專利名稱：使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置的制作方法
本申請是申請日為1995年6月23日、申請?zhí)枮?5190578.3、發(fā)明名稱為“使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置”的申請的分案申請。
本發(fā)明涉及一種在熱處理爐的入口和出口處、將爐內(nèi)和外界大氣隔絕的密封性能優(yōu)良的密封裝置，這種熱處理爐是為了在不銹鋼帶和高合金帶等表面不生成氧化皮的狀態(tài)下，對它們進(jìn)行光亮退火或消除應(yīng)力的退火等熱處理，把含有氫氣的易燃性、還原性氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體而進(jìn)行熱處理的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置。
在使不銹鋼帶和其他高合金帶等金屬帶表面不生成氧化膜的狀態(tài)下，對它們進(jìn)行光亮退火或消除應(yīng)力退火的熱處理爐是把含有氫氣，例如由氫氣75％、氮氣25％組成的混合氣體等易燃、還原性氣體介質(zhì)(下面簡稱為爐內(nèi)氣體)送到爐內(nèi)。
在這種熱處理爐的入口和/或出口處的金屬帶通過部分，為了不使大氣中的空氣侵入和混合到爐內(nèi)氣體中，設(shè)置著將爐內(nèi)與外界空氣隔絕(下面簡稱為密封)的裝置。這種密封裝置如日本專利公報特公昭42-18893號里提出的那樣，由把金屬帶夾著、以與金屬帶的穿越行進(jìn)速度大致相同的速度進(jìn)行回轉(zhuǎn)、將金屬帶連續(xù)送入到爐內(nèi)的彈性回轉(zhuǎn)滾輪；端部被固定在爐體上的可撓性密封板；將該密封板和上述彈性回轉(zhuǎn)滾輪之間的間隙密封的毛氈等彈性墊片等構(gòu)成。
下面，把以前的、對一般不銹鋼帶和其他高合金帶等進(jìn)行退火的立式光亮退火爐作為一個例子進(jìn)行說明，它是把含有氫氣的氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體、對在爐內(nèi)連續(xù)地穿越行進(jìn)的金屬帶進(jìn)行熱處理的熱處理爐。
圖3是概略地說明以前的、一般不銹鋼帶等用的立式光亮退火爐結(jié)構(gòu)的示意圖，金屬帶S經(jīng)底部滾輪、通過在爐體1下部區(qū)域的入口側(cè)設(shè)置的密封裝置13后進(jìn)入到爐體1內(nèi)，在被加熱到規(guī)定溫度后、被冷卻并進(jìn)行規(guī)定的退火后，在從爐體1內(nèi)向外輸出時，通過下部區(qū)域的出口側(cè)設(shè)置的密封裝置13。將如上所述的含有氫氣的還原、易燃性爐內(nèi)氣體12進(jìn)行通常冷卻后被循環(huán)使用地繼續(xù)被注入，把爐內(nèi)壓力保持在比外界大氣壓高10～50mmH2O程度，使空氣(氧氣)不侵入到爐體1內(nèi)與爐內(nèi)氣體12混合，操作成使?fàn)t內(nèi)氣體很少從爐體1下部區(qū)域的入口和出口處分別設(shè)置的密封裝置13、13向大氣漏出。
圖4和圖5分別是設(shè)置在爐體下部區(qū)域的出口側(cè)上的以前的密封裝置的放大剖面圖與其側(cè)面圖。圖6是傳統(tǒng)密封裝置中的滾輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)的前視圖。以前的密封裝置13是通過粘貼或螺栓緊固等措施，把毛氈或者與毛氈相當(dāng)?shù)挠袕椥缘膹椥詨|片15固定在爐壁2上所設(shè)置的密封板14的表面上，由油缸驅(qū)動的活塞桿11a的動力作用，使周面是彈性橡膠等的彈性回轉(zhuǎn)滾輪16按壓在金屬帶S和彈性墊片15上，由此將爐體1內(nèi)部與外界大氣隔絕地密封。
下面，參照圖4至圖6，簡單地說明壓在彈性墊片15和金屬帶S上的滾輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)11。桿11b能繞樞軸回轉(zhuǎn)地支承在構(gòu)成回轉(zhuǎn)中心的固定銷11c上，在其前端部安裝著軸承16b，由軸承16b支撐彈性回轉(zhuǎn)滾輪16的滾輪軸16a，在后端部加上由油缸驅(qū)動的活塞桿11a的作用力，由該活塞桿11a的動作，使2個彈性回轉(zhuǎn)滾輪16、16分別按壓在在它們中間通過的金屬帶S上，同時還按壓在各自固定在密封板14、14上的彈性墊片15、15上地將爐體1內(nèi)部與外界大氣隔絕，使外界大氣不侵入爐體1內(nèi)地加以密封。
在上述以前的密封裝置13中，有如日本專利公報特公昭42-18893號公開的，如圖7所示，滾輪本體16c通過3個墊圈16d、16e、16f，或者如圖8所示，通過2個墊

圖16d、16f安裝在爐壁2的側(cè)板2a上的結(jié)構(gòu)。即，如圖7、8所示，在滾輪本體16c的端部，從滾輪本體16c側(cè)開始，按順序、重合地設(shè)置著橡膠制的墊圈16d、摩擦墊圈16e、金屬密封墊圖16f，或者設(shè)置著橡膠制的墊圈16d、金屬密封墊圖16f，在上述公報中分別介紹了橡膠制的墊圈16d使用封閉氣泡型海綿狀的氯丁橡膠，摩擦墊圈16e使用磨損度小的氟樹脂(例如聚四氟乙烯樹脂)，而金屬密封墊圈16f則用碳鋼、不銹鋼或非鐵金屬。
但是，使用了上述結(jié)構(gòu)的彈性回轉(zhuǎn)滾16的密封裝置13，存在有如下所述的問題。
在圖7(a)、(b)中，如圖7(b)所示，在構(gòu)成爐壁2的側(cè)板2a與金屬密封墊圈16f的接觸面的A面上，由于金屬相互間滑動接觸，在加油場合下或在不加油場合下，摩擦系數(shù)會發(fā)生極大地變化。由橡膠制的墊圈16d的反作用力的作用，使彈性滾輪16的回轉(zhuǎn)力被傳遞到爐壁2的側(cè)板2a上，在加油充分時，滑動面為A面，但在加油不充分時，構(gòu)成金屬密封墊圈16f和摩擦墊圖16e之間的接觸面的B面就成為滑動面。在B面成為滑動面的場合下，金屬密封墊圖16f成為固定側(cè)，金屬密封墊圈16f與回轉(zhuǎn)的滾輪軸16a之間形成金屬接觸，相互磨損并有摩擦損耗，由此形成圖7(c)所示狀態(tài)。其結(jié)果，使金屬密封墊圈16f與和它相配側(cè)的彈性回轉(zhuǎn)滾輪16上的金屬密封墊圈16f所在部位之間的間隙增大，也使與彈性墊片15之間的間隙增大，從而使密封性能變差。
圖8(a)、(b)表示另一個被介紹的以前的密封裝置，如圖8(b)所示，與圖7的情況一樣，由于A面是金屬相互間滑動接觸面，因而在加油的場合下和不加油的場合下，會使摩擦系數(shù)發(fā)生極大的變化。在加油充分時，滑動面是A面；當(dāng)加油不充分時，A面、B、C等各面的摩擦系數(shù)分別都很接近，因而滑動面可以是A面、B面或C面。但是，在普通的光亮退火爐等熱處理爐的某一區(qū)域的出入口部位，由于金屬帶S上沾有油分和因污染或上色等原因，在爐前都是大致使金屬帶S通過脫脂裝置(洗凈裝置)，雖說是滾輪的端部，在加油時，由于油是漸漸地傳到滾輪中央部，另外被熱處理的金屬帶S表面因污染、上色等原因又會使質(zhì)量降低，因而一般不能合適地加油。這樣，如上所述，雖然進(jìn)行加油，但在加油不充分的場合下，當(dāng)滑動是在A面上時，爐體的側(cè)板2a與金屬密封墊圈16f是金屬接觸，因回轉(zhuǎn)滑動，相互都受損傷。當(dāng)滑動面是B面時，橡膠制的墊圈16d不但快速地磨損，而且從滾輪端面?zhèn)葌鬟f轉(zhuǎn)矩，因一方的金屬密封墊圈16f與爐壁2的側(cè)板2a間摩擦而幾乎處在停止，所以在B面上，對橡膠制墊圈16d加上制動，使橡膠制的墊圈發(fā)生扭曲變形，不能保持正常的圓盤形狀，在B面和C面的接觸面上產(chǎn)生間隙，從而使密封性能惡化。當(dāng)滑動面是橡膠制的墊圈16d和滾輪本體16c的接觸面C時，由于橡膠制的墊圈16d與彈性回轉(zhuǎn)滾輪16的襯墊材料一起滑動，而且滾輪端面的金屬部也一起滑動，因而不僅迅速磨損，而且使橡膠制的墊圈16d發(fā)生扭曲變形，不能保持正常的形狀，與滑動面是B面時的一樣。在B面和C面處滑動時，金屬密封墊圈16f由于與爐壁2的側(cè)板2a的摩擦、幾乎是停止著的，因而在任何時候都是成為固定側(cè)，金屬密封墊圈16f與回轉(zhuǎn)滾輪軸16a進(jìn)行金屬接觸，又由于與圖7的場合相比，從滾輪傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，因而與爐壁2的側(cè)板2a都進(jìn)行金屬接觸，使其相互損傷而且磨損。其結(jié)果會變成如圖8(c)所示狀態(tài)，從而使密封性能惡化。
這樣，在圖7所示的密封裝置中，在通常的接觸面B上回轉(zhuǎn)部與固定部被分離，使金屬密封墊圈16f與回轉(zhuǎn)滾輪軸16a進(jìn)行金屬接觸，由此使相互都磨損。在圖8所示的密封裝置中，會在接觸面A、B、C中的任何一個面處滑動，在A面滑動，使?fàn)t壁2的側(cè)板2a與金屬墊圈16f磨損，在B面或者C面上的滑動，使橡膠制的墊圈16d本身磨損，而且由金屬密封墊圈16f與滾輪軸16a的金屬接觸，使它們相互磨損。即，發(fā)生滑動的接觸面是摩擦墊圈16e以外的構(gòu)件的場合下，由于任何一個的耐磨損性都較差，因而發(fā)生磨損，從而產(chǎn)生間隙，使密封性能降低，其結(jié)果使?fàn)t內(nèi)氣體12漏出較多，從而使氣體介質(zhì)消耗較大；另外，萬一在發(fā)生火災(zāi)時，被損害就更大，為此必須經(jīng)常替換磨損了的構(gòu)件。
但是，在這些磨損的構(gòu)件中，從彈性回轉(zhuǎn)滾輪16的滾輪本體16c的側(cè)端面開始、按順序設(shè)置的墊圈16d、16e、16f中的無論任何一個要替換時，由于從安全性方面考慮，都必需停止金屬帶S的行進(jìn)，從爐體1內(nèi)側(cè)開始冷卻爐體1，而且把氮氣等惰性氣體注入，由此將爐內(nèi)氣體12抽出后，才進(jìn)行替換作業(yè)，因而有非?；üし?、時間和費(fèi)用的問題。在爐壁2的側(cè)板2a的內(nèi)表面上產(chǎn)生燒傷或粘著等使光滑的回轉(zhuǎn)受阻的摩擦損傷時，由于要把爐壁2的整個側(cè)板2a替換掉或在爐壁2的側(cè)板2a的內(nèi)表面上安裝上別的修補(bǔ)構(gòu)件，至少需要把彈性回轉(zhuǎn)滾輪16從爐壁2的側(cè)板2a上卸下，從安全性考慮，也還是必須停止金屬帶S的行進(jìn)，從爐體1內(nèi)把爐內(nèi)氣體12抽出后才進(jìn)行替換作業(yè)，因而有不能簡單地進(jìn)行替換等操作的缺點。
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的各種缺點，提供了一種把含有氫氣的氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體的熱處理爐的密封裝置，它是能防止因設(shè)置在彈性回轉(zhuǎn)滾輪的滾輪本體的端部處的墊圈間的滑動和墊圈與爐壁的側(cè)板之間的損傷、滑動而產(chǎn)生的磨損而引起的密封性能降低；與行進(jìn)的金屬帶同步地回轉(zhuǎn)的彈性回轉(zhuǎn)滾輪的端部處的密封性能優(yōu)良、有優(yōu)良的安全性、生產(chǎn)性，能提高生產(chǎn)效率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人還作了一些研究，由于在使彈性回轉(zhuǎn)滾輪隨著金屬帶行進(jìn)而回轉(zhuǎn)時，設(shè)置在彈性回轉(zhuǎn)滾輪的滾輪本體端部處的橡膠制墊圈和金屬密封墊圈之間，以及金屬密封墊圈與爐壁的側(cè)板之間會因滑動而產(chǎn)生磨損，因而會縮短這些構(gòu)件的壽命，為此，根據(jù)圖2所列的摩擦系數(shù)，著重研究減少這些構(gòu)件間的因滑動帶來的磨損，和提高其耐久性的結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在那種設(shè)置在把含有氫氣的氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體的熱處理爐的入口和/或出口處的、把彈性回轉(zhuǎn)滾輪壓緊在固定于密封板表面和金屬帶上的彈性墊片來密封爐內(nèi)的熱處理爐的密封裝置中，如果至少兩片沿軸向并重合布置的滑動圓盤和一片彈性圓盤安裝在支承著彈性回轉(zhuǎn)滾輪的爐壁的側(cè)板和該彈性回轉(zhuǎn)滾輪的滾輪本體之間的滾輪軸上，則所述圓盤相互面接觸。在從滾輪本體到爐壁的側(cè)板之間所配置的構(gòu)件之間，把重合的滑動圓盤間的動摩擦系數(shù)取成最小地選取各種材料，使滑動主要發(fā)生在重合的滑動圓盤之間；使該滑動圓盤的兩側(cè)和回轉(zhuǎn)部與固定部分離，從而使彈性回轉(zhuǎn)滾輪的隨著金屬帶的行進(jìn)的回轉(zhuǎn)不傳給設(shè)置在爐壁的側(cè)板上的彈性圓盤，能防止彈性圓盤發(fā)生扭彎，使彈性圓盤難磨損，使?fàn)t壁的側(cè)板不易磨損，使?jié)L輪軸和滾輪端面都不易磨損，從而能防止密封性能下降，能增長彈性回轉(zhuǎn)滾輪和爐壁側(cè)板的使用壽命。
綜上所述，本發(fā)明主要是在用來不使金屬帶表面生成氧化膜地對其進(jìn)行退火或消除應(yīng)力的退火等而把含有氫氣的氣體介質(zhì)作為爐內(nèi)氣體的熱處理爐的入口和/或出口處設(shè)置著密封裝置，它是使彈性回轉(zhuǎn)滾輪壓緊在密封板的表面上所固定的彈性墊片和金屬帶S上而將爐內(nèi)與外界大氣隔絕的。它是將彈性體配置在爐壁的側(cè)板上的與彈性墊片的兩側(cè)緣相對應(yīng)的位置上開設(shè)的貫通孔里；具有使彈性體按壓在彈性墊片側(cè)面上的彈性體移動機(jī)構(gòu)。而且，在支承著彈性回轉(zhuǎn)滾輪的爐壁的側(cè)板與彈性回轉(zhuǎn)滾輪的滾輪本體之間的滾輪軸上，從滾輪本體側(cè)開始，沿軸向至少2片以上重合的滑動圓盤和彈性圓盤相互面接觸地裝著場合下，在從滾輪本體到爐壁的側(cè)板間所配置的構(gòu)件中間，把重合著的滑動圓盤間的動摩擦系數(shù)選成最小。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。
圖1是本發(fā)明一個實施例中彈性旋轉(zhuǎn)滾輪一個端部的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明中使用的材料之間的摩擦系數(shù)的大體實驗范圍的曲線圖。
圖3是用于不銹鋼帶的立式光亮退火爐的大體結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是置于光亮退火爐出口側(cè)的傳統(tǒng)密封裝置的前剖視圖。
圖5是傳統(tǒng)密封裝置中的彈性旋轉(zhuǎn)滾輪的端部的側(cè)視圖。
圖6是傳統(tǒng)密封裝置中的滾輪驅(qū)動裝置的前視圖。
圖7和圖8顯示了傳統(tǒng)的密封裝置，其中(a)為主要側(cè)剖視圖，(b)為表示(a)中各部件之間的摩擦系數(shù)的曲線圖，(c)為顯示在傳統(tǒng)密封裝置在使用后的磨損狀態(tài)的示意圖。
圖9顯示了本發(fā)明密封裝置的外側(cè)，其中(a)為主要側(cè)剖視圖，(b)為表示(a)中各部件之間摩擦系數(shù)的曲線圖。
圖10至15顯示本發(fā)明裝置的每個實施例，其中，(a)為主要側(cè)剖視圖，(b)為表示(a)中各部件之間的摩擦系數(shù)的曲線圖。
圖16為顯示用于本發(fā)明裝置的每個滑動圓盤的示意圖。
下面，參照著附圖，詳細(xì)地說明本發(fā)明使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置。
在附圖中，1是熱處理爐的爐體，它是為了使不銹鋼帶等金屬帶S表面不生成氧化膜地將其退火或消除應(yīng)力的退火的連續(xù)進(jìn)行熱處理用的、把含有氫氣的還原、易燃性氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體12，把爐內(nèi)氣體12供到上述爐體1內(nèi)，并將其壓力保持在比外界大氣壓高10～50mmH2O左右。
2是使用爐內(nèi)氣體12的爐體1某區(qū)域的出入口處的爐壁。
3是本發(fā)明的熱處理爐的密封裝置，其設(shè)置在使用爐內(nèi)氣體12的爐體1的某區(qū)域上的入口和/或出口處，是把含有氫氣的氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體12。它設(shè)有固定在爐壁2的密封板4、固定在該密封板4上的彈性墊片5、按壓在該彈性墊片5和金屬帶S上的、不使?fàn)t內(nèi)氣體12漏出地將爐體1內(nèi)部密封的彈性回轉(zhuǎn)滾輪6。
密封板4由厚度為0.5～2.0mm左右，有可撓性的難氧化的不銹鋼板等薄板構(gòu)成，板的幅度被做成比被熱處理的金屬帶S寬，比爐壁2的兩個側(cè)板2a之間的間距窄，由螺栓等固定構(gòu)件固定在爐壁2上。
用氈等材料制成的彈性墊片5稍稍長于此間距長度，比如比它長幾毫米，彈性墊片5用粘結(jié)材料或螺栓螺母組合件固定在短密封板4的表面上。彈性墊片5的兩側(cè)緣的構(gòu)造是這樣的它們從密封板4的兩側(cè)緣突伸至兩側(cè)板2a，從而彈性墊片5的兩邊緣都稍稍彎曲，可以保持密封裝置3的密封性能使得爐體可被很好地密封。爐內(nèi)氣體12不會泄漏，外部空氣也不會透入爐體。利用用橡膠之類制成的彈性墊片5可以以相同方式獲得這種效果。
彈性回轉(zhuǎn)滾輪6是表面有彈性的硅橡膠(ASTM牌號為Q，組成烷基硅氧烷聚合體)，氟橡膠(ASTM牌號為FKM，組成氟化碳?xì)涔簿酆象w)，氯丁橡膠(ASTM牌號為CR，組成氯丁二烯共聚體)，丁腈橡膠(ASTM牌號為NBR，組成丁二烯-丙烯腈共聚合體)，苯乙烯丁腈橡膠(ASTM牌號為SBR，組成丁二烯-苯乙烯共聚合體)，丙烯甲基橡膠(ASTM牌號為EPDM，組成丙烯甲基二烯類共聚合體)，聚氨酯橡膠(ASTM牌號為U，組成異氰酸聚酯(醚類)縮合聚合體)，氯汞丙脲橡膠(ASTM牌號為CO，組成環(huán)氧氯丙烷共聚合體)，丁基橡膠(ASTM牌號IIR，組成異丁烯-異戊二烯共聚合體)，異戊二烯橡膠(ASTM牌號IR，組成合成異戊二烯聚合體)，丁二烯橡膠(ASTM牌號BR，組成丁二烯聚合體)，聚氯乙烯(ASTM牌號CM，組成聚氯乙烯)，丙烯橡膠(ASTM牌號ACM，組成丙烯酸酯共聚合體)，聚硫橡膠(ASTM牌號T，組成亞烴基亞硫酸酯聚合體)，氯磺化聚乙烯(ASTM牌號CSM，組成氯磺化聚乙烯)等構(gòu)成的彈體形成的滾輪，或者使用金屬制的滾輪外周面上裝著上述各種物質(zhì)做的彈性體，或裝著由上述物質(zhì)做的墊片構(gòu)成的彈性體。
7是中央部分開設(shè)著插通彈性滾輪6的滾輪軸6a的貫通孔、在彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體64C和爐壁2的側(cè)板2a之間，2枚以上重合地裝在滾輪軸6a上的滑動圓盤。構(gòu)成這個滑動圓盤的材料是使其接觸面上的動摩擦系數(shù)小而且難磨損的材料，例如把聚四氟乙烯樹脂等氟樹脂做成板狀的，或者是把聚四氟乙烯樹脂等氟樹脂作為主要成分，為了提高耐磨損性和剛性和導(dǎo)電性，把玻璃纖維、石墨、玻璃纖維和二硫化鉬，玻璃纖維和石墨、青銅、碳纖維中的任何一種用作填充材料并將其做成板狀的7a的場合；在金屬板7x的包括內(nèi)外周面和兩個側(cè)面的整個表面上，將單獨氟樹脂或含有填充材料的氟樹脂涂覆上的、噴涂上的、燒結(jié)上的、粘貼上做成板狀制品的其中的任何一種7b的場合；有在金屬板7x的兩側(cè)面上，將單獨氟樹脂或含有填充材料的氟樹脂涂覆上的、噴涂上的、燒結(jié)上的、粘貼上做成板狀制品的其中的任何一種之7c的場合；有使用在金屬板7x的最接近滾輪本體6c一側(cè)的單側(cè)面上，將單獨的氟樹脂或含有填充材料的氟樹脂涂覆上的、噴涂上的、燒結(jié)上的、粘貼上做成板狀制品的其中任何一種的7d的場合；有使用在金屬板7x的最偏離爐壁2側(cè)板2a側(cè)(與滾輪本體6c相對的一側(cè))的單側(cè)面上，將單獨的氟樹脂或含有填充材料的氟樹脂涂覆上的、噴涂上的、燒結(jié)上的、粘貼上做成板狀制品的其中任何一種的7e的場合；有用金屬板形成、有金屬表面的滑動圓盤的場合。另外，該滑動圓盤7的外徑，至少是在金屬帶S最大厚度的1/2以上、不影響密封性的范圍內(nèi)，有稍許比彈性滾輪6的滾輪本體6c的外徑小的外徑。即，其被做成當(dāng)把彈性滾輪6壓緊彈性墊片5和金屬帶S時，就像彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的周面發(fā)生變形那樣，其外徑縮?。坏捎诨瑒訄A盤7是硬質(zhì)材料制成，難變形，外徑?jīng)]有變化，因而在與彈性回轉(zhuǎn)滾輪6相互接觸的部位上，不影響與滾輪本體6c相互間的密封性地比彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的外徑稍許小點。
8是裝在上述滑動圓盤7的靠爐壁2的側(cè)板2a一側(cè)上，在中央部位開設(shè)有插通彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪軸6a的貫通孔、與滑動圓盤7一起相互以接觸面接觸著地裝在滾輪軸6a上的彈性圓盤。與滑動圓盤7的接觸面(圖10～圖15的各圖中的(a)上的B面)上的動摩擦系數(shù)比滑動圓盤7相互間接觸面(圖10、11、13～15中的(a)的C面，圖12(a)中的C、D面)上的動摩擦系數(shù)大。這個彈性圓盤8可用例如硅橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯丁腈橡膠、丙烯甲基橡膠、聚氨酯橡膠、氯汞丙脲橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、聚氯乙烯、丙烯橡膠、聚硫橡膠、氯磺化聚乙烯等其中任何一種構(gòu)成，最好能使用JIS-K-6301中規(guī)定的橡膠硬度是A40°～60°(JIS-S-6050中規(guī)定的橡膠硬度大概相當(dāng)于65-80)，除了上述的，還可使用另外一種在注入流體后，有沿滾輪軸向擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)的由彈性體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，例如可使用如圖10(a)所示的在中央部設(shè)有能把空氣或油一類流體注入到例如由硅橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯丁腈橡膠、丙烯甲基橡膠、聚氨酯橡膠、氯汞丙脲橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、聚氯乙烯、丙烯橡膠、聚硫橡膠、氯磺化聚乙烯等其中任何一種構(gòu)成的彈性體內(nèi)的擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)(在圖13(a)的8a處所示的結(jié)構(gòu)，由于有管路連接著，因而只可使用在爐壁2的側(cè)板2a不回轉(zhuǎn)的)。這種彈性圓盤8，在沒有擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)情況下，也可在滾輪軸6a上安裝多個。無論在任何一種情況下，都要把橡膠硬度選定成能用合適的反作用力使各個圓盤接觸面緊密相接、使其密封，同時又不妨礙滾輪平滑地回轉(zhuǎn)。
裝在最靠爐壁2的側(cè)板2a側(cè)，并與爐壁2的側(cè)板2a相接觸的圓盤，除了如上所述彈性圓盤8的結(jié)構(gòu)外，還可考慮如圖9(a)所示結(jié)構(gòu)，它是把聚四氟乙烯樹脂等的氟樹脂，或者把聚四氟乙烯樹脂等氟樹脂作為主要成分，把玻璃纖維、石墨、玻璃纖維和二硫化鉬、玻璃纖維和石墨、青銅、碳纖維中任何一種用作填充材料地加入填充劑的樹脂涂覆在金屬板的單面、兩面、或包含內(nèi)外周面和兩側(cè)面的整個表面上的、噴涂上的、燒結(jié)上的、粘貼上做成板狀制品，可以考慮在圓盤本體也是由這些構(gòu)成的7e、7c、7b、7a的情況下，在與滾輪端面之間組合彈性圓盤8地加以使用，但在爐壁2的側(cè)板2a的切口部，由于來自彈性圓盤8的內(nèi)壓的作用，會如圖9(a)的虛線F所示地向外側(cè)壓彎，因而把具有切口部的爐壁2的側(cè)板2a的面構(gòu)成滑動面的使用方法不是最好，最好是把完全沒必要回轉(zhuǎn)滑動的彈性圓盤8取成與爐壁2的側(cè)板2a相接的圓盤。這時，作為彈性圓盤8，在爐壁2的側(cè)板2a的切口部，有如圖10(a)～圖15(a)的虛線G所示的稍許向外部拱出，但由于在滑動圓盤7上把回轉(zhuǎn)部和緣部斷絕，因而就什么問題也沒有了。
又由于上述的滑動圓盤7受彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的回轉(zhuǎn)作用，經(jīng)常被摩擦，并由此發(fā)熱而變軟，因而為了提高剛性，加入各種填充材料，這不但能提高剛性，而且能提高耐磨損性。還由于通常的聚四氟乙烯樹脂單體上帶電較多時有產(chǎn)生火花放電的危險，因此最好把比電阻值取在1～107Ω·cm范圍內(nèi)。當(dāng)比電阻值超過107Ω·cm時，實質(zhì)上已變成絕緣體，由于會帶上較多靜電，因而是不合適的，當(dāng)不滿1Ω·cm時，由于導(dǎo)電性較好，在為了清凈彈性墊片5和檢查而人體靠近時，由衣服的摩擦等作用而在人體上所帶的靜由就會從手指尖等部位向該圓盤火花放電，因而是不合適的。如圖14(a)和圖15(a)中用7f所示，在2片滑動圓盤7中，把最接近滾輪本體6c一側(cè)的1片，用圖16(f)所示的金屬板形成，使其做成有金屬表面的滑動圓盤，就能防止摩擦帶電，而且，由于摩擦系數(shù)小，因而此方案可以使用。在這種場合下，自身沒有帶電，但根據(jù)上述理由，必須避免由人體等其他帶電體接近而帶電。再就彈性圓盤8而言，如圖11(a)、圖13(a)和圖15(a)所示的滾輪本體6c側(cè)那樣地，與彈性回轉(zhuǎn)滾輪6成一體回轉(zhuǎn)地使用，由于相伴的彈性回轉(zhuǎn)滾輪6反復(fù)地與彈性圓盤8壓緊、脫開，而且還與彈性墊片摩擦，因而為防止產(chǎn)生帶電，最好還是根據(jù)上述理由，同樣把比電阻值取在1～107Ω·cm。
11是將彈性滾輪6壓緊在金屬帶S和彈性墊片5上的滾輪開關(guān)機(jī)構(gòu)，可使用與上述以前的密封裝置上所用的滾輪開關(guān)機(jī)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)，這里就省略對它的說明。
本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的可利用性非常明顯。由于具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的把含有氫氣的氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體的熱處理爐的密封裝置3，是把彈性回轉(zhuǎn)滾輪6壓緊在彈性墊片5和金屬帶S上，使?fàn)t內(nèi)與外界大氣隔絕，上述彈性墊片5是固定在密封板4的表面上，而密封板4是設(shè)置在對爐內(nèi)、連續(xù)地穿越行進(jìn)的金屬帶S進(jìn)行熱處理的熱處理爐的入口和/或出口處，其中至少兩個重合的滑動圓盤7沿滾輪本體6c一側(cè)的軸向布置，并且，在支承著彈性回滾輪6的爐體1的爐壁2的側(cè)板2a和彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體6c之間的滾輪軸6a上，從滾輪本體6c側(cè)起、沿軸向，至少2片以上重合著的滑動圓盤7和至少1片與上述爐壁2的側(cè)板2a相接的彈性圓盤8，相互面接觸地安裝著；而且在從滾輪本體6c到爐壁2的側(cè)板2a之間所設(shè)置的構(gòu)件間的面接觸部位的摩擦系數(shù)中，把滑動圓盤7、7間的動摩擦系數(shù)取成最小，形成這種結(jié)構(gòu)后，彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的被壓緊在金屬帶S上的滾輪本體6c是與金屬帶S的行進(jìn)相配地回轉(zhuǎn)的。這時，主要在彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體6c與爐壁2的側(cè)板2a之間，在滾輪本體6c一側(cè)上的2片以上重合地裝著的如圖10的C面所示的滑動圓盤7、7間產(chǎn)生滑動；而把滾輪本體6c和與其鄰接地裝著的滑動圓盤7或彈性圓盤8之間的接觸面(圖10(a)上的D面作為其他實施例的圖11、13、15各圖中的(a)上的D面和E面、圖12(a)中的E面、圖14(a)中的D面)以及爐壁2的側(cè)板2a和與其鄰接地裝著的圓盤(圖1所示實施例中是彈性圓盤8)之間(圖10(a)中的A面、B面、和作為其他實施例的圖11～圖15各圖的(a)中的A面、B面)的各接觸面上所產(chǎn)生的滑動都抑制住。
換句話說，從滾輪本體6c一側(cè)開始，重合的2片以上的滑動圓盤7和彈性圓盤8按這順序相互接觸地裝著，由于相互接觸著的這些圓盤之間，以重合的滑動圓盤7、7間具有最小的動摩擦系數(shù)，因而在滾輪本體6c與金屬帶S行進(jìn)相配地回轉(zhuǎn)時，滾輪本體6c的回轉(zhuǎn)被傳遞給滑動圓盤7，這時，主要在滑動圓盤7、7之間的接觸面上產(chǎn)生滑動，而從滑動圓盤7開始，能抑制上述滾輪本體6C的回轉(zhuǎn)傳遞到裝在爐壁2的側(cè)板2a一側(cè)的彈性圓盤8上，其結(jié)果是，除滑動圓盤7、7間的接觸面之外，各個接觸面上的滑動都被抑制住，能抑制彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體6c的端部以及彈性圓盤8和爐壁2的側(cè)板2a的磨損。又由于主要產(chǎn)生滑動的滑動圓盤7是由單獨的氟樹脂或者以氟樹脂為主要成分構(gòu)成，摩擦系數(shù)小，因而回轉(zhuǎn)阻力非常小。又因為由滑動形成的磨損小，所以把由于磨損粉末而引起的對要求清潔度的金屬帶S的表面污染也消除了，不會由于磨損而引起摩擦系數(shù)變化，能經(jīng)常在一定條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。由此外界的干擾也不會影響到使加熱到赤熱的金屬帶S在爐內(nèi)穿越行進(jìn)的微妙的張力控制，而且能節(jié)約彈性回轉(zhuǎn)滾輪6回轉(zhuǎn)時所需要的動力，是省能的。另外，在這些滑動圓盤7中，除了與彈性回轉(zhuǎn)滾輪6相連地回轉(zhuǎn)的，即最靠滾輪本體6c側(cè)的1片，在爐壁2的側(cè)板2a的固定側(cè)上都使用如圖16中的(a)和(b)所示的甚至連滾輪軸6c插通的孔的內(nèi)周面都有氟樹脂或充填各種填充材料的氟樹脂存在的滑動圓盤7a、7b，雖然與滾輪軸6a滑動摩擦，但由于這些摩擦系數(shù)小，因而滑動圓盤7a、7b的孔內(nèi)周面和滾輪軸6a的磨損也小，回轉(zhuǎn)阻力也小。因此，這樣的滑動摩擦部分的密封性能就大大被改善。
此外，就含有氫氣的氣體介質(zhì)的密封性而言，為了在各個圓盤間能保持充分的密封效果，即使在彈性圓盤8上施加充分的壓力地加以裝配，彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體6c的回轉(zhuǎn)也不會傳到爐壁2的側(cè)板2a；由于滑動主要在耐磨損而且接觸面上的動摩擦系數(shù)小的滑動圓盤7、7發(fā)生，因而能抑制彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的端部上的密封性能的降低，不僅對裝在彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體6c和爐壁2的側(cè)板2a之間的彈性圓盤8和滑動圓盤7不用修補(bǔ)，而且對彈性回轉(zhuǎn)滾輪6和爐壁2的側(cè)板2a也不用修補(bǔ)地，能保持良好的密封狀態(tài)地長期使用。
又由于連續(xù)地進(jìn)行的滑動圓盤7的材料是使用玻璃纖維、石墨、玻璃纖維和二硫化鉬、玻璃纖維和石墨、青銅、碳纖維等填充材料中的任何一種，主要成份是氟樹脂；或者使用的是把這些材料覆蓋在表面上的金屬板7x，而且，彈性圓盤8由硅橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯丁腈橡膠、丙烯甲基橡膠、聚氨酯橡膠、氯汞丙脲橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、聚氯乙烯、丙烯橡膠、聚硫橡膠、氯磺化聚乙烯等其中任何一種構(gòu)成，又把這些圓盤7、8的比電阻值取在1～107Ω·cm的范圍內(nèi)，各部分的以摩擦為主要原因而引起的靜電從各個圓盤經(jīng)接地的爐體1被除去，因而，就顯著地減少由靜電的火花放電而引起的從設(shè)置在出入口處的密封裝置3漏出的爐內(nèi)氣體12的著火、爆炸和火災(zāi)的危險性。此外，由于在為了清凈和檢查固定在密封板4表面上的彈性墊片5和彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的滾輪本體6c等構(gòu)件而人體接近時，由衣服等摩擦而引起帶在人體上的靜電從手指尖等處向上述各構(gòu)件的火花放電，由此使從密封裝置漏出的爐內(nèi)氣體12著火、爆炸和火災(zāi)的危險性也被顯著地減少，因而能更安全可靠，所以說它是一種好的結(jié)構(gòu)。
還由于與爐壁2的側(cè)板2a相接的彈性固盤8使用了如圖13(a)中的8a所示的，具有能注入流體而沿滾輪軸向進(jìn)行擴(kuò)幅的擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)的圓盤，因而即使在各接觸面上發(fā)生滑動而磨損，只要將彈性圓盤8的幅度稍微擴(kuò)大幾毫米程度，通過調(diào)整注入到擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)里的流體壓力就能自由地動作，由此能防止彈性回轉(zhuǎn)滾輪6的端部上的密封性能的降低。
可見，具有上述種種效果的本發(fā)明的把含有氫氣的氣體介質(zhì)用作爐內(nèi)氣體的熱處理爐出入口處的密封裝置的工業(yè)價值是非常大的。
權(quán)利要求
1.使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，它是設(shè)置在把含有氫氣的氣體介質(zhì)(12)用作爐內(nèi)氣體、對在爐內(nèi)連續(xù)穿越行進(jìn)的金屬帶(S)進(jìn)行熱處理的熱處理爐的入口和/或出口處，把彈性回轉(zhuǎn)滾輪(6)壓緊在被固定在密封板(4)表面上的彈性墊片(5)和金屬帶(S)上，從而將爐內(nèi)和外界大氣隔絕的密封裝置(3)，其特征在于在支承著彈性回轉(zhuǎn)滾輪(6)的爐壁(2)的側(cè)板(2a)與該彈性回轉(zhuǎn)輪(6)的滾輪本體(6c)之間的滾輪軸(6a)上，從滾輪本體(6c)開始，沿軸向，至少2片以上重合的滑動圓盤(7)和至少1片與上述爐壁(2)的側(cè)板(2a)相接的彈性圓盤(8)相互面接觸地裝著；在從滾輪本體(6c)到爐壁(2)的側(cè)板(2a)之間所配設(shè)的構(gòu)件間的面接觸部位的摩擦系數(shù)中，把滑動圓盤(7、7)間的動摩擦系數(shù)取成最小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，其特征在于滑動圓盤(7)是把氟樹脂做成板狀的或者是用把氟樹脂作為主要成份，加入玻璃纖維、石墨、玻璃纖維和二硫化鉬、玻璃纖維和石墨、青銅、碳纖維等填充材料中任何一種的材料做成板狀；或者把單獨的氟樹脂或加入上述填充材料的樹脂涂敷在金屬板單面、雙面、或包含內(nèi)外周面和兩側(cè)面的整個表面上，或者噴涂的；繞結(jié)的；粘貼上做成板狀制品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，其特征在于滑動圓盤(7)的表面的樹脂部分有1～107Ω·cm的比電阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項所述的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，其特征在于從滾輪本體(6c)側(cè)開始、沿軸向至少2片以上重合著的滑動圓盤(7)中，最接近滾輪本體(6c)側(cè)地配置的1片滑動圓盤(7)是用金屬板形成的有金屬表面的滑動圓盤(7f)，或者是在金屬板(7x)的單面、雙面、或包含內(nèi)外周面和兩側(cè)面的整個表面上涂覆上單獨的氟樹脂、或把氟樹脂作為主要成份、又加上玻璃纖維、石墨、玻璃纖維和二硫化鉬、玻璃纖維和石墨、青銅、碳纖維等中任何一種填充材料；或者是噴涂上的，或是燒結(jié)上的，或是粘貼上做成板狀制品的(7d、7e、7c、7b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，其特征在于彈性圓盤(8)是由硅橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯丁腈橡膠、丙烯甲基橡膠、聚氨酯橡膠、氯汞丙脲橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、聚氯乙烯、丙烯橡膠、聚硫橡膠、氯磺化聚乙烯中任何一種構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任何一項所述的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，其特征在于與爐壁(2)的側(cè)板(2a)相接的彈性圓盤(8)是有能借助注入的流體壓力而沿滾輪軸向動作的擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任何一項所述的使用含有氫氣的爐內(nèi)氣體介質(zhì)的熱處理爐的密封裝置，其特征在于彈性圓盤(8)是由具有比電阻值為1～107Ω·cm的材料構(gòu)成。
全文摘要
在使金屬帶退火等把含氫氣氣體介質(zhì)作為爐內(nèi)氣體的熱處理爐入口和/或出口處設(shè)置密封裝置，彈性回轉(zhuǎn)滾輪壓緊在密封板固定的彈性墊片和金屬帶上而將爐內(nèi)與外界隔絕。在支承彈性回轉(zhuǎn)滾輪的爐壁側(cè)板與滾輪本體間的滾輪軸上，從滾輪本體側(cè)開始，沿軸向至少2片以上重合的滑動圓盤和彈性圓盤面接觸裝著場合下，在滾輪本體到爐壁側(cè)板間構(gòu)件中間，把重合的滑動圓盤間動摩擦系數(shù)選成最小。
文檔編號F27D99/00GK1155585SQ9610947
公開日1997年7月30日 申請日期1996年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月24日
發(fā)明者中村照久 申請人:日新制鋼株式會社