專利名稱：金屬帶速冷爐的安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對帶狀材料特別是金屬帶用的速冷爐作出的改進。這種爐子可專門成為工場的一部分用來進行處理作業(yè)例如對帶狀金屬制品進行熱處理，尤其是鍍鋅、退火、制造白鐵皮等。
本發(fā)明更具體地涉及這種速冷爐的安全系統(tǒng)。
已知有這樣的打算用來進行金屬帶連續(xù)熱處理的工場(EP-A-0,795,616)，在該工場內(nèi)要被處理的帶移動通過的爐子具有多個熱處理段，具體如加熱段、保溫段、退火段、冷卻段等。在該專利中，目前的所有人曾推薦采用加熱的及/或冷卻的封閉腔或室，室內(nèi)具有氫基氣體混合物構(gòu)成的氛圍，其氫含量大于為了增加冷卻率通常允許采用的值。這樣，按照這種現(xiàn)有技術(shù)，氣體混合物特別是氮/氫氣體混合物中的氫含量大于15％并可達到50％，即大于這種氣體的爆炸性極限值，可被用作冷卻封閉腔內(nèi)的氛圍。
在上述工場的冷卻封閉腔內(nèi)，重新循環(huán)的氛圍氣體在被冷卻后，特別是借助于氣/水熱交換器而被冷卻后，被吹到連續(xù)移動的金屬帶上，由于氛圍氣體的組成，特別是其高氫含量，能夠得到約為100℃每秒極快的冷卻速率。工場因此具有管道回路以便用來使N2、H2氛圍氣體再循環(huán)，并設(shè)有一臺或多臺風扇以便使這冷卻氣體在再循環(huán)管道和氣/水熱交換器內(nèi)循環(huán)。
由于在快速冷卻中使用的氛圍氣體具有極高的氫含量，必須非常小心以資確保工場的安全，的確，氛圍氣體的任何泄漏到周圍環(huán)境內(nèi)，那怕很小，都是不能容許的，同樣也不容許空氣侵入到再循環(huán)管道內(nèi)。
本發(fā)明旨在為這個安全問題提供方案，更具體點說，在本情況下可能會發(fā)生下列現(xiàn)象。所有的冷卻氣體循環(huán)管道都設(shè)有膨脹接頭使該管道能膨脹。在膨脹接頭的波紋發(fā)生斷裂時或膨脹接頭發(fā)生泄漏時，絕對有必要防止空氣即其中的氧氣侵入到冷卻氣體再循環(huán)管道內(nèi)或者這個冷卻氣體有任何泄漏到周圍環(huán)境內(nèi)。
本發(fā)明解決了上述問題，辦法是用柔韌而對冷卻氣體不滲透的薄膜包圍在再循環(huán)管道的每一個膨脹接頭的周圍，另外還設(shè)有一個檢測膨脹接頭波紋斷裂的裝置，這個裝置可立即中斷冷卻氣體在再循環(huán)回路中的流動。
按照本發(fā)明的一個實施例，所說柔韌而對冷卻氣體不滲透的薄膜可被制成紡織薄膜的形式，例如由玻璃纖維增強的硅樹脂制成的薄膜。
按照本發(fā)明，用來檢測膨脹接頭波紋斷裂或膨脹接頭泄漏的裝置是這樣完成的，利用增壓的惰性氣體，最好為氮，使它在膨脹接頭與包圍膨脹接頭的柔韌而不滲透的薄膜之間的空間內(nèi)流動，另外還設(shè)有裝置可以檢測在冷卻氣體通過膨脹接頭泄出時這個惰性氣體的壓力發(fā)生的些微變化，從而停止所說冷卻氣體在再循環(huán)管道內(nèi)的流動。
按照本發(fā)明的一個實施例，每一膨脹接頭可設(shè)有一個金屬殼體，其形式為一圓環(huán)包圍著所說膨脹接頭的波紋。這個殼體設(shè)有一個被所說柔韌而不滲透的薄膜封閉的圓孔，并有惰性氣體用的進口和出口，惰性氣體在壓力下被引入到所說殼體之壁和膨脹接頭之間。所說用來檢測所說惰性氣體壓力變化的裝置被設(shè)置在所說殼體上。
按照本發(fā)明，用來立即停止冷卻氣體在再循環(huán)管道內(nèi)流動的裝置可以采用這樣一種型式，這種型式曾在與本申請在同一日立案的、由同一所有人呈報的、題為“金屬帶速冷爐的改進”的專利申請中說明，包括一個設(shè)置在速冷氣體的流動區(qū)域內(nèi)的、在熱交換器上游的定位器系統(tǒng)，和一個具有極短響應時間即少于5秒鐘的促動器系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制著所說定位器系統(tǒng)，因此能在所說檢測裝置的控制下關(guān)閉所說流動區(qū)域。
本發(fā)明的其他一些特點和優(yōu)點可從下面結(jié)合附圖對沒有任何限制性的實施例所作的說明中獲悉。在附圖中

圖1為一透視圖示出設(shè)有用來吹入并再循環(huán)氛圍氣體的管道的速冷爐的一個實施例，本發(fā)明可在這種爐子上應用；圖2為本發(fā)明的安全裝置的軸向剖面的略圖；圖3為設(shè)有本發(fā)明的安全裝置的膨脹接頭的平面圖；圖4為圖3中細部A的剖視圖。
參閱圖1，其中示出可應用本發(fā)明的速冷爐的總體視圖。這個速冷爐或室一般可成為一個擁有多個站可用來處理帶狀材料的工場的一部分，這個工場例如可能屬于上述EP-0,795,616所說明的那種型式。金屬帶12連續(xù)地移動通過爐子，這帶一般是從其他處理的封閉腔來的，例如熱處理、保溫處理、退火處理等。
在帶12上連續(xù)噴射N2/H2的氛圍氣流便可使該帶快速冷卻，該氛圍氣體如上所述，氫含量甚高，至少大于15％，并可達到50％。這個氛圍氣體由管道16供給，通過噴嘴14噴射在帶12的側(cè)面上，并用在速冷室內(nèi)與帶12的平面平行的管道18予以回收。該氛圍氣體用電動機22驅(qū)動的風扇20使它循環(huán)，通過匯流管24吹入，供應給管道16，然后通過由管道18供應的匯流管26、26＇予以回收。
按常見的方式，該工場還設(shè)有最好為氣/水式的熱交換器28、28＇，它們分別被設(shè)置在封閉腔32、32＇內(nèi)，氛圍氣體回收管道26、26＇在其內(nèi)通過，以便使這氛圍氣體在流動通過速冷室10以后而在被風扇20回收并通過管道24和16吹入之前先被冷卻。按照一種也是常見的構(gòu)造，在各管道16、18、24、26、26＇上都設(shè)有形式為一系列波紋的膨脹接頭30以便使所有管道都能膨脹。
如上所述，本發(fā)明的目的是要在膨脹接頭30的波紋發(fā)生斷裂時提高用來使速冷氣體再循環(huán)的回路及裝有速冷爐的工場安全性，檢測并防止空氣也就是防止氧氣有那怕是些微的數(shù)量侵入到回路內(nèi)，因為在該回路內(nèi)流動著氛圍氣體(速冷氣體)，而該氣體是由氮/氫混合物組成的，其中氫含量可高達50％，另外也要防止這個氛圍氣體的任何些微的泄漏到周圍環(huán)境內(nèi)。
現(xiàn)在參閱圖2到4，其中示出的按照本發(fā)明的裝置對上述問題提出了解決方案。
按照本發(fā)明，在每一膨脹接頭30的周圍都設(shè)有一張柔韌而對冷卻氣體不滲透的薄膜，這樣在用來循環(huán)冷卻氣體的各個管道上的每一個膨脹接頭30的波紋的周圍便都形成一個封閉腔36。在圖2到4中，箭頭F指示冷卻氣體的流動方向。
按照本發(fā)明裝置的一個特征，一個增壓的惰性氣體流，特別是氮氣，被保持在這個封閉腔36內(nèi)，如圖2概略地所示。在膨脹接頭發(fā)生泄漏例如當其波紋斷裂時，在封閉腔內(nèi)惰性氣體的壓力便會變化，而本發(fā)明在所說封閉腔36上還設(shè)有一個檢測器38，能對這個壓力變化起反應，從而停止冷卻氣體在回路的管道16、18、26、26＇、24內(nèi)進行再循環(huán)，這些管道在圖1中示出。
按照本發(fā)明，用來使冷卻氣體的再循環(huán)立即停止的裝置最好采用這樣一種型式，這種型式曾在由本申請的所有人呈報的、與本發(fā)明同時立案的、題為“金屬帶速冷爐的改進”的專利申請中說明。所說裝置包括一個設(shè)置在冷卻氣體流動區(qū)內(nèi)而在熱交換器上游的定位器系統(tǒng)，和多個具有極短響應時間即少于五秒鐘的促動器，該促動器控制著所說定位器系統(tǒng)，因此能在檢測器38的控制下關(guān)閉所說流動區(qū)域。
圖3和4示出按照本發(fā)明的裝置的一個實用的實施例。該兩圖示出膨脹接頭的波紋被形式為圓環(huán)的金屬殼體40包圍著，該金屬殼體最好由鋼制成，具有突緣系統(tǒng)42以便用來固定薄膜34。薄膜最好為一紡織薄膜，例如可由玻璃纖維增強的硅樹脂制成，硅樹脂提供氣密性，而玻璃纖維使薄膜具有所需的機械強度。這個殼體設(shè)有流到封閉腔36內(nèi)來的增壓惰性氣體的一個進口44口一個出口46。上述檢測系統(tǒng)38也被定位在所說殼體上。
殼體40可被制成容易拿掉的形式。這樣在冷卻氣體發(fā)生泄漏時便能在有缺陷的膨脹接頭上加工以便予以修理或更換。
從上述說明可知能以有效果且有效率的方式提高采用具有高氫含量的冷卻氣體的速冷爐的安全性，辦法是檢測并防止任何空氣(亦即氧氣)在低壓下侵入到冷卻氣體再循環(huán)的回路內(nèi)或冷卻氣體的任何泄漏到周圍環(huán)境內(nèi)。
當然還應說明本發(fā)明并不受所說明的實施例的限制而是應包括所有其變型，只要那些變型是在所附權(quán)利要求限定的范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1．速冷爐，其可成為具有各種處理站特別是帶狀制品熱處理站的工場一部分，金屬帶(12)連續(xù)移動通過該爐，有一股氮/氫混合物的氛圍氣體的射流噴射在該帶上而得到快速冷卻，混合物中氫含量大于15％，最好接近50％，氛圍氣體用再循環(huán)管道(16、18、26、26＇、24)的回路使它再循環(huán)，各管道上都設(shè)有形式為一系列波紋的膨脹接頭(30)使所有管道都能膨脹，設(shè)有至少一臺風扇(20)和至少一個氣/水交換器(28、28＇)，這爐的特征是，它有一個安全裝置，使它在膨脹接頭(30)的波紋發(fā)生斷裂時或膨脹接頭發(fā)生泄漏時，能夠防止空氣侵入到冷卻氣體的再循環(huán)回路內(nèi)或冷卻氣體的泄漏到周圍環(huán)境中，該裝置有一個柔韌而對冷卻氣體不滲透的薄膜(34)設(shè)置在再循環(huán)管道的每一個膨脹接頭(30)的周圍，還設(shè)有一個裝置(38)，可用來立即停止冷卻氣體在再循環(huán)回路中的流動。
2．按照權(quán)利要求1的爐子，其特征為，用來檢測膨脹接頭(30)波紋的斷裂或膨脹接頭的泄漏的裝置是這樣完成的，將增壓的惰性氣體流，最好為氮氣，通入處于膨脹接頭和包圍該膨脹接頭的柔韌而不滲透的薄膜(34)之間的封閉腔(36)內(nèi)，在封閉腔上還設(shè)有裝置(38)用來檢測由于冷卻氣體通過膨脹接頭泄出而可能引起的惰性氣體流率的增加，以便停止所說氣體在再循環(huán)管道內(nèi)的流動。
3．按照權(quán)利要求1和2的爐子，其特征為，每一膨脹接頭(30)設(shè)有一個最好由鋼制成、形式為一圓環(huán)的金屬殼體(40)，包圍著所說膨脹接頭的波紋，這個殼體設(shè)有一個圓孔被所說柔韌而不滲透的薄膜(34)封閉，并有惰性氣體用的一個進口(44)和一個出口(46)，惰性氣體在壓力下被引入到所說殼體壁與膨脹接頭之間，所說用來檢測所說惰性氣體流率有無增加的裝置(38)被放置在所說殼體上。
4．按照以上權(quán)利要求中任一項的爐子，其特征為，使冷卻氣體在速冷氣體再循環(huán)管道(16、18、24、26、26＇)內(nèi)的流動立即停止的裝置具有一個調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，設(shè)置在熱交換器(28、28＇)上游的冷卻氣體的流動區(qū)內(nèi)，還有一個具有極短響應時間即少于5秒鐘的促動器系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制著所說調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，以便在檢測器(38)的控制下使所說流動區(qū)關(guān)閉。
5．按照以上權(quán)利要求中任一項的爐子，其特征為，所說薄膜為一紡織薄膜。
6．按照權(quán)利要求5的爐子，其特征為，所說紡織薄膜(34)是由玻璃纖維增強的硅樹脂制成的。
全文摘要
速冷爐,有一個安全裝置,使它在膨脹接頭的波紋發(fā)生斷裂時或膨脹接頭發(fā)生泄漏時,能夠防止空氣侵入到冷卻氣體的再循環(huán)回路內(nèi)或冷卻氣體的泄漏到周圍環(huán)境中,該裝置有一個柔韌而對冷卻氣體不滲透的薄膜設(shè)置在再循環(huán)管道的每一個膨脹接頭的周圍,還設(shè)有一個裝置,可用來立即停止冷卻氣體在再循環(huán)回路中的流動。
文檔編號C21D1/56GK1216348SQ9812134
公開日1999年5月12日 申請日期1998年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月15日
發(fā)明者熱拉爾德·若代特, 讓-雅克·諾齊埃萊斯 申請人:斯坦尼埃爾迪公司