CN1795288B - 用于在扁平产品上在真空中的喷镀线的密封锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在真空室中用于优选地金属的、环形的带条(1)上的喷镀的一种密封锁(5)，其特征在于：金属辊(10、10′；11、11′；...)安装在固定到盖(6、7)上的托架(30、30′、...)上，并且像后者那样不可动；同一对的辊使其轴线布置在同一垂直平面中，并且具有不同的直径，具有较小直径的辊(10′、11′、...)的位置在从给定辊对通过到下个对时，交替变高和低；用于同一对的两个辊的支撑支架(40、40′；41、41′；...)具有朝向中心的横向突起(9、9′)，其相对于用于所述辊的基础的空隙限定第二间隙。

Description

用于在扁平产品上在真空中的喷镀线的密封锁

技术领域

本发明涉及在运动中的扁平产品、优选地金属带条(碳钢、不锈钢、等等)上在真空下用于薄层的喷镀线(deposition line)的进口和/或出口处的一种改进密封锁(sealing lock)。

背景技术

在真空(10^-5毫巴的量级的压力)下的喷镀室内，能实现多个过程：清洁、喷镀、等等。

在冶铁和冶金中，用于在真空下金属(纯金属、合金、氧化物)的连续喷镀或有机喷镀的生产线因为几个原因日益有吸引力。

首先，它们提供新产品的非常容易开发。至今，钢带条的涂敷在工业上限于浸镀或电解的过程，该过程是传统过程。如此得到的产品的数量非常有限。在真空中喷镀生产线的工业使用允许实现几十种新产品，在真空中喷镀生产线的原理当前在实验性生产线上结束。

然后，从环境观点看，如果浸镀过程除垫的生产之外相当清洁，则电解过程要求诸如过滤、再生、沉积物的处理等等之类的相关化学处理。在所有情况下，表面制备产生以镀液或沉积物形式处理的出流。相反，真空喷镀不管是否实现等离子体都是干式过程。只有来自表面清理的干式废物和喷镀损失必须恢复。

密封锁是已知的，它们用来把在真空中的喷镀室与诸如退绕机、卷绕机、等等之类的生产线的其它元件相隔离。锁是一种其控制对于工业实施阶段非常重要的元件。现有技术状态描述了锁的实施例(US-A-3 158 507、US-A-3 367 667、US-A-3 467 399、US-A-3 868 106、US-A-4 501 428、US-A-5 000 114、EP-A-0 535 568、US-A-5 842 855、US-A-5 865 932)。这些实施例的大多数没有导致有效的工业实施。

大多数时间，为了防止在是薄弱点的进口和出口锁处发生泄漏，避免锁的使用。对于玻璃，批量喷镀在具有标准尺寸的板上实现。对于塑料，采用在真空室本身中的卷绕方案。

用于在真空中的喷镀室的进口/出口锁的例子表示在图1中。在这种锁中，九个辊10、11、12、...布置在交错排中，并且限定七个子室20、21、22、...。子室的每一个连接到抽吸系统3上。一起采用的抽吸系统3允许从室到室20、21、22、...得到渐进的真空度，在最后子室中的真空度的值能达到10^-5毫巴。交错布置有助于减小辊的数量和锁的紧凑性。况且，带条在通过辊时形成拱形形状，这事实上保证沿带条宽度的良好密封，其相对于辊的简单间隙被显著改进。以这种方式，在两个辊之间的较大空隙变得可接收。

依据情况，每个辊况且布置在紧固到面对辊的室的下部或上部水平壁上的支架中。在那里，对于在辊与支架之间的空隙或间隙减小泄漏。在圆柱形辊的侧面与室的横向壁之间也保持泄漏。

最后，为了保持在每个子室中的密封，在用于子室的密封的带条与辊之间的接触压力必须至少等于在所述子室与其环境之间的压力差.否则，有带条离开辊的危险.为了避免这个问题，足够的拉力应该施加到带条上，以补偿在两个连续子室之间的压力差.

在对于在连续运动情况下的工业用途，现有技术状态的多个问题需要解决。首先，有保持设备的能力的问题。把带条插入到锁中必须容易。况且，形成真空室的壳体在高度上受到限制，并且接近因而困难。例如，根据现有技术的当前状态，必须完全拆除室，以便检查辊的表面状态。另一个存在的问题涉及与在锁中出现的泄漏有关的真空损失，这影响抽吸性能。这导致电力的高消耗和抽吸设备的巨大投资。

通过限定，在真空下在壳体部分中的热交换的低水平或缺乏不意味着在真空侧的辊的任何膨胀。事实上，只有粗略的接触不足以保证在炽热带条与位于真空则的辊之间的热传导。另一方面，辊的膨胀通过热交换发生在空气侧，这可能扩展到壳体的外盖。辊的长度的这种膨胀作为其与室的横向壁接触的结果增加卡住的危险。变形的确不与位于空气则的壳体的外部相匹配到这样一种程度，即后者牢固地紧固到位于不膨胀的真空侧的部分上。

发明内容

本发明的目的在于，提供用于在扁平产品上在真空下的喷镀线的一种进口/出口密封锁，该密封锁克服现有技术状态的缺陷。

本发明的具体目的在于，提供在诸如碳钢或不锈钢带条之类的扁平金属产品上在真空中的连续喷镀线上可以使用的一种密封锁。

本发明的另外目的在于，提供一种少保养密封锁(带条的插入、对辊接近、等等)。

本发明的目的也在于，提供一种允许更好抽吸性能、而同时减小有关电力消耗和使必需的设备最少的锁。

本发明的目的也在于，消除与在真空下金属零件的膨胀部分相关的辊卡住的危险。

最后，本发明的目的在于，防止设有辅助橡胶涂层的辊的优先磨损。

本发明的第一目的涉及用于在优选地金属的和在连续运动中的带条上在真空中的喷镀室的一种密封锁，该密封锁具有可拆除的下盖和上盖，该下盖和上盖包括几对金属辊，在这几对金属辊之间带条通过，并且这几对金属辊保持在紧固到面对盖的支架中，具有限定第一泄漏的间隙，两个连续辊对限定子室，该子室由连接到所述室上的抽吸单元保持在比大气压力低的设定压力下，其特征在于：

-辊安装在紧固到所述盖上的轴承上，并且也是可拆除的；

-同一对的辊使其轴线布置在同一垂直平面中，并且具有不同的直径，当离开一个给定辊对到相邻对时，具有较小直径的辊的位置交替地低/高；

-支撑同一对的两个辊的支架具有朝向中心的横向突起的，其相对于所述辊的横向表面的间隙限定第二泄漏。

根据本发明的一个优选实施例，具有较小直径的辊涂敷有一定厚度的橡胶或弹性体。

便利地，具有较大直径的辊是具有与是金属的带条相接触的表面的辊，并且限定带条的通过线。

根据本发明的另一个优选实施例，同一对的两个辊相对于带条的运动在横向上以这样一种方式在线之外，从而在锁的每个横向侧，辊的一个相对于另一个辊突出。

以特别便利的方式，通过对靠压具有金属表面的辊的橡胶涂敷辊施加预应力，在带条与两个辊的本体之间保证锁的每个子室的密封，这同时允许带条的通过和带条周围的橡胶或弹性体的挤压。

更便利地，带条的方向变化的角度由同一对辊的直径的比率确定，并且小于10°。

本发明的一个基本优点在于，它允许在子室中的占优势的最低压力低于10^-4毫巴，优选地低于10^-5毫巴。

特征在于第一泄漏的间隙或空间优选地是带条的最大宽度的函数，而特征在于第二泄漏的间隙或空间特别恒定，并且低于0.3mm，优选地低于0.2mm。

本发明的第二目的涉及在用于在以至少10米/分的速度下运动的扁平铁和钢或金属产品，优选地为碳钢或不锈钢带条，上的薄金属或有机层的在真空下的类型喷镀生产线的装置，该类型喷镀生产线包括以上所描述的进口和/或出口密封锁。

附图说明

以上已经提到的图1表示根据本发明的现有技术状态的、用于在真空中的喷镀室的密封锁的剖视图。

图2表示根据本发明的优选实施例的用于真空喷镀室的密封锁的垂直和纵向剖视图。图2也表示两个可拆除盖。

图3表示用于图2的真空喷镀室的密封锁的俯视图。

图4表示图2的锁的垂直和纵向剖视图。

具体实施方式

图2和3表示根据本发明的用于在真空中的喷镀室的进口/出口锁的例子。金属带条1从左进入锁，并且从右边出去。在本情况下，室5包括四对彼此面对辊10、10′、11、11′、...，在这些辊之间插入带条。所述辊对限定子室20、21、22、...，在子室的每一个中有例如对于进口锁连续减小的不同压力。在出口锁的情况下，出现相反的情形。

根据本发明，为了保证室的维修和接近辊，辊轴承30、30′、...，能够拆除，并且依据考虑的辊的位置的分别低或高，紧固到室的下盖6和上盖7上。也提供为，两个盖6和7在垂直平面中借助于支柱(jacks)(未表示)足够地伸展开。因而，在维修操作期间，能容易地接近辊或轴承。另一个优点在于带条容易插入。

多个元件设计成改进在每对辊的高度处的室的密封。

首先，设置在其整个接触表面上较小直径的辊10′、11′、12′、...具有橡胶或弹性体涂层。因而，对于每对辊，金属辊决定带条的通过线，而橡胶涂敷辊的位置初始调节成，使得后者足够地压靠对应金属辊，使橡胶变形从而配合带条的轮廓(见图4)。因而，借助于在橡胶与裸露金属辊之间带的挤压，在带条的表面上沿其整个长度、和在带条的横向侧确保密封。

便利地，可以保证辊10、10′、...在带条1的任一侧具有交替不同的直径(例如分别为300和250mm).因而，带条采用不是直线的路径(断开通过线).借助于集中在最大接触角上的磨损，橡胶涂敷辊的磨损被最小化.然而，给定辊成对排列和带条在它们之间通过的事实，优点是没有关于在大气与第一真空子室(sub-chamber)之间的ΔP的约束的较大担心，这允许在后者中的辅助抽吸.况且，施加在带条上的拉力对于沿带条在各个真空子室中的密封的保持不是关键的.

况且，辊保持在支架40、40′、41、41′、...中面对该辊的盖6、7的侧面上。这种布置依据尤其在支架与辊之间的间隙允许最小泄漏，如将在下面解释的那样。

的确，根据本发明，解决了在横向壁的高度处泄漏和热膨胀的问题：

-一方面，通过由向在图4中表示的中心(9、9′)的弯曲而横向延伸辊的上支架(40′、...)和下支架(40、...)；和

-另一方面，通过跨过室的宽度彼此相对地偏移每对辊(10、10′、...)。

因而，从横向侧，两个辊的每一个表示相对于另一个辊的偏移，并且反之亦然。这种布置允许修改的支架(40、40′、...)按上述定位。应该注意，因为其构造，修改支架与两个辊横向地不在同一侧。在每个辊上，与修改支架对应的轴承具有双重功能：

-吸收考虑的圆柱体的热膨胀；

-保持恒定的横向间隙，即独立于所述膨胀，或者等效地表示为独立于辊的实际长度。横向泄漏，即沿辊的横向表面定位的，因此独立于热膨胀。密封不再形成在横向侧上而是在辊体上。

对于薄板和分子流动操作，通过室的气体通道必须尽可能长地延伸。在分子操作中，泵必须尽可能靠近源，并且截面8尽可能大(图3和4)。

根据本发明的用于真空喷镀室的锁的改进特征因而具有如下优点：

-由于可拆除辊组的使用，使维修更容易和更便宜；

-抽吸效率被改进到某种程度，作为密封改进的结果(同一对辊的偏移、橡胶涂敷辊的变形)，减小了电能的消耗和设备的投资；

-通过采用配合轴承并且以部分覆盖本体的套环形式延伸的基础形式的改进支架、以及辊的偏移，解决了作为金属零件经受真空的结果的金属零件的不同膨胀问题；

-对于辊不同直径的采用允许金属辊的磨损增强并且使聚合物的磨损最小。

Claims (16)

1.一种用于在连续运动中的带条(1)上进行喷镀的真空喷镀室的密封锁(5)，该密封锁具有可拆除的下盖(6)和上盖(7)，该下盖和上盖包括几对金属辊(10、10′；11、11′；...)，在这几对金属辊之间带条(1)通过，并且金属辊保持在紧固到面对所述上、下盖(6、7)的支架(40、40′；41、41′；...)中，且具有限定第一泄漏的间隙，两个连续金属辊对限定子室(20、21、22、...)，该子室由连接到所述子室的抽吸单元(3)保持在比大气压力低的设定压力下，其特征在于：

-金属辊安装在牢固地紧固到所述上、下盖(6、7)上的轴承(30、30′、...)上，并且也是可拆除的；

-同一对的金属辊使其轴线布置在同一垂直平面中，并且具有不同的直径，从给定金属辊对到相邻金属辊对，具有较小直径的金属辊(10′、11′、...)的位置交替地为高和低；

-保持同一对的两个金属辊的支架(40、40′；41、41′；...)具有朝向中心的横向突起(9、9′)，其相对于所述金属辊的横向表面的间隙限定第二泄漏。

2.根据权利要求1所述的密封锁，其特征在于，所述带条为金属带条。

3.根据权利要求1所述的密封锁，其特征在于，具有较小直径的金属辊(10′、11′、...)涂敷有设定厚度的弹性体。

4.根据权利要求3所述的密封锁，其特征在于，具有较大直径的金属辊(10、11、...)是其表面与是金属的带条(1)相接触的辊，并且限定带条的通过路线。

5.根据权利要求4所述的密封锁，其特征在于，同一对的两个金属辊相对于带条的运动在横向上以这样一种方式偏移，即，使得在密封锁的每个横向侧，金属辊中的一个金属辊相对于另一个金属辊突出。

6.根据权利要求5所述的密封锁，其特征在于，通过对靠压具有金属表面的金属辊的橡胶涂敷金属辊施加预应力，在带条与两个金属辊的本体之间保证密封锁的每个子室的密封，允许带条的通过和带条周围的橡胶或弹性体的挤压。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的密封锁，其特征在于，带条的方向变化的角度由同一对金属辊的直径的比率确定，并且小于10°。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的密封锁，其特征在于，在子室(20、21、22、...)中的最低压力低于10^-4毫巴。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的密封锁，其特征在于，在子室(20、21、22、...)中的最低压力低于10^-5毫巴。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的密封锁，其特征在于，限定第一泄漏的间隙是带条的最大宽度的函数。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的密封锁，其特征在于，限定第二泄漏的间隙基本上恒定，并且小于0.3mm。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的密封锁，其特征在于，限定第二泄漏的间隙小于0.2mm。

13.根据权利要求1所述的密封锁，其特征在于，具有较小直径的金属辊(10′、11′、...)涂敷有设定厚度的橡胶。

14.一种用于在以至少10米/分的速度下运动的扁平金属产品上喷镀薄金属或有机层的真空喷镀生产线装置，其包括根据权利要求1-6中任一项的用于进口和/或出口的密封锁(5).

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述金属产品为碳钢或不锈钢带条。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述金属产品为铁或钢的。

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