專利名稱：用來輔助薄板制造的心軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及心軸以及使用該心軸制造管材的方法。更具體來說，本發(fā)明涉 及用于由薄板材料制造管材的心軸。
背景技術(shù)：
鉑輸運系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于制造玻璃的工藝，具體來說是應(yīng)用于制造用于 LCD器件的玻璃的工藝。
因為用于LCD器件的玻璃需要具有極高的質(zhì)量，將要與玻璃接觸的鉑系 統(tǒng)的內(nèi)部不應(yīng)被污染或劃傷。鉑系統(tǒng)內(nèi)部的任何污染或劃傷都可能在使用該鉑 系統(tǒng)制造的玻璃內(nèi)產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的缺陷，從而給玻璃生產(chǎn)商帶來損失。 一種 常規(guī)的鉑系統(tǒng)包括各種管，這些管在各種工藝和/或設(shè)備之間延伸并輸運玻璃。 例如，在以下設(shè)備之間可能存在的鉑管預(yù)熔融設(shè)備的一些部分之間；預(yù)熔融 設(shè)備和澄清化室之間；澄清化室和攪拌室之間；攪拌室和保持容器之間。在除 去用來形成所述鉑管的過程中，該鉑管可能會被劃傷、變形、或者發(fā)生其他的 損壞?；蛘?除此之外，還可能由于用來制造心軸的材料對鉬管的內(nèi)部造成污染、 劃傷、或者其他的損壞。
另外，因為鉑的成本高昂，而且還在不斷攀升，人們正在努力試圖減少玻 璃制造工藝中輸運系統(tǒng)必需的鉑的量。減少必需的鉑用量的一種方式是減小輸 運系統(tǒng)中鉑管的厚度。但是，隨著鉑板厚度的減小，板材本身的剛性也隨之減小，從而增大制造的難度。具體來說，例如，鉑管厚度的減小使得管材在包括高 機械作用力和高熱量的工藝過程中難以支承其自身。
在過去，用來制造鉑管的心軸是使用尼龍實心主體制造的。因為這類心軸 是實心的主體，經(jīng)常難以在不對金屬造成變形的前提下除去心軸。另外，因為 這類心軸是用尼龍制成的，在進行高熱條件的工藝的過程中，所述心軸不能保 留在管之內(nèi)，否則尼龍可能會熔化，污染管的內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，提供了一種心軸，其能夠減少對在其上形成的管材造成破 壞的風(fēng)險。該心軸具有可調(diào)節(jié)的外周邊，便于拆解，有助于從管材內(nèi)除去所述 心軸，同時不會對管材的內(nèi)部造成劃傷或者其他的損壞。所述心軸包括形成心 軸的外周邊的第一支承部分和第二支承部分，可以通過將所述第一支承部分和 第二支承部分相對相互移動，而使得外周邊發(fā)生膨脹或收縮。另外，所述第一 和第二支承部分各自均可拆解成較小的部件。因為心軸的外周邊是可調(diào)節(jié)的, 因此可以對心軸進行尺寸設(shè)計，用來制造具有所需周邊的管材。在制造和加工 管材之后，所述心軸可以很容易地進行收縮和拆解，以助于將心軸從管材取出， 同時不會在管材的內(nèi)部產(chǎn)生劃傷或者其他的破壞。
根據(jù)另一個方面，提供了一種心軸，該心軸能夠耐受高機械作用力和/或高 熱量條件，因此可以在形成和加工過程中的許多步驟中保留在鉑管之內(nèi)。因為 心軸能夠在鉑管的所有制造階段中保留在鉑管之內(nèi)，心軸促進了鉑薄管的制 造。所述心軸包括與第一支承部分和第二支承部分相連的鎖定元件，用來選擇 性地防止第一支承部分和第二支承部分之間的相對移動。因此，所述心軸是能 夠耐受高機械作用力的剛性結(jié)構(gòu)。另外，所述心軸還可以包括楔形件，用來進 一步地為支承部分提供結(jié)構(gòu)剛性。另外，所述心軸可以由具有高熱導(dǎo)性和高耐 熱沖擊性的材料制成，或者涂覆有這些材料，使其能夠耐受管材加工過程中采 用的局部受熱，例如在等離子噴涂工藝中受到的加熱作用。另外，這些材料具 有平滑的表面，不會對鉑管的內(nèi)部造成污染或者劃傷。
根據(jù)另一個方面，提供了一種心軸，其包括能夠為在心軸上進行加工的管 材以及心軸本身提供加熱或冷卻的結(jié)構(gòu)。所述心軸可以包括傳熱介質(zhì)進口，用
4來將傳熱介質(zhì)引入心軸內(nèi)部。所述傳熱介質(zhì)可以在心軸中循環(huán)，并且/或者使其 離開心軸的表面，提供加熱或冷卻的作用。因為心軸可以被冷卻，所以可以耐 受比僅僅依賴于制造心軸所用材料的心軸更高的溫度。因此，即使對管材進行 更高溫度的加工步驟，心軸仍可保留在管之內(nèi)。
根據(jù)另一個方面，為了便于將管材與心軸焊接就位，第一支承部分還包括 凹槽。另外，提供了設(shè)定尺寸的塊體，使其能夠以可移除的方式設(shè)置在所述凹 槽內(nèi)?？梢詫⑺鰤K體從所述凹槽中移出，以幫助焊接，還可將其插入凹槽中， 以幫助其他的工藝。
盡管結(jié)合所述心軸在鉑管制造中的應(yīng)用對心軸進行了描述，但是該心軸 還可用來制造其它材料的管材。例如，本文所述的心軸的許多方面可以單獨地 使用或者以各種組合的方式使用。
在以下詳述中更詳細地描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，本領(lǐng)域技術(shù)人員 通過閱讀該說明書，或者依照說明、權(quán)利要求書和附圖所述的內(nèi)容實施本發(fā)明， 可以很容易地了解其中一部分的特征和優(yōu)點。
應(yīng)當(dāng)理解以上的一般性描述和以下的詳細描述僅僅是對本發(fā)明進行示例
性的闡述，用來對本發(fā)明提供縱覽或框架，以幫助人們理解本發(fā)明所要求保護 的本質(zhì)和特征。
附圖用來幫助人們進一步理解本發(fā)明的本質(zhì)，附圖結(jié)合在說明書中，構(gòu)成 說明書的一部分。附圖顯示了一個或多個實施方式，并與說明書一起用來說明 本發(fā)明的原理和運作。
附圖簡要說明 圖l是心軸的透視圖。
圖2是從一側(cè)觀察心軸的分解透視圖。
圖3是從和

圖1所示相同的一側(cè)觀察心軸的分解透視圖。
圖4是可以用于心軸的板的正視圖。
圖5是沿圖2的直線5-5得到的可用于心軸的楔形件的截面圖。
圖6是另一頂部支承體的正視圖。
圖7是心軸的第二實施方式的透視圖。
具體實施例方式
在以下的詳述中，出于說明而非限制的目的，我們提供了示例性的實施方 式，用來揭示本發(fā)明的具體細節(jié)，以使得人們能夠充分地理解本發(fā)明的原理。 但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在受益于本發(fā)明揭示的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)能夠理解，可以通過 與本文所述具體細節(jié)不同地其它實施方式來實施本發(fā)明。另外，我們省略了對 眾所周知的裝置、方法和材料的描述，以免混淆對本發(fā)明原理的描述。最后， 在應(yīng)用的時候，相同的附圖標記表示相同的元件。
圖中所示心軸的右、左、頂部、底部、前和后的描述僅僅是為了便于描述， 而不會構(gòu)成限制。心軸的結(jié)構(gòu)和功能不會被其具體取向限制。
除非有另外的說明，本發(fā)明所述的任意方法都不應(yīng)理解為依照特定次序 實施各步驟。因此，當(dāng)方法權(quán)利要求并未實際要求其步驟要遵循一定的順序， 或者在權(quán)利要求書和說明書中并未以其它方式具體說明各步驟限于特定的順 序，則不應(yīng)做出存在任意特定次序的推斷。而這一點對于為理解的任意可能的
非表達的基礎(chǔ)也同樣適用，包括關(guān)于步驟或者工藝流程的設(shè)定的邏輯內(nèi)涵; 通過措詞或標點推衍出的普通含義；說明書中所述實施方式的數(shù)量或者種類。
根據(jù)一個方面，提供了一種心軸，其具有可調(diào)節(jié)的周長，便于從在其上形 成的管材中除去心軸，同時不會對管的內(nèi)部造成劃傷或者其它損壞。根據(jù)另一 個方面，所述心軸具有鎖定元件，使得心軸具有剛性，以使得心軸能夠承受在 管材形成或加工過程中可能存在的高機械作用力。根據(jù)另一個方面，所述心軸 可以易于拆解，有助于減少在從管材中除去心軸的時候?qū)懿脑斐傻钠茐?。?外，根據(jù)另一個方面，所述心軸由能夠提供高熱導(dǎo)性、高耐熱沖擊性和高耐熱 性的材料制成，使得心軸能夠在需要高熱量的工藝中，例如等離子涂覆過程中 使用。另外，所述材料可以提供平滑的表面，進一步降低了在去除心軸的過程 中管材內(nèi)部造成破壞的風(fēng)險。因此，可以提供一種具有以下性質(zhì)的心軸其可 以很容易地從管材內(nèi)除去，同時對管材內(nèi)部造成破壞的風(fēng)險降低，可以在管材 形成和加工過程中的許多階段使用。
圖1顯示了根據(jù)一個實施方式的心軸1。心軸1包括頂部支承件10,第一 邊緣支承件20,底部支承件30,以及第二邊緣支承件40,這些部件連接在一 起，構(gòu)成外周邊，當(dāng)形成管狀結(jié)構(gòu)和對其進行加工的時候，該外周邊用來支承說
所述管狀結(jié)構(gòu)。所述心軸1具有長度3。頂部支承件10和第一邊緣支承件20 構(gòu)成第一支承部分，底部支承件30和第二邊緣支承件40構(gòu)成第二支承部分。
所述第一支承部分和第二支承部分通過千斤頂螺旋(jack screw) 50和板 60連接在一起，從而為心軸1提供可調(diào)節(jié)性和選擇性的剛性。通過千斤頂螺旋 50可以對心軸1的外周邊進行調(diào)節(jié)，因此在制造和加工管材之后，可以通過例 如使得第一支承部分和第二支承部分相對移動從而使得心軸1的周長變得更小: 以便促進心軸1的去除，同時不會對剛剛制造的管的內(nèi)部造成劃傷或者其他的 損壞。另外，所述板60為心軸1提供剛性，而且允許將心軸拆解而從管中除去， 同時不會對管材造成劃傷或者其他的損壞。更具體來說，所述板60與第一和第 二支承部分形成可拆卸連接的鎖定元件，以便選擇性地防止第一和第二支承部 分之間發(fā)生相對移動。當(dāng)板60固定就位時，可使得心軸1為剛性狀態(tài)，用于制 造和加工管材。例如，當(dāng)固定就位時，板60防止第一和第二支承部分(以及 其元件)由于在管制造、千斤頂螺旋50偶然操作或其它步驟中的機械作用力 而發(fā)生相對彼此的移動。也即是說，當(dāng)固定就位的時候，板60主動地將第一和 第二支承部分(及其元件)固定在位，用來在管材成形和加工過程中制造和支承 管材。另一方面，當(dāng)板60未固定或者松散固定的時候，又使得所述第一和第二 支承部分(及其元件)可以移動，從而心軸1可以調(diào)節(jié)或者很容易地拆解，有助 于除去心軸，而不會對剛剛制得的管內(nèi)部造成劃傷或者其他的損壞。
在圖2和3中顯示了圖1的心軸1的分解圖。
頂部支承件10包括支承表面11，該支承表面11被延伸在低于該支承表 面11所處平面的平面內(nèi)的凹槽14隔開。所述頂部支承件10的前邊緣12包括 螺紋孔(threadedhole) 13。頂部支承件的后邊緣與前邊緣12類似，圖中未具 體顯示。盡管僅顯示了一個凹槽14，但是頂部支承件10可包括任意適當(dāng)數(shù)量 的凹槽14，例如如圖6所示包括兩個或更多個凹槽。所述凹槽14的數(shù)量和位 置大體對應(yīng)于將要通過心軸1形成并且由其支承的管中的焊縫的數(shù)量和位置, 這將在下文進行解釋。
第一邊緣支承件20包括圓化的外表面22，凹槽24和端面26。在凹槽24 的邊緣處設(shè)置螺紋孔25。端面26內(nèi)包括螺紋孔28。另外，第一邊緣支承件20包括內(nèi)表面27，其中具有螺紋孔29。所述第一邊緣支承件20可以成形為實心
片或者空心部件的形式。
所述底部支承件30包括具有螺紋孔34的前邊緣32。后邊緣與前邊緣類 似，包括螺紋孔34。另外，底部支承件30包括支承面36。盡管圖l-3中未顯 示，但是底部支承件30可以具有一個或多個與上文有關(guān)頂部支承件10所述的 凹槽類似的凹槽14。另外，凹槽的數(shù)量和位置也大體上對應(yīng)于將要通過所述心 軸1形成并且由其支承的管內(nèi)的接縫的數(shù)量和位置，這將在下文中進行解釋。 另外，所述頂部支承件10、底部支承件30、或者二者可以在任意一個心軸1中 包括凹槽14。
所述第二邊緣支承件40與第一邊緣支承件類似，包括圓化的外表面42, 凹槽44和端面46。在凹槽44的邊緣設(shè)置螺紋孔45。所述端面46包括螺紋孔 48。另外，所述第二邊緣支承件40包括具有螺紋孔49的內(nèi)表面。所述第二邊 緣支承件40可以形成為一個實心的片或者空心的部件的形式。
當(dāng)管形成和加工時候，所述頂部支承件10、第一邊緣支承件20、底部支 承件30和第二邊緣支承件40將與所述管接觸。因此，所述第一支承件IO、第 一邊緣支承件20、底部支承件30和第二邊緣支承件40由具有以下性質(zhì)的材料 制造其具有耐熱性，具有高熱導(dǎo)性，具有高耐熱沖擊性，能夠耐受管材加工 的條件，例如等離子噴涂造成的局部加熱。另外，所述材料重量很輕，因此心 軸在管材制造過程中可以方便地運輸和操作，可以很容易地加工成復(fù)雜的形 狀。例如，所述頂部支承件10、第一邊緣支承件20、底部支承件30和第二邊 緣支承件40可以由鋁、鈦、銅或者這些金屬各自的合金制成。
表面11、 22、 36和42形成心軸1的外周邊，它們與在心軸1周圍形成的 管的內(nèi)部接觸。因此，所述表面11，22，36,42很平滑，不會污染或者劃傷所述 管的內(nèi)部。例如，所述表面11, 22, 36, 42可以由能夠呈現(xiàn)平滑表面的材料制成， 或者涂覆有所述材料。例如，如果頂部支承件10,第一邊緣支承件20,底部支 承件30和第二邊緣支承件40是由鋁制成的，則表面11, 22, 36,42可以進行陽 極化處理?；蛘撸梢栽谒霰砻?1,22,36,42上涂覆特氟隆、尼龍、氧化鋯、 Rokide或氧化鋁，使其具有平滑的表面。所述陽極化的表面、或者用來涂覆表 面的材料一包括氧化鋯、Rokide或氧化鋁一進一步有助于為心軸提供耐熱性。千斤頂(jack)將第一支承部分與第二支承部分相連，使得可以對心軸1 的外周邊進行調(diào)節(jié)。在一個實施方式中，所述千斤頂是千斤頂螺旋50,包括主 體51，桿52和54從該主體51延伸出來。所述桿52包括裝配部分53，用來 將所述千斤頂螺旋50安裝于第一邊緣支承件20。裝配板55包括孔57和柱狀 物58。插入通孔57和孔49的固定件將裝配板55安裝于第二邊緣支承件40。 所述桿54包括凹槽56，該凹槽56具有設(shè)定的尺寸，使其適于安裝在一個柱狀 物58之上。桿59延伸過主體51，與任意合適的結(jié)構(gòu)，例如齒輪傳動鏈(圖中 未顯示，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以很容易地理解)相連，當(dāng)桿59繞其 縱軸旋轉(zhuǎn)的時候，桿52和54沿著箭頭5的方向相對彼此移動。也即是說，當(dāng) 所述桿59沿某一方向旋轉(zhuǎn)的時候，桿52、 54呈現(xiàn)的總長度增大，而當(dāng)桿59沿 相反的方向旋轉(zhuǎn)的時候，桿52、 54呈現(xiàn)的總長度減小。盡管圖中顯示了兩個千 斤頂50,但是可以使用任意合適數(shù)量的千斤頂。一般來說，千斤頂50的數(shù)量取 決于心軸1的長度3,通過選擇千斤頂?shù)臄?shù)量，沿著心軸1的長度3為心軸1 提供基本均一的調(diào)節(jié)。在此實施方式中，所述桿59與兩個千斤頂50相連，使 得可以同時調(diào)節(jié)千斤頂50?；蛘?，所述千斤頂50可以相互獨立地進行調(diào)節(jié)。 也可不使用千斤頂螺旋50,作為替代的千斤頂可包括剪形千斤頂，液壓或氣壓 千斤頂，膨脹氣囊或者氣球元件。
板60為心軸1提供剛性和鎖定元件。各個板60包括孔62和孔64。如圖 4所示，所述孔62可以是細長的，而孔64可以是圓形的?；蛘呖?4可以是細 長的，而孔62可以是圓形的。在另一種情況下，孔62和孔64可以是細長的。 將固定件66插入通孔62和孔13, 34中，這些孔分別位于頂部支承件10和底部 支承件30中。插入通孔64的固定件66，分別經(jīng)由孔28和48將板60安裝于 第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件中之一。盡管圖中顯示了四個板60,但 是可以使用任意適當(dāng)數(shù)量的板。因此板60不會與心軸1支承的管發(fā)生任何大 面積的接觸，因此對用來制造板60的材料沒有特別的限制。
可以在凹槽24和44種設(shè)置楔形件70，從而進一步為心軸1提供剛性。 各個楔形件70包括孔72和表面76。插入通孔72和孔25或45的固定件分別 將楔形件70安裝于第一邊緣支承20或第二邊緣支承件40。例如，楔形件70 可以設(shè)置在凹槽24中，使其表面76接觸頂部支承件10和第一邊緣支承件20,
9從而在其之間提供支柱。類似地，可以在以下部件之間設(shè)置楔形件70:頂部支 承件10和第二邊緣支承件40之間；底部支承件30和第一邊緣支承件20之間; 以及/或者底部支承件30和第二邊緣支承件40之間。圖5顯示了沿圖2的直線 5-5所取的楔形件70的截面圖，顯示楔形件70具有兩個表面76,每個表面76 相對于水平面呈ot角設(shè)置，以提供漸縮的表面。對于楔形件70上的兩個表面 76，各個角度a可以具有相同的值，或者可以具有不同的值，呈現(xiàn)出兩個漸縮 的表面76。另外，所述角度a中的一個或兩個可以為零，使得表面76中的一 個或兩個可以沿水平面設(shè)置。因為楔形件70不與在心軸1上形成并由心軸1 支承的管材接觸，因此對制造楔形件70的材料沒有特別的限制。
提供了塊狀件80作為形成心軸1外周邊一部分的可拆除元件。當(dāng)塊狀件 80安裝就位的時候，當(dāng)管材形成和加工的時候，所述塊狀件80有助于支承管 材，而當(dāng)塊狀件被拆除的時候，有助于管材的焊接。塊狀件80具有頂表面82，高 度84和寬度86。對高度84和寬度86進行選擇，使得塊狀件80的尺寸適于安 裝在頂部支承件10中的凹槽14之內(nèi)，使得頂表面82與表面11處于同一平面 內(nèi)。因為塊狀件80的頂表面82設(shè)置為形成心軸1外周邊的一部分，將與心軸 1上支承的管接觸，因此用來形成塊狀件80的材料可以與用來形成頂部支承件 10,第一邊緣支承件20,底部支承件30和第二邊緣支承件40的材料相同。另 外，因為，頂表面82將與在心軸1上形成并支承的管相接觸，因此所述頂表面 82的性質(zhì)和特征，即平整度和材料方面的性質(zhì)，可以與表面11,22,36和42相 同。另外，塊狀件80的數(shù)量可以與凹槽14的數(shù)量相配，每一個凹槽14中設(shè)置 一個塊狀件80?；蛘?，根據(jù)心軸的長度3，可以將一個以上的塊狀件80設(shè)置在 任意一個凹槽14中。如果使用長的心軸l,則一個凹槽中可以使用兩個塊狀件 80。例如，可以將一個塊狀件80從心軸1的前部插入，另一個塊狀件80從心 軸1的后部插入同一凹槽。在一個凹槽中使用兩個塊狀件80有助于減小各個 塊狀件80上的摩擦力，因此有助于移除塊狀件80。
下面將對心軸1的組裝和操作進行解釋說明。
首先，通過實施以下步驟，松散地組裝心軸1，這些步驟可以按照任意合 適的順序進行。另外，在各個步驟中，任意的子步驟可以按照任意合適的順序 進行。
10將心軸1中的各個千斤頂螺旋50與第一邊緣支承部分20和第二邊緣支承
部分40相連。對于各個千斤頂51,通過將固定件插入通孔和孔29中，將裝配 部分53牢固地連接于第一邊緣支承件20。通過將固定件插入通孔57和螺紋孔 49中，將裝配板55牢固地連接于第二邊緣支承件40。所述各個千斤頂螺旋50 的凹槽56設(shè)置在柱狀物58上方。
所述頂部支承件10設(shè)置在第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件40的頂 上的凹槽24、 44中。通過將固定件66分別插入通孔62、 64和孔13、 28中， 使得第一和第二板60松散地連接于頂部支承件10和第一邊緣支承件20。底部 支承件30設(shè)置在第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件40的底部上的凹槽24、 44內(nèi)。通過將固定件66分別插入通孔62、 64和孔34、 38中，第三和第四板 60松散地連接于底部支承件30和第二邊緣支承件40。固定件66也可以插入 第一和第二板60內(nèi)的通孔62并插入底部支承件30,還可以插入第三和第四板 60中的通孔62并插入頂部支承件10。所述固定件66沒有完全緊固，因此心 軸1仍然可以很容易地進行調(diào)節(jié)。
將楔形件70插入凹槽24和44中，通過將固定件74分別插入通孔72和 孔25、 45，松散地與第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件40相連。或者，所 述固定件74可以牢固地緊固。
第二，通過依照任意合適的次序?qū)嵤┮韵虏襟E，對心軸1進行調(diào)節(jié)，從而 精確地限定心軸的周邊。另外，在各個步驟中，任意子步驟可以按照任意合適 的順序?qū)嵤?br> 對千斤頂螺旋50進行調(diào)節(jié)，使得第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件 40的位置大致位于所需的相對位置。另外，在各個步驟中，所述子步驟可以按 照任意合適的順序進行。
所述頂部支承件10相對于第一邊緣支承件20和/或第二邊緣支承件40設(shè) 置，各個固定件66牢固地固定。例如，可以將插入通孔64并插入第一邊緣支 承件20的固定件66牢固固定，使得第一和第二板60相對于第一邊緣支承件 20固定。另外，相對于第一和第二板60, —旦頂部支承件10相對于第一邊緣 支承件20設(shè)置，便可將插入通孔62和插入頂部支承件10的固定件66牢固固 定。所述底部支承件20相對于第二邊緣支承件40和/或第一邊緣支承件20設(shè) 置，各固定件66被牢固固定。例如，插入通孔64并插入第二邊緣支承件40的 固定件66可以被牢固固定，從而將第三和第四板60相對于第二邊緣支承件40 固定。另外，關(guān)于第三和第四板60, —旦底部支承件30相對于第二邊緣支承 件40設(shè)置，可以將插入通孔62并插入底部支承件30的固定件66牢固固定。
另外，如果固定件74尚未被牢固固定，則可以在調(diào)節(jié)心軸l過程中的任意 時刻將其牢固固定，從而將楔形件70牢固地固定于第一邊緣支承件10和第二 邊緣支承件20。
對千斤頂螺旋50進行調(diào)節(jié)，從而使得第一邊緣支承件20和第二邊緣支承 件40相對精確就位。因為所述頂部支承件10和底部支承件30可以通過選擇 性的固定固定件66而分別牢固地連接于第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件 40，而且因為孔62可以是細長的，所述頂部支承件10和底部支承件30還可以 分別沿著第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件40移動。也即是說，即使固定 件66插過第一和第二板60并插入底部支承件30,以及插過第三和第四板60 并插入頂部支承件10,如果孔62是細長的，則孔62將允許例如頂部支承件10 相對于第二邊緣支承件40移動，以及允許底部支承件30相對于第一邊緣支承 件20移動。
盡管本文描述了一種用細長孔62選擇性固定固定件66的順序，但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠很容易地理解，可以按照不同的順序?qū)⒐潭?6插入并 固定，同時仍能夠為頂部支承件10、第一邊緣支承件20、底部支承件30和第 二邊緣支承件40相互之間提供良好的調(diào)節(jié)，從而精確地調(diào)節(jié)心軸1的周邊。 如果孔64為細長的而非孔62為細長的，則還可采用不同的插入和固定固定件 66的順序。另夕卜，如果孔62和64都是細長的，則還可以采用其他的插入和固 定固定件66的順序。
第三，將所述心軸1剛性鎖定就位，以保持精確調(diào)節(jié)的周邊。此時將仍未 緊固的固定件66牢固固定。例如，插過第一和第二板60并插入底部支承件30 的固定件66被牢固固定。另外，例如，插過第三和第三板60并插入頂部支承 件10的固定件66被牢固固定。因此，此時所有的固定件66都被牢固固定， 以使得頂部支承件IO，第一邊緣支承件20,底部支承件30和第二邊緣支承件40相互鎖定。因此，所述心軸l將是剛性的，能夠耐受在管材形成和加工過程
中經(jīng)受的機械作用力。另外，通過被固定件66牢固固定的板60的鎖定作用可 以用來抵抗千斤頂螺旋50的偶然調(diào)節(jié)。
第四，所述心軸l在整個管材形成和加工過程中使用。管材形成之后的加 工步驟可以按照任意的順序進行，例如按照自然的順序，任意管材的制造可以 包括一些步驟而不包括其他的步驟。另外，除了下面的加工步驟以外，還可以
作為附加或者作為替代進行其他的步驟。
管材成形。將鉑之類的材料板巻在心軸1上，并進行壓制、錘打、成形或 者其他的操作，使其符合心軸1的外部周邊。因為心軸1是剛性的，其能夠耐 受在管材成形過程中施加的機械力。可以使用一個以上的金屬板形成所制造的 管材的整個周邊。在此步驟過程中，將一個或多個塊狀件80放置在心軸1中存 在的任何凹槽14中。根據(jù)將要形成的管的尺寸以及用來制造管的板的數(shù)量，在 心軸1中可以存在任意合適數(shù)量的凹槽，以容納一個或多個板材邊緣之間的接 縫。使所述一個板材的邊緣或者不同板材的邊緣在塊狀件80上設(shè)置在一起。 所述邊緣可以臨時點焊在一起。
焊接。移除所述一個或多個塊狀件80，而將心軸的剩余部分留在管內(nèi)。 然后將所述一個或多個板的邊緣焊接在一起。通過除去所述一個或多個塊狀件 80，可以適當(dāng)?shù)剡M行焊接，而且不會將管焊接在心軸上，也不會使得心軸由于 其他的方式污染焊縫附近的管。
外表面制備。將一個或多個塊狀件80重新插入所述一個或多個凹槽14內(nèi)。 然后對所述管材的外部進行噴砂或噴丸處理，或者進行其他的精整。該步驟還 可以包括或備選包括對管外部的焊接部分或者其它部分進行研磨或拋光。將包 括一個或多個塊狀件80在內(nèi)的心軸1設(shè)置在管內(nèi)，在對管進行外表面制備的 過程中為管提供機械支承。當(dāng)管是由薄板材料制造的情況下，對管材的支承是 特別重要的。
涂覆。然后通過例如等離子噴涂對管材的外表面進行涂覆。在此步驟中， 可以使用高溫。因為用來制造心軸的材料，包括心軸1外周邊上的涂層，所述 心軸1能夠耐受所采用的高溫。另外，所述心軸1設(shè)計成用作散熱體。更具體 來說，由于在管內(nèi)存在心軸1，包括心軸1和管之間的充分接觸，以及用來制造心軸1的材料，都使得心軸能夠從在該心軸1上加工的管材吸收熱量，并且將 熱量傳走。
耐火支承結(jié)構(gòu)的連接。然后可以將耐火支承結(jié)構(gòu)連接于所述管材。所述耐 火支承結(jié)構(gòu)可以包含例如陶瓷、玻璃、或者其它鉑結(jié)構(gòu)。另外，所述連接支承
結(jié)構(gòu)的方法可以包括例如加熱和/或加壓。支承結(jié)構(gòu)的例子參見2007年5月22 日提交的共同待審的美國專利申請第11/805,081號以及2008年4月1日提交 的第12/080,213號。同樣因為所述心軸1是剛性的，所述心軸能夠為管材提供 機械支承，在將其它元件連接于所述管材的時候，心軸防止所述管塌陷。另外， 所述心軸1能夠耐受這些工藝中所用的溫度，因此在這些工藝中可以保留在管 材內(nèi)。
耐火材料的安裝。在此步驟中，可以用耐火元件包圍、封裝該管材或者進 行其他的包封，以對管材提供支承和絕緣。該步驟還可以包括使用會在高溫下 燒結(jié)的可澆鑄材料。所述可澆鑄材料可以包括耐火氧化物，或者例如以下氧化 物Zr02,Si02,CaO,MgO。同樣因為所述心軸1是剛性的，在將耐火材料設(shè)置 在管材周圍的位置的時候，所述心軸l可以向管提供機械支承。也即是說，在 將其他的材料放置在管材周圍并與之接觸的時候，心軸1可以避免管材發(fā)生塌 陷。另外，心軸1能夠耐受這些工藝中采用的溫度，因此可以在這些工藝期間 心軸可以保持在管內(nèi)。
第五，通過按照任意合適的順序進行以下步驟，可以將心軸1從管內(nèi)取出。 同樣地，所述各步驟中的子步驟可以按照任意合適的順序進行。所述心軸l的 結(jié)構(gòu)很容易拆解，即，允許以各種方式和順序拆除元件，同時盡可能減少元件 與管內(nèi)部的接觸，從而避免對管內(nèi)部產(chǎn)生劃傷或者其他的損壞。
拆除固定件66。如果拆除了所有用來保持板60的固定件66，則板60也 可拆除。或者，可以僅僅拆除或者松動一些固定件66，使得第一和第二支承部 分可以相對彼此移動?；蛘呖梢运蓜踊蛘卟鸪渌墓潭?6，使得各種或所 有的頂部支承件10,第一邊緣支承件20,底部支承件30和第二邊緣支承件40 能夠相對彼此移動。另外，所述固定件66可以一次性全部拆除，或者可以在松 動和/或拆除一些固定件66的操作之間進行拆除過程中的其它步驟。
14拆除板60。 一旦所有的用來保持任意一個板60的固定件66都被拆除，則板也可被拆除。所有的板60可以一次性拆除，或者可以在拆除各個板60的步驟過程中進行拆除工藝的其它步驟。
拆除楔形件70。拆除固定件74,將楔形件70向著心軸的中心抽回，從凹槽24、 44中移出楔形件70。所有的楔形件70可以一次性除去，或者可以在移出各個楔形件70的步驟之間進行拆除工藝的其它步驟。
拆除頂部支承件10。優(yōu)選在拆除與頂部支承件10接觸的楔形件70之后除去頂部支承件10。也即是說，通過首先拆除與頂部支承件10接觸的楔形件70，所述頂部支承件10可以降低，不再與管接觸，然后在不接觸管內(nèi)部的情況下從管中滑出。通過這種方式拆除頂部支承件10，可以防止管材內(nèi)部被劃傷。
拆除底部支承件30。優(yōu)選在拆除與底部支承件30接觸的楔形件70后拆除底部支承件30。也即是說，通過首先拆除與底部支承件30接觸的楔形件70,底部支承件30可以升高，不再與管接觸，然后在不與管內(nèi)部接觸的情況下從管內(nèi)滑出。通過這種方式拆除底部支承件30，可以防止管內(nèi)部被劃傷。
拆除塊狀件80。塊狀件80可以在拆除其中設(shè)置有該塊狀件80的支承件(頂部支承件10或底部支承件30)的同時一起拆除。優(yōu)選將塊狀件80與支承件一起拆除，以免管材內(nèi)部發(fā)生劃傷或者其他的破壞?；蛘?，可以在拆除其中設(shè)置有塊狀件80的支承件之前拆除塊狀件80。
拆除千斤頂螺旋50。通過旋轉(zhuǎn)桿69使得千斤頂螺旋50沿箭頭5的方向縮短?？梢詫⑶Ы镯斅菪?0縮短，使得凹槽可以與柱狀物58分離。作為補充或者備選，可以拆除將裝配部分53固定于第一邊緣支承件20的固定件。可以一次性縮短和拆除千斤頂螺旋50,或者可以縮短和拆除千斤頂螺旋50的步驟之間進行拆除工藝的其它步驟。
拆除第一邊緣支承件20。優(yōu)選在拆除頂部支承件10和/或底部支承件30之后、以及縮短千斤頂螺旋50之后拆除第一邊緣支承件20。這些拆除第一邊緣支承件20的順序能夠使得第一邊緣支承件20移動，使其不再與管充分接觸，從而避免在拆除過程中，在管內(nèi)部造成劃傷或者其他的損壞。
拆除第二邊緣支承件40。優(yōu)選在拆除頂部支承件10和/或底部支承件30之后、以及縮短千斤頂螺旋50之后拆除第二邊緣支承件40。這些拆除第二邊
15緣支承件40的順序能夠使得第二邊緣支承件40移動，使其不再與管充分接觸，
從而避免在拆除過程中，在管內(nèi)部造成劃傷或者其他的損壞。
在以上的拆除過程中，可以將任意一個或多個元件與任意一個或多個其它元件一起拆除。也即是說，所述心軸1的元件允許以各種不同的方式和順序拆除心軸1的元件，同時盡可能減少或避免對管內(nèi)部造成劃傷或者其他的損壞。
圖7中顯示了心軸的第二實施方式。在此第二實施方式中，心軸100包括許多與上文所述心軸l相同的元件。因此，相同的附圖標記表示相同的元件，此處略去了對這些元件的詳細描述。為了簡化說明，此處僅僅詳細描述了與心軸1不同的特征。
與心軸1類似，心軸100包括具有表面11的頂部支承件10，具有圓化的外表面22的第一邊緣支承件20，具有支承表面的底部支承件(圖中未顯示)，具有圓化的外表面42的第二邊緣支承件40,以及具有表面82的塊狀件80。同樣地，所述心軸100包括位于其內(nèi)部的千斤頂(未顯示)。關(guān)于這些元件的連接和相互關(guān)系的細節(jié)參見上文關(guān)于心軸1的描述。
另外，心軸100通過其表面11, 22, 42, 82,以及通過其底部支承件的表面(未顯示)，提供了主動的傳熱，例如加熱或冷卻。為了提供主動傳熱，心軸100包括前板160,背板，傳熱介質(zhì)進口 162和通口(orifice)102。所述傳熱介質(zhì)可以是例如氣體或液體。此處為了簡化起見，所述傳熱介質(zhì)描述為氣體。
為了密封心軸100的內(nèi)部，提供了前板160和背板。前板160具有設(shè)計的尺寸，延伸過心軸IOO的寬度，從而與第一邊緣支承件20和第二邊緣支承件40的端面以及所述頂部支承件10和底部支承件的前邊緣接觸。通過插入前板160中的通孔的固定件66，將所述前板160連接于頂部支承件10，第一邊緣支承件20,底部支承件和第二邊緣支承件40。如第一實施方式一樣，各個孔可以是圓形的或者細長的。可以在所述前板160以及以下各部件之間提供密封元件，例如O形環(huán)或者墊圈，以免發(fā)生不希望出現(xiàn)的氣體從心軸IOO滲漏的現(xiàn)象，所述各部件為頂部支承件IO，第一邊緣支承件20,底部支承件以及第二邊緣支承件40。另外，前板160包括傳熱介質(zhì)進口 162，可以將加壓氣體源與該進口相連，用來將加壓氣體通入心軸100內(nèi)。背板164(其具體細節(jié)未顯示，但是其與前板160類似，具有傳熱介質(zhì)進口，或者沒有該進口)與心軸100的背面相連，
用來密封心軸100的內(nèi)部。
所述表面11， 22， 42, 82以及底部支承件的表面包括與心軸100的內(nèi)部連通的通口 102。所述通口 102優(yōu)選均勻分布在心軸100的外周邊上。當(dāng)心軸100被主動冷卻的時候，表面11， 22, 42, 82以及底部支承件的表面可以涂覆有特氟隆，或者較低熔點的材料，例如尼龍，所述心軸仍然可用于管材外部存在局域高溫度的工藝(例如等離子涂覆)。
通過進口 162將加壓氣體引入心軸100內(nèi)，并迫使其從通口 102排出，從而與心軸IOO上形成的管接觸。所述氣體可以是任意合適的氣體，例如空氣、氮氣或低溫氣體。所述氣體還可以在所述心軸100的外周邊和其上形成的管材之間的空間內(nèi)循環(huán)，從而加熱或冷卻所述管材和/或所述心軸。
需要強調(diào)的是，上述本發(fā)明的實施方式，特別是"優(yōu)選"實施方式僅僅是實施本發(fā)明的例子，僅僅用來幫助清楚地理解本發(fā)明的原理?？梢栽诨静槐畴x本發(fā)明精神和原理的情況下對本發(fā)明上述實施方式進行許多的變化和改良。所有這些變化和改良都包括在本發(fā)明和說明書范圍之內(nèi)，受到權(quán)利要求書的保護。
例如，所述心軸可以使用液體代替氣體，使用上述結(jié)構(gòu)或者其它結(jié)構(gòu)，提供主動傳熱。例如，所述傳熱介質(zhì)進口可以與封閉的流體路徑相連，該路徑延伸到與心軸外周邊上一個或多個表面相鄰的位置，通過傳熱介質(zhì)出口而不是心軸外周邊中的通口離開所述心軸。
另外，例如，盡管圖中顯示心軸的外周邊是橢圓形的，但是外周邊可以采用任意所需的形狀。
另外，例如盡管根據(jù)描述一些孔是螺紋孔，但是并非必須如此?？梢允褂萌魏文軌蚍磸?fù)緊固和松開的可以很容易地拆卸的固定件連接形式。因此，所述孔可以是能與所用固定件合作的任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
因此，非限制性的方面和/或?qū)嵤┓绞桨?br> Cl.心軸，其包括第一支承部分；第二支承部分；其中第一支承部分和第二支承部分相對彼此設(shè)置，從而形成外周
邊；
千斤頂，其與第一支承部分和第二支承部分連接，其設(shè)置成能使
得第一和第二支承部分相對彼此移動，從而調(diào)節(jié)外周邊；以及
鎖定元件，其可拆卸地與第一和第二支承部分相連，以選擇性地防
止第一和第二支承部分之間的相對移動。
C2. Cl的心軸，其中，所述第一支承部分還包括凹槽。
C3. C2的心軸，還包括塊狀件，該塊狀件具有設(shè)定的尺寸，使其可
以可拆卸地設(shè)置于凹槽中，當(dāng)將其設(shè)置在凹槽中的時候，可以形成外周邊
的一部分。
C4. C2的心軸，其中，所述第一支承部分還包括第二凹槽。
C5. Cl-C4中的任一項所述的心軸，其中，所述鎖定元件包括板。
C6. C5的心軸，其中，所述板包括孔，所述心軸還包括固定件，所
述固定件設(shè)置穿過所述孔，從而可拆卸地將所述板與所述第一支承部分和
第二支承部分相連。
C7. Cl-C6中任一項的心軸，還包括設(shè)置在所述第一支承部分和第
二支承部分之間的楔形件。
C8. Cl-C7中任一項的心軸，其中所述第一支承部分和第二支承部
分由鋁、鈦、銅或其合金制成。
C9. C8的心軸，其中，第一和第二支承部分由鋁構(gòu)成，外周邊被陽極化。
C10. Cl-C8中任一項的心軸，其中，所述外周邊涂覆有氧化鋯、氧化鋁、或者Rokide。
Cll. C1-C10中任一項的心軸，其中，第一支承部分包括第一邊緣支承件和頂部支承件，它們可拆卸地相互連接。
C12. Cl-Cll中任一項的心軸，其中，所述第一邊緣支承件包括圓化的外表面。
C13. Cll的心軸，其中，所述第二支承部分包括第二邊緣支承件和底部支承件，它們可拆卸地互相連接。C14. C1-C13中任一項的心軸，還包括與第一支承部分和第二支承
部分中之一相連的傳熱介質(zhì)進口。
C15. C14的心軸，還包括位于外周邊、并與傳熱介質(zhì)進口連通的通□。
C16. C14的心軸，其中所述外周邊涂覆有特氟隆或尼龍。C17. —種制造管結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括提供如C1-C16中任一項所述的心軸；
在心軸周圍將材料板成形，從而形成管，所述板具有第一邊緣和第二
邊緣；
將第一邊緣和第二邊緣相互焊接在一起；以及加工所述管，
用在所述管內(nèi)部的心軸進行所述焊接和加工的步驟。C18. C17的方法，其中加工管的步驟包括對管進行研磨、拋光、噴砂或噴丸、涂覆、將支承結(jié)構(gòu)連接于管、或者在管周圍設(shè)置絕緣耐熱材料。C19. C17或C18的方法，其中，材料板包含鉑或者其合金。C20. C17, C18或C19的方法，還包括對心軸進行加熱或冷卻。
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權(quán)利要求
1.一種心軸，其包括第一支承部分；第二支承部分；其中第一支承部分和第二支承部分相對彼此設(shè)置，從而形成外周邊；千斤頂，其與第一支承部分和第二支承部分連接，設(shè)置成使第一和第二支承部分相對彼此移動，從而調(diào)節(jié)外周邊；以及鎖定元件，其可拆卸地與第一和第二支承部分相連，以選擇性地防止第一和第二支承部分之間的相對移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的心軸，其特征在于，所述鎖定元件包括板，所 述板具有孔，所述心軸還包括設(shè)置穿過孔固定件，該固定件可拆卸地將所述板與所述第一支承部分和第二支承部分相連。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的心軸，還包括設(shè)置在所述第一支承部分 和第二支承部分之間的楔形件。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的心軸，其特征在于，所述第一支承 部分包括第一邊緣支承件和頂部支承件，它們可拆卸地互相連接。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的心軸，還包括傳熱介質(zhì)進口，該進 口與所述第一支承部分和第二中分中之一相連。
全文摘要
提供一種心軸(1)，其包括頂部支承件(10)，第一邊緣支承件(20)，底部支承件(30)，以及第二邊緣支承件(40)。所述頂部鈷支承件和第一邊緣支承件構(gòu)成第一支承部分。所述底部支承件和第二邊緣支承件構(gòu)成第二支承部分。所述第一支承部分和第二支承部分相對彼此設(shè)置，從而形成外周邊。千斤頂(50)與第一和第二支承部分相連，設(shè)置用來使得第一和第二支承部分相對彼此移動，從而調(diào)節(jié)心軸的外周邊。鎖定元件(60)可拆卸地與第一和第二支承部件相連，從而選擇性地防止第一和第二支承部件之間發(fā)生相對移動。
文檔編號C03B35/00GK101654327SQ20091017042
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者D·M·小費希爾, E·M·斯特德文特, W·王 申請人:康寧股份有限公司