin kera-miikkaelementteihin hallitsematonta aksiaaliliikettä, josta aikaa myöten seuraa vastuslankakierukoiden kasautumista.

2 72112

Rakenteen ja uunin käytön kannalta olisi myös edullista jos uunin kattoon ripustetut ylävastukset ja uunin pohjaan tuetut alavastukset olisivat vaihtokelpoisia keskenään. Nykyisillä vastuselementtirakenteilla ne eivät ole vaihtokelpoisia johtuen vastuselementtien erilaisesta tuenta- ja kiinnitysta-vasta.

Keksinnön tarkoituksena on edellä mainittujen epäkohtien välttäminen ja saada aikaan sellainen vastuselementtirakenne, joka mahdollistaa vastuselementtien helpon vaihtamisen, jopa tuotannon aikana uunia pysäyttämättä, jolloin pitkät seison-ta-ajat ja tuotantokatkokset vältetään.

Keksinnön toisena tarkoituksena on saada aikaan sellainen mo-dulirakenne, että samoista osista voidaan koota eri pitkiä vastuselementtejä.

Keksinnön kolmantena tarkoituksena on saada aikaan vastuselementtirakenne, jossa uunin ylä- ja alavastuselementit voivat olla vaihtokelpoisia keskenään.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että kannatusrungon toisen pään ja vastuselementin vastaavan pään välissä on jännitetty jousi, joka puristaa vastuselementtiä kaikissa käyttölämpötiloissa vasten kannatusrungon toisessa päässä olevaa rajoitinvastetta. Tällöin itse vastuselementti pysyy aina aksiaalisuunnassa kokoon puristettuna, vaikka sen kannatusrungon pituuden vaihtelut ovat huomattavasti suuremmat kuin vastuselementin pituuden vaihtelut.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa keramiikkaelementit ovat putkimaisia ja koko vastuselementin läpi on johdettu keskipinna, jonka toinen pää ulkonee rakenteen jousella varustetusta päästä ja toinen pää on lukittu kiinni vastuselementin vastakkaiseen päähän. Tämä suoritusmuoto mahdollistaa keksinnön mukaisen menetelmän, jolla hyvinkin pitkiä vastus-elementtejä voidaan vaihtaa helposti ja elementtejä rikko- 3 72112 matta. Keksinnön mukaisessa menetelmässä jousi vapautetaan kannatusrungosta ja vastuselementti vedetään ulos uunista keskipinnan avulla, jolloin keramiikkaelementit pysyvät puristusjännityksen alaisena eivätkä vahingoitu.

Muutoinkin on keksinnön mukaisen rakenteen perusajatuksena varmistaa se, että keramiikkaelementit pysyvät puristusjännityksen alaisena kaikissa käsittelyvaiheissa. Kuten tunnettua, on keramiikkaelementtien puristuksen kestävyys hyvin paljon suurempi kuin vetojännityksen kestävyys.

Jotta vastuselementtien pitäminen puristusjännityksen alaisena voidaan varmistaa myös kuljetuksen ja asennuksen aikana, on keskipinnan ulkonevan pään ja vastuselementin keraamisen päätykappaleen välissä toinen jousi, joka vastuselementin ollessa kylmänä on käytettävissä vastuselementin koossapitävään puristukseen keskipinnan vetojännityksen välityksellä.

Seuraavassa keksinnön erästä suoritusesimerkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista vastuselementtiä sivulta nähtynä.

Kuvio 2 esittää kuviosta 1 kohdasta II otettua suurennusleik-kausta.

Kuvio 3 esittää kuviosta 1 kohdasta III otettua suurennus-leikkausta .

Kuvio 4 esittää kuviosta 3 otettua leikkausta IV-IV.

Kuvio 5 esittää kuviosta 1 kohdasta V otettua suurennusleik-kausta.

Kuvio 6 esittää kuviosta 1 kohdasta VI otettua suurennusta.

4 72112

Kuvio 7 esittää kuviosta 6 pitkin viivaa VII-VII otettua leikkausta .

Kuvio 8 esittää keksinnön mukaista vastuselementtirakennetta sivulta nähtynä ja keskiviivan alapuolelta aukilei-kattuna. Osien keskinäinen asento kuvaa tilannetta, jossa vastuselementtirakenne on kylmänä.

Kuvio 9 esittää samaa kuin kuvio 8, mutta osat ovat siirtyneet vastuselementtirakenteen kuumaa tilaa vastaavaan asentoon.

Vastuselementin rakennetta selostetaan viittaamalla kuvioihin 1-7. Vastuselementti koostuu keramiikkaputkista 2, joiden ympärille on kiedottu vastuslanka 6, joka voi olla joko pyöreä tai suorakaiteen muotoinen poikkileikkaukseltaan. Kera-miikkaputkia 2 kannatetaan välikekappaleisiin 4 tukeutuvalla sisäpinnalla 1, joka on työnnetty keramiikkaputkien 2 ja väli-kekappaleiden 4 sisään ja ulottuu koko kuviossa 1 näkyvän vastuselementin 20 päästä päähän. Keramiikkaputkien 2 välissä olevien keraamisten välikekappaleiden 4 halkaisija on suurempi kuin vastuslangan 6 muodostamien kierukoiden halkaisija. Putkien 2 päiden ja välikekappaleiden 4 välissä on pehmik-keet 3 pistemäisten puristuskuormien välttämiseksi. Välikekap-pale 4 on ympäröity suojakuorella 7. Myös suojakuoren 7 ja kappaleen 4 välissä on pehmike 5. Vastuslangat 6 on liitetty toisiinsa kuviossa 4 näkyvän erillisen liitinraudan 12 avulla esim. hitsaamalla langan päät liitinrautaan. Lisäksi vastus-lanka 6 on liitetty toisesta päästään sisäpinnaan 1 esim. hitsaamalla (kuvio 2). Liitoskohdassa on sisäpinnan 1 päähän kiinnitetty liitinkappale 8, joka jää keramiikkapalojen 4' ja 9 väliin. Kokonaisuudessaan viitenumerolla 29 merkitty päätykappale on ympäröity suojakuorella 7 ja suljettu päätylevyllä 11. Myös tässä keramiikkapalat on suojattu pehmikkeillä.

Vastuslangan 6 toiseen päähän on kiinnitetty latta 15, joka menee keraamisessa päätykappaleessa 13 olevan reiän 15a läpi 5 72112 (kuviot 5-7). Vastaavasti sisäpinna 1 menee keraamisessa päätykappaleessa 13 olevan keskireiän la läpi, joka on välimatkan päässä toisesta reiästä 15a. Latta 15 ja keskipinna 1 muodostavat galvaanisen yhteyden vastuslangan 6 vastakkaisiin päihin. Latan 15 toiseen päähän on kiinnitetty kytkentärengas 14. Sisäpinnan 1 toiseen päähän on kiinnitetty kytkentäkappale 17. Vastuselementtiä puristetaan kokoon väliaikaisesti jousella 16, joka nojaa vasten keraamista päätykappaletta 13 ja aikaansaa keskipinnan 1 vetojännityksen välityksellä vastavoiman elementin 20 toiseen päähän (vrt. liitin 8). Tämän ansiosta vastuselementti pysyy koossa ja keramiikkaelementit puristusjännityksen alaisena vastuselementin siirron ja asennuksen aikana.

Edellä kuvattu vastuselementti 20 voidaan työntää yhtenäisenä pitkänä elementtinä kannatusrunkoon 21, joka voi olla ohutsei-nämäinen putki tai massiivinen vastusrunko. Kannatusrungon muoto voi olla esim. kourumainen. Kannatusrunko 21 voi muodostua myös useista peräkkäin asetetuista runko-osista. Olennaista on, että kannatusrunko 21 muodostaa vastuselementtiä 20 kannattavan pinnan, jonka varassa vastuselementti 20 lepää välikekappaleiden 4 välityksellä.

Kuten kuviosta 8 ilmenee, puristaa jousi 25 vastuselementtiä 20 siten, että vastuselementin 20 päätykappale 29 nojaa vasten kannatusrungon 21 päässä olevaa rajotinvastetta 30. Jousi 25 ympäröi holkkimaista osaa 24, jonka olake 28 nojaa vasten keraamisen päätykappaleen 13 olaketta 23. Kannatusrungon 21 päähän on irrotettavalla liitoksella 27 kiinnitetty kansi 26. Jousi 25 on puristetussa tilassa olakkeen 28 ja kannen 26 välissä.

Kannatusrunkoon 21 liittyy kiinnityslaippa 22, josta vastus-elementtirakenne on kiinnitettävissä uunin seinään, jolloin laipan 22 oikealle puolelle jäävä osa jää uunin lämpöeristeen ulkopuolelle. Vasemmanpuoleinen osa jatkuu halutulla pituudella, sopivimmin koko uunin pituutta vastaavalla pituudella 72112 (tarvittava lämpölaajeneminen huomioonotettuna).

Jousen 25 tarkoituksena on pitää vastuselementtirakenne koossa yhtenäisenä rakenteena sekä kylmänä että kuumana. Kuvassa 8 nähdään vastuselementtirakenne kylmänä ja kuvassa 9 nähdään sama rakenne kuumana (käyttölämpötilassa). Tällöin kannatus-rungon 21 pituus on olennaisesti kasvanut. Myös vastuselemen-tin 20 pituus on kasvanut, mutta huomattavasti vähemmän kuin rungon 21 pituus. Jousen 25 vaikutuksesta vastuselementti 20 on kokonaisuudessaan siirtynyt mainittua pituuseroa vastaavan matkan vasemmalle. Lämpötilat ja materiaalivalinnat huomioonottaen sisäpinna 1 voi pidentyä suunnilleen saman verran kuin kannatusrunko 21. Tästä johtuen sisäpinnan 1 ulkopää pysyy olennaisesti samassa kohdassa kuin kylmällä rakenteella, koska uunin sisäpuolinen pää siirtyy pitenemistä vastaavan matkan. Havaitaan, että osien välinen siirtyminen tapahtuu keraamisten välikekappaleiden suojakuorien 7 ja kannatusrungon 21 välillä. Näiden pinnat voidaan valita hyvin liukuviksi ja kulutusta kestäviksi.

Kytkinrenkaaseen 14 on kiinnitetty kaapelikenkä 19 ja kytkin-palaan 17 on kiinnitetty kaapelikenkä 18. Sähkövirta vastus-langan toiseen päähän voidaan kuitenkin tuoda myös uunin vastakkaisesta päästä, joten pinnan 1 muodostama galvaaninen yhteys ei ole tässä suhteessa välttämätön.

Vastuslangat voivat olla tehoiltaan erilaisia ja niiden teho-jakauma voi vastuselementin pituussuunnassa vaihdella.

Vastuselementti voidaan vaihtaa yksinkertaisella tavalla, •|opa uunin ollessa kuumana, irrottamalla kansi 26 liitoksestaan 27 ja vetämällä koko vastuselementti ulos kannatusrun-gosta 21 keskipinnaan 1 kohdistetun vedon avulla. Tällöin vastuselementti on ulosvedon aikana puristusjännityksen alaisena. Pinnan 1 jäähdyttyä ja lyhennyttyä jousi 16 pitää vastuselementin kokoon puristetussa tilassa, minkä jälkeen elementtiä voidaan siirrellä ja käsitellä.

7 72112

On selvää, että edellä kuvattu piirustusten suoritusesiraerkki on vain eräs keksinnön toteutustapa. Yksityiskohtaisia rakenteita ammattimies voi helposti muunnella, pysyen silti keksinnön perusajatuksen puitteissa, joka on esitetty seuraavis-sa patenttivaatimuksissa.

Claims (6)

8 72112

1. Lasilevyjen kuumennusuunin vastuselementtirakenne, johon kuuluu pitkänomainen vastuselementti (20), joka käsittää pitkänomaisia keramiikkaelementtejä (2) pituussuunnassa peräkkäin asetettuna, vastuslangan ( 6) keramiikkaelementtien (2) ympärille kierrettynä, keramiikkaelementtien (2) välissä keraamiset välikekappaleet (4), joiden halkaisija on suurempi kuin vastuslankakierukoiden halkaisija, sekä kannatusrunko (21), jonka kannattamana vastuselementti (20) lepää välikekappalei-den (4) varassa, tunnettu siitä, että kannatusrungon (21) toisen pään ja vastuselementin (20) vastaavan pään välissä on jännitetty jousi (25), joka puristaa vastuselementtiä (20) kaikissa käyttölämpötiloissa vasten kannatusrungon (21) toisessa päässä olevaa rajoitinvastetta (30).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastuselementtirakenne, tunnettu siitä, että keramiikkaelementit (2) ovat putkimaisia ja koko vastuselementin (20) läpi on johdettu keskipinna (1), jonka toinen pää ulkonee rakenteen jousella (25) varustetusta päästä ja toinen pää on lukittu kiinni (8) vastuselementin (20) vastakkaiseen päähän.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vastuselementtirakenne, tunnettu siitä, että keskipinnan (1) ulkonevan pään ja vastuselementin (20) keraamisen päätykappaleen (13) välissä on jousi (16), joka vastuselementin (20) ollessa kylmänä on käytettävissä vastuselementin (20) koossapitävään puristukseen keskipinnan (1) vetojännityksen välityksellä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen vastuselementtirakenne, tunnettu siitä, että yksittäisen vastuselementin (20) pituus vastaa olennaisesti uunin pituutta.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen vastuselementtirakenne, tunnettu siitä, että vastuselementin (20) jousella (25) varustettu pää nojaa holkkimaiseen osaan (24), 9 72112 jossa on olake (28), johon hoikkia (24) ympäröivän jousen (25) toinen pää nojaa, ja että kannatusrungon (21) päähän on kiinnitetty irrotettava kansi (26) , johon jousen (25) toinen pää nojaa.

6. Menetelmä vastuselementin vaihtamiseksi jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen, erityisesti patenttivaatimuksen 4 mukaisessa vastuselementtirakenteessa, tunnet-t u siitä, että jousi (25) vapautetaan kannatusrungosta (21) ja vastuselementti (20) vedetään ulos uunista vetämällä keskipinnasta (1), jolloin keramiikkaelementit (2) pysyvät puristusjännityksen alaisena. 10 72112