[发明专利]材料输送辊

说明书

本发明涉及一种材料输送辊，它尤其用于连续加热炉和热镀层装置置中，输送辊有一个用陶瓷或其它耐热和/或耐腐蚀的非金属材料制成的空心的、尤其是按一种热喷涂法制成的辊体，并至少有一个旋转支承面。

这种例如具有陶瓷辊体的辊，被置入例如200℃至500℃的高温区中。它例如用于在镀锌设备的连续加热炉中和在有色金属熔池（如镀锌槽）中输送带状材料。这种辊不仅受热载荷，而且受机械载荷。因为辊体是空心的，而且陶瓷材料只能承受有限的机械载荷，所以本发明的目的是改进上述这种辊，使它的强度得到显著提高，这尤其是在受拉应力和保证具有热稳定性的情况下。

本发明达到此目的的方法是，至少在输送面所在区域中的辊体空腔内，装入一种耐热的填料，这种填料的膨胀系数至少大体与辊体陶瓷材料的相同。

辊体的空腔内可以完成用填料充满。因此当辊体的输送面受载时，辊体将支靠在填料上，从而减小了它的应力，尤其减小了由于所输送的材料在辊体上面积有限的地方造成的辊体局部负荷。辊体的陶瓷材料和耐热的填料具有大体相同的膨胀系数，所以在这种情况下，用于不同高温的辊作强度设计时;可以认为空心辊体在填料上始终有相同的支承关系，因而辊的机械强度实际上与它所在区域的温度无关。与钢制的辊相比，按本发明的辊尤其在高温区具有优越性。在高温中，钢的承载能力严重下降。由于陶瓷辊体与耐热填料有同样的膨胀系数，故两者可以牢固连接，例如用烧结。这同样提高了辊的机械强度。耐热填料不需要如辊体那样具有化学抵抗能力，因为辊体防止了填料受化学破坏和热载荷。辊体还保护了它的构件，如钢质支承轴免遭腐蚀。

填料含有一种或同时存在石墨、碳、金属氧化物、碳化硅或一种耐热矿物质，或由它们所组成。

填料可放在辊体和金属轴之间，金属轴的两端各有一个旋转支承面。所有作用在辊体上的机械负荷通过填料传递给金属轴，所以辊的承载能力实际上只是根据陶瓷材料和填料的抗压强度来确定。

辊体和/或抗拉加固衬里至少可以在一端具有一个用于旋转轴承的旋转支承面，填料亦可以完全充满辊体的支承端，这时，辊体在旋转支承面所在区域中按需要减小直径。这种辊在高温区中完全没有金属构件，而金属构件在高温区中时，其热和化学承载能力将被破坏。最佳的使用范围例如超过1100℃。

在辊体的内部可以装一个同心圆柱体，例如支承轴，它最好用一种非金属材料制成。与辊体相隔一定的距离，在辊体和同心圆柱体或支承轴之间形成的环形腔中，至少局部装有填料。这种辊在它的输送面所在区有一个较大的外径，例如在下述情况下是要求这样做的，即当要输送的材料应当转弯，而小回转半径不合适的时候。此外，辊沿径向的多层结构，使得有可能采用不同性质的填料，例如，在同心圆柱体和辊体之间的环形腔中采用有较强的耐热能力和抗化学负荷能力的填料，而在辊体空腔中采用机械承载能力强的填料。因此辊的机械承载能力可以在例如陶瓷材料的壁厚最小的条件下最佳化。当一个辊由两个同心体组成，而辊体内腔只是局部装有填料时，特别适用于作为加热辊，或局部用熔液充填，以减小它在有关熔液中的浮力。

在辊体空腔中和在环形腔中的填料，可以是整体式的或分成几件的成型件和/或是粉末，和/或与辊体和/或与同心圆柱体固定连接，例如采用烧结、粘结或刚性传扭连接，以便使旋转驱动力能从辊端传至辊体和同心圆柱体。整体式的成型件可以例如是杆，它完全充满辊体空腔。环形腔中则可由一个有相应尺寸的具有圆环形截面的圆柱体来充填。在辊体或同心圆柱体端面封闭的情况下，可以采用粉末作填料。

在辊体的旋转支承面上，设有一个陶瓷或耐腐蚀材料制成的磨损衬套，以延长辊的使用寿命，例如用一个新的来更换用旧了的衬套。

至少在辊体和/或同心体的一端设一个遮挡填料的盖板，它不仅提高了辊和填料抗化学和热负荷的能力，而且也提高了辊的强度。盖板可设计成轴-扩张联轴器，以便驱动辊。根据需要，盖板通过一个台阶与辊体和/或同心体和/或抗拉加固衬里的内部相配合，并因此和/或与填料轴向固定和/或传扭连接，或将盖板扣在辊体和/或轴向体的外面，并与之固定，而盖板按需要可具有一个用于旋转支承的轴颈。