KR820001941B1 - 회전식 가공기용 밀폐장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전식 가공기용 밀폐장치

제1도는 다단위 회전식가공기의 각각의 기초 가공장치를 제공하는 회전자, 채널 및 환상의 동축표면을 도시하도록 부품을 절단한 입면도.

제2도는 본 발명의 동적 밀폐를 제공하는 두 개의 표면사이의 관계를 도시하는 제1도의 부분을 확대한 도면.

제3도는 본 발명의 동적 밀폐를 제공하는 표면사이의 관계를 더욱 도시하는 도표.

제4도는 다수의 헤리컬 밀폐 채널을 지니며 평면에서 발전되는 제2도 및 3도에서 도시된 표면중 하나의 원통형 원주부의 도표.

제5도는 제1도의 다단위 회전식 가공기의 대표적인 기초 가공통로의 원주부를 따라 발전하는 압력곡선의 도시도.

제6도는 제5도의 압력곡선을 얻도록 헤리컬 밀폐채널속으로 침투한 액치의 계산된 길이의 도시도.

제7도는 다수의 헤리컬 밀폐 채널을 나르는 회전표면과 고정 스크레이퍼 사이의 관계를 도시하는 다통로회전식 가공기의 단부채널벽의 단면에서의 부분 입면도.

제7a도는 제7도의 단부채널벽과 스크레이퍼의 평면도.

제7b도는 제7a도의 선7b-7b를 따라 취한 탄부채널 벽과 스크레이퍼의 단면도.

제8도는 다수의 헤리컬 밀폐채널을 나르는 고정 스크레이퍼와 회전 표면의 관계를 도시하는 다단위 회전식가공기의 인접채널의 내부벽의 단면에서의 부분 측면도.

제8a도는 제8도의 채널벽 및 스크레이퍼의 평면도.

제8b도는 제8도의 선 8b-8b을 따라 취한 제8도의 채널벽 및 스크레이퍼의 단면도.

제9도는 제1도의 다단위 회전식 가공기의 대표적인 기초 가공통로의 원주부를 따라 발전되는 압력곡선의 도시도.

제10도는 본 발명의 동적밀폐를 제공하는 표면으로 부터의 주기적으로 긁어모아진 액체에 의해 침투된 액체의 길이위에 결과를 도시하고 제9도의 압력 곡선을 얻도록 헤리컬 밀폐 채널 속으로 침투된 액체의 계산된 길이의 도시도.

제11도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 채널의 단면도.

제11a도는 제11도에 도시된린 다른 실시예의 동적 밀폐를 제공하는 도면중 하나의 단부도.

제11b도는 다수의 헤리컬 말페채널을 나르는 회전 표면과 고정 스크레이퍼의 관계를 도시하는 제11도의 동적밀폐의 단면에서의 부분평면도.

제12도는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는 제11도와 유사한 도면.

제12a도는 제12도가 도시된 다른 실시예의 동적 밀폐를 제공하는 도면중 하나의 단부도.

제12b도는 다수의 헤리컬 밀폐채널을 나르는 고정표면과 스크레이퍼의 관계를 도시하는 제12도에 도시된 부품의 평면도.

제13도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 확대 부분 단면도.

제14도 및 14a도는 본 발명의 다른 실시예를 각각 도시하는 제3도 및 4도와 유사한 도면.

제15도 및 15a도는 본 발명의 다른 실시예를 각각 도시하는 제3도 및 4도와 유사한 도면.

제16도 및 17도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 확대 부분단면도.

제18도, 19도 및 20도는 헤리컬 밀폐 채널과 수효와 경사각 및 밀폐채널 이송표면의 회전속도들의 다른조건에 상응한 다수의 헤리컬 밀폐 채널속으로 침투한 액체의 길이의 도시도.

본 발명은 회전식가공기의 신규하고, 개선된 밀폐장치에 관한 것이며, 특히 비스코스 또는 미립 플라스틱 또는 승합체를 가공하기 위한 장치에 관한 것이다.

종래의 장치에 있어서 기초적인, 각각의, 환상의 가공통로의 기본적인 요소부는 밀폐된 가공통로를 형성하도록 채널과 갈이 작동하는 동축표면을 제공하는 고정요소부와 적어도 하나의 환상의 가공채널을 나르는 회전요소부를 지닌다.

고정요소부는 가공을 위한 통로로 재료를 공급하기위한 인입구와 통로로 부터 가공된 재료를 배출하도록 가공통로 주위의 원주부인 인입구로 부터 떨어진 배출구를 지닌다. 단부벽 표면을 모으는 액체 재료를 제공하는 부재가 고정요소부와 함께 설치되고 통로로 이송되는 재료의 이동을 차단시키거나 제한시키고 배출구를 향하여 회전되는 채널벽의 내부표면과 재료 사이의 상대적인 이동을 제공하도록 회전 채널벽과 함께 작동하도록 배출구 근처의 통로속에 위치한다. 이러한 특이한 작동이 조절되는 가공 및 배출을 위해 단부벽 표면을 모으는 액체 재료를 향하여 훑어지도록 회전 채널의 내부표면과 액체 재료가 접촉하게 한다.

가공장치의 기초적인 요소부는 요소부를 나르는 회전 채널이 공정하우징 이나통(고정요소부)속에서 회전하기에 적합하게 배치된다. 기술된 가공 채널과 다수의 가공채널이 회전자의 원통표면으로 형성되고, 각각의 채널이 회전자 표면으로 부터 내무르 언강하는 마주보는 측벽을 지닌다. 기술된 고정 하우징이나통이 밀폐된 가공통로를 환상의 가공채널과 함께 형성하는 동시작동하는 동축표면을 제공하는 내부 원통표면을 지닌다.

이러한 장치는 고체, 용융 또는 가소된 플라스틱 또는 중합체 재료의 이송, 점성 액체 재료의 이송, 양수 및 가압, 재료의 혼합, 분산 및 균질화, 중합과 같은 화학반응에 의한 분자 또는 미세 또는 거시 구조변화를 야기시키거나 비발산 하는데 사용된다.

기초의 각각의 가공통로의 다용성과 적응성 때문에, 그 다수가 다른 작업 또는 작동을 실행하도록 하나 또 그 이상의 통로를 늘 지니는 가공기를 제공하게 일반적으로 사용된다. 예를들어, 하나 또는 그 이상의 각각의 통로가 하나의 통로로부터 다른 통로로 재료를 수용하고 전달하는 기능이 설정되거나, 중합체 또는 가소체 재료를 용융시키거나 혼합시키거나 비발산시키거나 배출시키는 기능이 설정된다. 각각의 통로에서 설정된 특수한 기능이 늘 이러한 통로의 압력 특성을 결정한다. 예를들면, 용융 또는 배출과 같은 어떤 설정된 기능이 매우 고압의 발생을 암시한다. 비발산 같은 다른 기능은 낮은 압력의 발생을 지니고, 반면에 혼합작동은 보통의 압력을 지닌다. 또한, 각각의 통로의 원주부를 따라 압력의 분배가 통로에 설정된 기능이나 작동에 따라 변화될 수 있다. 어떤 기능에서는, 압력이 완전한 원주부를 따라 또는 원주부의 일부분만을 따라 일직선으로 증가하거나, 어떤 기능은 윈주부를 따라 하나 또는 그 이상의 가파를 강하에 의해 하나 또는 그 이상의 압력 상승을 지니는 압력 특징을 제공한다. 더우기, 고압과 같은 특수한 압력 특성을 지니는 종종의 기초의 각각의 가공통로는 낮은 압력과 같은 완전히 다른 압력특성을 지니는 단위부 사이 또는 그 옆에 배치되거나 위치된다.

대부분의 경우에, 적어도 어떤 통로로부터의 원하지 않는 재료의 누수를 방지하도록 다통로 가공기의 각각의 기초통로의 어떤것 또는 모든 것을 위해 효과적인 밀폐를 제공하는것이 요구된다. 예를들어, 원하지 않는 누수가 다통로 가공기의 마지막 통로의 하나 또는 두 개로부터 외무로의 누수일 수 있다. 또한, 원하지 않는 누수는 인접한 각각의 가공통로 사이에 내부로 발생할 수 있다. 그러나, 모든 경우에, 특수한 관심의 누수는 회전원동채널벽의 상부면 또는 주변표면과 고정내부 동측의 환상 표면 사이에 요구되는 틈새에서, 특히 고압이 발생되는 통로 부분에서 발생한다.

외부 및 내부 누수 문제는 통로의 원주를 따라서 늘 발생되는 방사상 압력차이 때문에 다단위 회전식 가공기 속에서 특히 복잡하다. 예를들어, 통로의 인입구에서의 압력이 낮은 반면에, 재료를 단부벽 표면에 모으는 부재의 압력은 극히 높게 된다. 사실상, 방사상 압력의 차이는 회전자 또는 축의 굽힘을 야기시킬 정도로 커질 수 있고, 따라서 회전운동 채널벽의 상부면과 고정 내부 동축 환상도면 사이의 요구되는 틈새를 위해 가능한 공차에 바람직하지 않는 제한을 가한다.

본 발명은 회전식 가공기의 누수문제에 관한 것이고 서로에 다해 이등하는 동축 표면 사이에 고압 므는저압에서 누수를 방지시키거나 효과저으로 최소화 시킬 수 있는 밀폐강치를 갖는 개선되고 신규한 회전식가공기를 제시한다.

본 발명은 상대적으로 이동하는 보조표면 사이에 재료의 누수를 조절하는 새로운 낮은 마찰밀폐부를 제시한다. 본 발명의 새로운 밀폐장치가 회전자의 회전채널 근처의 상대적으로 좁은 주변부와 채널을 밀폐시키는 고정동축 환상표면 사이의 액체의 누수를 고정하기에 특히 적합하며, 표면 사이의 틈새가 액체 재료의 얇은 막의 침투를 허락한다. 밀폐부가 틈새 근처 또는 그곳에서 두개의 표면 사이의 액체재료의 얇은 막의 누수를 방지시키거나 효과적으로 최소화시키게 하며 서로에 대해 이동한다. 근본적으로, 이러한 밀폐부가 상대적으로 이동하는 표면의 하나에 배치된 다수의 평행하고, 헤리컬 하거나 비스듬한 밀폐채널에 의해 제공되어 상대적으로 이동하는 동안에 틈새속으로 이동하는 액체가 밀폐채널을 통과할 수 있다. 헤리컬 채널을 나르는 표면의 효과적인 폭과 표면위의 헤리컬 채널의 수효와 경사각과 헤리컬 채널의 크기와 형상이 선택되어 헤리컬 채널을 나르는 표면과 다른 표면 사이의 상대 이동이 틈새를 통하여 액체재료의 흐름을 막고 저지시키는 효과적인 양수작용을 제공하여서 채널속으로의 액체의 침투길이를 조절한다.

본 발명과 그 특별한 실시예는 상대적으로 이동하는 표면 사이에 밀폐부에서 동력의 손실을 제거시키거나 최소화시키고 하나의 통로에서 다른 통로로의 재료의 내부누수 또는 회전식 가공기의 단부 통로로부터의 재료의 외부누수를 방지시키거나 최소화하는 신규한 밀폐부를 제공한다.

본 발명은 다통로 회전식 가공기 장치에서 그 사용에 대해 설명된다. 그러나, 기술된 동적 밀폐가 밀폐부가 서로에 대해 회전하는 표면 사이에서 요구되는 다른 적용에도 유용하다는 것을 이해할 것이다.

회전식 가공기 장치(제1도)는 원통형 내부표면(14)를 지니는 하우징(12) 속에서 회전하게 설치된 회전자(10)을 지니며, 회전자는 하우징(12)의 단부벽(18) 속에 저어널 된 구동축(17) 위에 지지되어 있다. 회전자(10)은 다수의 채널(20)을 지니며, 이들 각각은 서로에 대해 고정되어 마주보는 측벽(24)와 채널(20)의 각각의 측면위의 하우징(12)의 고정내부표면(14)에 떨어져 가깝게 동축상인 상부표면부(26)을 지닌다. 회전채널(20)과 하우징(12)의 고정내부표면(14)가 인입구(28)을 통과하여 가공되도록 재료가 주입되는 기초가공 통로를 형성한다. 채널의 이동이 재료를 탄부벽 표면(도시 안됨)에 모으는 부재와 채널벽(24)와접촉하며 재료를 훑게 한다. 모여진 가공된 재료가 하우징(12) 속의 배출구(29)를 통하여 배출된다. 압력이 탄부벽 표면에 모이는 재료를 향하여 채널벽(24) 위에 재료를 훑으므로서 발생되며 따라서 채널이 회전 방향으로 증가하는 고압 영역이 된다.

제1도에 도시된 것 갈이, 상부표면(26)과 하우징(12)의 고정 내부표면(14) 사이에 밀접한 틈새(50)이 있다. 이상적으로, 틈새(50)은 약 10밀(2.5mm)이거나 약 3∼5일(0.75∼1.5mm)이다. 일반적으로, 틈새(50)이 통로의 원주 주위에서 일정하다. 그러나, 이러한 밀접한, 일정한 틈새를 유지시키는 것이 채널의 원주를 따라 발생하는 방사상 압력의 차이에 의해 어려워진다. 이러한 방사상 압력의 북평형은 낮은 압력영역를 향해 높은 압력영역으로부터 축이나 회전자 변형을 야기시키기에 충분하다. 확실히, 어떤 변형이, 부가의 틈새가 어떤 변형의, 확장을 위해 보상하도록 제공되기 때문에 바람직한 밀폐의 일정 틈새의 유지에 효과를 나타낸다. 흐름지시기장치가 방사상으로 마주보는 관계로 위치하여 가공통로의 한 부분에서 또는 가공통로의 그룹에서 발생되는 방사상 압력이 서로에 발생된 방사상 압력에 의해 평형이 이루어진다. 축 변형 조절이 누수를 감소시킬 수 있으나, 때때로, 누수를 최대로 최소화시키도록 보조 또는 부가 밀폐장치를 제공하는 것이 요구된다.

본 발명은 틈새(50) 근처나 그곳에서 서로에 대해 이동하는 도면 사이의 누수를 조절하기 위한 신규한 밀폐장치를 제공한다.

본 발명의 동적밀폐의 한 형태가 제2도, 3도 및 4도에 도시되며, 다수의 비스듬히 비교적 평행한, 좁은밀폐채널(27)이 표면(26)과 하우징(12)의 고정등축표면(14) 사이의 동적 밀폐부를 제공하도록 채널측벽(24)사이의 표면(26)에 의해 이송되고 그 속에 형성된다. 도시된 바와 같이, 비스듬한 밀폐채널(27)이 하우징(12)의 매끄러운 표면(14)에 대해 이동하고 표면(26) 속으로 절단된다.

본 발명의 동적밀폐의 여러가지 설계 변수 사이의 가장 중요한 관계가 제3도 및 4도에 주어지고 참조가 본 발명의 동적밀폐의 다음 설명과 도시를 연관하여 그들 도면에서 이루어진다.

언급한 것 같이, 근본적으로 상기에 기술된 동적밀폐가 다수의 비스듬하고, 대개 평행한 밀폐채널을 지니는 틈새(50)에서나 근처에서 두 개의 상대적으로 이동하는 표면 중 하나를 제공함으로서 이루어진다.

결과적으로, 각각의 비스듬한 밀폐채널은 다수의 밀폐채널(또는 다수의 압출기 스크류 주행부)을 위한 통으로 작동하는 고정동축 표면(14)를 기닌 압축기 스크류 주행부의 부분으로서 작동한다.

따라서, 표면(26)의 폭("@)을 가로 지르는 액체의 순 흐름 q는 스크류 압출기에 사용되는 같은 분석을 사용하여 결정될 수 있다. 따라서, 순 흐름이 한 방향으로의 저항 흐름과 반대방향의 압력 흐름과의 차이이다.

q=q_D-q_P(방정식 A)

여기서 : q_D는 이론저항흐름

q_P는 이론압력호름

도시하기 위해, 제2 4도의 동적밀폐가 일정한 압력에 대해 작동하는 제4도에서 도식적으로 보여지며 총순흐름 q는 평형 상태 또는 q_D=q_D하에서는 0이다. 저항흐름 q_D는 밀폐채널형상과 작업속도만의 함수이다. 그러나, 주어진 압력의 압력흐름 q가 채널속의 액체의 침투길이 즉, 액체로 채워진 채널이 길이에 역비례한다. 제3도와 4도에서 도시된 조건하에서, 평형이 액체가 저항흐름과 같은 값으로 압력흐름(액체가 통로 속으로 이동하도록 노력하는)이 감소되는 길이로 밀폐통로를 통과하자마자 이루어진다. 만약 축방향에서 측정된 침투길이가 밀폐채널(27)의 길이보다 적으면, 헤리컬 밀폐채널 이송표면(26)의 폭(∼)을 가로지르는 누수는 없다.

그러나, 본 발명의 동적밀폐는 제4도와 관련되어 논의되는 것 같은 일정한 압력조건하에서 작동하지 않는다. 대신에, 제5도는 회전가공기 통로의 원주를 따라 발전되는 대표적인 압력곡선을 도시한다. 상대적으로 낮은 압력의 기간이 지난 후에, 통로속의 압력이 점차적으로 증가하고, 통로의 단부에서의 최대 값에 도달하며 최초 낮은 값으로 되돌아가는 채널 블록같이 차단물을 넘어 갑자기 떨어진다.

따라서, 본 발명의 동적밀폐가 늘 각각의 채널벽(24)의 회전중에 주기적으로 반복하는 가변압력에 대해 작동한다.

제5도에 도시된 압력곡선을 위해 헤리컬 밀폐채널(27) 속으로 액체의 침투길이가 적당한 동적 모델에 의해 계산되고 압력곡선이 마주보게 제6도에 도시된다. 압력이 갑자기 강하되자마자 밀폐채널속의 액체의 침투길이가 압력증가의 시점에 마주보는 점으로 점차로 감소된다. 그로부터, 밀폐채널 속의 액체의 침투길이가 다시 증가한다. 일반적으로, 어떤 한번의 회전동안에 순호름 q(방정식 A)가 절대로 평형에 도달하지 못한다는 것을 말할 수 있다. 압력이 최하일 때 밀폐채널로부터의 액체를 비우는데 또는 압력이 최고일 때 액체로 다시 채워지는데 필요한 시간 때문에, 밀폐채널 속의 액체의 침투길이는 압력곡선을 지연시키거나 유도된다. 예를들어, 제5도에 지시된 갑작스런 압력강하 후에, 밀폐채널 속의 액체의 침투길이가 점차적으로 감소된다. 그러나, 액체의 침투길이가 헤리컬 밀폐채널의 길이를 초과하지 못할만큼 충분히 긴 각각의 밀폐채널의 길이를 만들어서, 원하지 않는 누수가 다수의 헤리컬 밀폐채널을 나르는 표면의 폭("@)을 가로지르지 못한다.

본 발명의 양호한 동적 밀폐가 다주행이고 비교적 작은 헤리컬 경사각"

을지닌 많은 평행한 헤리컬 밀폐채널을 지니는 것이다. 작은 헤리컬 경사각"

은 비교적 좁은 폭("@)을 지니는 밀폐채널 베어링 표면의 최소의 침투길이를 갖는 밀폐채널을 제공하도록 요구된다. 약 20보다 낮은 헤리컬 경사각이 본 발명의 동적 밀폐를 위해 특히 적당하다.

본 발명의 동적 밀폐장치를 제공하도록 사용되는 밀폐채널의 수효는 중요한 것이다. 채널벽(24)가 비교적 큰 외부직경 O.D.를 지니기 때문에, 다수행 밀폐채널 이송표면(26)이 특히 요구되며, 이는 헤리컬 밀폐채널(27)의 리이드 L이 밀폐표면(26)의 폭("@)보다크기 때문이다. 따라서, 다수의 평행한 헤리컬 밀폐채널이 효과적인 동적 밀폐를 제공하도록 형성된다. 또한 다수의 헤리컬 밀폐채널을 사용하는 다른 이유가 있다. 순흐름 q가 0이 되기 위해, 압력 흐름과 저항 흐름이 같아야 한다. 그러나, 밀폐채널 길이 H(제3도) 대 밀폐채널 폭 W(제4도)의 비율이 증가하여, 즉 채널폭 W의 감소로, 방정식 A의 압력흐름 값이 저항흐름 값보다 빨리 감소된다.

상기 방정식 A를 참조하면, 이러한 환경하에서 이러한 것은 명백하며, 즉 채널폭 W를 감소시키기 위해, 밀폐가 보다 효과적이어서 0의 순흐름이 밀폐채널속의 액체의 낮은침투길이에 도달할 수 있게 된다. 또한, 채널 폭 W(제4도)를 위한 방정식으로부터 채널의 증가된 숫자는 채널폭의 감소를 발생시키는 것이 명백하다. 좁은 밀폐채널 즉 W가 통로의 주변부에 대해 발생되는 방사상 압력차이 때문에 본 발명의 실시예 있어서 특히 요구된다. 좁은 폭 W를 지닌 다수의 평행한 헤리컬 밀폐채널을 사용함으로서, 어느 때든지 각각의 밀폐채널 위에 작동하는 압력변화가 작은 값으로 유지되고 각각의 채널은 독립적으로 작동한다.

제6도를 다시 참조하면, 도시된 액체의 침투경계가 헤리컬 밀폐채널 이송표면(26)의 완전히 회전하는 동안 밀폐채널(27)이 채워지는 면적을 표시한다. 또한 이러한 면적이 액체와 접촉하는 고정동축내부 환상표면(14)의 면적과 상응한다. 헤리컬 밀폐채널 이송표면(26)과 동축의 내부환상표면(14)와 액체의 이러한 접촉은 밀폐채널 속의 액체의 침투를 제한하는 요구되는 저항흐름을 제공하는 전단작용을 발생시킨다. 그러나, 또한 이러한 전단작용이 열로 에너지가 방출되기 때문에 밀폐부에서 원치않는 동력손실을 제공한다.

본 발명의 특수한 양호한 실시예에 따라, 신규의 동적밀폐의 동적 손실은 동적밀폐를 제공하는 표면의 하나의 부분이 각각 회전하는 동안에 동적밀폐를 형성하는 표면들 사이에 접촉하는 액체를 제지시킴으로서 감소될 수 있다. 이러한 실시예는 제7,7a,7b도, 제8,8a,8b도 및 제9도와 10도에 도시된다. 제7,7a 및 7b도에서 도시된 것 갈이, 스크레이퍼(30)이 회전식 가공기의 단부통로로부터의 원하지 않는 와부누수를 막도록 설계된 동적밀폐부를 제공하는 헤리컬 밀폐채널 베어링 표면(26)에 액체를 긁어내게 채널 블록 19(제7a도)의 인입측에 위치한다. 스크레이퍼(30)과 헤리컬 밀폐채널(27)의 주변부(26) 사이의 긁기틈새는 가까워야 한다. 다행히도, 긁기틈새는 헤리컬 밀폐채널표면(26)과 고정내부 동축 환상포면(14)과 접촉하는 액체의 대부분을 긁도록 충분히 가까워야 한다. 따라서, 긁은 다음에는, 헤리컬 밀폐채널(27)을 나르는 표면(26)과 표면(14) 사이에 액체 접촉이 깨어지고 밀폐채널(27)이 긁기전에 그들이 채워진 만큼 액체가 채워지지 않는다. 동적밀폐에 있어서 에너지의 방출에 의한 동력손실은 긁은 다음에는 감소하고 충분한 액체가 동적밀폐의 동축환상표면 사이에 액체 접촉이 다시 발생되도록 헤리컬 밀폐채널 속으로 액체가 양수되기까지는 다시 증가하지 않는다. 헤리컬 밀폐채널 이송표면에서 긁어진 액체재료는 낮은 압력에서 인입구 속으로 배출된다.

제8,8a 및 8b도는 틈새(50)을 정의하는 표면 사이에 발생되는 본 발명의 다른 형태의 동적밀폐와 함께 이루어지는 스크레이퍼(31)을 도시한다. 도시된 바와 갈이, 교차 헤리컬 밀폐채널(27)과 (27a)의 두 개의 세트가 인접한 가공통로의 채널 벽(24) 사이의 주변표면(26) 위에 배치되고 각 세트의 밀폐채널의 사선이 서로 반대이다. 스크레이퍼(31)이 채널블록(19)(제8a도)의 인입측 위에 위치되고 동적밀폐 제공표면 사이의 액체접촉을 파괴하고 긁어진 재료를 인입구 속으로 배출하도록 헤리컬 밀폐채널 베어링 표면(26)과 가까운 긁기 관계로 유지된다.

본 발명의 동적밀폐의 표면 사이의 액체 접촉을 파괴하는 이점이 제9도와 10도에 도시된다. 제9도(제5도와 같은)는 회전식 가공기 통로의 원주를 따라 발전하는 대표적인 압력곡선을 도시한다. 도시되고 앞에서 설명된 것 같은 헤리컬 밀폐채널 이송표면과 함께 작동하는 스크레이퍼를 지니는 제9도의 압력곡선을 위해 헤리컬 밀폐채널 속으로의 액체의 침투된 계산된 길이가 제10도에 도시된다.

여기에 도시된 것 같이, 긁기가 통로의 낮은 압력부근처 또는 그곳에서 또는 인입구에서 이루어진다. 긁기는 동적밀폐의 표면 사이에 액체 접촉을 파괴하고 어떤 높이로 액체를 채운 헤리컬 밀폐채널을 떠난다. 동적밀폐의 표면 사이의 액체 접촉을 제공하는 층이 제거되기 때문에, 동력손실이 감소되고 제10도의 13 주위까지 스크레이퍼(30) 또는 (31)이 뒤로부터 연장하는 면적에서 액체의 침투를 거의 없앤다. 그러나, 일단 압력이 증가되기 시작하면, 액체의 침투길이는 최대 압력에 가깝기 보다는 최대 침투가 발생하게 압력곡선을 즉시 뒤쫓는다. 제5도와 제10도를 비교하면, 제5도의 최대 액체 침투의 면적보다 제10도의최대 액체 침투의 면적이 적은 것을 볼 수 있다. 바라서, 스크레이퍼는 동적밀폐의 효율을 손상시킴 없이 동력손실을 감소시킨다.

더욱 기술되는 본 발명의 실시예에는, 동적밀폐가 틈새(50)(제2도 및 3도) 사이에 발생된다. 그러나, 본 발명의 정신속의 동적밀폐는 틈새(50)에서 보다 근처에 위치한 다른 표면 사이에 발생된다. 제11,11a,11b,12,12a,12b도는 본 발명의 이러한 실시예를 도시한다.

제11도는 회전자(10)의 외부표면(32)의 일부분이 의부표면(32)를 따라 연장하는 다수의 비스듬한 밀폐채널(35)를 설치하는 동적밀폐를 도시한다. 다수의 밀폐채널(35)를 나르는 외부표면(32)의 일부분이 폭("@)으로서 도시된다(제11도 및 제11a도), 밀폐채널을 나르는 표면(32)가 틈새(50)보다 같거나 또는 크거나 작은, 그러나 약 10밀(2.5㎜)이거나 보다 적은 고정된 밀폐 틈새(51)에 의해 밀폐채널 이송표면으로부터 떨어진 고정표면(33)에 대해 회전하도록 이동한다.

고정표면 (33)이 하우징(12)의 고정내부표면(14)에 확고히 고정된 고정 환상요소부(34)에 의해 제공된다. 제(11a)도는 외부표면(32)의 외부원주영역 주위에 연장한 폭("@)에 설치된 다수의 스파이럴 밀폐 채널(35)를 도시하는 회전자(10)의 외부표면(32)를 도시한다. 홈이 곡선진 스파이럴 형태로 제11도에 도시되고, 또한 홈이 본 발명의 영역으로 부터 이탈됨이 없이 직선으로 비스듬하게 배치된다. 제11b도가 제11도의 동적밀폐와 스크레이퍼(36)을 형성하는 표면(32)와(33)사이의 관계를 도시하는 평면도이다. 도시된것 같이, 스크레이퍼(36)은 고정 환상부재(34)속에 고정되고 표면(33)과 표면(32)사이에 액체 접촉을 파괴하도록 표면(33)으로부터 외부로 연장한다. 스크레이퍼(36)은 적어도 폭("@)을 가르지르며 연장하고 통로의 인입구(도시안됨) 근처 또는 그곳에 위치한다.

제12,12a 및 12b도는 틈새(50)에서 보다는 그 근처의 표면 사이에 발생되는 동적 밀폐의 또라는 형태를 도시한다. 도시된 실시예에서, 다수의 헤리컬 또는 비스듬한 밀폐채널(37)이 하우깅(12)의 고정내우 표면(14)에 고정된 환상 요소부(39)의 고정표면(38)위에 설치된다. 고정 채널이송표면(38)의 폭("@)이 틈새(51)에 의해 회전자(10)의 외부표면(40)의 일부로부터 떨어져 위치한다. 제12도는 표면(38)의 폭("@)속에 설치된 다수의 밀폐채널(37)을 도시하는 환상료소부(39)의 개략도이다. 제12b도는 제12도의 동적밀폐를 형성하는 표면과 스크레이퍼(41)사이의 관계를 도시하는 평면도이다. 스크레이퍼(41)이 고정환상 부재(39)에 의해 확고히 유지되고 그 속에 위치되며 표면(38)과(40)사이의 액체 접촉을 파괴하도록 표면(38)로부터 외부로 연장한다. 제12a도에 도시된 바와 같이, 스크레이퍼(41)은 적어도 폭("@)을 횡단하여 연장하여, 앞에서 기술된 모든 스크레이퍼의 경우에는, 통로의 낮은 압력부 또는 인입구(도시안됨)근처 또는 그곳에위치한다.

제12,12a 및 12b도 속이, 도시된 동적밀폐가 다수의 밀폐 채널이 회전표면부에 의해서 이송되는 이전에 기술된 동적밀폐와는 약간다르다. 제12,12a 및 12b도의 동적밀폐에서는, 다수의 밀폐채널이 고정표면 부속에 형성된다.

이미 설명한것처럼, 회전원통표면에 의해 이송되는 각각의 밀폐채널속으로의 액체의 침투길이는 제5,6,9 및 10도에 도시된 것 처럼, 통로의 원주를 따라 발생하는 압력차 때문에 각기 회전하는 동안에 점차적으로 변화한다. 이러한 각각의 헤리컬 밀폐실속으로의 액체의 침투 길이의 변화는 각기 회전 하는 동안에 발생하지 않고, 동적 밀폐부가 고정헤리컬 밀폐채널 이송표면을 지닌다. 대신에, 각각의 밀폐채널이 늘 통로의 원주부에 대해 고정된 위치에 있기 때문에 각각의 헤리컬 밀폐채널은 늘 회전자(10)의 채널 벽(24)의 매회전하는동안 같은 수두압력을 도시한다. 따라서, 각각의 고정밀폐채널 속으로의 액체의 침투길이가 다르고 주어진 어떤 채널속으로의 최대 침투길이가 늘 일정한 압력이 회전자(10)의 매회전하는 동안 밀폐채널에 작동하도록 일정하다. 그러나 또다시, 고정표면위의, 어떤 헤리컬채널 속으로의 액체의 침투길이가 어떤 밀폐 채널의 길이를 초과하지 않도록, 표면사이의 원치않는 누수가 발생하지 않는다.

제13도는 제12,12a 및 12b도의 동적밀폐를 위해 기술된 것같은 방식으로 작동하는 틈새(50)을 정의하는 원통표면 사이에 형성되는 본 발명의 또 다른 동적밀폐를 도시한다. 제13도에 도시되듯이, 헤리컬 밀폐채널(42)가 틈새(50)에 의해 회전자(10)의 상부표면부 (26)으로부터 떨어져 동축인 하우징(12)의 고정 내부표면(14)속에 형성된다. 따라서, 고정내부표면(14)에 의해 이송되는 각각의 헤리컬 밀폐채널(42)속으로의 액체의 침투길이는 변화한다. 그러나, 제12,12a 및 12b도의 동적 밀폐에서 갈이, 회전 채널 벽을 따라 고정된 압력부에서 어떤 주어진 헤리컬 채널(42)속으로의 액체의 최대 침투길이가 일정한 압력이 고정된 위치에 적응되도록 늘 일정하다. 따라서, 어떤 고정 헤리컬 밀폐채널(42)속으로의 액체의 침투길이가 채널의 길이를 초과하지 않도록, 틈새(50)에서 표면 사이에 발생된 동적 밀폐를 가로지른 액체의 누수는 발생되지 않는다.

더한 본 발명의 설명에서, 두 개의 동축표면에 의해 정의된 틈새에서의 액체의 누수는 하나의 표면에 의해 이송된 다수의 헤리컬 또는 비스듬한 밀폐채널에 의해 조절된다. 수효, 형상, 크기 및 경사각 같은 이러한 밀폐채널의 특징이 각각의 밀폐채널속으로의 액체의 침투길이가 침투된 밀폐채널의 길이를 초과하지 못하도록 선택된다. 그러나, 본 발명의 동적밀폐의 주기능은 채널속에 유체의 침투정도를 저지하여 틈새에서의 액체 누수의 양을 조절하는 것이라는 것을 이해할 것이다. 이러한 조절의 정도는 침투된 채널의 길이를 채널속으로의 누수액체의 침투길이가 초과하더라도 이루어질 수 있다. 이러한 환경하에서 액체의 약간의 누수는 틈새에서 발생하고 헤리컬 밀폐채널이 누수량을 조절하고 그양의 밀폐채널 없이 발생되는 것보다는 적을 것이다.

제14,14a,15 및 15a도는 틈새에서 액체누수의 효과적인 조절이 비록 액체누수의 침투가 밀폐채널의 길이를 초과하더라도 이루어지는 본 발명의 실시예를 도시한다. 제14 및 14a도에 도시된 실시예가 채널벽(24)의 주변표면(26)위에 이송되는 다스의 헤리컬 밀폐채널(27)을 지닌다. 도시된 것같이, 밀폐채널 이송표면의 폭("@)이 표면(26)이, 총폭을 횡단하여 연장하지 않고 채널(27)속으로의 액체의 침투가 채널(27)의 길이를 초과할 수 있다. 고러나, 액체 침투수집 채널(57)이 액체 침투 채널(27)을 모르도록 설치되며 이것이 통로의 낮은 압력부에 채널(27)을 지나 배출될 수 있을때 까지 모아진 액체를 지닌다. 액체 침투 수집 채널(57)은 채널(27)과 같은 깊이H(제4도)를 지닌다.

제15도 및 15a도는 제14도 및 14a도에 도시된 실시예의 번형을 도시한다. 또다시, 밀폐채널 이송표면의 폭("@)이 표면(26)의 층 독의 일부를 차지한다. 대신에, 요홈부(59), 밀폐채널이송표면("@)의 폭 및 액체침투수집채널(57)이 채널벽(24)의 표면(26)의 총폭을 가로질러 배치된다. 액체 침투수집채널의 깊이가 채널(27)의 깊이H(제4도)와 같아야 한다. 요홈부(59)의 깊이가 채널(27)의 깊이와 같거나 다를 수 있고 또는 요홈부(59)가 표면(26)으로부터 하부로 경사질 수 있다.

동적밀폐의 여러가지 변경형태는 하나 또는 그 이상의 처리기의 단부 장치로부터 원하지 않는 액체의 외부누수를 방지하거나 하나 또는 그 이상의 채널로부터 다른 채널로의 원하지 않는 액체의 내부누수를 방지하도록 본 발명의 동적밀폐를 적어도 하나이상 다수를 지니는 다통로 회전 가공기를 참조로 기술된다. 따라서, 본 발명의 동적밀폐가 다통로 회전 가공기와 일체이다. 근본적으로, 다단위 가공기는 가공채널을 이송하는 회전자가 회전자의 하우징에 밀접하게 있는 가공채널 사이의 원통부를 지닌다.

이러한 가공기의 양호한 형태에서, 채널사이의 이송통로는 가공기하우징에 의해 지지되는 제거가능한흐름지시기 장치에 의해 설치되고 흐름 지시기 장치의 이러한 표면부속에 형성된 이송채널을 지니고 환상의 하우징의 표면의 일부를 형성하는 표면부를 지닌다. 또한 흐름지시기장치는 회전자의 가공채널속으로 연장하는 채널단부블록을 이송한다. 또다른 형태에서는, 이송통로와 단부블록이 가공채널속으로 대립된 방사상 힘을 발전시키는 베어링부하를 감소시키도록 원주상으로 또는 축상으로 위치된다. 예를들면, 환상의 통로, 폐쇄부재 및 이송통로가 방사상힘의 축상평형을 제공하도록 적어도 하나의 다른 환상통로속에 발견되는 방사상 힘에 대립하는 적어도 하나의 환상통로속의 방사상 힘을 발전시키도록 배치된다. 방사상힘의 축상 평형이 축이나 회전자 변형이 최소화되어 본 발명의 동적밀폐를 제공하는 표면사이의 틈새를 보다 잘 조절하고 보다 가깝게 설치하기 때문에 요구된다.

본 발명의 동적 밀폐가 약 10밀(2.5mm)까지의 틈새에 의해 서로로부터 떨어진 표면사이에 밀폐를 제공하기에 일반적으로 적합하다. 그러나, 본 발명의 정적밀폐가 특히 밀폐를 제공하는 표면이 약 5밀(1.2mm) 또는 보다 적은 틈새에 의해 서로로 부터 떨어져 있을때 효과적이다. 따라서, 축이나 회전자 변형도가 회전식 가공기에서 사용되는 본 발명의 특수한 동적 밀폐를 선택하기에 고려되어야 하는 계수이다.

또 다른 이점은 하나의 동축표면에 흐름저항관계로 인접한 표면을 제공하는 부재의 내부 모서리부를 가진 상대적으로 회전 가능한 동축표면 사이에 위치하는 단단한 탄성재료의 포개진 끝이 잘린 원추부재를 지니는 밀폐부와 다른 동축표면에 흐름저항관계로 인접한 표면을 제공하는 외부모서리부에 의하여 얻어질 수 있다. 부재의 내부 또는 외부 부분의 가장자리 부분이 그들의 인접표면에 개선된 밀폐관계로 각각 외부 또는 내부 모서리를 밀어넣도록 부재에 대해 압력을 가하는 것이 유지된다.

제16도 및 17도는 본 발명의 동적 밀폐장치의 이러한 형태를 도시한다. 제16도 및 17도에서 도시되듯이, 끝이 잘린 원추형 부재(44)는 이러한 부재(44)의 표면(43)이 채널(20)을 향해 경사지는, 즉 고압 영역으로 경사지는 방향으로 회전자(10)에 의해 이송된다. 채널(20)으로 부터 가장먼 부재(44)의 내부 모서리(45)가 링(47)과 같이 견부(46)과 지지부재에 의해 회전자에 밀폐관계로 측상 이동에 대해 지지된다. 지지부재(47)이 견부(46)에 대한 겹친 관계로 부재(44)를 유지시키도록 채널로부터 가장먼 부재(44)위에 작동한다. 채널(20)에 가장 가까운 부재의 외부자유모서리(48)이 내부 원통표면(14)에 밀폐관계인 표면(49)를 제공하여서 부재(44)가 하우징(12)의 내부표면(14)와 표면(49)사이의 도면을 밀폐한다. 제18도에 도시된 본 발명의 실시예에 따라, 표면(49)가 표면(49)와 표면(14)사이의 밀폐를 개선시키도록 다수의 헤리컬밀폐채널(52)를 설치할 수 있다. 제16도에 도시된 본 발명의 실시예가 축의 변형이 약 0.005인치 (0.127mm)보다 큰 틈새가 표면(49)와 표면(14)사이에 유지될 때 특히 우수하다. 제17도가 제16도의 동적밀폐의 요소부의 변경된 장치를 도시한다. 제17도에 도시된 것 같이, 다수의 헤리컬 밀폐채널의 표면(14)와 표면(49)를 나르는 헤리컬밀폐채널 사이의 동적 밀폐부를 제공한다.

본 발명의 부가된 상세한 설명이 제18,19 및 20도를 참조로 이루어진다. 이러한 도면들은 몇 개의("@)값의 RPM대 각각의 밀폐채널속으로의 최대 액체 침투길이의 평가를 도시한다. 밀폐채널 베어링 표면의 폭("@)과 다른 작업조건의 밀폐채널의 수효과 형상이 각각의 연속에 도시된다. 이러한 도면들은 약5인치(12.5mm)의 축상길이를 지니는 정의된 형상의 약 10 또는 그 이상의 채널이, 특히 "

의 값이 낮을때, 즉15° 이하일때는 폭("@)을 가로지르는 액체의 누수를 조절할 수 있다는 것을 도시한다. 1000psi의 최대압력이 회전식가공기의 통로속에 발생되는 기대값 이상이라는 것을 언급해 둔다. 그러나, 최대 압력이 극한작업조하건의 지시된 형상 또는 크기의 밀폐채널속으로의 액체의 최대축상 침투길이를 결정하도록 선택되었다.

상기의 설명으로부터, 본 발명은 두개의 상대적으로 회전가능한 동축상으로 밀접하게 떨어진 표면 사이의 액체 누수를 조절하기 위한 새로운 밀폐 장치를 제시하는 것을 이해할 수 있다.

본 발명의 밀폐장치가 밀폐부에서의 최소의 동력손실로 외부 또는 내부의 액체 누수를 조절하기 위한 낮은 마찰의 밀폐를 제공하는 보다 효과적인 형태로 액체 또는 고체 중합체 재료를 가공하기위한 회전식 가공기에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명은 본 발명이 만들어진 때의 이분야에 알려진 장치를 능가하는 요구되고 기대치 못했던 개선된 총효율 특 성을 제공하는 새롭고 유용한 장치를 제시한다.

Claims (1)

1. 적어도 하나의 가공채널을 나르는 표면을 지닌 회전 요소부와, 통로에 재료를 이송시키는 인입구와 통로로 부터 재료를 배출하기 위해 통로 주위의 원주부에 의해 인입구로부터 떨어진 배출구와 통로속의 재료의 주체의 이동을 제한하도록 표면을 제공하는 체널속에 위치한 부재와 결합되고, 가공채널을 지닌 밀폐된 환상의 가공통로를 형성하도록 가공채널과 함께 배치되고 밀접한 틈새에 의해 회전요소로의 도면으로부터 떨어져 있고 보조부를 제공하는 고정요소부와, 회전 요소부와 제한표면부재가 함께 작동하고 압력이 제한 표면을 향하여 상기 채널의 길이를 따라 발생하도록 인입구로 부터 떨어져 제한표면을 향한 방향으로 상기 회전요소부를 회전시키는 장치와, 상기 액체재료가 상기채널, 한표면(14,26)의 폭, 채널의 수효, 경사각 및 형상이 선택되어서 상기 틈새(50,51)와 상기 채널의 외부 침투가, 가압된 액체에 의해서, 표면(14,26)이 상기의 어떤 밀폐채널속의 가압된 액체의 외부침투를 저지시키도록 상대적으로 회전할때 밀폐채널(27,27a,35,37,42,52)속의 액체에 가해지는 내부 힘에 의해서 대립되도록 배치된상기표면(14,26)중 하나에 의해 이송되는 다수의 밀폐채널을 지니는 상기 채널(50,51)을 통과하는 가압된 액체의 누수를 방지하는 동적 밀폐장치(27,27a,35,42,52)를 지니는 재료를 가공하기 위한 장치.

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