CN1129463A - 保护气氛设备入口/出口的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提高弹性辊端面的密封性和减轻旋转负荷。密封装置(20)设置在光亮退火炉(22)的金属带(21)的出入口处，对该出入口进行气密封。金属带(21)从其两侧由一对弹性辊(23)夹持，可以气密封地通过。在弹性辊(23)的端部和壳体(25)的侧壁(26)之间，装有由弹性材料组成的外部部件(34)及端面密封部件(39)，以确保密封。在外部部件(34)和端面密封部件(39)之间安装有由刚性材料组成的第一支持部件(35)、第二支撑部件(36)、外侧轴承(37)及内侧轴承(38)，从而减轻了旋转负荷。

Description

保护气氛设备入口/出口的密封装置
技术领域
本发明涉及一种用于对金属带在保护气氛下进行热处理并对金属或合成树脂进行真空镀敷的设备入口和/或出口的密封装置。
背景技术
以往是如图10所示对金属带等带体利用保护气氛设备进行处理。例如，对金属带1在立式光亮退火炉2中，在非氧化保护气氛下进行退火的热处理。金属带1及光亮退火炉2，利用接地线3与大地相联接。金属带1由适当配置的辊4转换方向，从入口密封部件5进入光亮退火炉2内，再从出口密封部件6引出。
光亮退火炉2可以防止不锈钢带、其它合金钢带、高合金带、铜合金带、铜带等金属带1进行连续退火时的氧化，为此，保护气氛的气体7采用具有发生爆炸或火灾危险性的可燃气体，例如氨分解气体及氢与氮的混合气体等含有氢气的气体。这样，入口密封部件5或者出口密封部件6的密封性在质量和安全性上都显得特别重要。而前述接地线3是作为安全对策的一环而设置的。
有关入口和/或出口的密封装置，典型的现有技术如日本特公昭42-18893号公报所揭示的那样。在该现有技术中，利用入口密封部件5及出口密封部件6。将金属带1由一对弹性辊8夹持着。密封板9挤压在弹性辊8的外周面上，以实现光亮退火炉2的壳体10与弹性辊8之间的气密封。
图11示出了前述现有技术中弹性辊8端面部分的密封结构。如图11(A)所示，弹性辊8由以轴11为中心的金属制成的辊本体12和设置在该辊本体12外周面上的橡胶覆盖层13所构成。在弹性辊8线轴方向的两端，与壳体10的侧壁之间，装有橡胶垫片14、摩擦垫片15及金属密封垫片16。橡胶垫片14在弹性辊8的轴线方向受挤压，以实现弹性辊8端面与壳体10侧壁之间的气密封。单个橡胶垫片14，例如图11(B)所示，部分膨胀地嵌入轴11的导向槽17中，而轴11设置在壳体10上。由于壳体10的侧壁是静止的，而弹性辊8是旋转的，如图11(B)所示，橡胶垫片14部分地膨胀时，就会使弹性辊8的旋转负载变大，同时，橡胶垫片14易磨损。为此，设置易滑动的聚四氟乙烯树脂等所形成的摩擦垫片15及金属密封垫片16。
在图11所示的现有技术中，弹性辊8端面部分的气密封通过安装在弹性辊8和壳体10的侧壁之间的各种垫片来实现。但是，既要减轻弹性辊8的旋转负载，又要提高端部的密封性是非常困难的，光是用橡胶垫片1 4时负荷就比较大，若增加摩擦垫片15和金属密封垫片16，则可以对压紧力进行适当的限制，使旋转负载变得比较轻。另一方面，即使金属带1看起来是直行的，但实际上也来回稍微有些摆动，夹持金属带1的弹性辊8总要稍稍地受这种摆动反力所产生的轴向推力的作用。因此，旋转滑动位置的压紧力有时变大，有时变小，来回变动。在变大时，摩擦垫片15与金属密封垫片16的滑动阻力变大。此外，由于利用各滑动垫片之间的滑动摩擦可以避免固定壳体与旋转辊断面的转动差，因此，各垫片总要受摩擦作用，摩损及发热，引起变形，所产生的摩耗粉会污染金属带，在摩损状态下，会使旋转阻力产生变化，结果，炉内张力控制受到干扰，金属带的形状受到严重影响，并且，垫片的连续摩擦会产生静电，电火花有容易引起火灾的危险，垫片早早受到磨损而不能长期稳定作业，又因磨损及发热变形，不宜高速运转，而为了避免旋转负载的减轻及磨损、发热带电，又不能让各垫片受到摩擦，这样，便存在着使密封性变差等缺陷。
本发明的目的是，提供一种能提高弹性辊端部的密封性，减轻弹性辊的旋转负载，可持久地高速运转的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置。发明概述
根据本发明，提供一种保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，在对带体进行连续的保护气氛处理的保护气氛设备入口和/或出口处，利用一对至少外表面具有弹性的辊来夹持带体。其改进是，该密封装置包括：
包围着前述一对辊的壳体；
与各辊的外周面弹性接触的、对各辊与壳体之间密封的密封板；
由弹性材料组成的设置在置辊两端的外部部件，具有与各辊端面邻接的第一凸缘部，以及从第一凸缘部的外周沿辊轴线方向朝外延伸的第一套筒部；
位于各辊两端的由刚性材料所组成的第一支持部件，具有与第一凸缘部外表面接合的第二凸缘部，以及从第二凸缘部外周沿辊轴线方向朝外延伸的第二套筒部；
位于各辊两端的由刚性材料所组成的第二支撑部件，具有轴线方向上位于第二凸缘部外侧的、设置在辊轴与第二套筒部之间的第三套筒部，以及从第三套筒部的辊轴线方向外侧端面沿辊半径方向延伸的第三凸缘部；
设置在各辊两端、安装在第三套筒部与第二套筒部之间的可以承受径向力和轴向推力的外侧轴承；
位于各辊两端的，安装在第三套筒部与辊轴之间的内侧轴承；
位于各辊两端的，安装在壳体侧壁面与第二支撑部件的第三凸缘部之间的，至少在辊半径方向外侧由弹性材料制成的端面密封件。
在第二支撑部件的第三凸缘部的外周上形成沿辊轴线方向朝外直径逐渐减少的倾斜面。
本发明中，在第二支撑部件的第三套筒部与第一支撑部件的第二套筒部之间，在辊轴线方向上的前述外侧轴承的外面，设置有用于密封第三套筒部与第二套筒部之间的唇形密封。
在本发明中，前述外侧轴承是深槽滚珠轴承。
在本发明中，还设置有经过设置在辊轴内部的气体通路，将惰性气体或接近炉内保护气氛的气体(以下总称为“惰性气体”)注入通过端面密封部件与前述侧壁面接合的第二支撑部件的第三凸缘部和随辊转动而一起旋转的外部部件两者旋转滑动接触的位置的内侧空间中的装置。
在本发明中，在前述保护气氛设备内，在保持稍高于大气压的压力状态下，充满含有氢气的可燃性保护气氛气体。
在本发明中，前述带体是金属带，前述保护气氛设备是光亮退火炉。
在本发明中，还设置有经过形成在辊轴内部的气体通路，对第二支撑部件的第三凸缘部与随辊旋转而一起旋转的外部部件两者旋转滑动接触位置的内侧空间抽真空的装置，所述的第二支撑部件通过端面密封部件与前述侧壁面接合。
本发明的前述保护气氛设备是在低于大气压下进行作用的有机溶剂处理设备。
本发明的前述保护气氛设备是真空蒸发炉。
本发明的前述外部部件及端面密封部件，主要由电阻率为1-107Ω·cm的弹性体组成。
本发明的前述弹性体是天然橡胶、异戊间二烯橡胶、SBR(丁苯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、CR(氯丁橡胶)、异丁橡胶、聚硫橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶、聚氨基甲酸脂橡胶、氯磺化聚乙烯、氯代聚乙烯、丁二烯橡胶、EPDM、丙烯酸脂橡胶、或者氯汞丙脲橡胶。
根据本发明，一对弹性辊的外周由密封板和壳体密封。为了密封各弹性辊的两端，还设置有由弹性材料组成的外部部件和端面密封部件，该端面密封部件至少其辊半径方向的外侧由弹性材料制成。外部部件随弹性辊一起转动，其第一套筒部的前端与端面密封部件的具有弹性的部分及第二支撑部件第三凸缘部分具有良好的密封。由刚性材料制成的第一支撑部件，其第二凸缘部与外部部件的第一凸缘部的外表面接合，并随弹性辊一起旋转。第一支撑部件的第二套筒部通过外侧轴承将径向力传递第二支撑部件的第三套筒部。此外，轴向推力通过安装在第三套筒部外周面上所形成的槽中的档圈、或者通过设置在第三套筒部外周上的台阶(图示未示)由外侧轴承传递给第三套筒部。传递到第二支撑部件上的轴向推力，通过第二支撑部件的第三凸缘部，由端面密封部件来承受。传递到第二支撑部件上的径向力，通过内侧轴承由弹性旋转辊的轴来承受。这样，弹性材料有助于密封，旋转负荷由轴承来减轻，其结果是，易于增强密封功能，旋转负荷得以减轻。
根据本发明，由于在第三凸缘部的外周面上形成了沿辊的轴向方向朝外直径逐渐减少的倾斜面，这样，端面密封部件的由弹性材料组成的外周部可以伸入对置的第三凸缘部倾斜面与外部部件端面所形成的空间中的密封。因此，可以减少保护气氛气体的流量，降低了带体保护气氛处理所需要的制造费用。
根据本发明，由于第三套筒部与第二套筒部之间由唇形密封来密封，因此，增强了第一支撑部件与第二支撑部件之间的气密性。
根据本发明，由于设置了作为外侧轴承的深槽滚柱轴承，可以使用的一个例子是，日本精工株式会社的，利用由钢板制成的密封的有护圈型(ZZ型)、利用由橡胶制成的密封的非接触橡胶密封型(VV型)或者接触橡胶密封型(DDU)等，轴承本体中充填有润滑脂，可以提高密封性，并且轴向推力及径向力由该轴承同时承受。
根据本发明，由于在通过端面密封部件与侧壁面接合的第二支撑部件第三凸缘部与随辊一起转动的外部部件两者旋转滑动接触位置的内侧空间中，密封地充填有惰性气体，因此可以借助于如使惰性气体的压力高于保护气氛设备内的压力，来可靠地防止保护气氛设备内的保护气体朝外界泄漏。
根据本发明，在保护气氛设备中充满了含有氢气的可燃性保护气氛气体，由于提高了密封性，可以可靠地将具有爆炸或发生火灾危险性的保护气氛气体与外界气体隔断，可以稳定地作业，安全性能高。
根据本发明，能够将光亮退火炉内部与外界气体可靠地隔断，而避免了空气中的氧(O2)和空气中的水蒸汽(H2O)(以下总称“氧”)的侵入，安全性高，可以稳定地作业，并且，光亮退火后的金属带质量稳定，不会因氧化而着色。
根据本发明，由于通过端面密封部件与侧壁面结合的第二支撑部件的第三凸缘部和随辊一起旋转的外部部件两者旋转滑动接触位置的内侧空间被抽真空，这样，特别是在保护气氛设备中低于外界压力的条件下运转时，可以可靠地避免外界气体侵入保护气氛设备内。
根据本发明，由于保护气氛设备是有溶剂处设备，通过在辊端面部对前述第三凸缘与外部部件的旋转滑动接触位置的内侧空间抽真空，可以保护良好的密封性，作业安全。
根据本发明，由于保护气氛设备是真空蒸发炉，在辊端面部通过对前述第三凸缘与外部部件的旋转滑动接触位置的内侧空间抽真空，可以保持良好的真空条件，实现高质量的真空蒸发。
根据本发明，由于外部部件与端面密封部件的电阻率为1-107Ω·cm，因此可防止带电，并能抑制由静电引起的电火花发生。
根据本发明，由于将橡胶等弹性体作为外部部件及端面密封部件来使用，因此能可靠地实现辊两端的密封。图面的简单说明
图1是本发明第一实施例简略结构的平面剖视图；
图2是图1所示实施例的正面剖视图；
图3是适用于图1所示实施例的深槽滚珠轴承的断面图；
图4是适用于图1所示实施例的唇形密封的断面图；
图5是本发明第二实施例简略结构的平面剖视图；
图6是图5所示实施例的正面剖视图；
图7是适用于图5所示实施例的保护气氛设备的管路系统简图；
图8是本发明第三实施例的平面剖视简图；
图9是本发明第四实施例的平面剖视简图；
图10是保护气氛设备入口或出口的密封装置基本结构的平面剖视简图；
图11是现有技术的弹性辊端面部分的密封槽结构的侧端面简图；
实施发明的最佳形式
下文，根据图1-图9叙述本发明的实施例。图1是及图2示出了本发明第一实施例的结构，图3示出了适用于本实施例的滚珠轴承的结构，图4示出本实施例的唇形密封的结构，图5及图6示出了第二实施例的结构，图7示出了适用于第二实施例的控制气氛的简略管路系统，图8示出了第三实施例的结构。图9示出了第四实施例的结构。
图1示出了第一实施例的密封装置20的平面断面图，图2是其正面图。密封装置20同样可采用将金属带21送入光亮退火炉22的入口密封部件及将金属带21从光亮退火炉22引出的出口密封部件。
密封装置20，包括将金属带21从其板厚方向的两侧夹持的一对弹性辊23、与弹性辊23外周面接触的密封板24、包围着弹性辊23和密封板24的壳体25及侧壁26。侧壁26与密封板24之间气密封。弹性辊23可沿侧壁26上所形成的导向槽27变位。密封板24由表层具有非织造物等弹性材料组成。在光亮退火炉22内，充满了纯氢气、氢气及氮气的如75％和25％比例混合的混合气体或氨分解气体等含有氢的可燃性保护气氛的气体28。其压力保持在正压状态下，比大气压略高一些，例如，略高50mmAg。
弹性辊23，大体上由辊圆筒部30和轴31组成，辊圆筒部30由辊本体32和设置在辊本体32外周面上的弹性覆盖导33组成，辊本体32由金属等有刚性的材料所构成。
辊圆筒部30轴向朝外的方向上，在与侧壁26之间，装有外部部件34、第一支撑部件35、第二支撑中件36、外侧轴承37、挡圈37a、内侧轴承38、端面密封部件39及唇形密封40等。外部部件34及端面密封部件39与弹性覆盖层33相同，在温度为40-90℃硬度为JIS(日本工业规格)K6301A的硅酮橡胶、氟橡胶、聚氨基甲酸脂橡胶、EPDM、SBR(丁苯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、CR(氯丁橡胶)等弹性材料中混合有碳黑等组成上述部件，可以提高其机械性能，获得为防止万一带电而设置的电阻率值为1-107Ω·cm的导电性。大于107Ω·cm时，实质上就可能变成绝缘体，小于1Ω·cm时，接近装置检测点的人体具有使电火花飞溅的危险，进一步，作为弹性材料，可以采用天然橡胶、异戊间二烯、异丁橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸脂橡胶、氯汞丙脲橡胶、氯磺化聚乙烯、氯代聚乙烯等。第一支撑部件35、第二支撑部件36，由金属等刚性材料制成。
外部部件34的第一内向凸缘部41及第一支撑部件35的第二内向凸缘部42与弹性辊23的端面邻接。第一套筒部43在外部部件34的第一内向凸缘部41的外周一侧沿弹性辊23的轴线方向朝外延伸而形成。第一支撑部件35的第二套筒部44从第二内向凸缘部42的外周沿弹性辊23的轴线方向朝外延伸而形成，其外周面与第一套筒部43的内周面邻接，为了防止第二套筒部44与第二支撑部件36的第三外向凸缘46的金属接触，将第二套筒部44的长度做成稍短一些。在第二套筒部44与轴31之间，装有第二支撑部件36的第三套筒部45。在弹性辊23轴线方向的朝内一侧，在第三套筒部45的端面与第二内向凸缘部42的外表面之间带有间隔。第三外向凸缘部46从第三套筒部45的弹性辊23轴线方向朝外的端部沿半径方向朝外延伸。在第三外向凸缘部46的外周部，形成朝轴线方向外方直径逐渐减少的倾斜面47。外向凸缘部46的轴线方向朝外的一侧，通过端面密封部件39挤压侧壁26而固定。第三外向凸缘部46的轴线方向朝内的一侧外周部，与外部部件34的第一套筒部43的端面旋转滑动接触，并将自该接触位置的内侧空间密封住。第一、第二、第三凸缘部，采用前述的“内向”及“外向“的表示方式，是指相对于各轴线方向朝内或朝外的方向，反过来，也可以描述成在凸缘方向朝内或朝外的方向。
金属带21看起来是直行的，但实际上来回稍微有些摆动，夹持金属带21的弹性辊23总要稍稍地受到由这种摆动反作用力所产生的轴向推力。该轴向推力由外侧轴承37通过第一支撑部件35的第二内向凸缘部42和第三套筒部45的挡圈37a成台阶部(图中未示)传送给第二支撑部件36的第三套筒部45。即，第一支撑部件35与第二支撑部件36的位置关系由外侧轴承37来决定，即使推力等有变化，外部部件34的第一套筒部43的端面与第三外向凸缘部46的轴线方向朝内的一侧外周部之间的旋转滑动接触部分，只有一定的力(例如外部部件34端部的弹性推斥力)作用，不会受金属带21的摆动及弹性辊23热膨胀而引起的推力的影响。因此，总能实现该旋转滑动接触部分的稳定的密封。
橡胶覆盖层33的外径与外部部件34的外径基本相同。第三外向凸缘部46的最大直径比上述外径小一个ΔD。当夹持在弹性辊232间的金属带21板厚的量大值为t时，ΔD的值为：ΔD≤t。
这样，当金属带21夹持在对置的弹性辊23之间时，会与对置的第三外向凸缘部46相互接触。避免了弹性辊23的挤压，因此，在金属带21的两端部，在对置的弹性辊23之间设有间隙，以防止保护气氛气体的不良密封。该间隙的数值适当地小一些更好，但必须估计到夹持金属带时的轴31挠曲的余量及弹性轴23的弹性覆盖层33、外部部件43和端面密封部件39三者外围由于密封需要挤压而被压坏的余量。
图3示出了适用于图1所示外侧轴承37的深槽滚珠轴承的简化结构，这种单列深槽滚珠轴承，是滚动轴承中最典型的代表，滚珠51夹持在由内圈52及外圈53分别所形成的内圈轨道54及外圈轨道55之间滚动。在滚珠51轴线方向的两侧设置有护圈56，并在护圈56之间密封地装有润滑脂57，这样的轴承称作有护圈型轴承，其摩擦力小，高速性，润滑密封性及防尘性好。此外，深槽滚珠轴承，在内圈52与外圈53之间可以同时接收径向力和轴向力。可以采用的一个例子是，如日本精工株式会社所制造的、利用由钢板组成的密封的有护圈型(ZZ型)、利用由橡胶组成的密封的非接触橡胶密封型(VV型)或者接触橡胶密封型(DDU型)等。
图4示出了图1所示唇型密封40的结构，唇形密封40由NBR(丁腈橡胶)等韧性的有弹性材料组成，能确保机械振动及流体压力变动时，仍有稳定的密封作用。唇形密封40基本上由密封唇部61和配合部62组成，密封唇部61的断面为楔形，其尖端部在滑动移位时可以对其两侧进行气密封。为了将密封唇61的尖端挤压到其两侧，而设置有弹簧63。金属杯64埋入配合部62中，以提供配合力。尽管本实施例中将密封唇部61定向为外侧，配合部62定向为外侧，但也可作相反的定向。
图5示出了本发明第二实施例的平面断面图，图6是其正面图。在该第二实施例中，与第一实施例对应的部分用相同的标号来表示。第二实施例的密封装置70，其辊的轴71上有形成周围气体通路的通气孔72，进一步，在第三套筒部上从内侧向外侧形成一个或数个通气孔，在第三套筒部的外周上开设有至该通气孔而贯穿整个第三外向凸缘内表面的通槽，该通气孔与该通槽形成使来自通气孔72的气体通过的通路72a，通过通气孔72，在弹性辊73的两端部，在较第二支撑部件36与外部部件34的旋转滑动接触位置更内侧所形成的空间的保护气氛，可以通过外部减压或增压来调整。关于端面密封部件。可以使用刚性垫片74a与弹性圈74b组合的结构。刚性垫片74a由聚四氟乙烯树脂组成，其外周面粘接有由橡胶材料组成的弹性圈74b。为了防止刚性垫片74a与弹性圈74b万一带电而产生电火花，将其电阻率最好选为1-107Ω·cm。刚性垫片74a可以采用Nichiasu株式会社制造的商品，而其名称为Excelite。在壳体75的侧壁76上，设置有直线形成的导向槽77。轴71沿导向槽77移动时，由于刚性垫片74a是由聚四氟乙烯树脂形成，其摩擦阻力小，使密封装置70易于保养。第二支撑部件36的第三外向凸缘部46的外周设有设置倾斜面，夹持金属带21时，弹性圈74b可以沿轴向方向朝外弹性变形的伸入该外周部所形成的空间，而且，外部部件34可以沿轴向方向朝内弹性变形地伸入该外周部所形成的空间，所以，提高了密封性，并可通过通气孔72调整保护气氛。刚性垫片674a由涂有聚四氟乙烯树脂的金属板形成。
图7示出了对图6的密封装置70的保护气氛进行调整的结构。在图7(A)中，从保护气氛气体供给装置80将氮(N2)和氩(Ar)等惰性气体或接近炉内保护气氛的气体供给光亮退火炉22，以防止来自外界气体的氧等侵入保护气体气氛中，引起爆炸或火灾危险的发生。在图7(B)中。为了提高作为带体的合成树脂薄膜81从作为保护气氛处理设备的卧式真空蒸发炉82出入的部分的密封性，利用真空抽吸装置83进行抽吸，由此，可以维持真空蒸发炉82内的良好真空度，稳定地进行高质量的真空蒸发。
图8示出了本发明第三实施例的结构，与第一实施例对应的部分用同一标号来表示，在辊圆筒部30的轴线朝外方向。在与侧壁26之间，装有外部部件34、第一支撑部件35、第二支撑部件36、外侧轴承37、挡圈37a、内侧轴承38、断面密封部件39及密封板40a等。外部部件34及端面密封部件39与弹性覆盖层33同样，由温度在40-90℃时，硬度为JIS(日本工业规格)K6301A的混合有碳黑等的硅酮橡胶、氟橡胶，聚氨基甲酸脂橡胶，EPDM、SBR(丁苯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、CR(氯丁橡胶)等弹性材料所组成，以提高其机械性能，获得导电性，为了防止万一带电，其电阻率为1-107Ω·cm。大于107Ω·cm时，实际上可能成为绝缘体，小于1Ω·cm时，靠近装置检点的人体等带电体有引起电火花飞溅的危险。进一步，作为弹性材料，可以采用天然橡胶，异戊间二烯橡胶、异丁橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸脂橡胶、氯汞丙脲橡胶、氯磺化聚乙烯、氯代聚乙烯等。第一支撑部件35、第二支撑部件36由金属等有刚性的材料制成。
外部部件34的第一内向凸缘部41与第一支撑部件35的第二内向凸缘部42依次邻接于弹性辊23的一端面。有一套筒部43在外部部件34的第一内向凸缘部41外周的一侧沿轴向朝外延伸而形成。第一支撑部件35的第二套筒部44从第二内向凸缘部42的外周沿弹性辊23的轴线方向朝外延伸而形成，其外周面与第一套筒部43的内周面邻接，其长度稍微短一些，以避免与第二支撑部件36的第三外向凸缘部46的金属接触，在第二套筒部44与第三外向凸缘部46之间装有厚度为1-2mm由聚四氟乙烯(PTFE)材料或主要成分为聚四氟乙烯材料组成的密封板40a。密封板40a可以是一块或两块(图中未示)，在为两块时，由于两块密封板40a相互滑动而产生静电，有带电危险，因此，以与外部部件34同样的理由，最好将其电阻率设置成1-107Ω·cm。在第二套筒部44与轴31之间，设有第二支撑部件36的第三套筒部45。在弹性辊23轴线方向朝内的一侧，在第三套筒部45的端面与第二内向凸缘部42的外表面之间设有间隔，第三外向凸缘部46从第三套筒部45的弹性辊23轴线方向朝外的端部沿半径方向向外延伸形成。
在第三外向凸缘46的外周部，形成沿轴线方向朝外直径逐渐减少的倾斜面47。第三外向凸缘部46在轴向朝外的一侧，通过端面密封部件39挤压壳体侧壁2 6而固定。第三外向凸缘部46轴向朝内一侧的外周部，在外部部件34的第一套筒部43的端面，在没有辊轴向推力作用，而仅由外部部件34端部的弹性推斥力的作用下，将密封板40a靠紧，外部部件34的第一套筒部43的端面与第三外向凸缘部46之间为旋转滑动接触，从该接触位置将内侧空间密封住，进一步，在辊轴31上形成气体通路的通气孔72，在第三套筒部45上，从内侧朝外侧形成一个或数个通气孔72，从而可以通过从外部加压或减压来调整密封空间的保护气氛，进一步确保与外界气体的隔断。弹性覆盖层33的外径与外部部件33的外径基本相同。第三外向凸缘部46与密封板40a的最大直径较该外径小一个ΔD值，夹持在弹性辊23之间的金属带21的板厚最大值为t时，ΔD值为：ΔD≤t。这样，金属带21夹持在对置的第三弹性辊23之间时，对置的第三外向凸缘部46之间以及密封板40a之间分别相互接触，从而避免了弹性辊的挤压，在金属带21的两端部。在对置的弹性辊23之间形成间隙，防止了保护气氛气体密封不良。
图9示出了本发明的第四实施例的结构，与第一、第二实施例对应的部分用同一符号表示。第四实施例的基本结构是，用与第三实施例相反的辊侧代替第三实施例的辊侧。虽然使用了内侧轴承38(图中未示)，但是如图9所示，第三套筒部45可直接装在轴31上。在与第一、第二、第三实施例内侧轴承38相当的位置，加工出第三套筒部45，形成配合部38a。这样，可以省去内侧轴承38，不仅使零件数量少、经济，而且具有组装简单的效果、各部件的功能与第三实施例相同，其说明省略。
在以上结构中，尽管示出了作为保护气氛设备的立式光亮退火炉22及卧式真空蒸发炉82，但任何立式或卧式设备都是可以的。保护气氛设备并不限于光亮退火炉及真空蒸发炉，也可以采用在压力低于大气压下作业的喷涂装置或洗静装置等的有机溶剂处理设备。特别是在光亮退火炉中，可以获得稳定的旋转阻力，赤热的炉内金属带的张力控制不受干扰，金属带热处理后形状完好，从而提高了质量。此外，因为滑动而要密封的部分非常少，可防止部件磨损及出现磨耗粉。
产业上的应用
如上文所述，根据本发明，在弹性辊端面和壳体的侧壁之间，由弹性材料组成的密封件密封，并且轴承支承旋转负荷。这样，既能提高密封性，又能减轻旋转负荷，而且易于实现。再者，由于可以获得稳定的旋转阻力，使带体的张力控制不受干扰，保证了其稳定运行。
根据本发明，由于端面密封部件和外部部件由弹性材料组成的部分可以伸入第二支撑部件的第三凸缘部之间所形成的空间中，可以确保密封。结果，保护气氛中的气体泄漏很少，可以降低带体进行保护气氛处理所需的制造费用。
根据本发明，利用唇形密封可以提高弹性辊断面的密封性。
根据本发明，利用深槽滚珠轴承既可以减少弹性辊的旋转负荷，又能保证其自身密封性，从而进一步提高了密封性。与现有技术比较，其优点是：一·由于由滑动进行密封的部分非常少。不会产生引起带体污染的密封材料的磨耗粉。二·由于几乎没有由滑动引起部件的磨损，可以长期连续作业，增强了生产性能。
根据本发明，由于将惰性气体或接近炉内保护气氛的气体封入固定的第二支撑部件第三凸缘部与旋转的外部部件第一套筒部两者接触位置内侧的空间中，并可对气体进行调整，因而可以避免外界气体侵入保护气氛设备内，或保护气氛设备内的保护气氛气体朝外泄漏。进一步，由于惰性气体可以通过旋转滑动接触的位置，从而使形成一种流体密封，使磨擦系数变小，并可以由气体进行冷却，因而高速旋转时不会发热，实现稳定、高速化，提高了生产性能。
根据本发明，由于将含有氢等易爆炸或有火灾危险性的保护气氛与外界可靠地隔断，因此，可以提高安全性。
根据本发明，由于金属带的光亮退火炉可以安全稳定地运行，并能得到稳定的弹性辊的旋转阻力，因此，对赤热炉内金属带所获得的张力可以稳定地进行控制，并不受干扰，提高了金属带热处理后的质量，处理后形状完好。进一步，可以避免发生以往技术中所出现的摩擦垫片及橡胶垫片由轴向力和辊旋转力引起连续摩擦、扭转变形、带电，避免了由静电火花引起火花的危险，提高了安全性。
根据本发明，由于可以对固定的第二支撑部件的第三凸缘部与旋转的外部部件的第一套筒部接触位置内侧空间进行抽真空，这样，保护气氛设备的压力小于大气压时，仍能可靠地避免外界气体侵入保护气氛设备内。
根据本发明，可以防止外界气体朝减压下作业的有机溶剂处理设备内侵入，可以连续而稳定地实现安全作业。
根据本发明，由于可以保持高真空度，使带体连续通过，因此，可以有效而稳定地实现真空蒸发，从而形成带体的高质量真空蒸发膜。
根据本发明，可以抑制辊两端密封部分由滑动摩擦而引起带电，因此，可安全地密封可燃性气体。
根据本发明，由于使用了具有导电性的橡胶基弹性体，所以可以安全可靠地实现弹性辊的端面密封。

Claims (12)

1、一种保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，在对带体进行连续的保护气氛处理的保护气氛设备入口或出口处，利用一对至少外表面具有弹性的辊来夹持带体，其特征是，该密封装置包括：
包围着前述一对辊的壳体；
与各辊的外周面弹性接触的，对各辊与壳体之间密封的密封板；
由弹性材料组成的设置在各辊两端的外部部件，包括与各辊端面邻接的第一凸缘部，以及从第一凸缘部的外周面沿辊轴线方向朝外沿伸的第一套筒部；
位于各辊两端的由刚性材料所组成的第一支撑部件，包括与第一凸缘部外表面接合的第二凸缘部，以及从第二凸缘部外周沿辊轴线方向朝外延伸的第二套筒部；
位于各辊两端的由刚性材料所组成的第二支撑部件，包括轴线方向上位于第二凸缘部外侧的、设置在辊轴与第二套筒部之间的第三套筒部，以及从第三套筒部的辊轴线方向外侧端面沿辊半径方向延伸的第三凸缘部；
设置在各辊两端，设在第三套筒部与第二套筒部之间的可以承受径向力和轴向推力的外侧轴承；
位于各辊两端的、安装在第三套筒部与辊轴之间的内侧轴承；
位于各辊两端的、设置在壳体侧壁面与第二支撑部件的第三凸缘部之间的、至少在辊半径方向外侧由弹性材料制成的端面密封件。
2、根据权利要求1所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，在第二支撑部件的第三凸缘部的外周上，形成沿辊轴线方向朝外直径逐渐减小的倾斜面。
3、根据权利要求1所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，在第二支撑部件的第三套筒部分与第一支撑部件的第二套筒部之间，在辊轴线方向上的前述外侧轴承的外面，设置有用于密封第三套筒部与第二套筒部之间的唇形密封。
4、根据权利要求1-3之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，前述外侧轴承是深槽滚珠轴承。
5、根据权利要求1-4之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，设置有经过设置在辊轴内部的气体通路，将惰性气体或接近炉内保护气氛的气体注入第二支撑部件的第三凸缘部与随辊转动而一起旋转的外部部件两者旋转滑动接触位置的内侧空间中的装置，所述第二支撑部件通过端面密封部件与前述侧面接合。
6、根据权利要求1-5之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，在保持稍高于大气压的压力状态下，将含有氢气的可燃性保护气氛气体充满所述保护气氛设备。
7、根据权利要求1-6之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，
所述的带体是金属带；
所述的保护气氛设备是光亮退火炉。
8、根据权利要求1-4之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，设置有经过形成在辊轴内部的气体通路，对第二支撑部件的第三凸缘部与随辊转动而一起旋转的外部部件两者旋转滑动接触位置的内侧空间抽真空的装置，所述的第二支撑部件通过端面密封部件与前述侧壁面接合。
9、根据权利要求1-4或8之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，前述的保护气氛设备是在低于大气压下进行作用的有机溶剂处理设备。
10、根据权利要求1-4或8之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，前述保护气氛设备是真空蒸发炉。
11、根据权利要求1-10之一所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，前述外部部件及端面密封部件主要由电阻率为1-107Ω·cm的弹性体组成。
12、根据权利要求11所述的保护气氛设备入口和/或出口的密封装置，其特征是，前述的弹性体是天然橡胶，异戊间二烯橡胶、SBR(J苯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、CR(氯丁橡胶)、异丁橡胶、聚硫橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶、聚氨基甲酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯代聚乙烯、丁二烯橡胶、EPDM、丙烯酸脂橡胶、或者氯汞丙脲橡胶。
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