CN102990767A - 生产陶瓷坯体的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生产陶瓷坯体的装置和方法。生产陶瓷形成材料坯体的装置包括支承设备,支承设备包括至少一个空气轴承,空气轴承包括具有多个孔的支承表面。在一个例子中,支承表面构造成为坯体限定大于180°的支承区域。在另一例子中,多个孔包括至少一定数量的孔,至少一定数量的孔定向成流体喷射轴线相对于挤压轴线成斜角地延伸。在另一例子中,空气轴承是可调整的。生产坯体的方法也在支承表面和坯体之间提供气室。
Description
交叉引用相关的专利申请
根据U.S.C.§120,本申请要求享受于2011年9月8日提交的US申请序号13/227,944的申请的优先权,在此信任其内容并通过结合全面引用其内容。
技术领域
本申请公开的内容总体涉及一种生产陶瓷形成材料坯体的装置和方法,具体涉及生产由气室支承的坯体的装置和方法。
背景技术
生产陶瓷形成材料坯体,随后烧结成用于各种应用的蜂窝陶瓷体的装置和方法是已知的。例如,已知通过从挤压模具中挤出一批陶瓷形成材料来形成坯体。用于支承挤出坯体的常规装置是空气轴承。
发明内容
为了帮助基本理解详细说明部分的某些实施例,下面简单地概括说明了本发明公开的内容。
在一个示例方面中,用于生产陶瓷形成材料坯体的装置包括挤出设备,挤出设备包括模具部件。挤出设备构造成通过模具部件挤出一批陶瓷形成材料以形成坯体。装置进一步包括支承设备,支承设备包括至少一个空气轴承,空气轴承包括具有多个孔的支承表面。支承表面构造成为坯体限定大于180°的支承区域。装置进一步包括流体源,流体源构造成与多个孔流体联通,以在支承表面和坯体之间形成气室,从而在支承区域内支承坯体。
在另一示例方面中,用于生产陶瓷形成材料坯体的装置包括挤出设备,挤出设备包括模具部件。挤出设备构造成通过模具部件沿着挤压轴线挤出一批陶瓷形成材料以形成坯体。支承设备包括至少一个可调整的空气轴承,空气轴承包括具有多个孔的支承表面。支承表面相对于挤压轴线的径向位置构造成可调整的。流体源构造成与多个孔流体联通,以在支承表面和坯体之间形成气室。
在另一示例方面中,生产坯体的方法包括以下步骤:沿着挤压轴线挤出一批陶瓷形成材料以成为坯体,以及径向收缩多个可调整空气轴承的多个支承部分,以使保证每个支承部分都符合坯体的外表面部分。该方法进一步包括以下步骤:使流体从每个支承部分的多个孔中喷出,以在坯体的外表面部分和多个支承部分之间形成气室。
附图说明
参考附图,通过以下的对发明的详细说明,可以体会到本发明的其它特点和优点,包括:
根据公开的内容,图1是挤出设备和空气轴承的示意图;
图2是图1的模具部件的部分放大截面图;
图3是图1的坯体沿着线3-3的截面图;
图4是沿着图12的线4-4的空气轴承的例子;
图5的截面图是沿着图12的线5-5的空气轴承的例子;
图6的截面图是沿着图12的线6-6的空气轴承的例子;
图7是沿着图5的线7-7的空气轴承的支承表面的示意图;
图8是沿着图7的线8-8的支承表面的截面图;
图9是沿着图7的线8-8的支承表面的截面图的另一例子;
图10是沿着图7的线10-10的支承表面的截面图;
图11是沿着图7的线10-10的支承表面的截面图的另一例子;以及
图12是在利用挤出设备生产图1的坯体的过程中的一种用于支承和移动坯体的空气轴承的示意图。
具体实施方式
参考附图,下文中将更详细地描述本发明,并在其中展示了在权利要求中要求保护的发明的例子。本申请中尽可能地,在全文中对相同或相似的部件使用了相同的编号,然而在权利要求中要求保护的发明是多种形式的,并不仅限于在此阐明的实施方案。提供实施方案的目的是为了使发明公开的更加充分和彻底,以及向本领域技术人员全面地表达要求保护的权利要求的范围。
在说明书中,“坯体”是一种烧结前的陶瓷形成材料结构体或物体。“细胞结构”、“蜂窝状结构”或“坯体”包括以下任何整体结构:该整体结构具有入口端口和出口端面,并具有一系列壁,这些壁限定出多个敞开端部的细胞或通路,这些细胞或通路纵向地和相互平行地在坯体的入口端面和出口端面之间延伸通过坯体。
图1展示了一种用于生产陶瓷形成材料坯体12的装置10。装置10包括挤出设备14,该挤出设备构造成通过模具部件16挤出一批陶瓷形成材料以形成长度不确定的坯体12。一旦达到了期望的长度,可使用切断机(未展示)切断挤出坯体12以提供切断的坯体12。
所展示的装置10是一种双螺杆挤压机,包括双螺杆18a、18b,双螺杆构造成各自通过电动机19a、19b旋转,以在该一批陶瓷形成材料沿着路径20朝向模具部件16行进时混合和压缩陶瓷形成材料。挤出设备14包括挤压轴线22,其中可从模具部件16中沿着挤出方向23挤出坯体12,该挤出方向与挤压轴线22基本平行。
图2示出了根据说明书的各方面的一种可用的示例模具部件16的放大横断面图。如所示,模具部件16包括进料口24,该进料口构造成在方向26上、沿着路径20、朝向多个模具芯棒28馈送材料。模具芯棒28彼此之间分开以限定槽30,这些槽设计成随着材料被抽吸入挤出坯体12,形成蜂窝状结构34(可在图3中较好地观察)的壁32。如图2所示的模具芯棒28具有正方形的形状,以限定出正方形的通道36(可在图3中较好地观察),但取决于所期望的通道结构,也可选择其它的模具芯棒28结构(例如,六角形、八角形等)。
回到图1,装置10包括支承设备50,该支承设备构造成在从模具部件16中挤出坯体12时支承挤出坯体12。支承设备50可包括至少一个如下所述的空气轴承52,该空气轴承可用于生产气室。
图4展示了空气轴承52的端视图。如所示,空气轴承52可包括盒形框架54,其限定出了至少一个内部气腔56(可在图5中较好地观察)。假如提供的话,盒形框架54可包括至少一个流体入口58,以使流体在盒形框架54之外的流体源70(可在图12中较好地观察)和内部气腔56之间流通。在一个例子中,内部气腔56可以是固定的,几乎没有或没有环境空气在装置10的工作过程中进入内部气腔56。盒形框架54是立方形的并且是由金属制造的,但也可以是其它的形状和材料。
转向图5,空气轴承52可包括支承表面60。在一个例子中,支承表面60是由聚合物制成的,然而其它的材料也可。可基于支承表面60和挤出坯体12之间的低摩擦系数来选择用于支承表面60的材料,以在支承表面60和坯体12之间产生任何接触时便于适应相对运动。支承表面60包括多个可通加压流体的孔68(可在图7中较好地观察)。在一个例子中,孔68通过中空支承部件62与内部气腔56形成流体联通。
在一个例子中,支承表面60可以是与中空支承部件62刚性联接的。中空支承部件62可以是与衬套64滑动联接的,衬套位于由盒形框架54限定的孔中。衬套64的材料选择方面可包括低摩擦系数和自润滑特性。在一个实例中,衬套64材料是圣戈班功能塑料公司(Saint-Gobain Performance PlasticsCorporation)生产的诸如J的聚四氟乙烯(PTFE)。在另一实例中,另外的衬套64可包括诸如球型衬套、拼合衬套、压配合衬套等。
如图12所示,流体源70可构造成与多个孔68相流通以在支承表面60和坯体12之间形成气室以在支承区域74(见图5)内支承坯体12。如所示,流体源70可与位于空气轴承52的盒形框架54上的流体入口58相联通。流体可以是液体、蒸汽或气体。另外,当流体是气体(如空气)时,气体可以是湿润的以提高产品质量。在一个例子中,流体源70提供增压空气至流体入口58,随后在内部气腔56中增压。增压空气流过中空支承部件62和衬套64到达支承表面60并通过在支承表面60中的孔68离开空气轴承52。通过孔68连续供应增压空气以浮动支承坯体12。在本例子中,低压空气就足以在支承表面60和坯体12之间形成气室,使坯体12可自由地漂浮在支承区域74中而不需要与支承表面60相接触。然而,可以设想,所用的气压大小取决于以下因素,例如在支承表面60和坯体12之间的间距、坯体12的密度等。
尽管不是所有的例子都需要的,但支承表面60可构造成为坯体12限定大于180°的支承区域74。这样的话,支承区域74可以设计成在挤出和/或切断工艺中有助于将坯体12更牢固地定心和保持在适当的位置。支承表面60的面对支承区域74的一面可以是圆弧形的,也可以设想非圆形的其它形状,如椭圆形。在一个例子中,支承表面60所提供的支承区域74是约360°的部分圆柱体。在另一个例子中,支承表面60所提供的支承区域74是小于约315°的部分圆柱体。在另一个例子中,支承表面60限定的支承区域74是约215°-约315°。在另一个例子中,支承表面60限定的支承区域74是约250°-约280°。在另一个例子中,支承表面60限定的支承区域74是约265°。
具有约360°限定坯体12的支承区域74的一个优点包括:在其通过气室支承时实现较好的对坯体12的运动的控制。约360°限定坯体12的支承区域74的另一个优点包括在离开挤出设备14时更有可能消除坯体12的旋转。约360°限定坯体12的支承区域74的另外的优点包括:坯体12更均匀干燥并且更易于坯体12保持圆形截面,减少了坯体12塌陷的可能性。在一个约360°限定坯体12的支承区域74实例中,增压空气通过孔68进入支承区域74,形成气室以支承并可能运输坯体12,随后通过支承表面60之间的空隙离开支承区域74。在另一例子中,排气口的功能和支承表面60之间的间隙是相同的,允许增压空气离开支承区域74。
具有以小于360°限定坯体12的支承区域74的优点包括:用于增压空气离开支承区域74的空隙更大。例如,如果支承区域74以约315°限定坯体12,增压空气可以通过支承表面60未占据的空间离开支承区域74。具有以小于360°限定坯体12的支承区域74的另一个优点包括,相对于坯体12沿挤压轴线22移动的常规操作,更易于从支承区域74中除去陶瓷形成材料。例如,小于360°的限定可适合应对意外的停工或无意的坯体12与支承部分82或其它坯体12的接合。无意的接合会破坏坯体12或使坯体12不能用于进一步的工艺中,导致需要将其从支承区域74去除。在这些情况下,可以通过支承表面60未占据的空间从支承区域74上去除陶瓷形成材料。
转向图7,以平面图示出了沿着图5的线7-7的示例支承表面60。标明在支承表面60上的挤压轴线22表明支承表面60的方向。如实施例所示展示了多个孔68的位置和数量,但也可采用其它多种不同位置和数量的孔68。所示的孔68的横截面在图8和9以及图10和11中分别是平行和垂直于挤压轴线22的。在进一步的例子中,孔68可能彼此之间是不同间隔的和/或可能具有不同的尺寸和/或形状。如所示,孔68的形状基本上是圆形的,但孔68可能具有其它的形状。
图8是多个孔68沿着图7的线8-8(平行于挤压轴线22)的示例截面图。如图8所示,多个孔68被定向成流体喷射轴线78a基本上垂直于挤压轴线22延伸。孔68可能具有朝向坯体12中心径向引导的流体喷射轴线78a。这样的流体喷射轴线78a方向具有几个目的,首先是抵消坯体12的重力以使坯体12自由地漂浮在支承表面60上。另外的目的包括但不局限于,防止坯体12绕着挤压轴线22旋转,以及为坯体12提供更高的干燥速率以防止外皮或表面上产生裂纹或裂缝,这可能会降低成品的性能或外观。
图9是沿着图7的线8-8的另一示例截面图,表明多个孔68可定向成流体喷射轴线78b相对于挤压轴线22呈一倾斜角延伸。流体喷射轴线78b方向可用来推动坯体12在与挤压轴线22平行的挤出方向23上运动。这样,从孔68喷射的流体可给予坯体12一个垂直于坯体12的分力以通过气室帮助坯体12保持平衡。同时,可以提供沿着挤出方向23的力以激励坯体12在挤出方向23上的运动(例如,运输),从而便于从模具部件16中挤压出坯体12。
图10是多个孔68沿着图7的线10-10的示例截面图,线10-10垂直于挤压轴线22。如图10所示,多个孔68可定位成流体喷射轴线78c以一相对于沿着挤压轴线22的挤出方向23为横向的方向分量延伸。流体喷射轴线78c的方向可用来偏置坯体12,以对坯体12施加绕着挤压轴线22的旋转矩力。在一个例子中,大量的流体流都对坯体12的外表面46施加分力,该分力相对于挤压轴线22是横向。横向力可以相对于挤压轴线22施加矩臂,如与坯体12表面相切的力。该分力由从多个孔68中以相对于挤压轴线22横向角度喷射的加压流体来产生,可抵消坯体12在从模具部件16中挤出来时,坯体12在相反方向上的旋转倾向。
转向图11,多个孔68可定向成流体喷射轴线78d沿一垂直于挤出设备14的挤压轴线22延伸的方向分量延伸。孔68的沿该方向的力抵消坯体12的重力效果,以便坯体12通过气室自由地漂浮在支承表面60上。可以理解的是,孔68的流体喷射轴线的方向可包括任何所述方向的组合,以在坯体12的制造工艺中,在各种支承表面60上、或者在同一支承表面60内使坯体12自由漂浮、推动坯体12运动或抵抗坯体12运动。如此,当坯体12从模具部件16中挤出时,可保持坯体12的精细蜂窝配置结构。
回到图7,在支承表面60末端的孔68可以是具有一种喷射轴线,而在支承表面60其它部分(例如支承表面60的中央部分)上的孔68具有不同的喷射轴线。这种配置允许更加功能化地在坯体12进入和离开每个空气轴承52时控制坯体12。在一个例子中,在支承表面60一端的孔68的流体喷射轴线可以是与坯体12相切的,而在支承表面60的中央部分的孔68的流体喷射轴线可以垂直于坯体12。
回到图5,在空气轴承52的一个例子中,空气轴承52包括支承表面60,其在径向上可调整以适应不同尺寸的几何相似的坯体12。中空支承部件62和衬套64之间的相对运动允许支承表面60移动通过连续的位置,如旋转、平移等。每个位置构造成符合坯体12的外表面46的一部分。每一位置上形成的支承区域74都是与其它支承表面60上形成的每个其它支承区域74是同中心的。在一个例子中,空气轴承52具有支承表面60,可调整支承表面60的位置,使坯体12自由地漂浮和平移,而坯体12的直径在相对于标称坯体12直径+0.4英寸至-0.4英寸之间。可以理解的是,其它范围的直径也是可预期的。
在空气轴承52的另一例子中,空气轴承52是可调整的,以适应具有不同几何形状的坯体12。例如,在一个位置上,支承表面60可形成圆截面的支承区域74。在调整之后,支承表面60的支承区域74可以是椭圆形的横截面。
回到图1,在装置10的另一实施方案中,装置10包括挤出设备14,挤出设备14包括模具部件16。挤出设备14构造成通过模具部件16挤出一批陶瓷形成材料以形成坯体12。支承设备50包括至少一个具有多个孔68的空气轴承52。至少一定数量的孔68被定向为流体喷射轴线78b相对于挤压轴线22呈斜角延伸。该流体喷射轴线78b的方向可以用来沿着与挤压轴线22平行的方向推动坯体12。在一个例子中,流体喷射轴线78b相对于挤压轴线22成斜角延伸可以为坯体12在与挤压轴线22平行并远离模具原件16的挤出方向23上产生分力。从多个孔68中相对于挤压轴线22成斜角喷射出的增压流体产生的分力推动坯体12至另一空气轴承52,下一步的工艺设备等。装置10进一步包括与多个孔68相流体联接的流体源70以形成在支承表面60和坯体12之间的气室。
在装置10的又一实施方案中,装置10包括挤出设备14,挤出设备14包括模具部件16。挤出设备14构造成通过模具部件16挤出一批陶瓷形成材料以形成坯体12。支承设备50包括至少一个在径向上可调整的空气轴承52。空气轴承52包括具有大量孔68的支承表面60,其中支承表面60相对于挤压轴线22的位置构造成是可调整的。支承表面60可构造成为坯体12限定大于180°的支承区域74。
作为说明性的例子,装置10包括空气轴承52,其包括支承表面60,支承表面60可通过线性移动经过连续位置来进行调整。在每一位置上都可形成支承区域74,其与其它支承表面60的其它各支承区域是同中心的。在一个例子中,空气轴承52具有可调整至一位置的支承表面60以适应具有不同尺寸的几何形状相似的坯体12。坯体12可自由地在空气轴承52上漂浮和运输,坯体12的直径在相对于标称坯体12直径+0.4英寸至-0.4英寸之间。可以理解的是,其它范围的直径也是可预期的。另外,装置10包括与多个孔68相流体联接的流体源70,以在支承表面60和坯体12之间形成气室。
回到图5,在一个例子中,装置10包括至少一个可调整的空气轴承52。至少一个可调整的空气轴承52包括多个空气轴承52,其每个都包括相应的支承部分82。每个支承部分82都包括多个孔68。多个支承部分82构造成帮助限定支承表面60。支承部分82面对支承区域74的表面是圆弧形的形状。当每个支承部分82都具有圆弧形的形状时,多个支承部分82可能一起形成较大的弓形部分或者其它的弓形部分(例如,椭圆形的)。可以理解的是,其它形状的支承部分82也是可预见的,例如椭圆形,在使用时彼此形成具有椭圆形截面的支承表面60。
支承部分82构造成在径向上在伸展和回缩位置之间调整。中空支承部件62和衬套64之间的相对运动允许支承部分82的运动,如旋转、平移等通过连续位置。每个支承部分82的平移符合在伸展和回缩位置之间的径向路径。每一位置上产生的支承区域74都是与其它支承部分82的支承区域74同中心的。在一个例子中,空气轴承52具有支承部分82,其可调整至一位置以使坯体12自由地漂浮和运输,坯体12具有在标称坯体12直径+0.4英寸至-0.4英寸之间的直径。可理解的是,其它范围的直径也是可预见的,
参见图6,支承设备50可包括直径调节杆84。直径调节杆84可能是弓形的或者圆形的,其它的形状也是可预期的。在直径调节杆84中具有至少一个槽86,槽86的一个末端处于离圆形直径调节杆84中心的较远距离。直径调节杆84可以可滑动地附着于槽86处的至少一个轴88之上,通过销、滚柱轴承或其它联接方法相联接。在一个例子中,至少一个轴88可以是与支承部分82刚性连接的。
因为槽86的末端处于距直径调节杆84中心的不同径向距离上,直径调节杆84的圆周运动同时相对于挤压轴线22伸展或回缩轴88。轴88的径向运动使支承部分82移动通过连续的位置,产生了具有可调整直径的空气轴承支承表面60,每一位置都是与任何另一个位置同中心的。轴88和支承部分82的径向运动是由中空支承部件62和衬套64的滑动结合来引导的。
参见图12,若干空气轴承52a,52b,52c是和上述空气轴承52相似的或者相一致的,可串联地位于挤出设备14的末端。坯体12由此离开挤出设备14并且通过一系列空气轴承52a,52b,52c浮动支承和运输。在一个例子中,每个空气轴承52是可手动控制的。在另一例子中,每个空气轴承52可通过主控制***相联。***测量设备102位于作为坯体12的入口的、空气轴承52末端。***测量设备102a,102b,102c可能与每一空气轴承52a,52b,52c相联,以在坯体12进入各自空气轴承52a,52b,52c时检测某些生产特征参数(例如,形状,尺寸和不规则的外表面46)。每个***测量设备102a,102b,102c可与逻辑单元104通过电连接件106a,106b,106c相联系。逻辑单元104还可以被称作控制器。
逻辑单元104可评价在每个空气轴承52之内的坯体12的生产特征参数。逻辑单元104随后与致动器108a,108b,108c相联接,与每个空气轴承52a,52b,52c的直径调节杆84a,84b,84c相联系。逻辑单元104可与每个直径调节杆84a,84b,84c通过电连接件110a,110b,110c相联系,以根据坯体12的生产特征参数调整支承表面60。致动器108a,108b,108c由此可以是有选择地激活的,以使各调节杆84a,84b,84c按预定地移动以保证支承表面60准确地符合坯体12的外表面46。逻辑单元104可在坯体12沿着挤出方向23的运动过程中,基于***测量装置102a,102b,102c的反馈,响应坯体12表面特征的改变,来自动地控制调整多个支承部分82。同样地,一系列的空气轴承52可适应坯体12的形状改变,如收缩等。
逻辑单元104还可以与集管112通过电连接件114相联系。集管112可包括多个螺线管操纵阀(未展示),例如一个螺线管操纵阀位于空气轴承52a,52b,52c的流体入口58。螺线管操纵阀可以构造成控制增压流体从集管112至每个流体入口58的流量。在一个例子中,逻辑单元104可以以实质上相同的方式控制螺线管操纵阀同时工作。或者,逻辑单元104还可以逐个地控制每个螺线管操纵阀,这是根据坯体12在每个空气轴承52a,52b,52c上的生产特征参数决定的。集管112和每个流体入口58是通过管子、管道或其它任何适当的手段相流体联接。逻辑单元104可包括反馈回路。
下面描述坯体12的生产方法。方法包括挤出一定量陶瓷形成材料成为坯体12的步骤。各种陶瓷形成材料和/或组合物都可以用于各实例中。方法进一步包括使用由空气轴承52形成的气室支承坯体12进行生产的步骤,空气轴承52具有大于180°限定坯体12的支承表面60。各种角度的限定坯体12的支承表面60均可用。在一个例子中,支承表面60构造成是小于约315°的部分圆柱体。在另一例子中,支承表面60以约215°-约315°限定坯体12。在又一个例子中,支承表面60以约250°-约280°限定坯体12。在另一个例子中,支承表面60以约265°限定坯体12。
在另一生产坯体12的方法中,方法包括沿着挤压轴线22挤出一定量陶瓷形成材料成为坯体12的步骤。方法进一步包括用气室支承坯体12的步骤,气室是通过多个流体流产生的。至少部分的流体流在坯体12的外表面46上施加横向分力。在一个实施例中,该喷射流体的横向分力在与挤压轴线22平行并且远离挤出设备14的方向上。方法还可以包括通过多个斜向的分力以将坯体12偏置成在沿着挤压轴线22的挤出方向23上移动。通过从多个孔68中喷射的与挤压轴线22成斜角增压流体产生分力,以推动坯体12在与挤压轴线22平行的方向上运动。
方法可进一步包括通过多个横向分力偏置坯体12以将转动矩力绕着挤压轴线22施加至坯体12的步骤。例如,一定量的流体流可各自将横向于挤压轴线22的分力施加至坯体12外表面46。喷射流体的该横向分力处于与挤压轴线22垂直且远离挤压轴线22的方向,由此相对于挤压轴线22产生矩臂。通过从多个孔68喷射增压流体产生的分力相对于挤压轴线22是处于横向的,以此对坯体12产生了分力,抵消坯体12在从模具部件16中挤出时的旋转倾向。
在另一生产坯体12的方法中,方法包括沿着挤压轴线22挤出一定量陶瓷形成材料成为坯体12的步骤。本方法进一步包括径向收缩具有多个可调整的空气轴承52的多个支承表面60,以符合坯体12的外表面46部分的步骤。本方法进一步包括从每一支承表面60上的多个孔68中喷射流体形成气室的步骤,气室位于坯体12的多个支承部分82和外表面46部分之间。
在本方法的一个例子中,在坯体12的末端进入支承区域74之后径向收缩多个支承部分82,支承区域74由支承表面60所限定。直径调节杆84可用于使支承表面60移动通过连续的位置,产生直径可调整的空气轴承52支承表面60,每一位置构造成符合坯体12的外表面46部分。在坯体12的末端进入支承区域74之后收缩多个支承部分82允许支承区域74按照坯体12的外表面46部分的实际直径准确地定位,而不是按照预期的直径。由此,该收缩可以考虑到预期坯体12直径的错误计算,未预期的坯体12的水含量会导致坯体12具有较大的直径等。可以手动地或者自动地通过空气轴承52的控制***控制收缩。在一个例子中,支承表面60可保持在其最扩张的位置,直至坯体12进入支承区域74。此时,可收缩支承表面60以使其符合位于支承区域74之内的特定坯体12的生产参数。同样地,支承部分82的初始回缩可避免坯体12端部与支承部分82之间的无意接触,否则在坯体12进入支承区域74之前支承表面60的伸展会导致这种无意的接触。同样地,可避免对坯体12末端的损害和对坯体12的蜂窝结构壁32的微结构的干扰。
本方法还可以包括自动地调整多个支承部分82以响应坯体12的表面参数改变的步骤。在一个例子中,表面参数是坯体12的外径。随着坯体12逐渐地失去水分,坯体12的外径会发生改变。为了准确地符合坯体12的外表面46部分,连续的空气轴承52可能需要在支承区域74中收缩或者膨胀。
所述挤出设备10和空气轴承52具有几点益处。一个可调整的空气轴承52可以支承和运送各种直径的坯体12,由此可以取代若干现有型号的不可调整的、仅可支承和运送单一直径坯体12的空气轴承52。另外,单个可调整的空气轴承52还可以支承和运送具有不同截面几何形状的坯体12。此外,可调整的空气轴承52可较准确地以大于180°的角度支承坯体12,从而提高对坯体12的支承和在切割工作中进一步帮助支承坯体12。更进一步地,通过对坯体12的大于180°的较准确支承,甚至可以促进坯体12的干燥和减少降低成品性能的表面缺陷(如裂缝)。通过从在支承表面60上的孔68中喷射的增压空气产生气室,坯体12浮在气室上。每个孔68的流体喷射轴线可以调整至引入坯体12的平移运动、使坯体12旋转偏置、或者消除或降低不希望的坯体12的运动。
对于本领域技术人员而言,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,各种改进和变化是显而易见的。这些对本发明的改进和变化已被包括在权利要求及其等价物的范围之内。
Claims (13)
1.一种生产陶瓷形成材料坯体的装置,包括:
挤出设备,所述挤出设备包括模具部件,所述挤出设备构造成通过模具部件挤出一批陶瓷形成材料以形成坯体;
支承设备,所述支承设备包括至少一个空气轴承,所述空气轴承是径向可调整的,和/或包括具有多个孔的支承表面,所述支承表面构造成为坯体限定大于180°的支承区域;以及
流体源,所述流体源构造成与多个孔相流体联通,以在支承表面和坯体之间形成气室,从而在支承区域之内支承坯体。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述支承表面限定大于180°至约360°的支承区域,诸如约215°至约315°的支承区域,诸如约250°至约280°的支承区域,诸如约265°的支承区域。
3.如之前任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述多个孔包括至少一定数量的孔,所述至少一定数量的孔定向成流体喷射轴线基本垂直于挤出设备的挤压轴线延伸。
4.如权利要求1或2任一所述的装置,其特征在于,所述多个孔中包括至少一定数量的孔,所述至少一定数量的孔定向成流体喷射轴线相对于挤出设备的挤压轴线成斜角地延伸。
5.如权利要求1或2任一所述的装置,其特征在于,所述多个孔中包括至少一定数量的孔,所述至少一定数量的孔定向成流体喷射轴线以一方向分量延伸,该方向分量相对于沿着挤出设备的挤压轴线的挤压方向成斜角地延伸。
6.如权利要求1或2任一所述的装置,其特征在于,所述多个孔中包括至少一定数量的孔,所述至少一定数量的孔定向成流体喷射轴线以一方向分量延伸时,该方向分量与沿着挤出设备的挤压轴线的挤压方向相平行地延伸。
7.如之前任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述至少一个空气轴承是径向可调整的,以适应具有不同的几何形状的坯体,和/或适应几何形状相似但具有不同尺寸的坯体。
8.如之前任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述至少一个可调整的空气轴承包括多个空气轴承,每个空气轴承都包括具有一定数量的多个支承孔的相应支承部分,每个支承部分构造成相互合作以限定支承表面。
9.权利要求8所述的装置,其特征在于,每个支承部分构造成在伸展和回缩位置之间径向调整。
10.一种生产坯体的方法,包括以下步骤:
沿着挤压轴线挤出一批陶瓷形成材料以成为坯体;
径向收缩多个可调整空气轴承的多个支承部分,以使每个支承部分都符合坯体的外表面部分;
从每个支承部分的多个孔中喷射流体,以在多个支承部分和坯体外表面部分之间形成气室。
11.权利要求10所述的方法,其特征在于,径向收缩多个支承部分的步骤是在坯体的末端进入由支承部分所限定的支承区域之后进行的。
12.如之前任一权利要求所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:响应坯体的表面特性变化,来自动地调整多个支承部分。
13.如之前任一权利要求所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:用气室支承坯体,所述气室通过具有以大于180°限定坯体的支承表面的空气轴承来形成。
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