JPH0246795B2 - - Google Patents

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JPH0246795B2
JPH0246795B2 JP56142579A JP14257981A JPH0246795B2 JP H0246795 B2 JPH0246795 B2 JP H0246795B2 JP 56142579 A JP56142579 A JP 56142579A JP 14257981 A JP14257981 A JP 14257981A JP H0246795 B2 JPH0246795 B2 JP H0246795B2
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JP
Japan
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pressure
zone
pump
journal
annular
Prior art date
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JP56142579A
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Japanese (ja)
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JPS57119189A (en
Inventor
Heateru Jiikufuriito
Haagaa Arutsuuru
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Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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Publication date
Application filed by Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、融液状重合体を低圧の吸込みゾーン
から高圧の吐出ゾーンへ輸送するための輸送ポン
プに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a transport pump for transporting polymer melt from a low-pressure suction zone to a high-pressure discharge zone.

ここで、輸送ポンプとは熱可塑性プラスチツク
の生産および加工の際に融液を輸送するために
300バールを越える高い背圧において使用される
高粘度媒体用輸送ポンプである。このような輸送
ポンプは特にポリアミド、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリプロピレン、ポリスチロールに使用
できる。(たとえば“Chemifasern”1980年第9
版、第670頁参照)。
Here, the transport pump is used to transport melt during the production and processing of thermoplastics.
Transport pump for high viscosity media used at high back pressures of over 300 bar. Such transport pumps can be used in particular for polyamides, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene. (For example, “Chemifasern” 1980 No. 9
edition, p. 670).

従来の技術 このような輸送ポンプは有利には歯車ポンプで
ある。これら輸送ポンプにおいては、駆動モータ
と連結するジヤーナルをシールする点に関して特
に問題がある。このために既に、高い圧力下でス
タツフイングボツクスのケーシング中へ入れられ
る封止液が使用されている。しかしながらこれに
よつては、パツキンの範囲内の漏洩が減少するに
すぎない。何故ならばポンプ室から外部への圧力
降下を生ぜしめるためには、封止液の圧力は熱可
塑性融液の圧力よりも低くならなければならない
からである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Such transport pumps are preferably gear pumps. In these transport pumps, there are particular problems with sealing the journal that connects the drive motor. For this purpose, sealing fluids are already used which are introduced into the housing of the stuffing box under high pressure. However, this only reduces leakage within the confines of the seal. This is because in order to create a pressure drop from the pump chamber to the outside, the pressure of the sealing liquid must be lower than the pressure of the thermoplastic melt.

この漏洩は量的には重要ではない。しかしなが
らこれは、融液が冷却しかつ凝固する場合、また
は流出する融液が分解して軸受およびパツキンの
高い摩耗を惹起する場合には問題になる。
This leakage is quantitatively insignificant. However, this becomes a problem if the melt cools and solidifies, or if the flowing melt decomposes and causes high wear on the bearings and packings.

発明の課題 そこで本発明の課題は、融液状重合体用輸送ポ
ンプ、特に歯車ポンプの駆動側のジヤーナルのた
めのシール装置で、軸受潤滑用の融液がジヤーナ
ルに沿つて漏洩し、分解又は凝固して軸受及びパ
ツキンの摩耗が高められることは避けられるよう
なものを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sealing device for a journal on the drive side of a transport pump for molten polymer, especially a gear pump, in which melt for bearing lubrication leaks along the journal and decomposes or solidifies. The object of the present invention is to provide a device that can avoid increased wear on bearings and packings.

課題を解決するための手段 この課題を解決した本発明によれば、加圧下の
封止液によつて駆動軸のジヤーナルをシールする
たためのシール装置が設けられており、駆動歯車
の駆動軸が、その端面とシール装置の機械式のパ
ツキンとの間で、互いに隣接し合う環状の2つの
ゾーンによつて取り囲まれており、前記駆動歯車
の端面側に向けられた第1のゾーンがポンプの吐
出側に接続されていて、前記機械式のパツキンに
向けられた放圧ゾーンとしての第2のゾーンが放
圧路を介してポンプの吸込み側に接続されてお
り、これらの吐出側と吸込み側とが環状の漏れギ
ヤツプによつて互いに接続されている。
Means for Solving the Problems According to the present invention, which solves this problem, a sealing device for sealing the journal of the drive shaft with a sealing liquid under pressure is provided, and the drive shaft of the drive gear is sealed. , between its end face and the mechanical seal of the sealing device, are surrounded by two annular zones adjacent to each other, the first zone facing towards the end face of the drive gear being connected to the pump. A second zone as a pressure relief zone connected to the discharge side and directed towards the mechanical packing is connected to the suction side of the pump via a pressure relief passage, and the pressure relief zone is connected to the suction side of the pump, and is connected to the suction side of the pump. and are connected to each other by an annular leakage gap.

作用及び効果 本発明の構成によれば、ポンプの吐出側の高圧
下にある重合体融液はジヤーナルの環状の軸受ゾ
ーンに押しやられて軸受を潤滑する。この重合体
融液は縮流区間内で分割されて、圧力降下に従つ
て放圧ゾーンに向かつて移動する。歯車端壁とケ
ーシング壁との間に生じる少量の漏れ融液は同様
に放出ゾーンに向かつて移動する。軸受ゾーンと
放出ゾーンとの間に形成された環状の漏れギヤツ
プ(例えば段付けされたジヤーナルの外周面若し
くはジヤーナルのシヨルダとノズルリングとの間
に形成されている。)は常に少量の漏れを生ぜし
め、この少量の漏れはポンプの吸込み側に再び戻
し案内される。これによつて、ポンプケーシング
から吐出される融液は軸受範囲で常に連動せしめ
られ、流れのデツドゾーンにたまつて分解するこ
とはない。
Operation and Advantages According to an arrangement of the invention, the polymer melt under high pressure on the discharge side of the pump is forced into the annular bearing zone of the journal to lubricate the bearing. This polymer melt is divided in the condensation section and moves towards the pressure relief zone as the pressure drops. A small amount of leakage melt that occurs between the gear end wall and the housing wall also moves towards the discharge zone. An annular leakage gap formed between the bearing zone and the discharge zone (e.g. formed on the outer circumference of a stepped journal or between the shoulder of the journal and the nozzle ring) always produces a small amount of leakage. This small amount of leakage is then channeled back to the suction side of the pump. This ensures that the melt discharged from the pump housing is always coupled in the bearing region and does not accumulate in the flow dead zone and break up.

請求の範囲第3項に記載のように、「漏れギヤ
ツプ」を、すべり軸受ケーシングとケーシングキ
ヤツプとの間に挿入されたノズルリングによつて
制限することによつて、製造技術的に簡単な手段
が得られる。つまり、漏れギヤツプは、所望の狭
い製造許容誤差範囲内で非常に簡単に構成され、
製造される。別の種類の重合体融液、特に粘性の
異なる重合体融液を吐出させる場合に、ノズルリ
ングを寸法の違うものと交換することによつて漏
れギヤツプの大きさを変えて、漏れギヤツプの変
化に適合させることができる。
As claimed in claim 3, by limiting the "leakage gap" by means of a nozzle ring inserted between the plain bearing casing and the casing cap, a manufacturing-technically simple measure is achieved. is obtained. This means that the leakage gap is very easily constructed within the desired narrow manufacturing tolerances and
Manufactured. When dispensing a different type of polymer melt, especially a polymer melt with a different viscosity, the leakage gap can be changed by changing the size of the leakage gap by replacing the nozzle ring with one of different dimensions. can be adapted to

このような封止液としては、ポリアミドに対し
てテトラエチレングリコール、ポリエステルに対
してブタンジオールまたはグリコールが公知であ
る。他の輸送すべき重合体、殊にポリプロピレン
およびポリスチロールに適した溶剤を見出すこと
は平均的化学専門家の能力の範囲内である。
As such a sealing liquid, tetraethylene glycol is known for polyamide, and butanediol or glycol is known for polyester. It is within the ability of the average chemist to find suitable solvents for other polymers to be transported, especially polypropylene and polystyrene.

また封止液として重合体の溶液を使用すれば封
止液が僅かな漏洩流を不断に溶解するので、重合
体融液の可能な漏洩流ももはやパツキンの損傷を
惹起しえないという利点を有する。また、他面に
おいて、少量の封止液がポンプの室内に入つた場
合にも、溶剤が熱可塑性プラスチツク融液と混合
して均質な物質となつて溶解するので無害であ
る。シール範囲を、特に通路によつてポンプの吸
込み側と連結することによつて放圧すれば、反応
容器から融液を輸送するために輸送ポンプを使用
する場合にはシール範囲内にむしろ外部環境に対
して負圧が生じ、その結果さらに有利であるとし
て提案されているように、封止液がポンプの吸込
み圧を僅かに上廻る圧力下にあつて、外側から内
側へ圧力降下が生じる。
The use of a polymer solution as the sealant also has the advantage that possible leakage flows of the polymer melt can no longer cause damage to the seal, since the sealant constantly dissolves small leakage flows. have On the other hand, even if a small amount of sealing liquid enters the pump chamber, it is harmless because the solvent mixes with the thermoplastic melt and dissolves into a homogeneous substance. If the sealing area is depressurized, in particular by connecting it with the suction side of the pump by a passage, the external environment can be contained within the sealing area when using a transport pump for transporting the melt from the reaction vessel. A negative pressure is created, so that, as is proposed as a further advantage, there is a pressure drop from the outside to the inside, with the sealing fluid being under pressure slightly above the suction pressure of the pump.

封止液はパツキンに、軸がスタツフイングボツ
クスのケーシングに対してまず物理的パツキンに
よつてシールされ、封止液がパツキンの背後に生
じる、軸とケーシングとの間の環状室中へ入れら
れるように供給される。これにより、パツキンが
丈夫であることの知られているグランドパツキン
であるのが有利であるとして提案される。本発明
による特殊性は、2つの機械式のパツキン、例え
ばグランドパツキンを互いに間隔を置いて設ける
ことにある。パツキンの間に生じる環状室中に封
止液が入れられる。パツキンは環状室内でばねに
より互いに支えられるので、双方のパツキンに軸
端から軸方向にばね負荷することができる。この
場合には、充填力は中間に接続されたばねによつ
て一方のパツキンから他方のパツキンに伝達され
る。
The sealing fluid is introduced into the packing into the annular chamber between the shaft and the casing, where the shaft is first sealed against the casing of the stuffing box by a physical packing, and the sealing fluid forms behind the packing. Supplied as follows. It is therefore suggested that the packing is advantageously a ground packing, which is known to be durable. A particularity according to the invention is that two mechanical seals, for example gland seals, are provided at a distance from one another. A sealing fluid is placed in the annular chamber created between the seals. Since the gaskets are mutually supported by springs in the annular chamber, both gaskets can be subjected to a spring load in the axial direction from the shaft end. In this case, the filling force is transmitted from one seal to the other by means of an intermediately connected spring.

有利には、制限されたばね行程を有するばねが
使用される。ばね行程の制限は、特にばね中に、
ばねよりも所定寸法だけ短いピンが存在すること
によつて行われる。このようなばねの使用は、パ
ツキンが、本発明により設けられたシール個所の
放圧が欠如したときでもなお有効であるという利
点を有する。この欠如は、放圧路がたとえばその
中で凝固した融液によつて閉塞したときに起りう
る。この場合には歯車に面しているパツキンが輸
送ポンプの高圧側の高い圧力下に入り、これによ
り軸端に向かつて押される。しかしこの場合パツ
キンは許容ばね行程だけ比較的容易にばね力に抗
して動くことができる。
Preferably, springs with limited spring travel are used. Spring travel limitations are especially important during springs.
This is done by the presence of a pin that is a predetermined dimension shorter than the spring. The use of such a spring has the advantage that the seal is still effective even in the absence of relief of the sealing point provided according to the invention. This failure can occur if the pressure relief channel is blocked, for example by melt solidified therein. In this case, the seal facing the gear comes under high pressure on the high-pressure side of the transport pump and is thereby pushed towards the shaft end. However, in this case the seal can be moved relatively easily against the spring force by the permissible spring travel.

引続き、パツキンは再び軸端におけるパツキン
押え、これに続く第二のパツキンおよびばね行程
を制限するピンの間に強固に締付けられてシール
する。
Subsequently, the seal is again firmly tightened and sealed between the seal retainer at the shaft end, the following second seal and the pin limiting the spring travel.

軸シール部の放圧ゾーンにおける圧力生成の危
険は、場合によつてはそこに進入し、停滞し、そ
の際凝固する融液残分を掻取つて運動状態に保つ
スクレパを設けることによつて避けられる。また
同じ目的のために、シール範囲内で軸およびスタ
ツフイングボツクスケーシングの孔を互いに偏心
に配置し、ポンプ取付け位置で、下方に高い動的
圧力を有する最狭間隙が形成し、これがとくに沈
積の危険がある下方部分に融液の回転を配慮する
ようにすることもできる。
The risk of pressure build-up in the pressure relief zone of the shaft seal can be eliminated by providing a scraper, which may enter there, stagnate, and keep it in motion by scraping off the solidified melt residue. can avoid. Also for the same purpose, the shaft and the holes in the stuffing box casing are arranged eccentrically with respect to each other in the sealing area, so that at the pump mounting point a narrowest gap is formed with a high dynamic pressure downwards, which is particularly effective for deposits. It is also possible to consider the rotation of the melt in the lower part where there is danger.

この構造では、孔の上方部分(即ち軸と孔の間
の偏心率が大きい値をとり個所)に放圧路が低圧
側に配置されている。
In this structure, the pressure relief path is arranged on the low pressure side in the upper part of the hole (ie, the location where the eccentricity between the shaft and the hole takes a large value).

輸送ポンプは高温に加熱されるので、一方では
パツキンを保護するため、他方では封止液の化学
分解を防止するために封止液を冷却することが必
要である。
Since transport pumps are heated to high temperatures, it is necessary to cool the sealing liquid, on the one hand to protect the seals, and on the other hand to prevent chemical decomposition of the sealing liquid.

封止液は環状室に、この環状室と連通する貯槽
から供給される。この場合、貯槽は開放であつて
もよい。封止液が若干高い圧力下にある場合に
は、系は貯槽および環状室によつて閉じられてい
てもよい。
The sealing liquid is supplied to the annular chamber from a reservoir communicating with the annular chamber. In this case, the storage tank may be open. If the sealing fluid is under slightly higher pressure, the system may be closed by a reservoir and an annular chamber.

封止液の冷却のためには有利にパツキンの間の
環状室に、封止液を供給するための降下管および
封止液を排除するための上昇管を、しかも導管系
内で温度差のために自然循環が行われるように接
続する。
For the cooling of the sealing liquid, it is advantageous to provide a downcomer pipe for supplying the sealing liquid and a riser pipe for removing the sealing liquid in the annular chamber between the seals, and also to avoid temperature differences in the conduit system. Connect in such a way that natural circulation occurs.

最後に、本発明により、輸送ポンプのシール度
は、開放系である限り、貯槽の充填水位を監視す
るか、または閉鎖系である限り、系の圧力を監視
することによつて監視することが提案される。
Finally, according to the invention, the degree of sealing of the transport pump can be monitored by monitoring the fill level of the reservoir, as long as it is an open system, or by monitoring the system pressure, as long as it is a closed system. Suggested.

さらに、シール範囲内での融液の圧力が増加す
る場合融液は溶剤を含有する環状室中へ流出し、
ここで溶解することを付言する。これにより、溶
剤・重合体混合物の容積増加が起き、これを直接
かまたはそれに伴う圧力上昇により測定し、たと
えば警報を発するために利用することができる。
Furthermore, if the pressure of the melt in the sealing area increases, the melt flows into the annular chamber containing the solvent;
I would like to add that it should be dissolved here. This results in an increase in the volume of the solvent/polymer mixture, which can be measured directly or by the resulting pressure increase and can be used, for example, to issue an alarm.

次に本発明を1実施例につき詳述する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to one embodiment.

第1図には、歯車ポンプがその構造を略示する
ため縦断面図で示されている。ケーシング1は加
熱媒体室2により囲まれている。加熱媒体は、ケ
ーシング1の周壁で凝縮し、その際にその凝縮熱
を放出する加熱された液体または蒸気である。互
いにかみ合う2つの歯車3および4のうち歯車3
が軸7によつて駆動される。双方の歯車は軸7若
しくは8上に回転不能に支承されている。歯車の
図示の回転方向では、歯車ポンプは矢印の方向に
輸送し、従つて5はポンプの吸込み側であり、6
はポンプの吐出側である。ポンプの吐出側6では
なお通路35が接続され、該通路は軸受ブシユ中
に一一体に形成されているが、これについてはあ
とで第2図の説明の際に詳述する。
In FIG. 1, a gear pump is shown in longitudinal section in order to schematically illustrate its structure. The casing 1 is surrounded by a heating medium chamber 2 . The heating medium is a heated liquid or vapor that condenses on the peripheral wall of the casing 1 and releases its heat of condensation in the process. Gear 3 of the two gears 3 and 4 meshing with each other
is driven by shaft 7. Both gear wheels are mounted non-rotatably on shafts 7 and 8. In the illustrated direction of rotation of the gear, the gear pump transports in the direction of the arrow, so that 5 is the suction side of the pump and 6
is the discharge side of the pump. On the delivery side 6 of the pump, a channel 35 is still connected, which channel is integrally formed in the bearing bush, and will be explained in more detail later in the description of FIG.

駆動軸7はケーシングから突出しかつ図示され
ていない駆動モータと連結されている。
The drive shaft 7 projects from the casing and is connected to a drive motor (not shown).

第2図、第4図および第5図は、駆動モータと
連結させる駆動ジヤーナルの範囲におけるすべり
軸受および駆動軸7のシールを示す。
FIGS. 2, 4 and 5 show the plain bearing and the seal of the drive shaft 7 in the area of the drive journal in connection with the drive motor.

第2図には駆動軸7上の歯車3が示されてい
る。歯車3の直接左側方および右側方には、軸受
ブシユ10若しくは軸受キヤツプ10.1中に軸
7のすべり軸受が存在する。歯車3,4を有する
軸7,8は、軸方向の力を受取るため軸受キヤツ
プ10.1ないしは軸受ブシユ10内に支承され
ている。有利な実施例によれば、軸受ブシユ10
とケーシングキヤツプ14との間に、すべり軸受
と軸パツキンとの間の規定された及びひいては規
定された漏洩流を許容するノズルリング13が設
けられている。すべり軸受に続いて、放圧ゾーン
15が設けられている。説明のために、たとえば
300バールの圧力下にある融液はすべり軸受を通
つて放圧ゾーン15(第2のゾーン)に入ること
を述べる。放圧ゾーン15の機能は、放圧路16
を通る漏洩流を放圧させることである。放圧路1
6は、放圧ゾーン15、つまり軸7とケーシング
キヤツプ14との間の環状間隙をポンプの吸込み
側5と連結し、従つて放圧ゾーン15の範囲から
漏洩流をポンプの吸込み側5に戻す。従つて、放
圧ゾーン15内に存在する融液の圧力は、大体に
おいて放圧路16内の圧力損失を加えたポンプの
吸込み側5の圧力に一致する。重合体融液はポン
プの圧力側、つまり吸込み側5から通路35を通
つて軸受範囲の縮流区間36内におしやられる。
ノズルリング13と、段付けされたジヤーナル9
の外周面若しくはジヤーナル9のシヨルダとの間
には「漏れギヤツプ」が形成されており、この
「漏れギヤツプ」を介して、前記重合体融液は、
吸込み側5に接続された放圧路16に放圧され
る。
In FIG. 2 the gear 3 on the drive shaft 7 is shown. Immediately to the left and right of the gear wheel 3 are plain bearings of the shaft 7 in bearing bushes 10 or bearing caps 10.1. The shafts 7, 8 with the gear wheels 3, 4 are mounted in a bearing cap 10.1 or a bearing bush 10 for receiving axial forces. According to an advantageous embodiment, the bearing bush 10
A nozzle ring 13 is provided between the housing cap 14 and the housing cap 14, which allows a defined and thus defined leakage flow between the plain bearing and the shaft seal. Adjacent to the plain bearing, a pressure relief zone 15 is provided. For illustration, for example
It is stated that the melt under a pressure of 300 bar enters the pressure relief zone 15 (second zone) through a plain bearing. The function of the pressure relief zone 15 is that the pressure relief path 16
The purpose is to relieve the pressure of the leakage flow through the Pressure relief path 1
6 connects the pressure relief zone 15, i.e. the annular gap between the shaft 7 and the casing cap 14, with the suction side 5 of the pump and thus returns the leakage flow from the area of the pressure relief zone 15 to the suction side 5 of the pump. . The pressure of the melt present in the pressure relief zone 15 therefore approximately corresponds to the pressure on the suction side 5 of the pump plus the pressure loss in the pressure relief channel 16. The polymer melt is forced from the pressure side, ie suction side 5, of the pump through a channel 35 into a condensation section 36 of the bearing area.
Nozzle ring 13 and stepped journal 9
A "leakage gap" is formed between the outer peripheral surface of the journal 9 and the shoulder of the journal 9, and the polymer melt flows through this "leakage gap".
The pressure is released into a pressure release path 16 connected to the suction side 5.

駆動軸7のジヤーナル9は、駆動モータに対し
て機械式のパツキン、例えばグランドパツキンに
よつてシールされる。このため、ケーシングカバ
ー14上にスタフイングボツクスケーシング12
(筒状体)が載置されている。該筒状体中には、
若干のパツキンリングを有する第一の機械式のパ
ツキン17(例えばグランドパツキン)、次いで
軸方向にその詳細が第3図に示されている円周に
分布された若干のばね20により押圧される環状
室27、次いで別のパツキンリングを有する第二
の機械式のパツキン18(例えばグランドパツキ
ン)が存在する。パツキン押え19によつてパツ
キンリングは駆動側から圧縮され、その際、充填
力はパツキン18からばね20によつてパツキン
17に伝達される。第3図から明らかなように、
ばねはばね端22の間に取付けられている。ばね
端22はピン21を有し、このピン21は、ばね
の自由行程を制限し、ばね20の圧縮が強すぎる
場合には形状接続式の力の伝達を行う。
The journal 9 of the drive shaft 7 is sealed to the drive motor by a mechanical seal, for example a gland seal. For this reason, the stuffing box casing 12 is placed on the casing cover 14.
(cylindrical body) is placed. In the cylindrical body,
A first mechanical packing 17 (e.g. gland packing) with several packing rings, then an annular shape which is axially pressed by several circumferentially distributed springs 20, the details of which are shown in FIG. There is a chamber 27 and then a second mechanical seal 18 (for example a gland seal) with another seal ring. The packing ring is compressed from the drive side by the packing holder 19, and the filling force is transmitted from the packing 18 to the packing 17 by the spring 20. As is clear from Figure 3,
The spring is mounted between spring ends 22. The spring end 22 has a pin 21 which limits the free travel of the spring and provides a form-locking force transmission if the spring 20 is compressed too strongly.

環状室27は、導管23によつて、封止液を含
有する貯槽24と連通結合されているので、環状
室27内の封止液はたんに液柱の圧力下、つまり
1バールよりも僅かに高い、たとえば1.1バール
の圧力下にある。貯槽24は目盛25およびさら
にフロート26を有し、該フロートは特定の液高
に達した場合に電気接点を閉じ、これによつて信
号を発する。
The annular chamber 27 is connected by a conduit 23 in communication with a reservoir 24 containing sealing liquid, so that the sealing liquid in the annular chamber 27 is only under the pressure of the liquid column, i.e. slightly less than 1 bar. under high pressure, e.g. 1.1 bar. The reservoir 24 has a scale 25 and also a float 26 which closes an electrical contact when a certain liquid level is reached, thereby emitting a signal.

パツキン18は、ジヤーナル9の自由端に対し
て封止液を充填した環状室27をシールするため
に役立つ。
The seal 18 serves to seal the annular chamber 27 filled with sealing liquid against the free end of the journal 9.

さらに、第2図には破線で封止液の自然循環系
が示されている。該循環系は、パツキン17と1
8との間の環状室27に通じる下降管32が接続
されている貯槽24から成つている。環状室27
には直径のほぼ正反対に、再び貯槽24に通じる
上昇管31が接続されている。上昇管および下降
管内での封止液の温度差およびこれから生じる密
度差によつて系中に自然循環が行われ、この場合
封止液は環状室27内で加熱され、貯槽24内で
その収容能力に応じて、ある程度強く冷却するこ
とができる。
Furthermore, in FIG. 2, the natural circulation system of the sealing liquid is shown by broken lines. The circulatory system consists of Patsukin 17 and 1
It consists of a reservoir 24 to which is connected a downcomer pipe 32 leading to an annular chamber 27 between 8 and 8. Annular chamber 27
A riser pipe 31, which again leads to the storage tank 24, is connected almost diametrically opposite to the riser pipe 31. Due to the temperature difference and resulting density difference of the sealing liquid in the riser and downcomer pipes, a natural circulation takes place in the system, the sealing liquid being heated in the annular chamber 27 and containing it in the reservoir 24. Depending on the capacity, it can be cooled to a certain extent.

既に第1図を説明する為に述べたように、ポン
プの吐出側6に、軸受ブシユに組み込まれた通路
35が接続されており、該通路35により、高い
圧力下で重合融液は接続された導管系を通つて軸
受ブシユ10若しくは軸受キヤツプ10.1内に
もたらされ、縮流区間36,37として構成され
た軸方向溝中へ圧出される。ここから、軸受ブシ
ユの環状面33,34もしくは歯車3の端面に圧
力が加えられる。この時に左右対称の力が作用す
る場合、歯車3は軸方向の仕切壁の間で遊動し、
壁のいずれかに接近するのが避けられる。これに
よつて摩擦が減少し、それとともに同じく摩耗お
よび必要な駆動力も減小する。記載された間隙制
御系では、縮流間隙内で圧力損失に基づいて歯車
3の平衡状態が生じる。つまり歯車3が左右へ移
動すると、縮流区間37内に大きい通路長のため
圧力損失が高くなるので、環状面33に生じる圧
力が低下して歯車3は再び平衡位置に移動する。
As already mentioned for the explanation of FIG. 1, the discharge side 6 of the pump is connected to a channel 35 integrated in the bearing bushing, which allows the polymerization melt to be connected under high pressure. It is introduced into the bearing bush 10 or the bearing cap 10.1 through a conduit system and is forced out into an axial groove configured as a contraction section 36, 37. From here, pressure is applied to the annular surfaces 33, 34 of the bearing bush or to the end surfaces of the gear wheel 3. If a symmetrical force is applied at this time, the gear 3 will move between the partition walls in the axial direction,
Avoid getting close to any of the walls. This reduces friction and, with it, the wear and the required driving forces as well. In the gap control system described, an equilibrium state of the gear wheel 3 occurs in the contraction gap due to the pressure loss. That is, when the gear 3 moves from side to side, the pressure loss increases due to the large passage length in the contraction section 37, so that the pressure generated on the annular surface 33 decreases and the gear 3 moves to the equilibrium position again.

さらになお、軸受キヤツプ10.1に支承され
たジヤーナル11.1は斜めに切断されている。
基準面に対して端面11.2がこのように勾配し
ていることによつて、軸が回転する際に、特にそ
こへ達した融液の停滞および分解を阻止しかつ付
加的圧力を形成するポンプ作用が生じる。縮流区
間37におけるこの圧力上昇に応じて、環状面3
3は環状面34よりも小さく寸法決めしなければ
ならない。
Furthermore, the journal 11.1 mounted on the bearing cap 10.1 is beveled.
This slope of the end face 11.2 relative to the reference plane prevents, in particular, stagnation and disintegration of the melt reaching it and creates an additional pressure when the shaft rotates. A pumping action occurs. In response to this pressure increase in the contraction section 37, the annular surface 3
3 must be dimensioned smaller than the annular surface 34.

第4図および第5図には、放圧ゾーン15(第
2のゾーン)内の融液がデツドスペースに集まる
のを阻止する手段が詳細に図示されている。デツ
ドスペースとしてとくに危険なのは、取付け位置
で、放圧ゾーン15の下部である。第4図および
第4a図によれば、ジヤーナル9に放圧ゾーンの
範囲内で、融液が静止しないように配慮するスク
レパ29が設けられる。これはたとえば、機械素
子として公知の簡単な取付けばねであつてもよ
い。第5図および第5a図においては、別の手段
として、ケーシングキヤツプ14がジヤーナル9
を放圧ゾーン15の範囲内で偏心的に取り囲み、
下方に最狭間〓30が形成することが示されてい
る。ジヤーナル9が回転することによつて、この
最狭間隙30の範囲内に高い動的圧力が生じ、こ
れが最狭間隙30の洗浄に寄与し、融液沈降を阻
止する。
4 and 5 show in detail the means for preventing the melt in the pressure relief zone 15 (second zone) from collecting in the dead space. A particularly dangerous dead space is the installation location below the pressure relief zone 15. According to FIGS. 4 and 4a, a scraper 29 is provided in the journal 9 within the pressure relief zone to ensure that the melt does not stand still. This may, for example, be a simple mounting spring known as a mechanical element. In FIGS. 5 and 5a, alternatively, the casing cap 14 is connected to the journal 9.
eccentrically surrounded within the pressure relief zone 15,
It is shown that the narrowest gap 30 is formed below. Due to the rotation of the journal 9, a high dynamic pressure is generated in the area of this narrowest gap 30, which contributes to cleaning the narrowest gap 30 and prevents melt settling.

第4図および第5図における引用信号は第2図
に示された輸送ポンプの部分に関するものであ
る。
The reference signals in FIGS. 4 and 5 refer to the portion of the transport pump shown in FIG.

輸送ポンプの作用を説明する前に、本発明によ
り使用される封止液は輸送すべき重合体の溶剤で
あることを指摘せねばならない。当業者は、輸送
すべき各重合体の適当な溶剤を記載することがで
きる。輸送ポンプはその寿命の間一般に唯1種の
重合体についてだけ使用されるので、唯1種の封
止剤が使用される。この場合特に、本発明により
封止剤は圧力下になく、従つて封止剤の漏洩は心
配する必要はないことがとくに有利である。
Before explaining the operation of the transport pump, it must be pointed out that the sealing liquid used according to the invention is a solvent for the polymer to be transported. A person skilled in the art will be able to describe suitable solvents for each polymer to be transported. Since a transport pump is generally used with only one type of polymer during its lifetime, only one type of sealant is used. In this case, it is particularly advantageous that according to the invention the sealant is not under pressure and therefore leakage of the sealant need not be a concern.

補償器24につき、これは閉鎖されていてもよ
いことを述べる。この場合にはフロートは、特定
の許容圧力を上廻る際に信号を発する圧力信号発
生器に変えられる。
Regarding the compensator 24, it is mentioned that it can also be closed. In this case, the float is converted into a pressure signal generator that emits a signal when a certain permissible pressure is exceeded.

機械式のパツキン、つまりグランドパツキンを
使用することによつて、耐用年数の長い良好で後
調節可能かつ汚れに対して安全なパツキンが保証
されている。放圧ゾーン15の範囲内で融液の圧
力が軽減するため、環状室27の方向における融
液の圧力低下は生じない。他面において封止液に
対し、環状室27から放圧ゾーン15の方向へ
(僅かではあるが)圧力低下が生じ、その結果、
ここでいずれにせよ少量の封止液が融液中へ入り
うる。この少量の封止液が、場合によりパツキン
17に侵入する融液残分を溶かし、これを常に取
り除く。これによつて、パツキンは常に清浄化さ
れ、機能を発揮することが達成される。殊に、融
液残分がパツキンの範囲内で分解し、硬化し、こ
れによつてパツキンが使用不能になるのを避ける
ことができる。
By using a mechanical seal, that is to say a gland seal, a good, adjustable and dirt-proof seal with a long service life is guaranteed. Since the pressure of the melt is relieved in the area of the pressure relief zone 15, no pressure drop of the melt in the direction of the annular chamber 27 occurs. On the other hand, there is a (albeit small) pressure drop in the sealing liquid from the annular chamber 27 in the direction of the pressure relief zone 15, as a result of which
In any event, a small amount of sealing liquid can enter the melt here. This small amount of sealing liquid dissolves and constantly removes any melt residue that may enter the seal 17. This ensures that the gasket is always clean and performs its functions. In particular, it is possible to avoid melt residues decomposing and hardening within the packing, thereby rendering the packing unusable.

放圧ゾーン15の範囲内での融液沈積により、
特に放圧路16閉塞によつて放圧ゾーン15の範
囲で融液圧が増加すると、僅かな融液残分がパツ
キン17を通つて環状室27に入りおよび/また
はパツキン17がばね20(第2図)の力に抗し
て右へ移動する。いずれの場合にも、貯槽24内
での充填高さが変わる。この充填高さの変化は、
目盛25で読取ることができ、フロート26およ
び接点28ないしは貯槽が閉鎖されている場合に
は、圧力信号発生器によつて把握される。発せら
れた信号はポンプを休止するためまたは修理のた
めのチヤンスを与えることができる。しかしポン
プはこの場合でも非液密になることはない。むし
ろ、ばね20のばね行程がピン21によつて制限
されていることによつて、放圧ゾーン15におけ
る高くなつた圧力のためパツキン17,18に対
し高い充填力を及ぼすことが保証されている。こ
れによつて、パツキンのシール作用は高められた
圧力に合わせられる。ポンプは、プラスチツク製
造若しくはプラスチツク加工の装置全体が循環的
にもしくは他の理由から運転中止するまで運転せ
しめられる。
Due to melt deposition within the pressure relief zone 15,
If the melt pressure increases in the area of the pressure relief zone 15, in particular due to the blockage of the pressure relief channel 16, small melt residues will enter the annular chamber 27 through the seal 17 and/or the seal 17 will be forced into the spring 20 (the Move to the right against the force shown in Figure 2). In either case, the filling height within the reservoir 24 changes. This change in filling height is
It can be read on the scale 25 and, if the float 26 and the contact 28 or reservoir are closed, it is detected by the pressure signal generator. The emitted signal can give the pump a chance to be deactivated or repaired. However, the pump does not become non-liquid tight in this case either. Rather, the spring stroke of the spring 20 is limited by the pin 21, which ensures that a high filling force is exerted on the seals 17, 18 due to the increased pressure in the relief zone 15. . The sealing action of the seal is thereby adapted to the increased pressure. The pump is operated until the entire plastics manufacturing or processing plant is shut down cyclically or for other reasons.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は本発明の1実施例を示すもので、第
1図は歯車ポンプとして構成された輸送ポンプの
略示横断面図、第2図は駆動軸のシール部分の細
部を示す軸方向断面図、第3図は機械式のパツキ
ン部分におけるばねを示す断面図、第4図および
第4a図ないしは第5図および第5a図は第2図
によるシール部分の細部を示すもので、第4図は
ジヤーナルが放圧ゾーンの範囲内にクレパスを備
えている場合の軸方向断面図、第4a図はその横
断面図、第5図はケーシングキヤツプがジヤーナ
ルを放圧ゾーンの範囲内で偏心に取囲んでいる場
合の軸方向断面図、第5a図はその横断面図であ
る。 1……ケーシング、2……加熱媒体室、3……
駆動歯車、4……従動歯車、5……ポンプの吸込
み側、6……ポンプの吐出側、7……駆動軸、8
……被動軸、9……ジヤーナル、10……軸受ブ
シユ、10.1……軸受ブシユを有する軸受キヤ
ツプ、11……軸の軸受部分、11.1……ジヤ
ーナル、11.2……ジヤーナルの斜めに切断さ
れた端面、12……スタフイングボツクスケーシ
ング、13……ノズルリング、14……ケーシン
グキヤツプ、15……放圧ゾーン、16……放圧
路、17……第一の機械式のパツキン、18……
第二の機械式のパツキン、19……パツキン押
え、20……ばね、21……ピン、22……ばね
端、23……供給管、24……貯槽、25……目
盛、26……フロート、27……環状室、28…
…接点、29……クレパス、30……最狭間隙、
31……上昇管、32……下降管、33……環状
面、34……環状面、35……通路、36……縮
流区間、37……縮流区間。
The accompanying drawings show an embodiment of the invention, in which FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a transport pump configured as a gear pump, and FIG. 2 is an axial sectional view showing details of the sealing portion of the drive shaft. , FIG. 3 is a sectional view showing the spring in the mechanical packing part, FIGS. 4 and 4a or 5 and 5a show details of the seal part according to FIG. 2, and FIG. 4a is a cross-sectional view, and FIG. 5 shows a case in which the casing cap encloses the journal eccentrically within the pressure relief zone. FIG. 5a is a cross-sectional view of the axial cross-sectional view. 1... Casing, 2... Heating medium chamber, 3...
Drive gear, 4... Driven gear, 5... Pump suction side, 6... Pump discharge side, 7... Drive shaft, 8
... Driven shaft, 9 ... Journal, 10 ... Bearing bush, 10.1 ... Bearing cap having bearing bush, 11 ... Bearing portion of shaft, 11.1 ... Journal, 11.2 ... Journal Diagonally cut end face, 12... Stuffing box casing, 13... Nozzle ring, 14... Casing cap, 15... Pressure relief zone, 16... Pressure relief path, 17... First mechanical Patsukin, 18...
Second mechanical seal, 19... Seal holder, 20... Spring, 21... Pin, 22... Spring end, 23... Supply pipe, 24... Storage tank, 25... Scale, 26... Float , 27... annular chamber, 28...
... Contact point, 29 ... Cray pass, 30 ... Narrowest gap,
31... Ascending pipe, 32... Descending pipe, 33... Annular surface, 34... Annular surface, 35... Passage, 36... Contraction section, 37... Contraction section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 融液状重合体を低圧の吸込ゾーンから高圧の
吐出ゾーンへ輸送するための輸送ポンプにおい
て、加圧下の封止液によつて駆動軸7のジヤーナ
ル9をシールするためのシール装置が設けられて
おり、駆動歯車3の駆動軸7が、その端面とシー
ル装置の機械式のパツキン17との間で、互いに
隣接し合う環状の2つのゾーンによつて取り囲ま
れており、前記駆動歯車3の端面側に向けられた
第1のゾーンがポンプの吐出側6に接続されてい
て、前記機械式のパツキン17に向けられた放圧
ゾーン15としての第2のゾーンが放圧路16を
介してポンプの吸込み側5に接続されており、こ
れらの吐出側6と吸込み側5とが環状の漏れギヤ
ツプによつて互いに接続されていることを特徴と
する、輸送ポンプ。 2 前記第1のゾーンが駆動軸7のための軸受部
分11として構成されていて、歯車の端面と前記
環状の漏れギヤツプとの間で縮流区間36を有し
ており、該縮流区間36が通路35を介して吐出
側6に接続されている、特許請求の範囲第1項記
載の輸送ポンプ。 3 前記漏れギヤツプが、すべり軸受ケーシング
10とケーシングキヤツプ14との間に挿入され
たノズルリング13によつて制限されている特許
請求の範囲第1項記載の輸送ポンプ。 4 前記機械式のパツキン17がグランドパツキ
ンとして構成されている、特許請求の範囲第1項
から第3項までのいずれか1項記載の輸送ポン
プ。 5 駆動側で機械式のパツキン17の手前に封止
液のための環状室27が配置されており、該環状
室27が、ポンプ側でもジヤーナル9の自由端部
側でも機械式のパツキン17,18によつてシー
ルされており、これらの機械式のパツキン17,
18がジヤーナル9の自由端部から圧縮されてい
て、制限されたばね行程を有するばね20が環状
室27を橋絡している、特許請求の範囲第4項記
載の輸送ポンプ。 6 封止液が、ポンプの吸込みゾーン5の圧力よ
りも高い最大で0.5バールのやや高められた圧力
下にある、特許請求の範囲第5項記載の輸送ポン
プ。 7 ジヤーナル9が放圧ゾーン15内で、ケーシ
ング壁に接触しないスクレパ29を有している
か、又は、ジヤーナル9が放圧ゾーン15内でケ
ーシングキヤツプ14によつて偏心的に取り囲ま
れていて、それも、最狭間隙30が輸送ポンプの
取付け位置で下方に配置され、放圧路16が上方
に配置されるように取り囲まれている、特許請求
の範囲第1項から6項までのいずれか1項記載の
輸送ポンプ。 8 駆動歯車3のジヤーナル9とは反対側のジヤ
ーナル11.1のための軸受ゾーンも軸平行な縮
流区間37を有しており、該縮流区間37内に、
ポンプの吐出側6内の圧力下にある融液状重合体
が通路35を通つて達するようになつており、駆
動歯車3の2つの端面側が環状面33,34を有
していて、該環状面33,34に融液圧下にある
融液重合体が供給される、特許請求の範囲第1項
から第7項までのいずれか1項記載の輸送ポン
プ。 9 駆動歯車3の駆動側端面における、融液状重
合体によつて負荷された環状面34が駆動歯車3
の、駆動側とは反対側の端面における環状面33
よりも大きい、特許請求の範囲第8項記載の輸送
ポンプ。
[Scope of Claims] 1. A transport pump for transporting a polymer melt from a low pressure suction zone to a high pressure discharge zone, for sealing the journal 9 of the drive shaft 7 with a sealing liquid under pressure. A sealing device is provided, in which the drive shaft 7 of the drive gear 3 is surrounded by two annular zones adjacent to each other between its end face and a mechanical seal 17 of the sealing device, A first zone directed toward the end side of the drive gear 3 is connected to the discharge side 6 of the pump, and a second zone as a pressure relief zone 15 directed toward the mechanical seal 17 is connected to the discharge side 6 of the pump. A transport pump, characterized in that it is connected to the suction side 5 of the pump via a channel 16, and that the discharge side 6 and the suction side 5 are connected to each other by an annular leakage gap. 2. The first zone is configured as a bearing part 11 for the drive shaft 7 and has a constriction section 36 between the end face of the gearwheel and the annular leakage gap; Transport pump according to claim 1, characterized in that the pump is connected to the discharge side (6) via a channel (35). 3. Transport pump according to claim 1, wherein the leakage gap is limited by a nozzle ring 13 inserted between the plain bearing casing 10 and the casing cap 14. 4. The transport pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the mechanical packing 17 is configured as a gland packing. 5 An annular chamber 27 for the sealing fluid is arranged in front of the mechanical seal 17 on the drive side; These mechanical seals 17,
5. Transport pump according to claim 4, in which the journal 9 is compressed from the free end thereof and a spring 20 with a limited spring stroke bridges the annular chamber 27. 6. Transport pump according to claim 5, wherein the sealing liquid is under a slightly elevated pressure of at most 0.5 bar above the pressure in the suction zone 5 of the pump. 7. The journal 9 has a scraper 29 in the pressure relief zone 15 that does not touch the casing wall, or the journal 9 is eccentrically surrounded in the pressure relief zone 15 by the casing cap 14 and Also, any one of claims 1 to 6 is surrounded such that the narrowest gap 30 is arranged downward at the mounting position of the transport pump and the pressure relief passage 16 is arranged upward. Transport pumps as described in section. 8. The bearing zone for the journal 11.1 of the drive gear 3 opposite to the journal 9 also has an axis-parallel constriction section 37 in which:
The molten polymer under pressure in the discharge side 6 of the pump reaches through the passage 35, and the two end sides of the drive gear 3 have annular surfaces 33, 34, which annular surfaces The transport pump according to any one of claims 1 to 7, wherein the melt polymer under melt pressure is supplied to the pumps 33 and 34. 9 The annular surface 34 on the drive side end surface of the drive gear 3 loaded with the melted polymer is the drive gear 3
An annular surface 33 on the end surface opposite to the drive side of
9. The transport pump of claim 8, which is larger than the transport pump of claim 8.
JP14257981A 1980-09-12 1981-09-11 Sealing of journal on drive side of pump for conveying melt liquid copolymers Granted JPS57119189A (en)

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JPS53124305A (en) * 1977-04-05 1978-10-30 Shingo Hirozawa Gear pump

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