[发明专利]配有用于玻璃钢化和材料热处理的加热系统的熔融石英辊

说明书

本发明申请涉及熔融石英辊(fused silica roll)的模型，该辊中配有用于水平钢化(horizontal tempering)玻璃炉或其他材料的热处理的加热系统。该石英辊具有玻璃传送和在加热室之内振荡的功能，以及加热与辊接触的材料的功能，所述辊通过其内置的电阻加热。

在现有技术中，由于其优异的热性质，熔融石英辊专门地用于传送和振荡玻璃钢化炉的加热室之内的玻璃或用于材料的处理。

该玻璃钢化方法由四个基本步骤组成：玻璃装载，加热，冷却和卸载。

在现有技术中，加热室负责通过辐射以及天然或强制的对流过程进行玻璃加热，其通过安装在加热室顶部和底部的电阻，其中辊的功能仅仅在于在加热过程中进行前述玻璃传送和振荡（短距离的前进和后退）。

在现有技术中，关于玻璃的生产和处理，我们也需说明几处创新和基于此创新授予的专利权。我们可说明目前生产的多种玻璃，例如酸蚀刻玻璃、抗反射玻璃、夹丝玻璃、自洁玻璃、低辐射玻璃、斜边玻璃、防弹玻璃、曲面玻璃、双层玻璃（double glazed glass）、超白玻璃、喷砂玻璃、反射玻璃、丝网印刷玻璃、钢化玻璃，特别需要使用新的技术来改进质量和增加生产率。

为了改进这一市场，作者研发出此发明，该发明由熔融石英辊组成，该辊设计为实现加热室之内的玻璃的传送和振荡功能（这是现有技术中已包涵的细节），以及实现本文要求的技术（其为通过辊内的电阻加热的作用，其主要目标是加热待处理的玻璃或材料）。

设计所述辊，使得空心圆柱（其由类似管状的耐火材料制成）的壁厚度对于内置电阻所产生的热量具有最大传送速率。

在辊的末端，安装了与辊内置电阻相连的端子(terminals)，用来实施旋转运动的辊和机器电源(machine power)的电路之间的连接，在辊末端的端子中安装水银旋转金属触头，这些旋转触头也可用铜或银集电环（collecting ring)和碳(coal)或石墨刷制成。

我们需要说明，相比于目前使用的通过在炉的加热室之内（顶部和底部）安装的电阻来加热炉子的传统系统而言，本文通过熔融石英辊进行的加热是更为有效和实用的技术改进。

从申请人要求保护的所述技术应用的有利方面和优点来说，我们需要强调的是，通过热传导使材料快速加热而提高了生产率，所述热传导是由被加热的辊道和待处理的玻璃或材料之间的直接接触而提供的，其使得生产率更高且生产的时间循环减少。

在辊和待处理的玻璃或材料之间热传递速率的增加，使得效率增加，结果是节约了能量。

特别是由于其安装在炉加热室内部的绝缘体附近，使得由炉壁上安装的电阻的热辐射所产生的热能损失得以减少。

需强调的另一改进方面在于，本发明不需要以下的劳动：即目前需要的在常规模式的加热室顶部和底部组装和安装电阻，或必要时仅保持电阻位于顶端。

显著减少了原材料的使用，例如绝缘体、轮廓(profiles)、结构、金属板、电阻支持体和其他材料的使用，所述其他材料是由于加热室的尺寸减小，或者由于所述材料在本文的生产方法中不再需要。

在连续生产炉的情况下，由于热传递速率的效率提高从而可减小加热室的尺寸，使得能够获得工业物理空间。

关于本文所述新技术的益处，我们还需强调，由于生产起始阶段辊的快速加热，使得生产过程起始的时间减少。相比于目前所用的技术（其需要更多的时间加热并使炉室内的温度均匀），将炉加热至理想工作温度的时间更少。

本发明要求保护的辊的另一优势为，在加热电阻的燃烧(burning)的情况下，其可被替换而无需使机器关闭和长时间停止运转以等待炉加热室自然冷却。这一电阻的替换，可在加热的室的状态下进行，而无需打开和拆卸炉子，这是传统炉所不能实现的——传统炉子需要关掉机器大约40小时以使炉室自然冷却，并且只有过了这个时间之后才能把炉室打开来替换电阻。

我们还注意到本发明实现了这样的技术改进：由于本文中所述电阻置于辊内部，与加热室的内部气氛相隔离，并且不与氧化性或还原性气氛接触，使得所述电阻寿命的显著增加。

显著减少了炉底电阻燃烧或故障的问题，该问题的原因是当玻璃颗粒达到500°C以上时其成为导电性的，使得与电阻接触时发生短路，使得可能造成加热室之内的玻璃破裂，因此引起其燃烧。

对本文提出和需要的辊进行了彻底的测试和改进，使得验证了它的实践功能，并且支持并适用于待用于辊中的电阻模型的可能的变化。