CN1055043A - 纺丝泵 - Google Patents

Abstract

一个纺丝泵，包含：一底板，至少一块齿板，一盖 板，一传动轴，一条让纺丝流体流动的进口通道和多 条出口通道，通道与泵座的相应通道对准，紧固螺钉 通过通孔穿过与盖板以及齿板、底板连接的适配件， 并拧入泵座的螺孔。适配件有一有一定深度的平行 于底板与连接面的接触平面的凹槽，该纺丝泵在高的 熔体压力下在底板与连接面的接触面上有良好的密 封。

Description

本发明涉及一种通过对称分布的紧固螺钉与纺丝泵座连接的纺丝泵。

A.该纺丝泵主要包含：

a.一块底板;

b.一个或多个与底板连接并有若干齿轮在其中转动的齿板;

c.一个与齿板连接的盖板;

d.一个用来带动齿轮的传动轴;

e.一个或多个进口通道以及一个或多个出口通道，使纺丝流体通过底板进入齿板，它们与纺丝泵座的相应的进、出口通道对准，

B.纺丝泵的底板和纺丝泵座的连接面保持接触，接触点处于一个平面内，

C.紧固螺钉通孔穿过盖板、齿轮和底板，并拧入纺丝泵座中的螺孔内。

现有的纺丝泵用于化学纤维工业生产由各种物质的溶液或熔体制成的细丝，这类物质的溶液或熔体的实例有：丙酮中的醋酸纤维素溶液，或聚酯的熔体（如：聚对苯二甲酸乙酯），或聚酰胺（如：聚酰胺-66）的熔体。

当对一种溶液例如上面提到的在挥发性溶剂中的纤维素酯溶液进行纺丝时，这种溶液，也就是纺丝流体，在一个例如20巴的压力下，通过纺丝泵座的进口通道和与之对准的纺丝泵的相应的进口通道，进入一个或多个齿板，在这里通过啮合齿轮的齿间，然后，在一个例如85巴的压力下，通过与纺丝泵座的相应的内通道对准的纺丝泵的内部出口通道再次供到纺丝泵座。由于所加的压力较小，通过紧固螺钉将纺丝泵与泵座连成一个整体还没有多大问题，所以在纺丝泵的底板与纺丝泵座的连接面保持接触的平面上有极好的密封，而且，为了得到最佳的密封，纺丝泵和泵座受压的面通常搭接在一起。

在对熔体进行纺丝的情况下，其工序在原则上是一样的，但是运送纺丝流体即熔体所需的压力要高得多，因为这种熔体有较高的粘性。在此情况下，在进口通道的熔体压力可能是例如40巴，而在出口通道可能是例如300巴。

但是，施加这样高的压力时，用紧固螺钉难于将纺丝泵和泵座压在一起来保持在纺丝泵的底板和泵座的连接面的接触处有良好密封。对于老式的矩形的和尺寸较高的纺丝泵来说，上述困难还不算严重，因为采用这类泵时，由于它们有较高的弯曲性刚性并在纺丝泵与底座之间的接触面较小，还是有可能在普通的操作中达到足够的（虽然不是最佳的）密封。

然而，由于采用新型纺丝泵即行星齿轮泵，上述的密封问题便引起了严重的困难。这种泵是圆形的，尤其是与老式的矩形纺丝泵相比，它的高度大大减小，其弯曲强度较小，而它的底板与泵座的接触面积却大得多。

当行星齿轮泵用紧固螺钉与泵座连接时，如装置所要求的那样，在靠近外边缘和通道孔附近就产生螺旋拧紧力，这些力导致轻微的弹性的材料压缩，这又引起轻微的弯曲（纺丝泵板、盖板、齿板、底板的初始弯曲）。因此在纺丝泵的底板与泵座的连接面之间形成一个小的空穴，供纺丝泵的纺丝流体流通的进口通道和出口通道以及泵座中相应的通道在此中止，因而这些通道被中断，而不是象所要求的那样彼此直接连接。当纺丝装置用于操作时，熔体就会穿入所形成的空穴中，并且由于该熔体具有高的压力，上面所述的已经存在的弯曲就会大大的增加。结果就减小了通道孔附近的材料压缩的面积。由于纺丝泵板有一定的弯曲，熔体就从紧固螺钉间区域的纺丝泵冒出来。加大螺旋拧紧力并不能改善纺丝泵底板与泵座连接面间的密封，因为从上面所述的机理很容得出结论，即

螺旋力

  ↓

局部材料压缩

  ↓

初始弯曲和熔体压力

  ↓

进一步弯曲

  ↓

漏泄

增加紧固螺钉数量，或通过减少纺丝泵的底板与泵座的接触面积来加大区域压力，或在纺丝泵的底板与泵座间采用平面密封，都不能达到改善上述密封的目的。

因此，本发明的目的是提供一种上述类型的纺丝泵，这种泵在使用中在其纺丝泵底板和泵座连接面保持接触的面上有良好的密封，即使在纺丝流体的压力很高时，也没有纺丝流体从上述面区内的进口通道和/或出口通道冒出来。因此，不仅纺丝流体一定不能从纺丝泵本身冒出。而且在纺丝泵与泵座的连接区内的纺丝流体也一定不能在通道之间以短路流动的方式流动。

所述的上述类型的纺丝泵的问题是这样解决的：在该纺丝泵装一个带有安装传动轴的孔的适配件，该一适配件用也是通过该适配件中的通孔的紧固螺钉与纺丝泵的盖板可拆卸地连接，并且设有一个平行于纺丝泵底板和泵座的连接面的接触点所处平面的凹槽，凹槽的深度至少大到使得适配件中穿过紧固螺钉的通孔处于凹槽区内，至多大到使得位于凹槽平面内的适配件的剩余部分在纺丝泵的底板和泵座连接面的接触点所处的平面上的投影的外界线包含着进、出口通道与该平面的相交线。

本发明基于下述原理：

由紧固螺钉产生的力通量在适配件内折射，因此在纺丝泵的一个较小区域内起作用，在该区域内纺丝流体通常优先在中心流动，也就是说在该处根据纺丝流体的压力而起作用的液压力可以啮合和产生如上所述的弯曲。

由于产生这些力，就防止了在紧固螺钉区域内纺丝泵的材料压缩，从而避免发生纺丝泵板的初始弯曲。因此，按照本发明得到的结果是，纺丝泵底板与泵座之间的仅仅是很小的区域，对于纺丝流体的液压力是起作用的，通过这个小区域，纺丝流体经过进口通道和出口通道来运送。

纺丝流体的液压力和同一区内由紧固螺钉产生的力互相抵消，所以不会发生纺丝泵板的弯曲。

本发明有下例优点：

在纺丝泵底板与泵座连接面保持接触的面上得到良好的密封，不仅是纺丝流体不从纺丝泵本身冒出来，而且在进口通道和/或出口通道之间不会发生纺丝流体的短路流动。因此，上述特点，特别是后者对于一个纺丝泵和相互有关的几个纺丝泵都可得到丝与丝之间的高的线纤度精度。

另外，通过在适配件中设置凹槽，可根据紧固螺钉的拧紧程度来保证进入纺丝泵的力的均匀性。这是因为适配件以其整个表面（该面平行于凹槽平面但不位于凹槽平面内）倚靠在纺丝泵的盖板上。类似于本发明的对纺丝泵的引入拧紧力的其他方式确实也是可能的，为此目的而需要的但不是本发明所包含的是在适配件与纺丝泵的接触边设一凸台，而不是凹槽。但是，使用这种适配件时，上紧第一个紧固螺钉就会产生倾斜力矩，这在满意的几何条件下也会导致力的不均匀进入纺丝泵。然而，按照本发明，适配件的倾斜是不可能的，因为，正如上面所述，当拧紧第一个紧固螺钉时，适配件就从其承载接触支承在其整个表面上，所以没有倾斜边。

按照本发明，上述凹槽的深度至多大到使得处于凹槽平面内的适配件剩余部分不仅在纺丝泵的底板和泵座的连接面的接触点所处的平面上的投影的外界线包含进口通道和出口通道与该平面的相交线，而且在与齿轮轴线相交并且平行于纺丝泵底板和泵座连接面的接触点所处的平面的齿板的平面上的投影的外界线包含齿轮轴线与齿板的那些平面的相交线。这样，就在纺丝泵的各种板上得到均匀的载荷，从而造成恒定而精确地输运纺丝液的状况。另外，当所加的纺丝流体的压力很高时，该实施例也有可能减小齿轮轴向公差（即齿轮与齿板间的轴向间隙），从而避免或至少是减少纺丝流体在齿板中的漏泄，因此，在喷丝头循环的整个操作过程中，可得到丝与丝之间的高的纤度恒定性。为了纺丝泵与纺丝泵座的强力锁紧连接，可以采用带帽螺钉例如紧固螺钉。

紧固螺钉经过通孔伸入纺丝泵的适配件以及盖板、齿板和底板。

这些通孔与紧固螺钉间最好有小小的间隙。紧固螺钉深深地拧入纺丝泵座的螺孔内。

适配件和纺丝泵的各种板件以及纺丝泵座可选用淬硬钢来制造。

下面参考表明本发明的纺丝泵的附图（图1）更具体地说明本发明的实例。

图1示出本发明的纺丝泵1，它通过三个对称配置的紧固螺钉3与纺丝泵座强力锁紧连接。纺丝泵1包含一个底板4、一个齿板5、一个盖板6和一个传动轴7，齿板5与底板4连接，齿板5中可转动地安装一个中心传动齿轮和4个以行星方式设置的从动齿轮，盖板6与齿板5连接，传动轴7穿过盖板6和齿板5进入底板4与齿轮配合。

纺丝泵1的底板4、齿板5和盖板6用淬硬钢制成，并用螺钉（图中未示出）连接在一起。纺丝泵1还有一条内部进口通道8和四条内部出口通道9，使纺丝流体通过底板4进入齿板5。经过底板4进入齿板5的进口通道8与纺丝泵座2的进口通道8对准，而经过底板4进入齿板5的各出口通道9则对准纺丝泵座2的各出口通道9。

纺丝泵座2也用淬硬钢制成。

纺丝泵是圆形的，也就是说，它的形状大致为圆柱体。它的直径为92mm。纺丝泵1的底板4与泵座2的连接面11保持接触，接触点处于一个平面内。

三个紧固螺钉3（带帽螺钉）穿过通孔12进入纺丝泵1的盖板6、齿板5和底板4。通孔12中孔壁与紧固螺钉3之间有0.5mm的间隙。紧固螺钉3深深地拧进纺丝泵座2中的螺孔13。

纺丝泵的盖板6上装有一个适配件15。该适配件也用淬硬钢制成，它有一个孔14用来装传动轴7，在孔14内还设置一个合适形状的联轴器17，用来将传动轴7与传动装置相连接。在纺丝泵1的外侧适配件15的上边设置一块用螺钉19与适配件15连接的夹板18，用来使联轴器17轴向固定。适配件15的形状同纺丝泵1一样也是大致为圆柱体的形状，其直径与纺丝泵1相当。适配件15还有三个通孔12，与三个紧固螺钉3相配合，孔壁与紧固螺钉之间也有0.5mm的间隙。适配件15还有深度一定的外围凹槽16，该凹槽平行于纺丝泵1的底板4与泵座2的连接面11的接触点所处的平面。

凹槽16的深度大到使得三个紧固螺钉3穿过的三个通孔12处于该凹槽的区域内。换言之，凹槽平面与通孔12相交，所以这些相交线完全处于凹槽区内，而且，位于凹槽16的平面内的适配件15的剩余部分在与齿轮轴线10相交并与纺丝泵1的底板4与泵座2的连接面11的接触点所处的平面平行的齿板5的平面上的投影的外界线（如上所述，该外界线是一个直径为54mm的圆）包含着各齿轮轴线10与齿板5的那些平面的相交线。

上面的意思简单地说来（虽然不那么精确）就是：三个通孔12处于凹槽16区内，进口通道8、出口通道9以及齿轮轴线10处于适配器15的不包含凹槽16的区域内。

最后，图1中箭头A和点划线B表示由紧固螺钉3所产生的力通量的方向和路线。

下面举一个上述实施例的实例：凹槽16的深度为19mm，宽度为3mm。适配件15的用来安装传动轴7和联轴器17的孔14是圆形的，直径为30.6mm，从适配件15的中心穿过。适配件15的高度为27mm，凹槽16位于与把适配件15拧至纺丝泵1的盖板6上的这一端表面相距为10mm的距离处。凹槽16内径为54mm。适配件15上对称分布的圆形通孔12的内径为13mm，它们分布在直径为71mm的穿孔圆上。

上述纺丝泵用于聚酰胺-66的熔体纺丝。用来将纺丝泵与泵座连接的三个紧固螺钉是M12螺钉，这三个螺钉的拧紧扭矩为100Nm。聚酰胺-66熔体的压力，在进口通道为40巴，在四条出口通道起初为300巴，但在操作过程中，出口通道的熔体压力升到500巴。

在观察六星期的操作过程中，完全没有发现聚酰胺-66熔体从纺丝泵即从纺丝泵底板与泵座连接面的接触区冒出来。观察六星期后，将纺丝泵拆去，也就是松开紧固螺钉，让纺丝泵脱离泵座，也没有发现在纺丝泵与泵座的连接区的通道之间发生聚酰胺-66熔体的短路流动。而且，用该纺丝泵纺成的聚酰胺-66细丝在它们本身当中有很高的纤度精度。

显然，本发明不限于圆形的纺丝泵，而是可用于任何形状的纺丝泵。

Claims (3)

1、一个用对称配置的紧固螺钉与纺丝泵座强力锁紧连接的纺丝泵，

A.该纺丝泵主要包含

a.一个底板，

b.一个或多个与底板连接的齿板，在齿板内可转动地安装若干齿轮，

c.一个与至少一个上述齿板连接的盖板，

d.一个带动齿轮的传动轴，和

e.一个进口通道或几个进口通道以及一个出口通道或几个出口通道，使纺丝流体通过上述底板进入上述齿板，它们与上述纺丝泵座的相应的通道对准，

B.纺丝泵的上述底板与上述泵座的连接面保持接触，接触点位于一个平面内，和

C.紧固螺钉通过通孔连接盖板、至少一个上述的齿板和底板，并拧入纺丝泵座的螺孔内，

其特征在于，该纺丝泵装有一个带有安装传动轴(7)的孔(14)的适配件(15)，该适配件(15)用也是通过适配件(15)中的通孔(12)的紧固螺钉(3)与纺丝泵(1)的盖板(6)可拆卸地连接，该适配件(15)有一个平行于纺丝泵(1)的底板(4)与泵座(2)的连接面(11)的接触点所处的平面而设置的凹槽(16)，该凹槽的深度至少大到使得适配件(15)中穿过紧固螺钉(3)的通孔(12)处于凹槽(16)区内，而且，至多大到使得位于凹槽(16)的平面内的适配件(15)的剩余部分在纺丝泵(1)的底板(4)与泵座(2)的连接面(11)的接触点所处的平面上的投影和外界线包含着进、出口通道(8、9)与该平面的相交线。

2、根据权利要求1的纺丝泵，其特征在于，凹槽（16）的深度至多大到使得位于凹槽（16）的平面内的适配件（15）的剩余部分在纺丝泵（1）的底板（4）与泵座（2）的连接面（11）的接触点所处的平面上的投影的外界线包含着进、出口通道（8、9）与该平面的相交线，并且在上述的至少一个与齿轮的轴线（10）相交并平行于纺丝泵（1）的底板（4）与泵座（2）的连接面（11）的接触点所处的平面的齿板（5）的平面上的投影的外界线包含着齿轮轴线（10）与上述的至少一个齿板（5）的那些平面的相交线。

3、根据权利要求1或2的纺丝泵，其特征在于，适配件（15）设置了安装传动轴（7）的孔（14），它能容纳将传动轴（7）与传动装置相连接的联轴器（17）。

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