KR100226541B1 - 제지기의 웨브 프레싱 부품에 사용되는 피스톤 밀봉 장치 - Google Patents

Abstract

제어된 편향 로울에 사용되는 피스톤 장치로서, 각각의 측벽에 형성된 슬롯(12a,12a')내에서 종방향으로 연장하는 적어도 하나 이상의 측면 시일(22a,22a')와 상기 측면 시일들 사이를 연장하는 피스톤의 각 단부에 형성된 단부 시일(21)로 구성된 사각형의 피스톤(10a)를 포함한다. 단부 시일들은 이들의 각 단부에 위치한 적어도 한 쌍 이상의 교차하는 표면(62,64)를 구비하는데, 이 표면들은 피스톤 원주 둘레에서 연속적인 시일이 형성되도록 피스톤과 측면 시일에 대해 종방향으로 이동시키기 위해 각 단부 시일의 대응하는 쌍의 표면과 협동한다. 연속적인 시일은 제어된 편향 로울(34)의 지지축(32)내에서 채널(30)의 측벽(26,26')와 그리고 지지축(32)의 채널중 한쪽 단부에서 두개의 마주보는 댐(36,36') 각각내의 비-이동성 시일면(37)과 맞물린다. 측면 및 단부 시일(22a,21)은 단부댐상의 시일면과 지지축(32)에 대해 피스톤(10a)과 함께 움직인다.

Description

[발명의 명칭]

제지기의 웨브 프레싱 부품에 사용되는 피스톤 밀봉 장치

[기술분야]

본 발명은 진행하는 종이 웨브(web)를 처리하기 위해 제지 산업에 사용되는 제어식 편향 로울 혹은 연장된 닙 프레스(nip press)에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 제어식 편향 로올 혹은 연장된 닙 프레스내의 지지축상의 채널에 지지되어 있는 피스톤에 관한 것으로, 이 피스톤은 슈우를 상기 축과 맞물리도록 그 축에 대해 바깥으로 편향시키고 그리고 축을 중심으로 회전하는 로올 셀(shell)의 편향을 조절하는 역할을 한다. 또한, 본 발명은 피스톤과 채널의 측벽과 그리고 채널 단부에서의 단부댐(dam) 사이에 있어서, 시일(seal) 구조체의 개선에 관한 것이다.

[배경 기술]

종래의 제어식 편향 로울에 있어서, 로올 셀의 편향을 제어하고 로올 셀을 대응하는 로올과 닙핑식으로(nipping) 맞물리도록 부하를 가하기 위해 회전하는 로올 셀의내면과 접촉하는 슈우를 작동시키는 피스톤은, 이 피스톤 둘레로 연장하는 한 쌍의 연속 슬롯을 구비하며, 그 슬롯내에 대응하는 시일을 피스톤이 배치되어 있는 채널의 측벽과 맞물리도록 배치시킨다. 피스톤의 단부에서, 상기 시일들은 지지축에 장착된 단부댐에 수직하게 배열된 단부판의 평탄면에 접촉한다. 그 다음, 단부판은 이 단부판과 단부댐 사이로 유입된 유압에 의해 시일쪽으로 편향된다. 단부판은 피스톤과 시일쪽으로 단부댐에 대해 이동 가능하다. 피스톤이 지지축에 대해 반경방향 외측으로 이동하도록 유압식으로 작동될 때, 동일한 유압 유체도 단부판과 단부댐 사이의 공간으로 유입되어서 지지축에서 채널내의 피스톤이 종방향으로 연장하는 길이와 평행하게 피스톤에서 멀어지거나 피스톤쪽으로 향하는 방향만 제외하고는 어떠한 방향으로 단부판이 움직이지 못하도록 구속한다.

피스톤의 측면 슬롯내의 시일은 스프링에 의해 바깥방향으로 편향된다. 단부 시일은 측면 시일의 단부에 끼워지므로 피스톤의 단부 둘레를 따라 연속하게 밀봉을 유지한다. 피스톤 단부에서의 유체 밀봉은, 전술한 바와 같이 피스톤에 의해 지지되거나 또는 피스톤의 일부로 구성되어 있는 로올 셀-지지용 슈우를 작동시키기 위해 사용되는 압축된 유압 유체에 의해, 단부판을 단부 시일에 반하여 편향된 단부댐 내에 배치되도록 유지시킴으로써 이루어진다. 따라서, 피스톤은 이것을 가압 및 작동시키는 유압 유체가 피스톤 둘레를 지나서 회전하는 로올 셀과 제어식 편향 로올의 지지축 중간의 제어식 편향 로올내의 공간으로 빠져나갈 수 없게끔 피스톤의 전제 외주부를 따라 밀봉된다. 로올 셀과 지지축 사이의 공간으로 일부러 유입시킨 유압 유체인 윤활제만이 양적으로 그리고 위치에 따라 제어되는데, 예를들면 채널과 슈우 표면의 포켓 사이에 있는 슈우 및 피스톤으로 연장하는 소위 모세관 혹은 스로틀링(throttling) 튜프에 의해 슈우의 표면에 윤활제를 유입시킴으로써 제어된다. 이러한 방법은 정역학적 윤활로서 알려져 있다, 로올 셀의 내면과 슈우와의 상호 접촉면을 윤활시키는 또다른 방법으로는 유체역학적인 유체 윤활막을 형성하기 위해 슈우의 선단 가장자리와 상류방향으로 접촉하는 로올 셀의 내면에 반하여 윤활제를 주입시키는 등의 방법이 공지되어 있다. 상기 두 가지의 방법 모두는 동시에 제어식 편향 로올에 적용되며, 그리고 이러한 윤활 작용에 연관된 방법은 본 발명의 일부는 아니지만 본 발명의 시일을 이용하는 제어식 편향 로올에 적용된다.

전술한 종래 기술에 의한 시일 구조체에 있어서의 문제점은 피스톤이 고정된 지지축에 대해 작동됨에 따라 단부판에 반하여 단부 시일의 위치가 변한다는 것이다. 이러한 문제점은 소위 자체-로딩(self-loading)형태의 제어식 편향 로올일 경우 특히 심각한데, 여기서 피스톤과 슈우는 로올 셀을 이것의 대응하는 로올과 닙핑식으로 맞물리도록 부하를 가하면서 그리고 위치시키기 위해 약 5-8㎝ 만큼의 비교적 긴 거리를 이동하게 된다. 단부 시일이 단부판에 반하여 비교적 낮은 위치에서 높은 위치로 이동함에 따라, 단부판은 이 단부판과 단부 시일간에 밀봉되게 맞물림이 일어나도록 가압된 유압 유체로 채워지게 되는 단부판과 단부댐 사이의 공간 때문에 단부댐내의 단부판의 장착 위치로 약간 이동하게 된다. 다시 말해서, 단부 시일이 단부판의 바닥 가까이 있을 때, 단부판 상부 근처의 유압은 피스톤으로 향해 단부판의 상부를 움직이는 경향이 있다. 단부 시일이 단부판의 상부 근처에 있을 때, 유압은 피스톤 쪽으로 단부판의 하부를 이동시키는 경향이 있다. 단부 시일과 단부판 사이의 이러한 상대 운동은 단부판을 스쳐 벗겨지게 하거나 그렇지 않으면 심한 마모를 일으켜 단부판을 마모시킨다. 이렇게 심한 마모는 단부판이 단부댐내의 장착 위치에서 빠져나오지 못하게 하는 단부댐 가장자리에 의해 구속됨으로써 단부판의 상부에서 더욱 악화된다. 단부판이 단부댐의 상부 근처에서 더욱 구속됨에 따라 단부댐의 바닥 근처에서는 덜 구속되기 때문에, 그 결과 채널에서 피스톤의 수축은 억제되거나 또는 단부판의 하부에 반하여 심한 마모를 유발시키거나 또는 이들 두 가지 현상 모두를 일으킨다.

이러한 구조체는 단부댐이 대응 단부판에 비해 높게 되거나 또는 지지축에 대한 병진운동이 한정되는 결과 중 하나를 초래하며, 또는 이들 두 가지 현상 모두를 초래한다. 어떠한 물리적 혹은 작동 조건이라도 제어식 편향 로올이 광범위한 작동 변수 하에서 조작되지 못하게 한다.

종래 기술에 따라 설계된 단부댐 및 시일 구조체와 연관된 또다른 문제점은 존 -컨트롤(zone-control)형태의 제어식 편향 로올일 경우에 제기되는데, 여기서 연속적이고, 단부끼리 맞대어 있고, 종방향으로 정렬된 슈우 세그먼트는 제어식 편향 로올의 길이를 따라 종방향으로 다른 위치에서 각각 다른 로올 셀의 지지력을 제공하기 위해 제어식 편향 로올 지지축의 종방향을 따라 배치되며, 단부끼리 맞대어 있는 슈우 세그먼트들 사이의 단부댐 및 시일 구조체는 단부판의 백 대 백(back-to-back)밀봉 구조체를 제공하기 위해 약 9-10㎝ 정도로 약간 폭이 넓어야 한다. 이러한 구조체는 슈우가 로올 셀을 지지축에 대해 지지시킬 수 있는 면적을 줄이거나 한정하게 되며, 또한 슈우 세그먼트가 반드시 로올의 길이를 따라 종방향으로 더욱 이격되어야 하기 때문에 존-컨트롤의 신축성이 줄어든다.

이와 유사한 방법으로, 종래 기술에 의한 밀봉 구조체에서 지지축의 단부에서의 단부댐의 상대 두께는 슈우로 하여금 로올 셀의 단부로 더욱 가까이 연장하지 못하게 하며, 그리고 단부댐에서 단부판의 특성은 피스톤이 피스톤과 단부댐간의 틈새를 조절할 수 없게 되는 결과를 초래한다. 이러한 틈새가 존재하는 것이 통상 바람직하며, 그리고 로올 셀에 대한 지지축 및 슈우의 상대 편향을 조절하기 위해 반드시 필요할 경우도 있다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 요약]

전술한 종래 기술에 따른 피스톤 밀봉 구조체의 제작 및 작동에 연관된 단점 및 문제점들은 본 발명에 의해 해결되었다. 본 발명에 있어서, 측면 시일 또한 종방향으로 연장하는 슬롯에 위치한다. 측면 시일은 피스톤의 단부 근처의 지점에 종방향으로 연장한다. 단부 슬롯은 피스톤의 단부에서 내측으로 연장한다. 단부 시일은 피스톤의 단부에대해 바깥방향으로 병진운동을 하도록 단부 슬롯내에 장착된다. 단부 시일 각각은 측면 시일을 측면 슬롯내에 지지시키는 방법과 유사하게 측면 시일의 단부를 수용하기 위해 대응 측면 슬롯과 정렬되어 홈이 새겨진 상부 및 하부 표면 쌍을 구비한다.

하나 이상의 스프링은 피스톤의 단부 슬롯 바닥에 뚫린 구멍에 장착되고, 단부 시일을 피스톤에 대해 바깥방향으로 편향시키기 위해 단부 시일의 배면과 맞물리도록 배열된다.

이와 유사하게, 피스톤의 각 단부에서 피스톤의 하면과 단부 슬롯의 하면 사이에 통로를 형성하기 위해 피스톤의 하면에 하나 이상의 구멍이 뚫려 있다. 따라서, 이러한 구멍들은 피스톤을 로올 셀의 지지 및/ 또는 이동을 위해 작동시키는 유압 유체의 통로를 제공하고, 또한 단부 시일을 피스톤에 대해 바깥방향으로 그리고 슈우의 단부 중 하나에 인접한 지지축 상에 장착된 단부댐의 비-이동성 표면에 반하여 작동되는 유체 압력을 제공하게 된다.

이러한 방법에 있어서, 단부 시일들은 피스톤의 종방향 길이에 평행한 방향으로 피스톤과 측면 시일에 대해 바깥방향으로 이동할 수 있지만 이들 단부 시일의 홈이 새겨진 표면은 피스톤의 단부중 하나에서 또는 그 근처에서 측면 시일과 활주 가능하게 맞물려 유지하게 된다. 이러한 방법으로, 피스톤의 외주 둘레의 시일은 압축된 유압 유체와 접촉하는 피스톤의 하면과, 로올 셀을 지지하는 슈우와 맞물리거나 또는 그 슈우와 일체가 되는 피스톤의 상면 사이에서 유지된다.

피스톤의 측면 시일과 단부 시일은 피스톤과 함께 이동되며, 측면 시일은 피스톤이 왕복운동 가능하게 장착되어 있는 지지축내의 채널 측벽과 맞물리며, 그리고 단부 시일은 단부댐 상에 있는 비-이동성 벽에 맞물린다. 비-이동성 벽은 단부 시일에 반하여 유체역학적으로 작동되지 않기 때문에, 단부댐은 단순하고 단편의 구조체가 될 수 있다. 이와 같이, 상기 시일들은 지지축의 종방향으로 연장하는 비교적 얇은 치수가 될 수 있다. 따라서, 종래의 단부댐은 통상적으로 약 11-12㎝의 두께를 지니는 반면에 본 발명에 따른 단부댐의 두께는 약 3-3.5㎝가 된다. 이와 유사하게, 존-컨트롤 형태의 제어된 편향 로올에 대한 단부댐이 맞대어져 있는 형상에 있어서, 본 발명의 단부댐은 종래 기술에 따른 밀봉 구조체에 있어서의 단부댐 두께보다 약 절반일 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 로올 셀의 지지와 제어식 편향 로올에서 닙 로딩 작용력을 제공하는 피스톤을 위한 밀봉 구조체의 개선에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 제어식 편향 로올 슈우를 위한 시일 구조체를 제공하는 것으로, 여기서, 시일 장치는 피스톤 상에서 측면 시일에 대해 이동할 수 있는 단부 시일을 포함한다.

본 발명의 또다른 목적은 피스톤 단부에서의 시일의 마모가 최소가 되도록 한 제어식 편향 로올의 피스톤을 위한 밀봉 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징 및 장점은 유체역학적으로 작동되고 부유하는 단부판을 지닌 단부댐을 필요로 하지 않고, 그리고 그것을 이용하지 않는 밀봉 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적, 특징 및 장점으로는 제어식 편향 로올내에서 로올 셀에 대해 지지축의 편향을 수용할 뿐만 아니라 로올 셀을 작동 및 이동시키기위해 비교적 긴 거리의 피스톤 이동을 수용할 수 있는, 제어식 편향 로올내의 피스톤을 위한 밀봉 구조체를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적, 특성 및 기타 장점들은 첨부된 도면과 함께 설명된 양호한 실시예를 통해 더욱 명백해질 것이다.

[양호한 실시예의 설명]

제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 종래의 피스톤 시일 밀봉 구조체 있어서, 피스톤(10)은 피스톤의 외주 둘레를 연장하는 한 쌍의 이격된 측면 슬롯(12)및 단부 슬롯(14) 각각을 구비한다. 측면 슬롯(12)(12')과 단부 슬롯(14)(14') 모두는 피스톤의 측벽(16) 및 단부벽(18) 내측에서 각각 연장한다.

모든 도면에 있어서, 특정한 피스톤의 일단부와 일측면에만 이해를 돕기 위해 시일 또는 슬롯이 도시되어 있으며, 다른 쪽 단부 및 측면에는 도시를 생략하였다.

제 2 도에 도시된 바와 같이,종래 기술에 따른 시일들은 단부 시일(20)을 포함하는데, 시일의 외주부가 연속적으로 구성되도록 상기 단부 시일(20)의 각 단부는 측면 시일(22)에 활주 가능하게 끼워 맞취져 있다. 피스톤 측벽의 슬롯 바닥과 측면 시일 사이에 삽입되어 있는 스프링(24,24')은, 측면 시일을 피스톤에 대해 바깥방향으로 편향시켜 제 7 도에 도시된 바와 같이 제어식 편향 로올(34)의 지지축(32)내에 형성된 채널(30)을 형성하도록 바닥벽(28)과 함께 측벽(26,26')과 맞물리게 한다. 채널(30)은 제어식 편향 로올의 지지축(32)내에 있는 대향 측벽 (26,26') 사이에 형성된 공동이다.

제 3 도에 도시된 바와 같이, 채널의 단부는 단부댐(36)에 의해 형성되며, 이 단부댐(36)을 보울트(38)로 지지축의 채널 단부들중 하나에 고정되어 있다. 노치(40)는 채널의 내부를 마주보는 각각의 단부댐의 단부에 형성되어 있다. 단부판(42)은 단부댐의 노치내에 배치되며, 개구(44)는 단부판 아래로 유압 유체의 유동을 허용하도록 각 단부댐의 바닥에 형성되며, 그리고 상기 개구(44)는 또한 단부 시일에 반하여 단부판에 힘이가해지도록 단부댐에 대해 단부판에 가압된 유압 유체를 공급하기 위해 단부판과 단부댐 사이의 공간(46)에 형성되어 있다. 각 단부댐의 상부에 위치한 가장자리부(48)는 단부판이 단부댐 내의 노치로부터 빠져나오지 못하도록 방지하는 역할을 한다.

제 7 도는 지지축내의 채널(30)을 형성하는 측벽(26,26')을 보다 상세히 도시하기 위해, 그리고 종래 기술 및 본 발명의 기술 모두에 따른 로올 셀(35), 슈우(8a), 피스톤(10) 및 지지축(32)의 구조체를 포괄하는 제어식 편향 로올(34)을 도시하기 위해 로올(34)을 절단한 단면도이다.

제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 종래 기술에 따른 구성 요소들과 유사하고 제 4도 내지 제 6 도에 도시된 본 발명의 구성요소들은, 본 명세서에서는 동일한 도면 부호 뒤에 알파벳을 첨부하여 구별하고 있다. 물론, 측면 시일들과 같은 몇몇 구성 요소들은 유사하지만 단부 시일 등과의 관계에 있어서는, 종래 기술과 본 발명에 따른 구조체 및 개념 모두가 상이하다는 것을 알 수 있다.

본 발명이 도시된 도면 제 4 도 내지 제 6 도에 있어서, 피스톤(10a)은 그 측벽 (16a,16a')에 형성된 한 쌍의 슬롯(12a,12a')을 구비한다. 이러한 측면 슬롯들은 이격된 상태로 피스톤의 종방향으로 연장한다. 단부 슬롯(15)은 피스톤의 측면에 형성된 측면 슬롯의 단부에 걸치게 되는 위치에서 피스톤의 한쪽 단부에 형성된다. 따라서, 단부 슬롯은 피스톤의 단부로부터 짧은 거리만큼 측벽의 슬롯과 슬롯(12a) 및 (12a')간의 벽부(17)를 절두시키게 된다. 각각의 측벽 슬롯(12a,12a')사이에 삽입된 스프링(24a),(24a')은 이 스프링을 따라 측면 슬롯내에 활주 가능하게 측면 시일들이 자리하도록 그 크기를 구비하면서 스프링에 대응하는 측면 시일(22a),(22a') 각각 아래에 위치한다.

거의 프리즘 형상인 단부 시일(21)은 단부 슬롯(15)내에서 활주 가능하게 장착되도록 단부 슬롯의 대응 상부면(54) 및 하부면(56)과 미끄럼 접촉이 이루어진 상부 및 하부의 평행한 표면(50),(52)을 구비한다. 단부 시일의 각 단부에는 한 쌍의 노치(58),(60)가 형성되어 있으며, 이 노치는 피스톤의 측벽에 위치한 슬롯(12a,12a')의 수직면(66),(68) 및 수평면(66'),(68')과 정령되는 치수를 가지도록 수직 및 수평의 밀봉 벽부 혹은 표면(62),(64)(62'),(64') 각각을 구비한다. 따라서, 노치(58),(60) 및 슬롯(12a,12a')들은 단부끼리 맞대어지고, 단부 시일이 피스톤의 한쪽 단부에서 작동 위치에 있게 되면 서로 일직선상에 존재하게 된다. 한 쌍의 스프링(70),(70')은 단부 시일이 피스톤에 대해 외측으로 편향되어 유지되도록 각각의 단부 시일의 후벽(74)에 반하는 외측으로 편향된 작용력을 제공하기 위해 피스톤내의 대응 보어(72),(72')내에 장착된다.

제 4 도에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 구멍(76),(76')들은 피스톤의 하면에 위치하며 단부 슬롯의 하면(56)을 통해 상향으로 연장한다.

제 5 도에 도시된 바와 같이, 측면 시일과 단부 시일이 이들 각각의 슬롯내에 장착될 때, 측면 시일의 선단(23),(23')은 피스톤의 단부 가장자리(11),(11')를 넘어 연장하지 않는다. 그러나, 스프링(24a),(24a')의 편향되는 압축력에 의해 측면 시일(22a),(22a')은 피스톤의 측면(16a)과 단부 시일의 벽부 단부(17),(17')중 하나를 약간 넘어서 피스톤으로부터 바깥 방향으로 연장할 수 있다. 이와 유사하게, 단부 시일의 전방벽(75)은 스프링(70),(70')에 의해 피스톤의 단부벽(18)으로부터 바깥방향으로 편향된다.

제 6 도에 도시된 단부댐(36a)은 단부 시일(21)의 전방 벽면(75)과 맞물리는 일체형이고, 비-이동성 밀봉면(37)을 구비한다. 시일의 전방 벽면(75)은 제어된 편향로올의 지지축내의 채널에서 피스톤의 병진운동 방향을 따라 평행하게 연장되도록 지지축에 대해 수직하게 배열된다. 단부 슬롯 위에 있는 피스톤의 단부면(18a)은 지지축 상에서 피스톤에 대해 약간 이동하는 단부댐의 운동을 허용하도록 아래로 절단되어 있다. 전방 벽면(75)의 상부 및 하부(81),(83)은 윤활 작용을 향상시키기 위해 경사져 있다.

작동에 있어서, 스프링(24a),(24a')는 지지축(32)내에서 채널(30)의 측벽에 반하여 바깥방향으로 측면 시일(22a),(22a')을 편향시키며 스프링(70),(70')은 단부댐(36a)상에서 시일 밀봉면(37)에 반하여 외측방향으로 단일 시일을 편향시킨다. 제6 도에는 이해를 돕기 위해 단부댐 하나만 도시되어 있는데, 또다른 동일한 단부댐은 로올의 타단부상에서 지지축에 장착된다. 압축된 유압 유체는 제어식 편향 로올의 외측에 있는 펌프(도시 생략)와 같은 공급원으로부터 압축된 유압 유체를 수용하는 도관(31)을 통해 피스톤 아래의 채널(30)속으로 유입된다. 압축된 유압 유체의 슈우(제 1 도 참조)의 표면에 위치한 포켓(6)속으로 유입시킴으로써 피스톤을 작동시키고 그리고 제 7 도 도시된 슈우(8a)등과 같은 슈우의 접하는 표면을 윤활시키기 위해 압축된 유압 유체를 사용하는 방법은 종래에 잘 알려진 기술이며, 그리고 그 방법 자체는 본 발명의 일부가 아니므로 더 이상의 언급을 생략한다.

또한, 가압된 유압 유체는 개구(76a),(76a')를 통해 피스톤의 하부면(78) 아래로부터 단부 시일의 배면(74)과 단부 슬롯(15)의 배면(55) 사이의 공간으로 이동한다. 따라서, 이러한 가압된 유압 유체는 단부 시일과 시일 표면 사이에서 액체 밀봉이 이루어지도록 단부댐의 밀봉면(37)에 반하여 외측으로 단부 시일을 편향시킨다. 측면 시일과 피스톤 중간의 슬롯(12a),(12a')내에 장착된 스프링(24a),(24a')은 측면 시일을 채널의 측벽 (26),(26')과 유체 밀봉 접촉 상태로 유지시킨다.

측면 시일(22a),(22a') 각각은 두개의 평행하고, 수평의 상부면(25a'),(25b')과 하부면(25a),(25b) 각각을 구비한다. 또한, 측면 시일은 두개의 평행하고, 수직한 내측면(27a),(27b) 및 외측면(27a'),(27b') 각각을 구비한다. 이러한 수직한 표면들은 측면 슬롯의 내측면(66),(66')에 대응된다.

단부 시일은 단부 슬롯에 활주 가능하게 장착되기 때문에 이것의 수직한 노치 벽(62),(62')은 대응 수직한 밀봉벽(27a),(27b)과 활주 가능하게 맞물리며, 단일 시일의 수평한 노치 벽(64),(64')은 대응 수평의 밀봉벽(25a'),(25b') 각각에 미끄럼 접촉을 한다.

측면 시일 스프링(24a),(24a')과 단부 시일 스프링(70),(70')은 측면 시일과 단부 시일이 대응 피스톤의 벽으로부터 바깥방향으로 편향되게 유지시키기 때문에 측면 및 단부 시일의 외측면은 채널의 한쪽 단부에서 채널(측면 시일)의 측벽과 단부댐의 비-이동성 벽에 반하여 지탱된다. 추가적으로, 피스톤을 지지축에 대해 반경 방향외측으로 힘을 가하기 위해 사용되는 압축된 유압 유체는 단부 시일을 피스톤의 단부로부터 바깥방향으로 그리고 비-이동성 단부댐의 표면(37)에 반하여 유압식으로 작동시키기 위해 공동(76),(76')을 통해 피스톤의 하부면으로부터 단부 시일 슬롯의 하부면으로 유동하며, 그리고 지지축의 채널내에서 왕복 운동하는 피스톤의 작동 방향과 평행하게 연장한다. 따라서, 단부 시일은 피스톤이 수축하거나, 중간 위치 또는 지지축에 대해 완전히 팽창된 위치에 있던 상관하지 않고, 채널내 피스톤의 모든 위치에서 동일한 유체 압력으로 유지된다. 단부 시일은 피스톤의 모든 위치에서 단부댐의 비-이동성 표면에 수직하게 유압식으로 부하가 가해지고, 그 결과 단부댐에 반하는 단부 시일의 마모가 상당히 감소되며, 특히 단부댐의 비-이동성 밀봉면(37)의 마찰에 반하여 완화된다.

피스톤의 단부면에 대해 바깥방향으로의 단부 시일 운동은 측면 시일이 이것의 수직한 내측면을 유지하면서 단부 시일의 한쪽 단부에서 대응하는 표면의 노치와 미끄럼 접촉을 한 상태에서 단부 시일과 피스톤의 단부면과의 상대 운동에 관계 없이 상부 및 하부의 수평면에 대향하게 수행되기 때문에, 유압 시일은 피스톤의 하부면(78)에 반하여 작용하는 압축된 유압 유체와 측면 및 단부 시일 위에 있는 피스톤의 부분 사이에서 보존된다. 다시 말해서, 제 5 도에 도시된 바와 같이, 비록 유압 유체가 단부 시일의 벽부(17)의 단부와 단부 시일의 후방 벽면(74) 사이의 공간으로 유입되지만, 단부 시일 개개의 단부의 노치속으로 연장하고 전술한 바와 같이 노치의 대응 수직 및 수평면에 반하여 지탱되는 측면 시일의 중첩 부분은 피스톤 및 채널과 측면 및 단부 시일 위에 있는 단부댐 사이의 면적으로 압축된 유압 유체의 접근을 방지한다.

따라서, 피스톤의 가장자리(11),(11')는 단부댐을 포함하는 채널 벽으로부터 약간 이격되어 질 수 있는 반면, 각각의 대향된 단부 시일상에서 외측 밀봉면(75)과 연관하여 작동하는 단부 시일의 외측면(27a'),(27b')은 측면 및 단부 시일 위의 피스톤에 반하는 위치로 가압된 유압 유체가 통하는 것을 방지하게 된다.

요약하면, 단부 시일의 노치가 이와 대응하는 수직 및 수평면을 구비하는 측면 시일과 짝을 이룸으로써, 단부 시일은 전술한 바와 같이 또다른 시일과 미끄럼 접촉하게 되어 상기와 같은 상대 운동에 상관없이 밀봉이 유지된다. 측면 및 단부 슬롯은 개개의 슬롯 길이를 따른 종방향 이외의 다른 방향으로 측면 및 단부 시일이 움직이지 못하게 한다.

이상으로, 본 발명의 특징 및 장점을 포함하는 목적을 충족시키는 피스톤 밀봉 구조체를 설명하였다. 또한 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지의 변형이 가능할 수 있다. 이러한 관점에서, 서로에 대해 활주하는 측면 및 단부 시일의 여러 가지 맞닿는 표면들이 완전한 수평 또는 수직인 것으로 설명 되었지만, 중요한 상관 관계는 측면 시일 및 노치 표면상의 대응 표면이 단부 시일에 대한 표면의 위치에 상관없이 미끄럼 및 밀봉 접촉, 양호하게는 표면 대 표면으로 맞물린다는 것이다.

밀봉 재료로는 강철이 양호하지만, 작동 온도에서 잘 견디고 희망하는 밀봉 접촉을 제공 할 수 있는 다른 재료도 사용될 수 있다.

끝으로, 비록 상기 상세한 설명은 제어식 편향 로올에 적용되는 피스톤 밀봉 구조체에 대한 것이지만, 본 발명의 영역은 제지 산업에 널리 알려져 있고 연장된 닙 프레스에 관련되는 피스톤 밀봉 구조체 등도 포함하는 것을 의도한다. 따라서, 피스톤이 장착되게 되는 채널은 연장된 닙 프레스 장치 내에 배치된 비임에 자리하며, 그리고 피스톤 슈우는 연장된 닙 프레스내의 루우프 브랭킷(looped blanket)을 편향시키기도 한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 피스톤의 측면 및 단부에 시일이 장착되도록 슬롯이 형성된 형태의 종래 기술을 도시하기 위해 피스톤과 일체인 슈우를 구비한 피스톤의 사시도.

제2도는 대응 측면 시일에 끼워지고 그 사이를 연장하는 단부 시일을 구비한 종래 형태의 시일의 일단을 도시한 사시도.

제3도는 제어식 편향 로올내의 지지축 상에 장착된 단부댐에 대해 작동하면서 그곳에 장착될 부유 단부판에 반하여 제 2 도에 도시된 단부 시일의 연접되도록한 종래 형태의 밀봉 구조체의 측면도.

제4도 단부 슬롯으로부터 전개된 형태로 배치되어 있는 측면 슬롯, 단부 슬롯 및 단부 시일을 도시한, 본 발명에 따른 피스톤 단부의 사시도.

제5도는 작동 위치에 있는 측면 시일과단부 시일을 도시하는 본 발명에 따른 피스톤의 사시도.

제6도는 제4도에 도시된 밀봉 구조체와 연관지어 사용된 단편의 단부댐을 도시한, 피스톤 및 밀봉 구조체의 측면도.

제7도는 피스톤 및 로올 셀의 채널과 지지축을 도시하는 제어식 편향 로올의 단면도이다.

Claims (9)

1. 한 쌍의 이격되고 종방향으로 연장하는 측벽(26,26')을 구비하는 채널(30)이 형성된 지지축(32)을 포함하는 제어식 편향 로올 혹은 연장된 닙 프레스 장치에 사용되는 피스톤 밀봉 장치로서: 상부 및 하부면(8a,78), 한 쌍의 이격되고 종방향으로 연장하는 측벽(16a,16a'), 그리고 이 측벽 사이를 가로질러 연장하는 한 쌍의 이격된 단부벽(18a,18a')으로 구성된 피스톤(10a)과; 각각의 측벽에서 종방향으로 연장되는 측면 슬롯 수단(12a,12a')과; 각각의 단부벽을 가로질러 연장되고, 단부벽과 측벽들이 교차하는 지점에서 피스톤 단부벽의 내측 종방향으로 측면 슬롯 수단과 교차하는 내벽(55)을 구비하는 단부 슬롯 수단(15)과; 채널(30)의 어느 한쪽 단부에서 지지축(32)에 장착되고, 채널과 면하는 비-이동성 밀봉면 (37)을 각각 포함하는 단부댐(36a)과; 상기 측면 슬롯 수단내에 배치될 적어도 두개 이상의 표면(25a,25a')을 구비하며, 피스톤의 측벽과 단부벽의 교차점 근처의 적어도 한 지점을 향해 종방향으로 연장하며, 그리고 채널의 측벽(26,26')과 맞물리도록 측면 슬롯 수단의 바깥방향으로 연장하는 측면 시일 수단(22a,22a')과; 피스톤의 한쪽 단부에서 단부 슬롯 수단(15)내에 활주 가능하게 배치되고, 상기 측면 시일 수단과 밀봉되게 맞물리고 측면 시일 수단과 단부댐의 밀봉면과 함께 피스톤의 외주 둘레를 연장하는 연속된 시일을 제공하기 위해 한쪽단부가 측면 시일 수단의 적어도 하나 이상의 표면(27a)과 협동하는 하나 이상의 노치면(62)을 포함하는 단부 시일 수단(21)과; 피스톤에 대해 외측으로 그리고 비-이동성 단부댐의 밀봉면(37)에 반하여 작동하도록 상기 단부 시일 수단(21)에 힘을 가하기 위해 피스톤의 한쪽 단부에서 단부 시일 수단(21)과 작동 가능하게 설치된 편향 수단(70,70')과; 단부 시일 수단과 압축된 유압 유체의 공급원 사이에서 유체의 내통이 이루어지도록 해주는 유압식 수단(76,76')을 포함하며, 피스톤의 한쪽 단부에서 상기 단부 시일 수단(21)은 비-이동성 단부댐의 밀봉면에 반하여 그리고 피스톤으로부터 바깥방향으로 편향될 수 있는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 측면 시일 수단(22a,22a')은 단부 슬롯 수단의 내벽(55)을 넘어 종방향으로 연장하며, 단부 슬롯 수단의 내벽을 넘어 종방향으로 연장하는 단부 시일 수단(21)과 미끄럼 접촉(62,64)하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 측면 시일 수단은 대응되는 노치의 표면(62,64)과 활주 가능하게 맞물려, 연속된 시일이 형성되도록 하는 표면(27a,25a)을 지닌 두개의 측면 시일(22a,22a')을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 단부 시일 수단은 이것의 어느 한쪽 단부의 위치한 노치(58)를 포함하며, 상기 노치는 연속적인 시일이 형성되도록 측면 시일 수단(22a,22a')을 활주 가능하게 수용하기 위한 두개의 밀봉면(62,64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 단부 시일 수단의 한쪽 단부에 있는 노치는 단부 시일 수단의 한쪽 단부에서 한 쌍의 교차하는 밀봉(62,64)을 구비하며; 상기 측면 시일 수단은 피스톤 외주 둘레에 연속적인 시일을 형성시키기 위해 노치내의 한 쌍의 밀봉면중 대응되는 하나와 활주 가능하게 맞물리도록 단부 슬롯 수단의 내벽(55)을 넘어 종방향으로 연장하면서 이격된 한 쌍의 평행하고 종방향으로 연장하는 측면 시일(22a,22a')을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 유압식 수단은 유체가 내통하도록 피스톤의 하부면으로부터 단부 슬롯 수단까지 연장하는 적어도 하나 이상의 보어(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 측면 시일 수단은 적어도 한 쌍 이상의 교차하는 밀봉면(25a,27a)을 포함하며, 상기 단부 시일 수단은 이것의 한쪽 단부에 있는 노치(58)를 포함하며, 상기 노치는 적어도 한 쌍 이상의 교차하는 밀봉면(62,64)을 포함하며, 노치 각각의 밀봉면은 피스톤 외주 둘레에 연속적인 시일이 형성되도록 피스톤의 한쪽 측면상에서 측면 시일 수단의 대응 밀봉면(27a,25a)과 정렬되는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
8. 제1항에 있어서, 측면 시일 수단(22a,22a')을 채널의 측벽(26,26')과 맞물리도록 측벽(16a,16a')으로부터 외측으로 편향시키기 위해 측면 슬롯 수단(12,12a) 내에 배치된 스프링 수단(24a,24a')을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.
9. 제1항의 있어서, 상기 단부 시일 수단과 연관된 편향 수단은 각각의 단부 시일(21)과 피스톤(10a)사이에 장착된 적어도 하나 이상의 스프링(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 밀봉 장치.