KR820001904B1 - 회전식 처리기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전식 처리기

제1도는 몇 부분은 절단된 상태로 나타나고, 처리기의 유동지도체(流動指導體)들 중 하나가 다양한 부분품을 보여주기 위해 처리기의 본체로부터 분리된 상태로 나타나 있는 본 발명에 의한 회전식 처리기의 투시도.

제2도는 제1도에 나타난 회전식 처리기의 횡단면도.

제3도는 처리기의 유동지도체속의 물질이 따라가는 경로를 보여주는 개략적인 유통개념도.

제4도는 한 처리 통로를 지나는 물질의 운동경로를 보여주는, 제2도의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 개략적인 종단면도.

제5도는 제4도에 후속하는 처리 통로를 지나는 물질의 운동경로를 보여주는, 제2도의 선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 개략적인 종단면도.

제6도는 제5도에 후속하는 처리 통로를 지나는 물질의 운동경로의 처리기로부터의 방출을 보여주는. 제2도의 선 Ⅳ-Ⅵ에 따른 개략적인 종단면도.

제7도는 처리기의 한 처리통로에서 방출되어 후속하는 처리통로로 가는 이동로를 통과하는 물질의 내부순환운동형식을 보여주는, 제3도의 Ⅶ-Ⅶ에 따른 개략적인 부분 종단면도이다.

본 발명은 비스코우스액이거나 처리과정에서 비스코우수액이 되는 플라스틱 및 중합 물질의 처리를 위한 기계에 관한 것이다.

플라스틱 및 중합 물질의 처리를 위한 나선형 사출기로부터 중요한 발전의 하나가 회전식 처리기이다. 상기 처리기에는 고리모양의 틀에 꼭 들어맞는 하나 혹은 다수의 고리모양인 회전홈이 있어서, 상기 홈으로 둘러싸인 통로를 형성한다. 상기 홈 속에는 홈막음대가 배열되어 있어서 고리모양의 홈이 회전하여 홈벽의 운동이 홈속의 물질에 비스코우스액 물질을 용해, 성형, 운반, 주입, 가압, 혹은 혼합하는 등의 처리를 위한 작용을 할 때 홈속의 물질이 홈벽에 대하여 운동하도록 한다.

지금까지 알려져 있는 회전식 처리기에 있어서 한 방출구로부터 나온 처리물질은 그것을 상기 틀의 외부 주위로 유도하여 후속하는 처리홈의 인입구로 도입시키는 도관으로 들어간다. 그러나 알려진 바로는 그러한 도관을 사용할 때 수반되는 마찰력 물질이 없도록 유지하는 것도 어렵고, 또 도관의 배열이 복잡하여 기계의 값도 비싸다.

본 발명의 제1목적은 물질을 하나 혹은 다수의 고리모양인 처리통로로부터 후속하는 하나 혹은 다수의 고리모양인 처리통로로 이동시키기 위하여 보다 간단하고 효율적인 하나 혹은 다수의 이동통로가 있는 개량된 플라스틱 및 중합 물질 처리기를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 지지 하중을 효과적으로 감소시키는 처리구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 제3목적은 종래의 동일 형식 처리기보다 간단하고 값싼 구조로 된 이동 통로를 가지는 처리구조를 제공하는 것이다.

상기 목적과 본 발명의 특징에 따라, 처리 홈을 가진 회전자가 처리 홈 사이에 원통형 부분을 가지고, 상기 처리홈은 회전자의 틀에 꼭 맞아 활주함으로써 틀 내부에 형성되어 고리모양의 처리 통로를 사이에 연장되는 홈들이 회전자의 원통형 부분에 의하여 완성되면서 그 처리 통로를 사이에 이동 통로가 형성되는 다단계 회전식 처리기를 제공하는 것이다 . 바람직한 형태에 있어서 상기 이동 통로들은 분해가능한 유동 지도체들에 의하여 제공되는데, 상기 지도자들은 처리기 틀에 의하여 지지되면서 고리 모양의 틀 표면의 일부를 구성하는 표면 부분을 포함하며, 상기 이동 통로들이 유동 지도체의 이 표면 부분에 형성된다. 상기 유동 지도체는 끝 막음대를 가지기로 하는데, 그 막음대는 회전자의 처리 홈 내부까지 연장된다. 또 다른 형태에 있어서는 이동 통로와 끝 막음대가 지지하중을 감소시키도록 원주상이나 축상으로 배열되어 처리 홈 내부에 마주보는 원심력을 일으킨다.

본 발명에 따른 다단계 처리기는 회전자의 한 처리 홈으로부터 다음 단계의 후속하는 처리 홈으로 가는 물질의 통과에 있어서 감압과 열 손실이 적은 기발한 이동 통로 구조를 제공한다.

뒤에 다시 설명되겠지만 한 처리 홈과 그 후속하는 처리 홈 사이에 연장되는 상기 이동 통로는 틀의 고리 모양인 표면 부분에 있는 이동 홈을 포함하며 상기 홈의 개방된 면은 회전자의 운동면에 접하고 그에 의하여 밀봉된다. 이러한 배열에 의하여 한 처리 홈에서 후속하는 처리 홈에 이르는 가장 짧은 경로가 제공되며 바람직한 형태에서는 상기 운동면의 예인 작용이 물질의 유동을 보조하여 상기 이동 통로가 자동 청소되도록 물질의 순환운동을 일으키는 것이다.

상기 이동 통로는 도면에 나타난 바와 같이 물질의 운동이 선택된 처리 통로로 보내지도록 유도 조정하는 다양한 관계로 배열될 수 있다. 이러한 관계의 몇몇에서는 하나 혹은 다수의 이동 홈이 한 처리 통로에서 생기는 원심력이 다른 처리통로에서 생기는 원심력과 균형을 이루도록, 혹은 통로들의 특별한 교호작용이 이루어지도록 배치되기도 한다. 그러나 본 발명이 상기한 이동 홈 사이의 관계를 가지는 구조에만 국한되는 것은 아니다.

제1도 및 제2도에 나타난 바와 같이, 다단계 처리기(10)은 틀(14)의 양쪽 끝벽에 걸린 전동축(傳動軸)(16)에 설치되어 틀(14)의 내부에서 회전하도록 된 회전자(12)를 가지고 있다. 회전자(12)는 틀(14)의 고리 모양인 내부표면(22)와 활주가능하게 꼭 맞물리도록 실질적으로 원통형인 표면 부분(20)을 가지고 있으며 다수의 동축(同軸)이 고리 모양의 처리 홈(24, 26, 28, 30, 32, 34, 36. 40, 42, 44)로 구성되어, 각 처리홈은 회전자(12)의 원통형 표면 부분(20)으로부터 내부로 연장된 마주 보는 측벽(46)을 가진다. 그리하여 회전자(12)의 원통형 표면 부분(20)과 틀(14)의 고리 모양인 내부 표면(22)가 함께 상기 홈(24, 26, 28, 30, 32, 36, 40, 42, 44)으로 다수의 밀폐된 고리모양의 처리 통로(48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66. 68)을 형성한다.

홈 막음대(70)은 각 처리 홈에 꼭 맞게 끼워지는 모양으로 되어 플라스틱이나 중합물질이 홈의 벽(46)에 대하여 운동하게 하고 벽(46)에 의하여 운반되는 비스코우스액 물질을 처리된 물질로 방출되도록 밀어낸다.

틀(14)에는 하나 혹은 다수의 인입구(72)가 있어서 물질이 처리되도록 하나 혹은 다수의 처리통로에 공급한다.

도면의 처리기에 있어서, 상기 이동 홈 및 회전자(12), 처리 홈(24, 26, 28, 30, 32, 34, 36. 38. 40, 42, 44), 그리고 홈 막음대(70)에 대한 상기 홈의 관계는 축상으로 대칭이다. 말하자면 회전자의 좌측끝에 있는 처리 홈(24)가 우측 끝에 있는 처리 홈(44) 및 좌우에서 내부로 위치하는 나머지 처리 홈들과 꼭 같은 크기와 형태로 되어 있는 것이다. 처리기는 세 부분으로 나누어 생각해 볼 수 있는데. 그 첫째는 회전자의 각 끝에 있는 공급 부분(74)이고, 그 둘째는 첫째 부분에서 물질을 받아 처리하며 두 첫째 부분 사이에 있는 처리 부분(76)이다.

먼저 첫째 부분(74)를 보면 도면에 나타난 구조에 있어서 각각 한쪽 끝에서는 (48, 50, 52), 그리고 또 한쪽 끝에서는(64, 66, 68)의 고리모양인 처리 통로 세개와 이 처리 통로들에 결합된 홈 막음대(70)으로 구성된다. 물질을 처리기로 도입시키기 위한 깔대기(78)은 첫째 부분(74)의 각각에 대해서 배열되어 물질을 인입구(72)를 통하여 각 첫째 부분의 세 처리 통로 모두에 공급한다. 이러한 배열에 있어서 한 첫째 부분의 세 처리 통로(48, 50, 52)와 다른 첫째 부분의 세 통로(64, 66, 68)은 평행으로 작동하여 처리 통로의 각 세트(set)에서 처리되는 용해된 액체가 이 통로에 결합된 끝 막음대에 모여지도록 한다. 끝 막음대(70)에 인접하여 틀의 고리 모양인 표면 부분에 있는 이들 통로(80)은 회전자의 축에 평행하게 연장되어 그 개방면이 각 첫째 부분의 세 처리 통로 모두로부터 처리 물질을 받아 회전자(12)의 첫째 부분(74)의 원통형 부분(20)을 가로질러 운반함으로써 둘째 부분(76)의 처리 통로(54, 62)의 가장자리로 방출하도록 되어 있다.

처리 통로(48, 50, 52 혹은 64, 66, 68)은 내부 통로에 홈 막음대(70)에 있는 바깥쪽의 통로에 대해 다소 작은 압력을 일으켜서, 각각 바깥쪽 통로(48 혹은 68)로부터 하나 혹은 다수의 홈(20, 28 혹은 42, 40)을 거치는 물질의 유동을 일으킨다.

횡단 통로(80) 속의 물질이 회전자(12)의 원통형 표면 부분(20) 위에서 운동할 때 상기 원통형 표면 부분(20)의 당김 운동은 물질의 일반적 유동을 가로지르는 홈 속의 물질에 홈(80) 내부의 순환 유동과 자동청소 작용을 일으키고, 물질의 방출을 지연시켜서 결과적으로 변질을 유발할지도 모르는 물질 유동에 있어서의 정지점을 감소시키는 작용을 한다.

도면에 나타난 바와 같이, 둘째 부분(76)의 처리 홈 끝 막음대(70)은 첫째 부분(74)의 끝 막음대(70)의 원주 위치로부터 180°로 배열되어 첫째 부분이 이동 통로(80)으로부터 둘째 부분(70)의 가장자리 통로(54, 62)로 들어가는 첫째 부분으로부터의 물질은 상기 가장자리 처리 통로(54, 62)의 처리 홈 끝 막음대(70)에 도달할 때까지 단지 반 정도의 회전만을 하게 된다.

본 발명에 따른 처리기의 둘째 부분인 처리 부분(76)에 있어서 한 홈에서 후속하는 홈으로의 물질의 유동을 위한 이동 통로는 고리 모양의 표면(22) 내부에 형성되어 처리 통로(54, 56, 60, 62)의 홈 막음대(70)의 앞쪽 위치로부터 각각 후속하는 처리 통로(56, 58, 58, 69)의 홈 막음대(70)의 뒷쪽 위치까지 연장되는 이동 홈(90, 92, 94, 96)에 의하여 제공되는데 상기 이동 홈(90, 92, 94, 96)의 개방면은 회전자(12)의 원통형 표면 부분(20)에 접하여 종으로 밀봉된다. 홈에 있는 홈 막음대(70)의 일부는 홈을 통과하는 유동을 쉽게 하기 위해 절단되거나 둥글게 연마될 수도 있다.

처리 통로와 횡단통로에 있어서의 물질의 유동은 개략적인 연속 단면도인 제4도-제6도와 함께 제3도의 유동 개념도를 보면 쉽게 이해될 수 있는데, 화살표는 제1도의 홈 단면에 나타난 끝 막음대에 대한 통로 내에서의 유동 방향을 나타낸다. 제1도, 제2도 및 제4도를 보면 처리기의 한쪽 끝에 있는 첫째 부분(74)로부터 나온 액체 물질은 횡단 홈(80)으로 공급되어 회전자의 처리 홈(30)으로 들어간다. 상기 물질은 제3도 및 제4도의 화살표로 나타내진 바와 같이 홈 막음대(70)에 걸려 모여서, 회전자(12)의 원통형 표면 부분(20)에 의해 확정된 이동 통로, 그리고 틀속의 이동 홈(90)으로 들어간다.

물질은 상기 이동 통로에서 나와 처리 홈(32)에서 운반경 처리되고(제3도 및 제5도), 이 홈의 끝 막음대에 걸려 모아진다. 이 처리 홈(32)로부터 물질은 회전자(12)의 원통형 표면 부분(20)에 의하여 확정되는 이동 통로로 유동하고 이어서 제3도, 제5도 및 제6도의 화살표로 나타낸 바와 같이 처리 홈(34)로 가기 위해 틀속의 홈(92)로 들어간다. 처리 홈(34)로 들어간 물질은 홈을 통과하는 동안 운반경 처리되어 방출구(100)을 통해 방출되도록 홈 끝 막음대(70)에 걸러 모아진다.

둘째 부분(76)의 홈 막음대(70)은 회전자(12)의 축에 평행한 선상에 배열되고 이동 홈(90, 92, 94, 96)은 처리 홈(30, 32, 36, 38)의 홈 막음대(70)의 앞쪽면으로부터 각각 후속하는 처리 홈(32, 34, 36)의 홈 막음대(70)의 뒷쪽면까지 나선형으로 배열된다. 이 배열에 있어서 회전자(12)의 원통형 운동 표면(20)에 의한 이동 통로 속의 물질에 대한 당김 작용은, 제7도에 개념적으로 나타난 바와 같이, 물질을 상기 이동 통로를 통해 이동시키고 통로 속의 물질의 일반적인 운동방향을 가로지르는 성분을 포함하는 순환운동을 유발시켜 자동 청소 작용과 이동 통로를 통과하는 물질의 유동에 있어서의 정지점 제거를 가능하게 한다.

도면에 표시하지는 않았지만 물론 다단계 처리기의 홈 막음대(70)을 엇물리거나 나선형으로 배열하여 이동 홈과 통로가 회전자의 축에 평행이 되도록 할 수도 있다. 이러한 배열을 자동 청소 작용은 보장하지만 물질이 이동 홈을 통화하는 데는 도움이 못된다.

본 발명에 따른 다단계 처리기의 바람직한 실시예에 있어서, 틀(14)는 본체 부분(102)와 하나 혹은 다수의 분해 가능한 유동 지도체(104, 106, 108)로 되어 있는데, 상기 지도체 속에 이동 홈이 형성되고 홈 막음대(70)이 설치될 수 있다. 제1도 및 제2도를 보면, 상기 유동 지도체(106)이 본체 부분(102)의 개구부(110)에 설치되고 상기 지도체의 내부 부분(112)가 틀(14)의 고리 모양인 내부 표면(22)의 일부를 형성하여 회전자(12)의 원통형 부분(20)에 밀착하게 되어 있다. 이 유동지도체(106)에 의하여 처리 홈 막음대(70)이 회전자(12)의 처리 홈(30, 32, 34, 36, 38)과 협조하는 위치에 있게 되어 처리 홈 내의 물질이 처리 및 방출되도록 한다. 이동 홈(90, 92, 94, 96)은 유동 지도체의 내부 표면(112) 위에서 막힘으로써 처리 홈(30, 32, 36, 38)의 처리 홈 막음대(70)의 앞쪽면으로부터 각각 후속하는 처리 홈(32, 34, 34, 36)의 처리 홈 막대(70)의 뒷쪽면으로 이어진다. 회전자(12)의 원통형 부분(20)은 상기 이동 홈(90, 92, 94, 96)의 개방면을 막아서 밀봉된 이동 통로를 형성한다.

이 구조는 이동 홈을 틀의 내부 표면이 아닌 상기 분해가능한 유동 지도체 속에 쉽게 형성하므로 값이 쌀뿐 아니라 이동 홈을 다르게 배열하거나 심지어는 홈 처리 막음대까지 다르게 배열한 다양한 유동지도체를 쓸 수 있어서 결국 처리 홈의 크기와 배열이 다른 회전자를 사용하는 것을 가능하게 한다.

제1도 및 제2도에 나타난 처리기에 있어서 막음대와 이동 홈을 회전자(12)의 마주 보는 면에 배치한 이점을 지지압력과 축의 변형을 최소환시키는 것이다. 처리 통로를 고려할 때, 물질을 처리 홈 끝 막음대쪽으로 유도하는 홈 벽의 작용이 홈 끝 막음대의 방향으로 급격히 커지는 압력을 발생시키는 것이다. 그에 따른 방사상 압력의 불균형은 회전자를 한쪽으로 쏠리게 하여 회전자의 원통형 부분과 틀의 고리 모양인 내부 표면의 효과적인 밀착을 방해할 수도 있다.

하나의 유동 지도체가 사용되는 경우, 그리고 홈 끝 막음대와 이동 홈이 회전자의 한쪽면에 있는 경우에 균형을 이루지 못한 각 홈의 방사상 압력은 동일한 각 위치로 집중된다. 그리하여 축을 최대한으로 쏠리게 한다. 그런데 최적 작동과 최소 지지하중은 물론 누출이 없는 밀봉을 가능하게 하기 위해서는 축의 쏠림은 최소한으로 유지되어야 한다. 이는 홈 끝 막음대와 이동 홈이 마주 보는 힘의 균형을 이루도록 배열되어야 가능해질 것이다. 그러므로 둘이나 그 이상의 유동 지도체가 사용되는 경우, 하나 혹은 일련의 처리 통로에서 발생되는 불균형의 방사상 압력이 다른 하나 혹은 일련의 처리 통로에서 발생되는 불균형의 방사상 압력에 맞서 무력화하도록 유동 지도체가 배열되어야 한다. 두개의 유동 지도체가 사용되는 경우에는, 서로 180 °로 배치되어야 하는 것이다.

제1도 및 제2도에 나타난 다단계 처리기에 있어서는, 양쪽의 1차 처리 부분에 각기 세개의 용해 통로가 있어서 그 재료는 중심처리 부분에 있는 2차 처리 홈으로 녹아 들어가고 결국은 방출된다. 통로의 숫자와 배열은 달라질 수 있다. 중심의 처리 부분에 있는 상기 2차 처리 통로는 응축, 혼합, 균질화 등의 작용을 할 수 있다. 모든 홈 막음대가 동일한 각 위치에 있고 최적작동 조건을 갖춘 직경 12인치(300mm)에 축의 총 길이가 43인치(1092mm)인 특정한 기계에 있어서 지지하중은 25,000파운드(11,340kg)에 달하고 축의 쏠림은 50-60밀리인치(1.25-1.50mm) 정도가 된다. 그러므로 회전자와 틀 사이의 간격은 최대 100-120(2.5-3.0mm)가 되는 것이다. 세개의 유동 지도체를 도면과 같이 배열한 설계에 있어서, 축의 최대 쏠림은 5-10밀리인치(0.125-0.260mm)정도, 지지하중은 25,000-5000파운드(11,340-2,268kg)으로 감소될 수 있다. 상기 경우에 여섯개의 용해 단계에 속하는 처리 홈 막음대는 두개의 끝쪽 유동 지도체에 위치하고 중심 지역에 집중된 나머지 처리 홈 막음대는 상기 지도체와 180°의 각을 이루는 다른 유동지도체에 위치한다. 처리 홈 막음대가 한쪽에 있는 처리 통로로부터 처리 홈 막음대가 180°로 알맞게 배열된 처리 통로로의 변천은 용해 통로와 혼합물로의 사이에서 영향을 받는다. 비록 혼합 통로의 반만 유효하지만, 이는 아무런 손해를 끼치지 않는다. 왜냐하면 첫째 혼합 통로는 단지 부분적으로 충만한 상태에서 작동하는 것이고, 둘째 혼합 통로의 벽과 혼합 홈 막음대 사이의 간격을 조정하여 부분적인 재순환을 허용함으로써 인입구에 집중되는 비균질성을 없애는 재 혼합을 가능하게 하기 때문이다. 더구나 혼합실의 사용되지 않은 반은 진공상태에서 용축되도록 할 수도 있는 것이다.

Claims (1)

1. 본문에서 상세히 설명하고 도면에 표시한 바와 같이 실질적으로 원통형인 표면 부분과 상기 원통형 표면 부분으로부터 안쪽으로 연장된 마주보는 옆벽이 있는 동축의 고리 모양인 다수의 홈을 포함하는 회전자와 상기 회전자의 동축이고 상기 원통형 표면 부분과 함께 상기 홈으로 밀봉된 고리 모양의 통로를 형성하는 고리 모양의 표면과 플라스틱 및 중합 물질이 상기 고리 모양의 통로로 들어가는 인입구와 상기 회전자와 상기 고리 모양의 표면에 부재 사이에 이들의 공동측 주위의 상대적인 회전을 일으켜 상기 옆벽과원통형 표면 부분을 상기고리 모양의 표면에 대해 상대적으로 운동시키는 수단과 상기 통로로의 인입구에서 상기 회전자가 상기 고리 모양의 표면에 대해 회전하는 방향으로 원주상으로 간격을 두고 배열된 상기 고리 모양의 통로로부터의 방출구와 각 통로의 인입구와 방출구 사이에 있는 상기 고리 모양의 각 통로속에 상기 회전자의 회전 방향으로 배열되어 상기통로의 일부가 되는 고리 모양의 각 홈에 물질을 유지시킴으로써 고리 모양의 각 홈의 옆벽과 통로속의 물질 사이에 상대적인 운동을 일으켜서 상기 옆벽이 상기벽에 접한 물질을 처리 및 방출되도록 당기는 작용을 하며, 상기 고리 모양의 표면(22) 속에 첫번째 고리모양의 통로(54)로부터 상기 고리 모양의 통로(54, 56) 두번째 것(56)까지 연장되는 이동 홈(90)이 있어서 상기 이동 홈(90)의 개방면은 상기 회전자(12)에 접하고, 상기 이동 홈(90)의 길이 부분이 그 고리 모양의 홈(30, 32)위에 연장되면서 상호 교류에서 상기 고리 모양인 통로(54, 56)의 일부를 형성함으로써 상기 첫번째 고리 모양의 통로(54)로부터 나온 물질을 받아들이는 방출구 역할을 하고, 상기 고리 모양의 통로(54, 56)사이에 있는 이동 홈의 길이 부분은 상기 원통형 표면 부분(20)에 의해서 밀봉되어 밀봉된 이동통로(90, 20)를 형성하고, 상기 원통형 부분(20)이 그 내부에서 상기 이동 홈(90)에 대해 상대적으로 운동하여 상기 이동 통로(90, 20) 속의 물질에 작용되도록 된 구성됨을 특징으로 하는 막음대(70)들로 구성된, 비스코우스액이거나 처리 과정에서 비스코우스액이 되는 플라스틱 및 중합물질용 처리기

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