KR20150065660A - 제품 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산 공간에서 적어도 하나의 회전 샤프트에 의해 높은 점성을 가진 제품 또는 반죽 제품을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로,
상기 샤프트의 구동축이 장착되고, 다수의 부분들로 구성된 하우징 내에 있는 생산 공간의 외부에 밀봉되며, 상기 밀봉은 적어도 2개의 씰에 의해 이루어지며, 동적 씰은 상기 샤프트의 편심 움직임(eccentric motion)을 따르고 상기 회전 샤프트의 동적 씰링에 영향을 주는 반면, 다른 씰은 플라스틱 또는 탄성 변형에 의해 상기 하우징에 대하여 상기 샤프트의 편심 움직임을 보상하고, 그리하여 편심적으로 움직이는 하우징 부분과 고정된 하우징 사이에서의 풀림(untightness)을 방지한다.

Description

제품 처리 방법 및 장치{Method and apparatus for processing a product}

본 발명은 고정된 하우징 또는 하우징 부분에 대해 회전하는 샤프트의 베어링 배열에 대한 밀봉을 실질적으로 개선하는 제품 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 교반기 용기들 각각은 교반 부재, 상기 교반 부재가 회전하는 용기로 구성된다. 외부로부터 교반기 용기 내로 물질들이 유입되지 않도록 또는 물질들이 생산 공간(product space)으로부터 외부로 유출되지 않도록, 교반기 용기는 생산 공간을 외부와 차단하도록 제공된다. 외부로부터 교반기 용기 내로 물질들이 유입되지 않도록 또는 물질들이 생산 공간(product space)으로부터 외부로 유출되지 않도록, 교반기 용기는 생산 공간을 외부와 차단하도록 제공된다.

본 발명은, 만약 용기 내의 제품이 충분히 무겁다면, 제품이 중력의 결과로써 용기 내에 유지되고 그 결과 용기가 상방향으로 오픈되는, 오픈된 용기에 관한 것이다. 교반 부재(agitator element)의 구동으로, 제품이 샤프트(shaft) 또는 구동축(drive axle)을 통해 유출되지 않도록 설계되어야 한다. 따라서, 오픈 용기의 경우, 외부에 대한 상경계(phase boundary)를 통해 확장되도록, 구동축은 용기 상부에 장착된다.

만약, 구동축이 용기 바닥에 장착되면, 제품이 구동축을 따라 유출되는 것을 방지하기 위해, 상기 샤프트에는 샤프트 씰(seal)이 제공되어야 한다. 만약, 제품이 높은 점성을 가지면, 그것은 샤프트 주위를 감아서 구동축을 통해 유출될 수 있다. 그러나, 정해진 상경계가 없기 때문에, 기체상(gas phase) 또한 구동축을 통해 유출될 수 있다. 많은 경우에 있어서, 기체상은 외부와 접촉되면 안된다. 용기는 압력의 영향을 받거나 진공 상태에 있을 수 있고, 이것은 샤프트의 씰링을 더욱 복잡하게 한다.

샤프트를 밀봉하기 위해 마찰체들(Frictional bodies)이 사용된다. 하나는 로터 위의 회전 몸체이고, 고정자(stator) 위의 고정 몸체인, 다른 마찰체에 대해 밀접하여 설치된다. 두 몸체들은 최소한의 동작으로 서로서로 마찰한다. 이리하여, 샤프트를 통해 유출되는 양이 작도록 유지된다. 마찰체들에 가해지는 압력을 조절하여 유출량을 조절할 수 있으나, 유출이 억제될 수는 없다.

플라스틱 및 강 마찰체(rigid frictional body)를 위한 글랜드 씰(gland seal), 두 개의 강 마찰체를 위한 플로팅 링 씰(floating ring seal), 그리고 탄성체 및 강 마찰체를 위한 샤프트 씰링 링(shaft sealing ring) 등의 많은 설계들이 알려져 있다. 마찰을 감소시키기 위해, 마찰 영역에 윤활유를 가하는 것이 유리하다는 것이 알려져 있다. 이것은 마찰체의 수명을 실질적으로 연장시킨다. 윤활유는 제품 그 자체이거나 또는 제품과 양립할 수 있는 기질(substrate)일 수 있다.

유출(leakage)은 마찰 몸체들 사이의 갭에서의 압력차에 따라 흐르는 기질이다. 가스 유출의 경우, 만약 생산 공간과 외부 환경 사이에 증가하는 압력차가 있다면, 매우 높은 체적의 유출이 발생한다. 따라서, 상기 갭을 점성을 가진 액체로 채우는 것이 유리하다. 그 결과, 유출물은 이 액체를 포함하고 그 강한 점성에 의해 유출량은 매우 작아지게 된다.

만약 밀봉을 위해 대기 챔버(antechamber)가 완전히 액체로 채워진다면, 차단용 액체(blocking liquid)가 사용된다. 이러한 방법 또한 오랫동안 알려져 왔다. 2개의 연속적인 씰들을 설치하는 것이 일반적이며, 그 사이에서, 증가하는 압력 하에서 차단용 액체가 유지된다. 유출물은 차단용 액체로 채워진 용기와의 연결에 의해 보상된다.

차단용 액체를 사용하는 전술한 방법은, 샤프트 위에 2개의 마찰 씰이 필요하다는 단점이 있다. 이 씰들은 샤프트 위에서 더 많은 공간을 차지하고, 이것이 항상 이용 가능한 것은 아니다. 만약 2개의 씰들 중 어느 하나가 실패한다면, 증가하면서도 심지어 제어되지 않는 차단용 액체가 생산 공간 또는 외부로 침투하게 되는 결과를 야기한다. 잠시 동안은 다른 씰이 계속해서 그 기능을 유지하기 때문에, 작업자는 이러한 유출을 즉시 발견하지 못한다.

생산 공간 내에서 발생한 점성력 때문에 미세하게 편심(slight eccentricity)되어 회전하는 샤프트의 경우, 매우 큰 유출물이 발생한다는 것이 알려져 있다. 글랜드 씰(gland seal)의 경우, 플라스틱 마찰 몸체는 유출물 발생을 증가시키는 방식으로 변형된다. 베어링이 외부(씰의 앞)에 장착되기 때문에, 생산 공간 방향으로의 샤프트의 편향이 증가한다.

이러한 유출물을 감소시키기 위해, 본 발명에 따르면 글랜드 씰(gland seal)은 직렬로 연결된 2개의 글랜드 씰로 분할된다. 생산 공간에 더 근접하고 고정자(stator)의 움직임을 조절하는 내부 글랜드 씰과, 회전자(rotor)의 움직임을 조절하는 외부 글랜드 씰로 분할된다. 이를 달성하기 위해, 글랜드 씰의 무종 하우징(non-following housing)은 분할된다.

외부 글랜드는 패킹을 향해 누르는 힘에 영향 받고, 외부 패킹의 하우징에 가해지는 힘이 하우징 및 글랜드를 통해 내부 패킹으로 전달되도록, 외부 글랜드 씰은 내부 글랜드 씰의 글랜드에 단단하게 연결된다. 내부 패킹 및 글랜드 사이에는 갭이 형성되고, 이 갭은 글랜드 씰 코드(gland seal cord)에 가해지는 압축력의 결과로서 밀봉되지만, 어떤 마찰력에도 영향을 받지 않는다.

이러한 유형의 글랜드 씰 분할은 이미 오랫동안 사용되어 왔지만, 적절하다면, 본 발명을 위해 필수적이다. 글랜드 씰 분할 방법의 단점은 내부 글랜드 씰은 약한 동적 씰링 효과만 있다는 것이다. 만약 차단 및 윤활 매개물이 내부 및 외부 글랜드 씰 사이의 중간 공간에 투입된다면, 그것은 생산 공간으로 흐르기 쉽다.

이 과정에서 압력이 변동될 수 있기 때문에, 이러한 중간 공간에서 압력을 유지하는 것은 사실상 불가능하고, 그 결과 생산 공간으로 차단 매개물이 제어되지 않은 채 흐르게 된다. 내부 글랜드 씰의 가변적인 씰링 능력은 이러한 문제를 확대시킨다. 이 씰들은, 예를 들어, 다양한 용도로 사용되는 혼합용 니더(mixing kneader)와 같은 응용 제품에 사용된다.

먼저, 용제 회수(solvent recovery)를 구비한 증발이 있다. 이것은 일괄처리 방식(batch-wise) 또는 연속적으로 영향 받고, 가끔은 진공 하에 있다.

이것은, 예를 들어, 증류 잔류물 특히 톨루엔 디소시아네이트(toluene diisocyanate)의 처리에 사용된다. 또한, 독성 또는 화학 산업 및 제약 생산에서의 높은 끓는 점의 용제를 갖는 생산 잔류물을 처리하는 데 사용된다. 또한, 세탁 용액 및 페인트 슬러지, 중합체 용액, 용제 중합(solvent polymerization)에서의 엘라스토머 용액, 접착제 및 씰링 화합물의 처리에 사용된다. 게다가, 응용 제품들은 수분 함유 또는 용제 함유 제품들에 대해 연속적이거나 일괄처리 방식(batch-wise)의 접촉 건식을 수행하는 데 사용된다.

본 출원은 주로 안료, 염료, 정밀 화학, 첨가제,, 글리콜 염, 산화물, 수산화물, 산화 방지제, 온도에 민감한 의약품 및 비타민 제품, 활성 물질, 폴리머, 합성 고무, 고분자 현탁액, 라텍스, 하이드로 젤, 왁스, 살충제, 그리고 염, 촉매, 금속 찌꺼기(drosses), 스펜트 라이즈(spent lyes)와 같은 화학 또는 제약 제품의 잔류물을 위한 것이다.

또한, 이들 방법은, 예를 들어, 블록 유제품(block milk), 감미료, 전분 유도체, 알긴산 염류(alginates)와 같은 식품 제품의 생산 및/또는 처리에 사용된다. 또한, 이들 방법은, 예를 들어, 산업 슬러지, 오일 슬러지, 바이오 슬러지, 종이 슬러지, 페인트 슬러지의 처리에 사용되고, 일반적으로 점착형, 크러스트형(crust-forming), 반죽 제품, 노폐물 및 셀룰로스 유도체의 처리에 사용된다.

중축합(polycondensation) 반응은, 통상 연속적이고 통상 용해 상태의 혼합 니더기에서 발생할 수 있고, 폴리 아미드, 폴리 에스테르, 폴리아세테이트, 폴리이미드, 열가소성 탄성 중합체, 실리콘, 우레아 수지, 페놀 수지, 세제 및 비료의 처리에 주로 사용된다. 예를 들어, 메타크릴산 유도체에 대한 중합에 뒤따르는 중합체 용융물에 대해 사용된다. 또한, 마찬가지로 통상 연속적인 중합 반응이 발생할 수 있다.

본 발명은 폴리아크릴레이트, 하이드로젤, 폴리올, 열가소성 폴리머, 엘라스토머, 신디오택틱 폴리스티렌(syndyotactic polystyrene)과 폴리아크릴아미드에 사용된다. 혼합 니더 내에서는 탈가스(Degassing) 및/또는 액화(devolatilization)가 발생할 수 있다.

본 발명은 중합체 용융물, 하나의 단량체(monomer) 또는 단량체들의 공중합, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 용융물의 응축(condensation), 합성 섬유를 위한 방사 용액(spinning solution), 그리고 중합체 또는 엘라스토머 입상 물질들 또는 고체 상태의 분말에 사용될 수 있다. 아주 일반적으로, 혼합 니더 내에서는 고체, 액체 또는 다상(multiphase) 반응이 발생할 수 있다.

본 발명은 주로 소성 반응(baking reaction)에 적용되고, 불화 수소산, 스테아르산염, 시안화물, 폴리포스페이트, 시아누르 산, 셀룰로오스 유도체, 에스테르 및 에테르, 폴리아세탈 수지, 술파닐산, 구리-프탈로시아닌, 전분 유도체, 암모늄 폴리포스페이트, 설포네이트, 살충제 및 비료의 처리에 적용된다. 또한, 고체/기체 반응 (예: 카르복실화) 또는 기체/액체 반응이 발생할 수 있다.

본 발명은 아세테이트, 산, BON과 같은 콜베-슈미트(Kolbe-Schmitt) 반응, 나트륨-살리실산염(Na-salicylates), 치약에 첨가된 파라벤(parahydroxybenzoates), 약제품의 처리에 사용된다. 혼합 니더에서 용해 및/또는 탈가스는 합성 섬유, 폴리아미드, 폴리에스테르 그리고 셀룰로오스를 위한 방사 용액(spinning solution)의 경우에 발생한다. 이른바 플러싱 처리(flushing)는 안료의 처리 또는 제조의 경우에 발생한다.

고체-상태 후-응축(Solid-state post-condensation)은, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 폴리아미드, 연속적인 슬러리의 제조 또는 처리의 경우에 발생한다. 또한, 예를 들어, 용제와 함께 셀룰로오스 섬유와 같은 섬유들의 처리에 발생한다. 또한, 용융물 또는 염, 정제 화학물, 폴리올(polyols), 알콜, 합성물 처리의 경우에 발생한다. 또한, 중합체 혼합물, 실리콘 합성물, 씰링 합성물, 플라이 애쉬(fly ash), 중합체 서스펜션의 처리에서의 응고물(특히 연속적인)의 혼합의 경우에 발생한다. 혼합 니더 내에서, 예를 들어, 가열, 건조, 용융, 결정화, 혼합, 탈가스, 반응 등의 과정들은, 연속적으로 또는 일괄처리 방식으로 결합될 수 있다. 중합체, 엘라스토머, 유기질 제품, 잔류물, 의약품, 식품 제품, 인쇄 잉크들은 이러한 방법으로 제조 및/또는 처리된다. 혼합 니더 내에서, 감압 승화(vacuum sublimation)/ 탈승화(desublimation) 작용이 발생할 수 있으며, 예를 들어, 안트라퀴논(anthraquinone), 금속염화물, 페로센, 요오드, 금속유기 화합물 등의 화학 전구체들을 세척하기 위해 사용된다. 또한, 약학 중간 생성물이 생성 될 수 있다. 예를 들어, 유기 중간 제품(예, 안트라퀴논, 정제 화학물)의 경우, 연속적인 캐리어 가스 탈승화 작용이 발생할 수 있다.

기본적으로 단일-샤프트 혼합 니더와 이중-샤프트 혼합 니더 사이에는 차이점이 있다.

단일-샤프트 혼합 니더는, 예를 들어 AT 334 328, CH 658 798 A5 또는 CH 686 406 A5에 알려진 바와 같다. 이들 문헌에서는, 원판 부재들로 형성되고, 회전축 주변을 회전 방향으로 회전하는 축방향으로 연장된 샤프트가 하우징 내에 배치된다. 이 샤프트는 제품이 이송 방향으로 이송되도록 한다. 원판 부재들 사이에는, 대향 부재들(counter-element)이 하우징에 고정적으로 부착된다. 원판 부재들은 니더 샤프트에 수직인 평면 방향으로 배치되고, 이들 사이에는 니딩(kneading) 공간을 형성하는 프리 섹터들이 형성된다.

다중-샤프트 혼합 및 니딩 머신은 CH-A 506 322에 개시되어 있다. 이 문헌에는, 샤프트에 방사 모양의 원판 부재들(radial disk elements)이 형성되고, 이들 원판 부재들 사이에는 축방향으로 정렬된 니딩 바가 배치된다. 외부 프레임으로부터 이들 원판 부재들 사이의 결합은 혼합 및 니딩 부재들이 프레임의 형상으로 형성되게 한다. 이들 혼합 및 니딩 부재들은 제1 샤프트의 원판들과 니딩 바들(kneading bars)을 세척한다. 양쪽 샤프트에 있는 니딩 바들은 교대로 하우징의 내벽을 세척한다.

이러한 종래의 이중-샤프트 혼합 니더는, 도 8의 하우징 단면도를 참조하면, 이들은 2개의 샤프트 하우징 연결 영역에 약한 지점을 가지는 단점이 있다. 이 영역에서, 점성이 있는 제품들이 처리될 때, 및/또는 압력 하에서 처리중일 때, 높은 압력이 발생하고, 이것은 정교한 설계 측정에 의해서만 조절될 수 있다.

전술한 유형의 혼합 니더는, 예를 들어, EP 0 517 068 B1에 개시되어 있다. 이 문헌에서, 하나의 혼합 하우징 내에 2개의 축방향으로 평행한 샤프트들이 서로 반대 방향 또는 같은 방향으로 회전한다. 원판 부재들에 장착된 혼합 바들은 상호 결합하여 작동한다. 혼합 기능 이외에, 혼합 바들은 혼합 하우징과 샤프트 그리고 제품과 접촉하는 원판 부재들의 표면들을 세척하는 기능을 수행한다. 특히 크러스트(crust)를 형성하고 강화하는 매우 콤팩트한 제품의 경우, 혼합 바의 가장자리 운동(edge running)은 높은 국소적인 기계 부하를 혼합 바 및 그 샤프트에 가하는 결과가 된다. 특히, 혼합 바는 제품이 쉽게 유출하지 못하는 영역에서 결합하기 때문에 이러한 힘의 피크가 발생한다. 그러한 영역들은, 예를 들어, 원판 부재들이 샤프트에 장착되는 곳에 존재한다.

또한, DE 199 40 521 A1에 전술한 유형의 혼합 니더가 개시되어 있다. 이 문헌에서, 니딩 바들은 가능한한 크게 형성된 축 길이를 가지도록 니딩 바들의 영역에 있는 운반 부재들은 리세스를 형성한다. 이러한 혼합 니더는 제품과 접촉하는 하우징 및 샤프트의 모든 표면들을 자가 세척(self-cleaning)하는 데 우수한 성능을 가진다. 그러나, 니딩 바들의 크기로 인해, 니딩 바들의 운반 부재들은 리세스가 필요하고, 그 결과로 복잡한 운반 부재 형상을 가지게 되는 특성이 있다. 이는, 첫째, 정교한 제품 처리 과정을 요구하고, 둘째, 기계적인 로딩시에 샤프트와 운반 부재에 국소적인 압력 피크를 야기하게 된다. 주로 날카로운 가장자리를 가진 리세스와 특히 샤프트 중심 위의 운반 부재가 용접되는 영역에서의 두께 변화에 의해 발생하는, 압력 피크는 재료 피로(material fatigue) 때문에 샤프트와 운반 부재에 크랙을 야기한다.

본 발명의 목적은, 고정된 하우징 또는 하우징 부분에 대해 회전하는 샤프트의 베어링 배열에 대한 밀봉을 실질적으로 개선하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제는 하우징 부분에 대하여 샤프트의 동적 씰을 위한 차단 및 윤활 매개물로서 작용하는 기설정된 양의 액체가 계측되고, 잔여 초과량(residual excess)을 제외한 액체가 압력차에 의해 상기 동적 씰에 말려 들어서 그 안에서 그로 인해 효과적인 차단 및 밀봉을 형성하는 것으로 달성될 수 있다.

차단제 및 윤활제 유출량의 증가 문제는 다음과 같은 방법으로 해결된다:

- 진공 운전(vacuum operation)의 경우, 측정 디바이스는 결합된 차단 및 윤활 액체를 외부로부터 외부 글랜드 씰에 공급하기 위해 사용된다. 차단 및 윤활 액체의 측정된 양은, 최소한의 초과분이 샤프트로부터 아래로 떨어지도록 조절되고, 이것은 음압으로 인해 글랜드 씰에는 들어가지 않는다. 샤프트로부터 떨어지는 차단 및 윤활 액체를 수집하고 그 양을 측정함으로써 정확한 양으로 조절될 수 있다.

- 압력 운전(pressure operation)의 경우, 상기 차단 및 윤활 액체는 외부로부터 외부 글랜드 씰에 근접하여 적용된다. 차단 및 윤활 액체의 양을 정확하게 설정하기 위해, 제품은 분석되거나, 또는 샤프트에 있는 스트리퍼(stripper) 또는 링에 의해, 과다한(excess) 차단 및 윤활 액체가 샤프트로부터 벗겨져서 하우징의 하부 부분에 있는 수문(sluice) 시스템을 구비한 용기 내로 수집되어 그 양이 측정된다.

전술한 차단 및 윤활 액체를 벗겨 내기 위한 시스템은 진공 운전시에도 장점이 있지만, 진공 운전시에는 과다한 차단 및 윤활 액체를 벗겨 내지는 못하지만 씰링용 차단 및 윤활 액체를 벗겨 낼 수는 있어서, 그 결과 생산 공간 내로 침투하는 것을 방지할 수 있다.

생산 공간에서 대기압 분위기 운전(atmospheric operation)은 불가능하다는 것을 강조하는 것이 중요하다. 생산 공간 내에는 적어도 약간의 음압(negative pressure) 또는 정압(positive pressure)이 있어야 한다. 왜냐하면, 그렇지 않은 경우, 차단 및 윤활 액체는 글랜드 씰로 흐를 수 없어서, 더 이상 윤활 작용을 할 수 없게 되어 마찰에 의해 손상되기 때문이다.

차단 및 윤활 액체를 위한 측정 디바이스를 설계하는 것은 매우 중요하다. 그것은 차단 및 윤활 액체의 일정한 흐름을 구현해야 한다. 원칙적으로 체적 측정 펌프(Volumetric metering pumps)가 가능하지만, 실제로 이것은 매우 비싸고 유지의 관점에서 과다한 비용이 요구된다. 본 발명에 따르면, 용액은 측정 포인트 위에 장착되는 적하식 오일러(drip-feed oiler)에 의해 도입된다. 상기 적하식 오일러는, 밸브 조정 이전의 정수압(hydrostatic pressure)은 용기 레벨 표면에서의 압력보다 크다는 것을 기반으로 한다. 마찰 없는 조업을 위한 선행 조건은 밸브 조정 후 압력이 용기 레벨 표면의 압력과 상응해야 한다는 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 평준화 라인(equalizing line)이 설치되고, 이것은 상기 용기 레벨 표면의 공간을 측정 포인트와 연결한다.

질소 공급 라인이 닫혀진 차단 및 윤활 공급 공간에 배치되어, 질소 공급량이 조절될 수 있고, 압력 레벨은 오버플로우 밸브에 의해 조절될 수 있다. 이러한 장치의 장점은, 상기 평준화 라인을 통해 공급된 질소에 의해 상기 공간과 측정 포인트가 동시에 불활성화된다는 것이다.

또한, 본 발명의 개선된 측정 방법은 패킹 위의 온도 탐침(temperature probe)을 이용하여 글랜드 씰 마찰을 모니터링할 수 있다. 그 결과, 작업 동안 윤활제의 존재가 확인될 수 있다. 왜냐하면, 윤활제가 존재하지 않아서 증가되는 마찰은 온도 상승의 결과가 되기 때문이다.

또한, 본 발명은 생산 공간 내에서의 정압 운전 또는 진공 운전으로의 호환을 가능하게 한다. 이 경우, 차단 및 윤활 액체 공급 라인은 분기되고, 외부 패킹 전 또는 후에 차단(shut-off) 밸브에 의해 측정된다. 자명하게, 분리된 측정 유닛도 또한 가능하다.

또한 본 발명과 씰의 공기 압축식 누르기(DE20011053293 참조)의 결합은 효과적인 것으로 판명되었다.

본 발명에 따르면, 고정된 하우징 또는 하우징 부분에 대해 회전하는 샤프트의 베어링 배열에 대한 밀봉이 실질적으로 개선되는 효과가 있다.

본 발명의 장점, 특징 및 상세한 설명은 다음의 바람직한 실시예와 도면을 참조하여 개시된다.
도 1은 회전하는 샤프트의 베어링 배열의 세로축 부분(longitudinal portion)을 도시한 도면으로, 상기 샤프트는 생산 공간을 둘러싸는 고정 하우징 외부로 연장 형성되고, 생산 공간 내부의 압력이 그 외부의 압력보다 작은 경우이다.
도 2는 회전하는 샤프트의 베어링 배열의 세로축 부분(longitudinal portion)을 도시한 도면으로, 상기 샤프트는 생산 공간을 둘러싸는 고정 하우징 외부로 연장 형성되고, 생산 공간 내부의 압력이 그 외부의 압력보다 큰 경우이다.

도 1에 따르면, 고정된 하우징(10)은 생산 공간(5)를 포함하고, 생산 공간 내에는 처리되어야 할 제품이 존재하게 된다. 이 제품은 회전 샤프트(3) 위에 배치된 혼합 부재들 및 니딩 부재들(미도시)에 의해 처리된다. 상기 혼합 부재들 및 니딩 부재들은, 예를 들어, 배경 기술에서 언급된 문헌에서 찾을 수 있으며, 본 명세서는 이를 참조한다.

상기 샤프트(3)의 구동축(11)은 하우징(10)을 통해 확장되고, 그 결과 상기 구동축(11)은 하우징(10)의 외부에 배치된다. 여기서, 상기 구동축은 다수의 하우징 부분들로 둘러싸여 있다. 상기 하우징 부분들은 링 형상으로 구현된다.

제1 하우징 부분(12)은 고정되고, 일점 쇄선(dot-dash line)으로 도시된 연결 부재(13)에 의해 하우징(10)과 연결되어 있다. 상기 제1 하우징 부분(12)와 상기 회전 샤프트 또는 구동축(11) 사이에는 제1 씰이 제공되고, 상기 제1 씰은 탄성 보상 부재(4)로 구성된다.

상기 제1 하우징 부분(12)의 하부에는 제2 하우징 부분(7)이 연장되어 있고, 또한 제2 하우징 부분은 패킹 하우징(7)로 표시될 수 있다. 본 실시예에서 상기 패킹 하우징(7) 및 제1 하우징 부분(12)은 타이 로드(14)에 의해 상호 연결되고, 그 결과 상기 패킹 하우징(7)은 상기 탄성 보상 부재(4)를 향해 가압된다.

또한, 상기 패킹 하우징(7)은 글랜드 씰 패킹(2)을 통해 회전 구동축(11)을 향해 지지한다. 상기 글랜드 씰 패킹(2)은 공압식(pneumatic) 연결부(15)를 통해 가압될 수 있다. 상기 글랜드 씰 패킹(2)과 상기 탄성 보상 부재(4) 사이에는 수집 공간(9)이 제공되고, 수집 공간은 공급 라인(1)(도 2 참조)과 연결된다.

추가 하우징 부분(8)은 상기 패킹 하우징(7) 하부로 연장되고, 상기 글랜드 씰을 가압하기 위해 제공된다. 또한, 이를 위해 상기 패킹 하우징(7) 및 상기 추가 하우징 부분(8) 사이에는 타이 로드(미도시)가 제공된다. 또한, 상기 추가 하우징 부분(8)은 씰(16)을 통해 구동축을 향해 지지되고, 질소(nitrogen) 오버레이를 위한 연결부(6)가 상기 씰 영역에 제공된다.

상기 씰(16)과 상기 글랜드 씰 패킹(2) 사이에는 수집 공간(17)이 제공되고, 상기 수집 공간(17)은 공급 라인(18)과 연결된다.

본 발명의 기능은 다음과 같다:

도 1에 도시된 바와 같은 배열의 경우, 공급 라인(1)은 닫혀 있는 반면, 공급 라인(18)은 열려 있다. 이것은 차단 및 윤활 매개물이 공급 라인(18)을 통해 수집 공간(17)로 통과할 수 있음을 의미한다. 이 경우, 생산 공간(5)의 압력은 그 외부의 압력보다 작다. 즉, 어떤 진공이 존재하고, 그 결과 상기 차단 및 윤활 매개물은 글랜드 씰 패킹(2)를 통해 흡수된다. 이러한 방식으로, 그것은, 상기 글랜드 씰 패킹(2)과 상기 탄성 보상 부재(4) 모두를 위해, 차단 및 윤활 매개물로서의 기능을 수행할 수 있게 된다.

반면에, 만약 상기 생산 공간(5)에 그 외부의 압력보다 큰 지배적인 압력이 존재하면, 도 2에 따른 배열이 적용된다. 이것은 공급 라인(1)을 통해 차단 및 윤활 매개물이 수집 공간(9)으로 도입되고, 여기서 차단 및 윤활 매개물은 상기 글랜드 씰 패킹(2)과 상기 탄성 보상 부재(4) 모두를 위해 침투될 수 있다.

1 : 공급 라인
2 : 글랜드 씰 패킹
3 : 샤프트
4 : 보상 부재
5 : 생산 공간
6 : 연결부
7 : 패킹 하우징
8 : 하우징 부분
9 : 수집 공간
10 : 하우징
11 : 구동축
12 : 하우징 부분
13 : 연결 부재
14 : 타이 로드
15 : 공압식(pneumatic) 연결부
16 : 씰
17 : 수집 공간
18 : 공급 라인

Claims (12)

1. 생산 공간(5)에서 적어도 하나의 회전 샤프트(3, 11)에 의해 높은 점성을 가진 제품 또는 반죽 제품을 처리하는 방법으로,
   상기 샤프트(3)의 구동축(11)이 장착되고, 다수의 부분들(7, 8, 12)로 구성된 하우징 내에 있는 생산 공간(5)의 외부에 밀봉되며, 상기 밀봉은 적어도 2개의 씰(2, 4)에 의해 이루어지며,
   동적 씰(2)은 상기 샤프트(3)의 편심 움직임(eccentric motion)을 따르고 상기 회전 샤프트(3)의 동적 씰링에 영향을 주는 반면, 다른 씰(4)은 플라스틱 또는 탄성 변형에 의해 상기 하우징에 대하여 상기 샤프트(3)의 편심 움직임을 보상하고, 그리하여 편심적으로 움직이는 하우징 부분(12)과 고정된 하우징(10) 사이에서의 풀림(untightness)을 방지하며,
   상기 하우징 부분(7)에 대하여 상기 샤프트(3)의 동적 씰(2)을 위한 차단 및 윤활 매개물로서 작용하는 기설정된 양의 액체가 계측되고, 잔여 초과량(residual excess)을 제외한 액체가 압력차에 의해 상기 동적 씰(2)에 말려 들어서 그 안에서 그로 인해 효과적인 차단 및 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 초과량에 따라 측정된 양을 조절하여 상기 차단 및 윤활 매개물을 최소화하고 확장을 통한(through-extension) 샤프트의 효과적인 동적 씰(2)을 위한 충분히 측정된 양을 항상 제공하기 위해, 차단 및 윤활 매개물의 초과량이 수집되어 측정되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 씰(2)을 통해 흐르거나 또는 상기 씰(2) 이전에 초과하여 생긴 상기 차단 및 윤활 매개물은 기계적으로 분리되어 수집되거나, 필요한 경우 수문(sluice)을 통해 제거되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법.
   
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 씰(2)의 마찰은 온도 측정에 의해 모니터링되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법.
   
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 씰(2)은 상기 회전 샤프트(3, 11) 방향으로 공기압축으로 가압되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 방법.
   
6. 생산 공간(5)에서 적어도 하나의 회전 샤프트(3, 11)에 의해 높은 점성을 가진 제품 또는 반죽 제품을 처리하는 장치로,
   상기 샤프트(3)의 구동축(11)이 장착되고, 다수의 부분들(7, 8, 12)로 구성된 하우징 내에 있는 생산 공간(5)의 외부에 밀봉되며, 상기 밀봉은 적어도 2개의 씰(2, 4)에 의해 이루어지며,
   동적 씰(2)은 상기 샤프트(3)의 편심 움직임(eccentric motion)을 따르고 상기 회전 샤프트(3)의 동적 씰링에 영향을 주는 반면, 다른 씰(4)은 플라스틱 또는 탄성 변형에 의해 상기 하우징에 대하여 상기 샤프트(3)의 편심 움직임을 보상하고, 그리하여 편심적으로 움직이는 하우징 부분(12)과 고정된 하우징(10) 사이에서의 풀림(untightness)을 방지하며,
   상기 샤프트(3)와 하우징 부분(7, 12) 사이에는 계측된 차단 및 윤활 매개물을 수용하기 위한 수집 공간(9, 17)이 상기 동적 씰(2)의 양측에 배치된 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 차단 및 윤활 매개물을 위한 공급 라인(1, 18)은 적어도 하나의 수집 공간(9, 17)으로 닫혀질 수 있는 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.
   
8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
   상기 차단 및 윤활 매개물을 측정하기 위한 측정 펌프(metering pump)가 제공되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.
   
9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차단 및 윤활 매개물의 측정(metering)은 적하식 오일러(drip-feed oiler)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 적하식 오일러의 가스 표면과 상기 차단 및 윤활 매개물의 측정 포인트(metering point) 사이에는 분리된 평준화 라인(separate equalizing line)이 제공되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.
    
11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    분리된 평준화 라인을 통해 불활성 가스가 상기 적하식 오일러의 가스 공간에 공급될 수 있고, 상기 적하식 오일러의 가스 공간 내의 압력 레벨은 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.
    
12. 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    질소 오버레이(6)가 적어도 하나의 수집 공간(17)에 배치되는 것을 특징으로 하는 제품 처리 장치.

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