TWI476300B - 具有傾斜膨脹密封之酸洗生產線總成 - Google Patents

Description

具有傾斜膨脹密封件之酸洗生產線總成

本申請案主張2009年7月29日所提出之美國臨時專利申請案第61/229,604號之權益，在此併提此案供參考。

本發明大體上係有關於一種酸洗生產線總成，以及更特別地，係有關於一種在設備組件間具有傾斜膨脹密封件之酸洗設備。

酸洗(pickling)係藉由水溶液或無機酸(酸洗溶液)之作用從一金屬之表面以化學方法移除氧化物及銹皮之製程。一典型酸洗設備包括多個酸洗槽。以該酸洗溶液填充該等酸洗槽，以致於當將正在處理之該金屬投入該等酸洗槽時，使該金屬浸入該酸洗溶液中。以該總成中該酸洗槽之長度、將該金屬投入該酸洗槽之速率及酸洗槽之數目決定該金屬對該酸洗溶液之暴露時間(exposure)。

當在該等槽中移動該金屬或酸洗物質時，該酸洗溶液可能在某一酸洗槽中濺出或溢出。濺出或溢出會使危險的酸洗溶液及有害的氣體可能流出。此外，常常用以形成酸洗槽之材料(例如，聚丙烯)因溫度之變化而經歷顯著的膨脹及收縮，因而使該酸洗溶液及有害的氣體可能從該酸洗槽(特別是在酸洗槽與滾動槽間之接縫處)洩漏出去。

除了使酸洗溶液濺出及洩漏之外，傳統酸洗生產線總成在酸洗槽與滾動槽間之上方係開放的。在已將該酸洗槽移入具有該滾動槽之位置後，通常使封閉板裝至該總成，以覆蓋該酸洗槽與滾動槽間之上方開口。該等封閉板可減少酸洗溶液流出該酸洗生產線總成之量，以及可控制來自該酸洗溶液之有害氣體。該等封閉板之必要性增加該酸洗生產線總成之組合及安裝時間。再者，在該酸洗槽與該滾動槽之相交處的周圍存在一環狀開放空間，酸洗溶液及有害氣體會從此處流出。

依據本發明之一實施例，提供一種酸洗生產線總成，其包括一滾動槽、一酸洗槽及一膨脹密封件。該滾動槽包括一正面及一背面，使該正面及該背面偏成某一角度，以致於該正面及背面之上端比該正面之下端及該背面之下端更靠近在一起。該正面及該後面之每一者具有一用以接收一酸洗物質之開口。該酸洗槽包括：一內部空腔，用於該酸洗物質之運送；以及一前開口及一後開口，該酸洗物質可經由該前開口及該後開口進入或離開該滾動槽。針對該酸洗槽與該滾動槽之個別正面及背面間之接面提供一膨脹密封件。該膨脹密封件係配置用以包圍大致在該個別前開口及後開口附近之該酸洗槽的周圍及包括一大致偏成相同於該滾動槽之個別正面及後面的角度之向外表面。當組裝時，該酸洗槽之前開口與一第一滾動槽之正面的開口對齊，以致於該前膨脹密封件圍住該酸洗槽與該第一滾動槽間之路徑，以及該酸洗槽之後開口與一第二滾動槽之背面的開口對齊，以致於該後膨脹密封件圍住該酸洗槽與該第二滾動槽間之路徑。

依據本發明之另一實施例，提供一種酸洗槽。該酸洗槽包括：一內部空腔，用於該酸洗物質之運送；以及一前開口及一後開口，其界定該酸洗槽之長度。該酸洗槽進一步包括一前膨脹密封件及一後膨脹密封件，其配置成包圍該個別前開口及後開口之周圍。使每一膨脹密封件相對於垂直線偏成某一角度，以致於該前膨脹密封件之上部分相對於該前膨脹密封件之下部分更遠離該酸洗槽之長度的中點。此外，每一膨脹密封件包括一向外表面，其配置成接合一滾動槽，以致於該酸洗槽之開口與該滾動中之開口對齊。

依據本發明之又另一實施例，提供一種滾動槽。該滾體槽具有一正面及一背面，每一者具有一用以接收一酸洗物質之開口及相對於垂直線偏成某一角度，以致於該正面之上端及該背面之上端比該正面之下端及該背面之下端更靠近。該滾動槽進一步包括一前膨脹密封件及一後膨脹密封件，其以一相對於垂直線之大致相似於該個別正面及背面之角度的角度耦合至該個別正面及背面。每一膨脹密封件大致包圍該個別正面及背面之開口的周圍及配置成允許一酸洗槽垂直降低成與該正面及背面之開口對齊而沒有來自該個別前膨脹密封件及後膨脹密封件之阻礙。

該項技藝之一般技術人士參考下面詳細敘述及所附圖式將明顯易知本發明之這些及其它優點。

第1A及1B圖描述一酸洗設備之一部分。第1A圖描述在被裝至一滾動槽2前之兩個酸洗槽1及1'。將該等酸洗槽1及1'降低至與該滾動槽2對齊，以致於在該等酸洗槽1及1'之末端上的開口4及4'階與該滾動槽2之開口5及5'對齊，以便通往該滾動槽2。第1B圖描述在組合後，第1圖所示之酸洗設備的部分。亦即，第1B圖顯示兩個酸洗槽1及1'與該滾動槽2對齊，以致於在該等酸洗槽1及1'之末端上的開口4及4'與該滾動槽2之開口5及5'對齊。

在第1A及1B圖所述之酸洗槽組合中，在該等酸洗槽1及1'之末端上的開口係U形形狀，以致於沒有覆蓋該等開口之上面。該等酸洗槽1及1'進一步包括凸緣6及6'，該等凸緣6及6'延伸至該滾動槽2之開口中及產生一迷宮密封(labyrinth seal)，以減少濺入該等槽間之相交處的溶液量。在將該等酸洗槽1及1'降低至與該滾動槽2對齊後，將封閉板3及3'裝至該總成，以覆蓋開口。

第2A圖係酸洗生產線配置之平面圖，以及第2B圖係相同酸洗生產線配置之立視圖。在第2A及第2B圖中，酸洗槽1係與滾動槽2對齊且以該等滾動槽2來分隔該等酸洗槽1。因此，此總成所處理之任何金屬將通過多個酸洗槽及滾動槽。

第2C圖描述在該等酸洗槽1與該等滾動槽2去耦合下，第2A及2B圖之酸洗生產線配置。在此配置中，可看出，每一酸洗槽1可包括一入口部1a及一出口部1b。使該入口部1a及該出口部1b連接，以形成一酸洗槽1。

如第1A-1B及2A-2C圖所見，該酸洗槽1之末端係大致垂直的。同樣地，該滾動槽2之開口周圍的壁亦是垂直的，以便緊靠該酸洗槽1之開口，且凸緣6及6'延伸至該滾動槽2之開口中。以封閉板3及3'覆蓋在該滾動槽之頂部上所形成開口。

該酸洗生產線之組裝很耗時，因為一酸洗槽1與一滾動槽2間之每一個連接需要該等封閉板之對準及安裝的確定。此外，在該酸洗槽及該滾動槽之相交處周圍存在一環狀開放空間，酸洗溶液及有害氣體會從此處流出該等槽。

此外，當由於周遭溫度之改變或由於加熱該酸洗製程之溶液，在該酸洗總成中或周圍之溫度變動時，該等酸洗槽1及1'及該滾動槽2經歷膨脹及收縮，此會造成該等酸洗槽1及1'與該滾動槽2間之界面的洩漏。例如使用螺栓將該等酸洗槽1及1'牢牢地安裝至該滾動槽2，將導使該等酸洗槽1及1'與該滾動槽2間因熱變形之影響而嚴重地無法連接，以及因而無法防止從該酸洗總成洩漏。

第3A圖係依據本發明之一實施例的一具有酸洗槽10及滾動槽20之酸洗生產線總成的平面圖。第3B圖描述第3A圖之酸洗生產線總成的立視圖。

如第3A及3B圖所示，該酸洗槽10之開口14係與該滾動槽20之開口22對齊。該酸洗槽10之開口14包括一膨脹密封件30。如所示，可看到，該膨脹密封件30包圍該滾動槽20與該酸洗槽10間之接面。亦即，該膨脹密封件大致包圍該酸洗槽之開口14的周圍，以致於當將該酸洗槽降低與該滾動槽20之開口22對齊時，該膨脹密封件圍住該酸洗槽10之空腔16與該滾動槽20間之路徑(酸洗物質40沿著該路徑行進)，此防止酸洗溶液之洩漏及防止危險有害氣體流出該總成。

在第4A圖中描述在脫離中(亦即，沒有該酸洗生產線總成之其它部分)之膨脹密封件30的一實施例之正視圖。第4B圖係膨脹密封件30之上視圖，以及第4C圖係膨脹密封件30之側視圖。膨脹密封件30包圍一開口34，以便圍住該酸洗槽10之空腔16與該滾動槽20間之路徑，及去除封閉板之需求。該膨脹密封件30進一步包括一第一表面32及一第二表面33。使該第一表面32遠離該酸洗槽10之長度的中點，以及使該第二表面朝向該酸洗槽10之長度的中點。依據本發明之一實施例，該膨脹密封件30在該滾動槽20與該酸洗槽10間產生實質氣密及/或水密密封。

酸洗槽10常常是由容易因酸洗溶液及該槽10之加熱或冷卻而造成顯示膨脹及收縮的塑膠(例如，聚丙烯)或其它材料所製成。因此，該膨脹密封件30可包括一彎曲部分31，當該膨脹密封件30配置在該酸洗槽10與該滾動槽20間時，該彎曲部分31有助於該第一表面33朝該第二表面32移位或壓縮。雖然在第4A-4C圖中將該彎曲部分31描述成為一朝該膨脹密封件30之內部彎曲的表面，但是有鑑於此揭露，該項技藝中之一般技術人士將了解到，可使用其它配置形成該彎曲部分31，例如，以遠離該膨脹密封件30之內部方式彎曲的表面或設計用以促使該膨脹密封件30在該第一表面32與該第二表面33間之壓縮力下，在該彎曲部分31上鼓起的該膨脹密封件30之厚度的變動(例如，該密封件在彎曲部分31處之厚度的減少)。此外，該膨脹密封件30或其一部分可由一可壓縮材料所形成。

可將該膨脹密封件30整合於該酸洗槽10中。在另一選擇中，該膨脹密封件可以是在安裝期間在該滾動槽20與該酸洗槽10間所插入之該總成的一個別件。如果將該膨脹密封件30整合於該酸洗槽10中，則該酸洗槽10即可包括一用以接合該膨脹密封件30之第二表面33的板18。雖然當被壓入該滾動槽20之表面時，板18對著該膨脹密封件提供槓桿作用及壓縮力，但是該項技藝中之一般技術人士將了解到，可沿著矩形(或其它形式)周圍將該膨脹密封件30固定至該酸洗槽10之外表面。

在另一替代中，可藉由確保該膨脹密封件之第二表面33相對於垂直線成約45°或更大，將該膨脹密封件30整合至該滾動槽20中(例如，固定至正面24或背面25)。以此角度，可將該酸洗槽10直接降低成與該滾動槽20對齊而沒有來自該膨脹密封件30之阻礙。應該注意到，相對於垂直線有45°或更大之角度的要求有效地縮短滾動槽20至滾動槽20之距離。此可導致在溶液中之時間的減少。可藉由增加該酸洗槽之總長度及增加連續滾動距離(roll-to-roll distance)或藉由增加該總成中之酸洗槽的數目來補償該距離變化。

可藉由機械式緊固件(例如，螺絲、螺栓、夾子等)或化學製程(如，黏著、熱熔化等)將該膨脹密封件30裝至該酸洗槽10或滾動槽20。在另一選擇中，如果該膨脹密封件30不是該酸洗槽10或滾動槽20之一整體部分，則可在安裝期間藉由機械式緊固件或化學製程將該膨脹密封件30裝至該酸洗槽10及該滾動槽20。較佳的是，用以耦接該膨脹密封件至該酸洗槽10及該滾動槽20之該機械式緊固件或化學製程係抗酸洗溶液的。

第5A圖係依據本發明之一實施例在該酸洗生產線總成之安裝期間一酸洗槽及一滾動槽之剖面圖。亦即，第5A圖描述在使該酸洗槽10上升至該滾動槽20上方之安裝階段中之一酸洗槽組裝。從此位置，可藉由沿著一垂直路徑降低該酸洗槽10，直到該酸洗槽10之開口14與該滾動槽20之開口22對齊為止，以在該組裝中安裝該酸洗槽10。在此說明中，該膨脹密封件30係整合至該酸洗槽10。然而，如以上所述，該項技藝中之一般技術人士將了解到，可使該膨脹密封件30整合至該滾動槽20(如下所述)或自由地移動，以致於它在安裝期間係被放置在該滾動槽20與該酸洗槽10之間。

該滾動槽20包括具有個別開口22及23之正面24及背面25。正面及背面之指定係為了方便起見及不表示有任何特定功能或限制。使該正面24及該背面25相對於垂直線偏成某一角度，以致於該正面24及該背面25在上端比下端更靠近在一起。亦即，可將該正面24及該背面25想像成像是形成梯形之股。如所述，該正面24及該背面25之傾斜角度係一致的，以致於該正面24及該背面25構成一等要梯形之股。此對稱結構部分考量到製造效率及組裝之容易性，因為該酸洗槽10(接合該滾動槽)相對於該酸洗槽10之每一端亦可能是對稱的。然而，該項技藝中之一般技術人士將了解到，該正面24及該背面25之傾斜角度可以彼此不同。

酸洗槽10進一步包括一凸緣12，該凸緣水平地延伸超過該膨脹密封件30之下部分及延伸至該滾動槽20之空腔內，以便最小化酸洗溶液之溢出。由於該正面24及該背面25之傾斜角度，當將該酸洗槽10升高及降低至與該滾動槽20對齊時，該凸緣12及酸洗槽通常沒有被該正面24及該背面25擋住。亦即，可沿著垂直線升高或降低該酸洗槽10，以致於該凸緣12及酸洗槽10通過該正面24之開口22。不需要該酸洗槽10之水平調整來升高或降低該酸洗槽10成不與該滾動槽20對齊。此可藉由確保該凸緣12不延伸超過該正面24之開口22的頂部來達成。

較佳的是，以一相對於垂直線之預定角度將該膨脹密封件30裝至該酸洗槽10。該膨脹密封件30之傾斜角度可以由板18之傾斜角度或由該膨脹密封件30之形狀來界定。在一實施例中，該第一表面32之傾斜角度大致相同於該正面24之傾斜角度，以致於當降低該酸洗槽10時，使該第一表面32與該正面24對準及同高。當降低該酸洗槽10至適當位置時，該膨脹密封件30之角度及該壁環繞開口22應該足以對該凸緣12提供空隙。依據本發明之一實施例，該膨脹密封件30之傾斜係約10度或更大。在另一選擇中，如果當移入與該滾動槽20對齊時，該膨脹密封件變形，以致於該第一表面32與該正呼24對準，則該膨脹密封件30之第一表面32的傾斜角度可根據該正面24之傾斜角度而改變。

當降低該酸洗槽10時，靠近該開口14之該凸緣12進入該正面24之開口22及懸在該開口22之底部上方。第5B圖係另一安裝階段之剖面圖及描述在該凸緣開始進入該開口22(亦即，闖入該正表面24定之平面)時之該酸洗槽10。第5C圖係又另一安裝階段之剖面圖。

第5D圖係在完全降低該酸洗槽10至與該滾動槽20對齊後之該酸洗生產線總成的剖面圖。第5E圖係在已降低一酸洗槽10至與正面24之開口22對齊及已降低一酸洗槽10'至與背面25之開口23對齊後之該酸洗生產線總成的剖面圖。

在第5A-5E圖中所述之酸洗生產線總成的結構考量到該等酸洗槽10及10'之輕易組裝及其輕易移入及移離該酸洗生產線總成中之位置。此外，該結構適應該酸洗生產線總成之組件的膨脹及收縮。再者，在該酸洗生產線總成之操作期間可更適當地控制潛在有害氣體及化學藥劑。

知道前述詳細說明在各方面係說明性及示範性用，以及在此揭露之本發明的範圍不是由該細說明來決定，而是由依據專利法允許之最大廣度所解釋的申請專利範圍來決定。應了解到，在此所示及所述之實施例只是本發明之原理的說明用及熟習該項技藝者在不脫離本發明之範圍及精神內可以實施各種修改。該項技藝者在不脫離本發明之範圍及精神內可實施各種其它特徵組合。

1．．．酸洗槽

1'．．．酸洗槽

1a．．．入口部

1b．．．出口部

2．．．滾動槽

3．．．封閉板

3'．．．封閉板

4．．．開口

4'．．．開口

5．．．開口

5'．．．開口

6．．．凸緣

6'．．．凸緣

10．．．酸洗槽

12．．．凸緣

14．．．開口

16．．．空腔

18．．．板

20．．．滾動槽

22．．．開口

23．．．開口

24．．．正面

25．．．背面

30．．．膨脹密封件

31．．．彎曲部分

32．．．第一表面

33．．．第二表面

34．．．開口

40．．．酸洗物質

第1A圖係一酸洗生產線總成之一部分的展開立視圖；

第1B圖係第1A圖所述之酸洗生產線總成的部分之立視圖；

第2A圖係一酸洗生產線總成安裝順序之上視圖；

第2B圖係第2A圖所述之酸洗生產線總成安裝順序的立視圖；

第2C圖係在該等酸洗槽之升高期間第2A圖所述之酸洗生產線總成安裝順序的立視圖；

第3A圖係依據本發明之一實施例的一酸洗生產線總成安裝之一部分的上視圖；

第3B圖係依據本發明之一實施例的第3A圖之酸洗生產線總成安裝的部分之側視圖；

第4A圖係依據本發明之一實施例的一酸洗生產線總成之一密封件的正視圖；

第4B圖係依據本發明之一實施例的一酸洗生產線總成之一密封件的上視圖；

第4C圖係依據本發明之一實施例的一酸洗生產線總成之一密封件的側視圖；

第5A圖係依據本發明之一實施例在該酸洗生產線總成之安裝期間一酸洗槽與一滾動槽之剖面圖；

第5B圖係依據本發明之一實施例在該酸洗生產線總成之安裝期間第5A圖之酸洗槽與滾動槽的另一剖面圖；

第5C圖係依據本發明之一實施例在該酸洗生產線總成之安裝期間第5A圖之酸洗槽與滾動槽的另一剖面圖；

第5D圖係依據本發明之一實施例在該酸洗生產線總成之安裝期間第5A圖之酸洗槽與滾動槽的另一剖面圖；以及

第5E圖係依據本發明之一實施例的安裝有一第二酸洗槽的第5A圖之酸洗槽與滾動槽的另一剖面圖。

10．．．酸洗槽

12．．．凸緣

14．．．開口

16．．．空腔

18．．．板

20．．．滾動槽

22．．．開口

23．．．開口

24．．．正面

25．．．背面

30．．．膨脹密封件

31．．．彎曲部分

32．．．第一表面

33．．．第二表面

Claims (15)

1. 一種酸洗生產線總成，包括：一滾動槽，具有一正面及一背面，使該正面及該背面相對於垂直線偏成某一角度，以致於該正面之上端及該背面之上端比該正面之下端及該背面之下端更彼此靠近，該正面及該背面之每一者界定一用以接收一酸洗物質之開口；一酸洗槽，界定一用於該酸洗物質之運送的內部空腔及一第一開口和一第二開口；以及一第一膨脹密封件，具有一用以接合該滾動槽之第一表面及一用以接合該酸洗槽之第二表面，該第一膨脹密封件係配置用以包圍大致在該酸洗槽之該第一開口的附近之該酸洗槽的周圍，將該第一膨脹密封件之該第一表面偏成大致該滾動槽之該正面的角度；其中當組裝時，該酸洗槽之該第一開口與該滾動槽之該正面的開口對齊，以致於該第一膨脹密封件圍住該酸洗槽與該滾動槽間之路徑。
2. 如申請專利範圍第1項之酸洗生產線總成，其中該第一膨脹密封件係固定至該酸洗槽，以便構成該酸洗槽之該第一開口的一整體部分。
3. 如申請專利範圍第1項之酸洗生產線總成，其中該酸洗槽進一步包括：一第一凸緣，延伸超過該第一膨脹密封件之下部 分，以致於當組裝時，該第一凸緣延伸經過該滾動槽之該正面的平面至該滾動槽之內部。
4. 如申請專利範圍第3項之酸洗生產線總成，其中該第一凸緣延伸於該第一滾動槽之該正面的開口之下部分與上部分間，以致於可垂直地升高及降低該酸洗槽而沒有該酸洗槽與該滾動槽之該前開口的上部分間之阻礙。
5. 如申請專利範圍第1項之酸洗生產線總成，其中該第一膨脹密封件包括一可壓縮材料。
6. 如申請專利範圍第5項之酸洗生產線總成，其中該第一膨脹密封件變形，以便產生對於該滾動槽之大致氣密及水密的密封。
7. 如申請專利範圍第1項之酸洗生產線總成，其中該第一膨脹密封件藉由複數個緊固件耦合至該第一滾動槽之該正面。
8. 如申請專利範圍第1項之酸洗生產線總成，其中該等酸洗槽進一步包括一第二膨脹密封件，其以相似於該第一膨脹密封件方式配置在該酸洗槽之該第二開口附近，以致於當組裝時，該酸洗槽之該第二開口與該滾動槽之該背面的開口對齊，以致於該第二膨脹密封件圍住該酸洗槽與該滾動槽間之路徑，該總成進一步包括複數個滾動槽及複數個酸洗槽，其以使酸洗槽與滾動槽交替之圖案來配置。
9. 一種酸洗生產線總成，包括：第一及第二滾動槽；一酸洗槽，界定有一用於運送酸洗物質的內部空腔、一第一開口和一第二開口，第一及第二開口界定酸洗槽的長度；一第一膨脹密封件，係配置成包圍第一開口的周圍及相對於垂直線成一角度，以致第一膨脹密封件的上部分相對於第一膨脹密封件的下部分更遠離酸洗槽之長度的中點，該第一膨脹密封件具有一第一表面，該第一表面係配置成與第一滾動槽接合，以致於第一開口對齊於在第一滾動槽的一開口。一第二膨脹密封件，係配置成包圍第二開口的周圍及相對於垂直線成一角度，以致第二膨脹密封件的上部分相對於第二膨脹密封件的下部分更遠離酸洗槽之長度的中點，該第二膨脹密封件具有一第二表面，該第二表面係配置與第二滾動槽接合，以致於第二開口對齊於在第二滾動槽的一開口。
10. 如專利申請範圍第9項之酸洗生產線總成，其中當該第一開口對齊於第一滾動槽的開口時，該第一膨脹密封件與該滾動槽產生大致氣密及水密的密封，及當該第二開口對齊於第二滾動槽的開口時，該第二膨脹密封件與該滾動槽產生大致氣密及水密的密 封。
11. 如專利申請範圍第9項之酸洗生產線總成，其中當第一膨脹密封件及第二膨脹密封件與各別第一及第二滾動槽對齊時，第一膨脹密封件及第二膨脹密封件變形。
12. 如專利申請範圍第9項之酸洗生產線總成，其中第一膨脹密封件係固定至該酸洗槽及第二膨脹密封件係固定至該酸洗槽，以便與該酸洗槽之該第一開口及第二開口分別構成一整體部分。
13. 如專利申請範圍第9項之酸洗生產線總成，其中該酸洗槽進一步包括：一第一凸緣，延伸超過該第一膨脹密封件之下部分；及一第二凸緣，延伸超過該第二膨脹密封件之下部分。
14. 如專利申請範圍第14項之酸洗生產線總成，其中當與該第一滾動槽及該第二滾動槽對齊時，該第一凸緣延伸於該第一滾動槽之開口的下部分與上部分之間，及該第二凸緣延伸於該第二滾動槽之開口的下部分與上部分之間，以致於該酸洗槽可垂直地升高及降低而沒有對該各別的第一及第二滾動槽之第一開口及第二開口的上部分造成阻礙。
15. 如專利申請範圍第9項之酸洗生產線總成，其中該 第一及二膨脹密封件中至少一者包括一可壓縮材料。