CN102245792A - 热浸涂覆装置的密封 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种为用于利用金属熔体(200)涂覆金属带的热浸涂覆装置所用的密封系统。在此，热浸涂覆装置包括：浸入金属熔体中的滚柱以用于使金属带在通过金属熔体(200)时转向或稳定，其中，滚柱具有滚柱体和滚柱销(224)以及闸，闸利用闸腔(232)包围滚柱销(224)；以及用于将带有气压的气体的介质输送到闸腔(232)中以用于相对于金属熔体(200)密封闸腔(232)的器件。根据本发明，密封系统在滚柱销(224)到闸腔(232)中的穿过部的区域中包括空心圆柱形的环形密封件(225)以用于相对于金属熔体(200)密封闸腔(232)，其中，空心圆柱形的环形密封件(225)构造成平行于滚柱销(224)的旋转轴线或相对于滚柱销(224)的旋转轴线以任意角度被分割，并且此外，密封系统包括在滚柱销(224)的旋转轴线的方向上开槽的空心圆柱形的套管(226)，其包围环形密封件(225)。

Description

热浸涂覆装置的密封

技术领域

本发明涉及一种用于金属带(Metallband)的热浸涂覆装置(Schmelztauchbeschichtungsvorrichtung)以及一种用于这种装置的密封系统和一种用于使热浸涂覆装置运行的方法。

背景技术

例如，从文件DE 10 2004 030 207 A1中已知热浸涂覆装置。在该文件中公开的装置包括用于金属熔体的容器，金属带被导引穿过该金属熔体。在通过熔体时，借助于滚柱(Rolle)(其具有滚柱体和滚柱销(Rollenzapfen))使金属带在熔体中转向(umlenken)并稳定(stabilisieren)。滚柱或滚柱销由滚动轴承支承为了保证滚动轴承

的功能性，必须相对于侵蚀性的金属熔体保护滚动轴承。为了该目的，必须通过密封件相对于金属熔体封闭轴穿过部(Wellendurchtritt)，以防止熔体渗入滚动轴承中。在前述的公开文件中，借助于闸(Schleuse)实现密封，该闸利用闸腔(Schleusenkammer)包围滚柱销，(除了在轴穿过部处的不密封性之外，也就是说，在到轴颈的过渡处)闸腔相对于金属熔体封闭或密封。为了防止金属熔体通过轴穿过部渗入，利用带有气压的气体的介质加载闸腔。闸具有收集器

以用于收集以较小的量的金属熔体的形式的泄露损失，尽管存在气压其还是渗入闸腔中。必须时常清空该收集器，为此必须首先拆卸并稍后再次装配收集器，从而由该闸的运行引起较高的维护费用。

通过文件WO 2008/098687公开了另一已知的热浸涂覆装置，其中，当前的图1和2示例型地显示了该已知的装置的实施例。首先在图1中显示的该装置包括两个垂直的支柱(Stempel)102，其布置在容器110的两侧，利用金属熔体200填充该容器。借助于竖向驱动器104使横杆103沿着支柱行进(verfahren)。在横杆103处悬挂有两个悬臂(Tragarm)105，滚柱120可旋转地支承在两个悬臂105之间。在金属带浸入金属熔体后，在金属带再次向上离开金属熔体之前，通过滚柱120使金属带转向。

在图2中可看出带有包含在其中的金属熔体200的容器110，其中，利用参考标号B标记金属熔体的池液面。可看出以悬挂在悬臂105处的方式连同其支承一起浸入金属熔体200中的滚柱120。具体地，可看出滚柱销124，其支承在悬臂105的轴承腔142的滚动轴承144中。此外，绘出了气体管路170，190以用于将气体的介质(例如氮气)输送到轴承腔142中。在轴承腔142和滚柱体122之间布置有闸130，其利用闸腔132包围滚柱销124。闸130如轴承壳体146和滚柱体122一样浸入金属熔体200中，并且因此从外部由金属熔体包围。闸130及其闸腔132以潜水钟(Tauchglocke)的形式构造成带有通道形的出口134，该出口134在热浸涂覆装置的运行期间同样浸入金属熔体200中；出口134相对于金属熔体敞开。在轴承腔142和闸腔132的过渡区域中分离壁在销侧利用衬套(Buchse)137封闭，衬套137包围滚柱120的销124。在衬套137的内直径和销的外直径之间保留环状间隙136以用于气体的介质(例如N₂)在轴承腔142和闸腔132之间受控地穿过。

根据图2，闸腔的相对的与滚柱体122相关联的壁138构造成柔性的，例如构造成膜片。在销侧利用滑动的(schleifend)环形密封件139封闭壁138。然而，该环形密封件139在销侧不是百分之百密封的，而是相对于销124保留一定的不密封性。该不密封性不仅可涉及气体的介质(例如N₂)(其可通过不密封性从闸腔132漏出到围绕的金属熔体200中)，而且也可存在于金属熔体200方面，金属熔体200可通过在轴穿过部136处的不密封性到达闸腔132中。

在图2中示出的且已知的轴承144相对于渗入的熔体200的密封如下作用：通过气体管路190将氮气导引到轴承腔142中。在该处，氮气在其通过环形间隙136′流出到闸腔132中之前，围绕冲刷(umspülen)轴承144。轴承腔142和闸腔132构造成通过环形间隙136在氮气方面彼此相通。因此，在两个腔中出现相同大小的气压。气压选择为如此大，即，防止金属熔体200通过闸130的敞开的通道形的出口134渗入到闸腔132的内部中。同时，该压力对闸腔132的柔性地构造的外壁138产生作用。在外部利用由金属熔体200施加的压力对该外壁138进行加载。因此，利用在闸腔132的内部中的气压和由金属熔体200施加到外壁138上的压力之间的压力差将滑动的环形密封件139以平行于滚柱的轴向方向R的力K压靠到凸出部123或滚柱体122处。为了该目的，在闸腔132的内部中的气压的大小应确定为相对于由金属熔体施加的压力合适地大。然而，以这种方式，不可完全避免通过轴穿过部136渗入的量。仍然渗入的熔体应通过在闸腔132中的出口134再次被输送到在容器110中的熔池中。

虽然以上描述的装置可保持金属熔体的一部分远离轴颈的轴承，然而在实际上这是不完全的，从而仍然由渗入的金属熔体损害滚柱销的轴承。已知的在图2中示出的装置的另一缺点为，闸腔的壁在轴颈穿过部(Zapfendurchtritt)的区域中必须实施成柔性的，因为否则金属熔体可以大的量通过孔136渗入到闸132中。尤其地，在已知的实施形式中不可行的是，在轴穿过部处任意地减小配合空隙(Passungspiel)并由此实现更好的密封性，因为由于热的影响使轴卡住或夹住。此外，值得期望的是，实现尽可能简单地构造的闸，例如该闸不再需要输出部或收集器。以上描述的装置的另一缺点为，为了防止金属熔体的渗入，需要相对多的氮气。在此，氮气大量流失，这至少代表另一成本因素。可选的用于获得氮气的设备再次要求高的成本和较大的结构上的花费。

其它用于相对于金属熔体密封闸腔的措施(同样在文件WO2008/098687中描述了改措施，例如设置感应式密封件)由于大的空间需求常常难以结合并且在技术上是非常昂贵的。另一已描述的通过在垂直的方向上滑动的密封件密封轴承的可能性由于热的膨胀和波动的气压而难于控制。

发明内容

由此，提出这样的技术目的，即，提供这样的热浸涂覆装置或用于该热浸涂覆装置的密封系统，即，该热浸涂覆装置克服以上提及的缺点中的至少一个。

首先，该技术目的通过为用于利用金属熔体涂覆金属带的热浸涂覆装置所用的根据本发明的密封系统实现，其中，热浸涂覆装置包括浸入金属熔体中的带有滚柱销的滚柱以及利用闸腔包围滚柱销的闸，并且密封系统包括环形密封件以用于在滚柱销到闸腔中的穿过部的区域中相对于金属熔体密封闸腔，其中，根据本发明，空心圆柱形的环形密封件构造成平行于滚柱销的旋转轴线被分割，并且密封系统包括在滚柱销的旋转轴线的方向上开槽的空心圆柱形的套管(Hülse)，该套管包围构造成平行于滚柱销的旋转轴线被分割的空心圆柱形的环形密封件。该密封系统可有效地防止金属熔体渗入闸腔中，由此使滚柱轴承的长的使用寿命成为可能。闸腔可构造成简单的且成本适宜的，此外，节省了气体的介质，因为通过更小的间隙面更少的气体(例如氮气)可漏出到熔体中。

在该装置的优选的实施形式中，空心圆柱形的环形密封件平行于滚柱销的旋转轴线被分割成空心圆柱的独立的节段(Segment)。

在该装置的另一优选的实施形式中，通过空心圆柱的至少四个独立的节段形成空心圆柱形的环形密封件。

在该装置的另一优选的实施形式中，空心圆柱形的环形密封件具有至少一个凸缘元件，其垂直于滚柱销的旋转轴线向外延伸，并且空心圆柱形的环形密封件利用该凸缘元件邻接到闸腔的指向金属熔体的壁处。

在该装置的另一优选的实施形式中，空心圆柱形的套管在滚柱销的旋转轴线的方向上刚好具有一个槽和/或如此构造空心圆柱形的套管，即，其可将夹紧作用施加到空心圆柱形的环形密封件的节段上。

在该装置的另一优选的实施形式中，在垂直于滚柱销的旋转轴线的横截面中，空心圆柱的独立的节段基本上具有圆弧节段的形状。

在该装置的另一优选的实施形式中，每个圆弧节段基本上具有90°的部分圆周。

在该装置的另一优选的实施形式中，环形密封件构造成滑动的密封件，其在滚柱体或滚柱销的凸出部处滑动。

此外，本发明也包括一种用于利用金属熔体涂覆金属带的热浸涂覆装置，其带有：用于金属熔体的容器以及浸入金属熔体中的滚柱以用于使金属带在通过金属熔体时转向或稳定，其中，滚柱具有滚柱体和滚柱销以及闸，其利用闸腔包围滚柱销；用于将带有气压的气体的介质输送到闸腔中以用于相对于金属熔体密封闸腔的器件，其中，该热浸涂覆装置包括以上描述的根据本发明的密封系统。

此外，本发明包括一种用于使热浸涂覆装置运行的方法，该热浸涂覆装置带有滚柱，该滚柱具有滚柱体和滚柱销以及利用闸腔包围滚柱销的闸，该方法包括以下步骤：将金属带导引通过金属熔体，在金属熔体中借助于滚柱使金属带转向或稳定金属带，以及将带有气压的气体的介质输送到闸腔中以用于相对于金属熔体密封闸腔，其中，通过平行于滚柱销的纵轴线被分割的密封件相对于金属熔体密封闸腔。根据本发明的方法以及根据本发明的热浸涂覆装置的优点由根据本发明的密封系统产生，并且基本上相应于根据本发明的密封系统的优点。

在该用于使热浸涂覆装置运行的方法的优选的实施形式中，使密封件垂直于滚柱销的旋转轴线的方向压到滚柱销处。

在该方法的另一优选的实施形式中，通过弹性力将密封件压到滚柱销处。

在该方法的另一优选的实施形式中，通过气体的介质的气压在闸腔中以平行于滚柱销的旋转轴线指向的力将密封件压到滚柱体处或压到在滚柱体处的凸出部处。

附图说明

图1和2显示了从现有技术中已知的用于热浸涂覆的装置。图3显示了热浸涂覆装置的部件的根据本发明的实施例。在对实施例的详细描述中列举了本发明的其它细节。

其中：

图1显示了从现有技术中已知的热浸涂覆装置的组件的横截面；

图2显示了图1的横截面的细节视图，在其中尤其地显示了滚柱销穿过到闸腔和滚柱轴承中的区域；

图3显示了密封系统的或根据本发明的热浸涂覆装置的部件的根据本发明的实施例的示意性的透视的视图。

具体实施方式

图3示意性地显示了用于热浸涂覆装置的密封系统的根据本发明的实施例。在图3中未整体地示出根据本发明的热浸涂覆装置。从现有技术中已知这种系统的通常的上级结构(例如见图1)，本发明主要针对滚柱销224通过闸腔232的壁的穿过部的密封的对象。在图3中示意性地示出了这种闸腔232，滚柱销224穿过闸腔232的壁233。优选地，如从现有技术中已知的那样，氮气涌进(fluten)闸腔232，该氮气相对于金属池200具有压差，以用于防止熔体200进入闸腔232中。在该图示中出于可见性的原因未示出滚柱、滚柱体和滚柱销轴承。

为了密封滚柱销224通过闸腔壁233的穿过部，根据本发明，设置有基本上空心圆柱形的环形密封件225或空心圆柱形的环225。环形密封件225构造成在滚柱销224的纵轴线或旋转轴线的方向上被分割。这意味着，在环形密封件225中设置有平行于滚柱销224的旋转轴线的槽228或间隙228。优选地，槽228在环形密封件225的整个长度上平行于滚柱销224的旋转轴线伸延，并且在径向的方向上构造成穿过的

由此，环形密封件225被分割成独立的部件或节段。优选地，通过空心圆柱的四个独立的节段形成环形密封件225，空心圆柱平行于滚柱销的旋转轴线被分割。但是也可行的是，设置仅仅两个、三个或甚至多于四个这种节段。在垂直于滚柱销224的旋转轴线的横截面中观察，这些节段分别具有圆弧区段的形状，其中，优选地，在由四个节段形成的环形密封件225的情况中，圆弧区段或圆弧节段具有基本上90°的部分圆周。对于空心圆柱的任意数量的节段，优选地，通过公式t＝360°/a描述单个节段t的部分圆周，其中，a表示空心圆柱的独立的节段的数量。

围绕空心圆柱形的环形密封件225设置有空心圆柱形的套管226，该套管226构造成平行于滚柱销224的旋转轴线开槽。优选地，恰好涉及这样的槽，即，其在套管的整个长度上延伸，并且在径向的方向上构造成穿过的(durchgehend)。

优选地，根据本发明的环形密封件225可具有凸缘227，其邻接在闸腔的壁233处，滚柱销伸延穿过该壁233。可以不同的方式实施这种凸缘227。凸缘227可垂直于圆柱形的密封件225的表面向外延伸，并且或者从内部邻接到闸腔的壁233处或者也在熔体侧邻接到闸腔的壁233处。凸缘227也可具有凹槽，该凹槽接合到壁233中。这种凸缘结构对于本领域技术人员来说是已知的。优选地，凸缘227设置成邻接到闸腔壁233的内侧处，其中，通过在闸腔232的内部中的气压将凸缘227压到闸腔的壁233处。

在滚柱销224变热的情况中，空心圆柱形的环形密封件225可在不将销224卡在密封件225中的情况下膨胀。因此，环形密封件225的配合可选择为窄的。在销224变热时，销224的直径变大，在环形密封件的未分割的实施方案中，这可导致密封件的磨损或导致滚柱销224的卡住。通过根据本发明以分割的形式构造密封件225，密封件225的部件或节段可随着滚柱销224直径的扩大而向外运动。当环形密封件225达到套管226的内直径时，使套管226张开。

在此，尤其地通过空心圆柱形的套管226实现闸腔232的密封性，套管226通过其弹性力垂直于滚柱销224的旋转轴线的方向挤压空心圆柱形的环形密封件225。此外，通过根据本发明的密封系统仅仅存在相对小的孔或间隙或槽228，金属熔体还是可能通过它们渗入腔中。附加地，优选地通过在闸腔232的内部中存在的气压或氮气压力保证在滚柱销224通过闸腔233的壁的穿过部的区域中的密封性。优选地，如此布置在套管226中的槽229，即，其在径向的方向上位于空心圆柱形的环形密封件225的外表面之上，也就是说，尤其地在分割的空心圆柱形的环形密封件225的节段之上，从而套管226的槽229不是位于分割的空心圆柱形的环形密封件225的间隙或槽228之上。附加地，根据实施方案可设想的是，在滚柱体的方向上或者在可能存在的凸出部的方向上将空心圆柱形的环形密封件225压在滚柱销224处或滚柱体处。

优选地，根据本发明的密封系统设置在用于利用金属熔体200涂覆金属带的热浸涂覆装置中，该热浸涂覆装置具有用于金属熔体200的容器以及浸入金属熔体中的滚柱以用于使金属带在通过金属熔体时转向或稳定，其中，滚柱具有滚柱体和滚柱销224。此外，这种装置包括用于将带有气压的气体的介质(例如N₂)输送到闸腔中以用于相对于金属熔体200密封闸腔232的器件。但是在这点上应注意的是，根据本发明的密封系统也可应用于其它类型的热浸涂覆装置。

所描述的密封系统也可设置在这样的装置中，如其从图2中已知的那样。尤其地，也就是说，由提出的根据本发明的环形密封件225连同套管226替代在图2中显示的环形密封件139。那么，腔壁138或者可构造成弹性的或者优选地可构造成刚性的。然而，根据本发明取消在图2中显示的通道136。根据本发明，同样可取消通道形的出口134。通过根据本发明的密封系统，可更好地保护滚柱销的轴承不受污染，并且有效地隔离熔体200。

应指出的是，以上提及的特征可以任意形式相互组合。此外，本领域技术人员可根据通用的知识水平以修改的方式实施结构性的细节。

参考标号列表

100    热浸涂覆装置

102    支柱

103    横杆

104    竖向驱动器

105    悬臂

110    容器

120    滚柱

122    滚柱体

123    在滚柱销处的凸出部

124    滚柱销

125    环形密封件

126    套管

130    闸

132    闸腔

134    通道形的出口

136    轴穿过部

136′  环状间隙

137    衬套

138    外壁

139    环形密封件

142    轴承腔

144    滚动轴承

146    轴承壳体

170    气体管路

190    气体管路

200    金属熔体

224    滚柱销

225    环形密封件

226    套管

227    凸缘

228    间隙

229    槽

232    闸腔

233    闸腔壁

B      金属池液位

K      力

R      滚柱的轴向方向

Claims (13)

1.一种为用于利用金属熔体(200)涂覆金属带的热浸涂覆装置所用的密封系统，其中，所述热浸涂覆装置包括以下部分：

浸入所述金属熔体(200)中的带有滚柱销(224)的滚柱；

闸，所述闸利用闸腔(232)包围所述滚柱销(224)；并且

其中，所述密封系统具有环形密封件(225)以用于在所述滚柱销(224)到所述闸腔(232)中的穿过部的区域中相对于所述金属熔体(200)密封所述闸腔(232)；并且

所述密封系统的特征在于，

所述空心圆柱形的环形密封件(225)构造成相对于所述滚柱销(224)的旋转轴线以任意角度被分割；并且

所述密封系统包括在所述滚柱销(224)的旋转轴线的方向上开槽的空心圆柱形的套管(226)，该套管包围构造成相对于所述滚柱销(224)的旋转轴线以任意的角度、例如平行于所述滚柱销(224)的旋转轴线被分割的空心圆柱形的环形密封件(225)。

2.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，所述空心圆柱形的环形密封件(225)平行于所述滚柱销(224)的旋转轴线分割成空心圆柱的独立的节段。

3.根据权利要求2所述的密封系统，其特征在于，通过空心圆柱的至少两个独立的节段形成空心圆柱形的环形密封件(225)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的密封系统，其特征在于，所述空心圆柱形的环形密封件(225)具有至少一个凸缘元件(227)，其垂直于所述滚柱销(224)的旋转轴线向外延伸，并且所述空心圆柱形的环形密封件(225)利用所述凸缘元件(227)邻接到所述闸腔(233)的指向所述金属熔体(200)的壁处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的密封系统，其特征在于，所述空心圆柱形的套管(226)在所述滚柱销(224)的旋转轴线的方向上刚好具有一个槽(229)和/或如此构造所述空心圆柱形的套管(226)，即，其可将夹紧作用施加到所述空心圆柱形的环形密封件(225)的节段上。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的密封系统，其特征在于，在垂直于所述滚柱销(24)的旋转轴线的横截面中，空心圆柱的独立的节段基本上具有圆弧节段的形状。

7.根据权利要求6所述的密封系统，其特征在于，每个圆弧节段基本上在90°的角度范围上围绕旋转轴线延伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的密封系统，其特征在于，所述环形密封件(225)构造成滑动的密封件，其在所述滚柱体或所述滚柱销(224)的凸出部处滑动。

9.一种用于利用金属熔体(200)涂覆金属带的热浸涂覆装置，其带有用于所述金属熔体(200)的容器；浸入所述金属熔体(200)中的滚柱以用于使金属带在通过所述金属熔体时转向或稳定，其中，所述滚柱具有滚柱体和滚柱销(224)，以及闸，该闸利用闸腔(232)包围所述滚柱销(224)；以及带有用于将带有气压的气体的介质输送到所述闸腔(232)中以用于相对于所述金属熔体(200)密封所述闸腔(232)的器件，

其特征在于，

所述热浸涂覆装置包括根据前述权利要求中任一项所述的密封系统。

10.一种用于使热浸涂覆装置运行的方法，该热浸涂覆装置带有滚柱，该滚柱具有滚柱体和滚柱销(224)，以及带有至少一个闸，该闸利用闸腔(232)包围所述滚柱销(224)，所述方法包括步骤：

导引所述金属带通过金属熔体(200)；

在金属熔体中借助于所述滚柱(120)使所述金属带转向或稳定；以及

将带有气压的气体的介质输送到所述闸腔(232)中以用于相对于所述金属熔体(200)密封所述闸；

其特征在于，

通过平行于所述滚柱销(224)的纵轴线被分割的密封件(225)相对于所述金属熔体(200)密封所述闸腔(232)。

11.根据权利要求10中所述的用于使热浸涂覆装置运行的方法，其特征在于，使所述密封件(225)垂直于所述滚柱销(224)的旋转轴线的方向压到所述滚柱销(224)处。

12.根据权利要求10或11中所述的用于使热浸涂覆装置运行的方法，其特征在于，通过弹性力将所述密封件(225)压到所述滚柱销(224)处。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于使热浸涂覆装置运行的方法，其特征在于，通过气体的介质的气压在所述闸腔(232)中以平行于所述滚柱销(224)的旋转轴线指向的力将所述密封件(225)压到所述滚柱体处或压到在所述滚柱体处的凸出部处。

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