NL7908642A

NL7908642A - MACHINE FOR PROCESSING MATERIALS.

Info

Publication number: NL7908642A
Application number: NL7908642A
Authority: NL
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-03
Also published as: KR820001941B1; CS223974B2; CA1141795A; BE880368A; IT1127671B; ES486840A1; SE432557B; FR2442707B3; JPS6221607B2; AU538430B2; JPS5581133A; IT7927694A0; PT70482A; YU292379A; DD147567A5; AU5331079A; AR225618A1; DE2947991A1; IL58786A0; FR2442707A1

Description

' « t N/29.369-tM/f. ^ *N / 29,369-tM / f. ^ *

Machine voor het verwerken van materialen.Machine for processing materials.

De uitvinding heeft betrekking op een machine voor het verwerken van visceuse of deeltjesvormige kunststoffen of polymere materialen en beoogt daarvoor verbeterde afdicht ings organen te verschaffen.The invention relates to a machine for processing viscous or particulate plastics or polymeric materials and aims to provide improved sealing members for this purpose.

5 De essentiële elementen van een afzonderlijk ringvormig basisverwerkingskanaal volgens de bekende stand van de techniek omvat een roteerbaar element, dat ten minste één ringvormig verwerkingskanaal draagt en een stilstaand element, dat een coaxiaal oppervlak verschaft, dat samenwerkt met 10 het kanaal om een gesloten verwerkingskanaal te vormen. Het stilstaande element heeft een inlaat om materiaal toe te voeren aan het kanaal voor verwerking en een uitlaat, die het grootste deel van de omtreksafstand om het verwerkingskanaal van de inlaat verwijderd ligt voor het afvoeren van het ver-15 werkte materiaal uit het kanaal. Een onderdeel, dat een eind-wandoppervlak voor het verzamelen van vloeibaar materiaal vormt, is aangebracht op het stilstaande element en ligt in het kanaal bij de uitlaat om de beweging van het aan het kanaal toegevoerde materiaal tegen te houden en werkt samen 20 met de roterende kanaalwanden om een relatieve beweging te verkrijgen tussen het materiaal en de binnenvlakken van de kanaalwanden, die roteren naar de uitlaat. Deze bijzondere samenwerking maakt het mogelijk, dat alleen vloeibaar materiaal in contact met de binnenvlakken van het roterende ka-25 naai voorwaarts wordt . gesleept naar het eindwandoppervlak, dat het vloeibare materiaal verzamelt voor een geregelde verwerking en/of afvoer.The essential elements of a separate prior art annular basic processing channel include a rotatable element carrying at least one annular processing channel and a stationary element which provides a coaxial surface which interacts with the channel to form a closed processing channel. to shape. The stationary element has an inlet for supplying material to the processing channel and an outlet which is located most of the circumferential distance around the inlet processing channel for discharging the processed material from the channel. A part, which forms an end wall surface for collecting liquid material, is mounted on the stationary element and lies in the channel at the outlet to stop the movement of the material supplied to the channel and interacts with the rotary channel walls to obtain relative movement between the material and the inner surfaces of the channel walls, which rotate towards the outlet. This particular co-operation allows only liquid material to move forward in contact with the inner surfaces of the rotary cage. towed to the end wall surface, which collects the liquid material for controlled processing and / or disposal.

De essentiële elementen van de verwerkingsinrichting zijn zo uitgevoerd, dat het element, dat het roteer-30 bare kanaal draagt, kan roteren in een stilstaand huis of kamer (het stilstaande element). Het beschreven verwerkingskanaal en bij voorkeur een aantal verwerkingskanalen zijn gevormd in het cylindrische oppervlak van een rotor, waarbij elk kanaal tegenovergestelde zijwanden heeft, die zich binnen-35 waarts vanaf het rotoroppervlak uitstrekken. Het beschreven stilstaande huis of kamer heeft een inwendig cylindrisch oppervlak, dat het samenwerkende coaxiale oppervlak vormt, dat samen met het ringvormige verwerkingskanaal een gesloten verwerkings- 7908642 · -2- f kanaal vormt.The essential elements of the processing device are so designed that the element carrying the rotatable channel can rotate in a stationary house or room (the stationary element). The disclosed processing channel and preferably a plurality of processing channels are formed in the cylindrical surface of a rotor, each channel having opposite side walls extending inwardly from the rotor surface. The described stationary house or chamber has an internal cylindrical surface, which forms the co-acting coaxial surface, which, together with the annular processing channel, forms a closed processing channel 7908642-2f.

Deze uitvoeringen zijn nuttig voor het transporteren van vaste, smeltende of plastisch wordende kunststof of polymeer materiaal, het transporteren, pompen 5 of onder druk. brengen van visceus vloeibaar materiaal , het mengen, dispergeren en homogeniseren van materiaal en het ontgassen en/of teweegbrengen van moleculaire of microscopische of macroscopische structuurveranderingen door chemische reacties, zoals polymerisatie.These embodiments are useful for transporting solid, melting or plasticizing plastic or polymer material, transporting, pumping or under pressure. applying viscous liquid material, mixing, dispersing and homogenizing material and degassing and / or effecting molecular or microscopic or macroscopic structural changes by chemical reactions, such as polymerization.

10 Tengevolge van de veelzijdigheid en aanpas- haarheid van het afzonderlijke basisverwerkingskanaal kunnen een aantal daarvan in het algemeen worden toegepast voor het verkrijgen van verwerkingsmachines gewoonlijk met één of meer kanalen, die een verschillende werking of functie vervullen. 15 Bij voorbeeld kunnen ëen of meer afzonderlijke kanalen worden aangewezen voor het opnemen en transporteren van materiaal van een kanaal naar een ander of kunnen êën of meer afzonderlijke kanalen worden aangewezen voor het smelten of mengen of ontgassen of afvoeren van polymeer of plastomeer 20 materiaal, De bijzondere functie, waarvoor een afzonderlijk kanaal is aangewezen, bepaalt gewoonlijk de drukeigenschap-pen van dat kanaal. Sommige functies, zoals smelten of afvoeren kunnen bijvoorbeeld het opwekken van zeer hoge drukken betekenen. Andere functies, zoals ontgassen, kunnen opwekken 25 van lage drukken betreffen, terwijl mengoperaties middelmatige drukken Betreffen, De drukverdeling langs de omtrek van het kanaal kan ook afhangen van de functie of werking van het kanaal. Voor sommige functies kan de druk rechtlijnig toenemen langs de gehele omtrek of langs slechts een deel 30 van de omtrek, maar sommige functies verschaffen drukkarak-teristieken, waarbij êën of meer drukstijgingen worden gevolgd door een of meer scherpe dalingen langs de omtrek. Bovendien worden vaak. afzonderlijke basisverwerkingskanalen met hijzonderedrukeigenschappen, zoals hogedruk, geplaatst 35 naast of tussen éénheden met geheel verschillende drukeigen-schappen, zoals lagedruk.Due to the versatility and adaptability of the separate basic processing channel, some of them can generally be used to obtain processing machines usually with one or more channels that perform different functions or functions. For example, one or more separate channels can be designated for receiving and transporting material from one channel to another, or one or more separate channels can be designated for melting or mixing or degassing or venting polymer or plastomer material. special function, for which a separate channel is designated, usually determines the printing properties of that channel. For example, some functions, such as melting or draining, can generate very high pressures. Other functions, such as degassing, may involve low pressure generation, while mixing operations involve medium pressures. Pressure distribution along the circumference of the channel may also depend on the function or operation of the channel. For some functions, the pressure may increase in a linear fashion along the entire circumference or along only part of the circumference, but some functions provide pressure characteristics in which one or more pressure increases are followed by one or more sharp drops along the circumference. In addition, often. separate basic processing channels with very no pressure properties, such as high pressure, placed adjacent to or between units with completely different pressure properties, such as low pressure.

In de meeste gevallen is het wenselijk een doelmatige afdichting voor sommige of alle van de afzonderlijke basiskanalen van een meerkanalige verwerkingsma-40 chine te verschaffen, ten einde ongewenste lekkage van mate- 7908642 ƒ -3- ♦ raal uit ten minste sommige van de kanalen te verhinderen.In most instances, it is desirable to provide an effective seal for some or all of the individual base channels of a multi-channel processor, in order to prevent unwanted leakage of material from at least some of the channels. obstruct.

De ongewenste lekkage kan bijvoorbeeld uitwendige lekkage uit êén of beide eindkanalen van een meerkanalige verwerkings-machine zijn. Ook kan ongewenste lekkage inwendig tussen aan-5 grenzende afzonderlijke verwerkingskanalen optreden. In alle gevallen echter treedt de betreffende lekkage op aan een speling, die nodig is tussen het omtreks- of bovenvlak van de roteerbare cylindrische kanaal'wand en het stilstaande inwendige coaxiale ringvormige oppervlak in het bijzonder in .die 10 delen van het kanaal, waar hoge drukken worden opgewekt.The undesired leakage may, for example, be external leakage from one or both end channels of a multi-channel processing machine. Undesirable leakage can also occur internally between adjacent separate processing channels. In all cases, however, the leakage in question occurs at a clearance required between the circumferential or top surface of the rotatable cylindrical channel wall and the stationary internal coaxial annular surface, especially in those parts of the channel where high pressures are generated.

Uitwendige en inwendige lekkageproblemen zijn bijzonder ingewikkeld in uit meerdere eenheden bestaande roterende verwerkingsmachines tengevolge van de radiale verschil drukken, die gewoonlijk optreden langs de omtrek van de 15 kanalen. In het algemeen is bij voorbeeld de druk aan de inlaat van een kanaal gering, terwijl de druk aan het 'deel met het materiaal verzameleindwandoppervlak uiterst hoog kan zijn. Het verschil in radiale drukken kan groot genoeg zijn om een uitbuiging van de rotor of as te veroorzaken, waar-20 door een ongewenste dwang wordt uitgëoefend op de toleranties, die beschikbaar zijn voor de verèiste speling tussen het bovenvlak van de roteerbare cylindrische kanaalwand en het stilstaande inwendige coaxiale ringvormige oppervlak.External and internal leakage problems are particularly complicated in multi-unit rotary processing machines due to the radial differential pressures usually occurring along the circumference of the 15 channels. In general, for example, the pressure at the inlet of a channel is low, while the pressure at the part with the material-collecting end wall surface can be extremely high. The difference in radial pressures can be large enough to cause a deflection of the rotor or shaft, thereby applying an unwanted force to the tolerances available for the required clearance between the top surface of the rotatable cylindrical channel wall and the stationary internal coaxial annular surface.

De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking 25 op het lekkageprobleem in roterende verwerkingsmachines en verschaft verbeterde roterende verwerkingsmachines met af-dichtingsorganen, die op doelmatige wijze lekkage kunnen verminderen of verhinderen bij hoge of lage drukken tussen althans nagenoeg coaxiale oppervlakken, die ten opzichte van 30 elkaar bewegen.The present invention also relates to the leakage problem in rotary processing machines and provides improved rotary processing machines with sealing members, which can efficiently reduce or prevent leakage at high or low pressures between at least substantially coaxial surfaces moving relative to each other .

De onderhavige uitvinding verschaft een afdichting met lage wrijving, welke afdichting de lekkage van materiaal tussen relatief bewegende complémentaire oppervlakken regelt. De afdichting volgens de uitvinding is bijzonder ge-35 schikt voor het regelen van vloeistoflekkage tussen het betrekkelijk nauwe omtreksdeel aangrenzend aan een roteerbaar kanaal in een rotor en het stilstaande coaxiale ringvormige oppervlak, dat het kanaal sluit en waarin de speling tussen de oppervlakken slechts een dunne film van vloeibaar mate-40 riaal laat binnentreden. Een afdichting is verschaft, die op 7908642 * -4- doelmatige wijze lekkage vermindert of verhindert'van deze dunne film van vloeibaar materiaal tussen twee oppervlakken aan of bij de speling, welke oppervlakken ten opzichte van elkaar bewegen. Essentieel is, dat deze afdichting is gevormd door 5 een aantal bij voorkeur evenwijdige, schroeflijnvormige of schuine afdichtingskanalen, die zijn aangebracht op één van de relatief bewegende oppervlakken, zodat de vloeistof, die in de speling beweegt tijdens de relatieve beweging kan binnendringen in de afdichtingskanalen. De werkzame breedte van het oppervlak 10 dat de schroeflijnvormige kanalen draagt en het aantal en de hoek van de schroeflijnvormige kanalen op het oppervlak en de afmetingen of geometrie van de schroeflijnvormige kanalen zijn zo gekozen, dat de relatieve beweging tussen het oppervlak dat de schroeflijnvormige kanalen draagt en het andere opper-15 vlak een doelmatige pompwerking verschaft, die de stroming van vloeibaar materiaal door de speling tegengaat en weerstaat om daardoor de lengte van de doordringing van de vloeistof in het kanaal te regelen.The present invention provides a low friction seal which controls the leakage of material between relatively moving complementary surfaces. The seal of the invention is particularly suitable for controlling fluid leakage between the relatively narrow peripheral portion adjacent to a rotatable channel in a rotor and the stationary coaxial annular surface, which closes the channel and in which the clearance between the surfaces is only a thin allow film of liquid material to enter. A seal is provided which effectively reduces or prevents leakage of this thin film of liquid material between two surfaces at or near the clearance, which surfaces move relative to each other. It is essential that this seal is formed by a number of preferably parallel, helical or oblique sealing channels, which are arranged on one of the relatively moving surfaces, so that the liquid moving in the play during the relative movement can penetrate into the sealing channels . The effective width of the surface 10 carrying the helical channels and the number and angle of the helical channels on the surface and the dimensions or geometry of the helical channels are chosen such that the relative movement between the surface carrying the helical channels and the other surface provides an effective pumping action that inhibits and resists the flow of liquid material through the clearance to thereby control the length of liquid penetration into the channel.

De uitvinding en in het bijzonder de bij voor-20 keur toegepaste uitvoeringsvorm daarvan verschaffen afdichtingen, die het vermogensverlies verminderen aan de afdichting tussen de relatief bewegende oppervlakken en op doelmatige wijze uitwendige lekkage van materiaal kunnen verminderen of verhinderen uit eindkanalen van roterende verwerkingsmachines 25 of inwendige lekkage van materiaal uit één kanaal van de verwerk ingsma chine naar een ander.The invention, and in particular its preferred embodiment, provide seals which reduce the power loss to the seal between the relatively moving surfaces and can effectively reduce or prevent external leakage of material from end channels of rotary processing machines or internal leakage of material from one channel from the processing machine to another.

Fig. 1 is een zijaanzicht met weggebroken gedeelte en toont een rotor met een kanaal en een ringvormig coaxiaal oppervlak, dat afzonderlijke basisverwerkingseenhe-30 den van een uit meerdere eenheden bestaande roterende verwer-kingsmachine vormt.Fig. 1 is a side view with the portion broken away showing a rotor with a channel and an annular coaxial surface, which forms separate basic processing units of a multi-unit rotary processing machine.

Fig. 2 is een deel van fig. 1 op grotere schaal en toont het verband tussen twee oppervlakken, die een dynamische afdichting volgens de uitvinding vormen.Fig. 2 is part of FIG. 1 on a larger scale and shows the relationship between two surfaces forming a dynamic seal according to the invention.

35 Fig. 3 is een schematische afbeelding en toont verdere verbanden tussen oppervlakken, die een dynamische afdichting volgens de uitvinding vormen.FIG. 3 is a schematic view showing further relationships between surfaces that form a dynamic seal according to the invention.

Fig. 4 is een schematische afbeelding van het cylindrische omtreksdeel van één van de in fig. 2 en 3 40. afgebeelde oppervlakken, Neergeslagen in een vlak en met een 7908642 -5- ' ' c- aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen.Fig. 4 is a schematic view of the cylindrical circumferential portion of one of the surfaces shown in FIGS. 2 and 3, deposited in a plane and having a 7908642 -5 "c-number of helical sealing channels.

Fig. 5 is een grafische voorstelling van het drukprofiel, dat zich ontwikkelt langs de omtrek van een typisch basisverwerkingskanaal van een uit meerdere eenhe-5 den bestaande roterende verwerkingsmachine van fig. 1.Fig. 5 is a graphical representation of the pressure profile developing along the periphery of a typical base processing channel of a multi-unit rotary processing machine of FIG. 1.

Fig. 6 is een grafische afbeelding van de berekende lengte van doordringing van vloeistof in schroeflijnvormige afdichtingskanalen voor het drukprofiel van fig. 5.Fig. 6 is a graphical representation of the calculated length of liquid permeation into helical sealing channels for the pressure profile of FIG. 5.

Fig. 7 is een zijaanzicht, gedeeltelijk in 10 doorsnede van een eindkanaalwand van een roterende verwerkingsmachine met meerdere kanalen en toont het verband tussen een stilstaande schraper en een roterend oppervlak, dat een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt.Fig. 7 is a partial cross-sectional side view of an end channel wall of a multi-channel rotary processing machine showing the relationship between a stationary scraper and a rotating surface carrying a plurality of helical sealing channels.

Fig. 7a is een bovenaanzicht van de eindkanaal-15 wand en de schraper van fig. 7.Fig. 7a is a top view of the end channel-15 wall and the scraper of FIG. 7.

Fig. 7b is een doorsnede van de eindkanaalwand en de schraper volgens de lijn 7b-7b van fig. 7a.Fig. 7b is a cross-sectional view of the end channel wall and scraper taken along line 7b-7b of FIG. 7a.

Fig. 8 is een zijaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede van binnenwanden voor aangrenzende kanalen van een 20 roterende verwerkingsmachine met meerdere eenheden en toont het verband van een stilstaande schraper en een roterend oppervlak, dat een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt.Fig. 8 is a partial cross-sectional side view of inner walls for adjacent channels of a multi-unit rotary processing machine showing the relationship of a stationary scraper and a rotating surface carrying a plurality of helical sealing channels.

Fig. 8a is een bovenaanzicht van de kanaalwand 25 en de schraper van fig. 8.Fig. 8a is a top view of the channel wall 25 and the scraper of FIG. 8.

Fig. 8b is een doorsnede van de kanaalwand en de schraper van fig. 8 volgens de lijn 8b-8b van fig. 8a.Fig. 8b is a sectional view of the channel wall and scraper of FIG. 8 taken along line 8b-8b of FIG. 8a.

Fig. 9 is evenals fig. 5 een grafische voorstelling van het drukprofiel, dat zich ontwikkelt langs de omtrek 30 van een typisch basisverwerkingskanaal van een roterende verwerkingsmachine met meerdere eenheden van fig. 1.Fig. 9, like FIG. 5, is a graphical representation of the pressure profile developing along the periphery of a typical base processing channel of a multi-unit rotary processing machine of FIG. 1.

Fig. 10 is een grafische voorstelling van de berekende lengte van doordringing van vloeistof in schroeflij nvormi ge afdichtingskanalen voor het drukprofiel van fig.Fig. 10 is a graphical representation of the calculated liquid permeation length in helical sealing channels for the pressure profile of FIG.

35 9 en toont het effect op de lengte van doordringing van vloeistof door periodiek vloeistof te schrapen van oppervlakken, die de dynamische afdichting volgens de uitvinding vormen.9 shows the effect on liquid penetration length by periodically scraping liquid from surfaces that form the dynamic seal of the invention.

Fig. 11 is een doorsnede van een kanaal en 40 toont een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.Fig. 11 is a sectional view of a channel and 40 shows another embodiment of the invention.

7908642 * * \ - -ζ-7908642 * * \ - -ζ-

Fig. 11a is een eindaanzicht van êën van de oppervlakken, die de dynamische afdichting van de andere uitvoering van fig. 11 toont.Fig. 11a is an end view of one of the surfaces showing the dynamic seal of the other embodiment of FIG. 11.

Fig. 11b is een bovenaanzicht, gedeeltelijk in 5 doorsnede, van de dynamische afdichting van fig. 11 en toont 4 het verband van een stilstaande schraper en een roterend oppervlak, dat een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt.Fig. 11b is a top view, partially in section, of the dynamic seal of FIG. 11, showing the relationship of a stationary scraper and a rotating surface bearing a plurality of helical sealing channels.

Fig. 12 is een soortgelijke afbeelding van 10 fig. 11 en toont weer een andere uitvoering van de uitvinding.Fig. 12 is a similar view of FIG. 11 showing yet another embodiment of the invention.

Fig. 12a is een eindaanzicht van één van de oppervlakken, die de dynamische afdichting van de andere uitvoering van fig. 12 vormen.Fig. 12a is an end view of one of the surfaces forming the dynamic seal of the other embodiment of FIG. 12.

Fig. 12b is een bovenaanzicht van de in fig. 12 15 afgeheelde onderdelen en toont het verband van een schraper met een stilstaand oppervlak, dat een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt.Fig. 12b is a plan view of the parts shown in FIG. 12 showing the relationship of a stationary surface scraper carrying a plurality of helical sealing channels.

Fig. 13 is een gedeeltelijke doorsnede op grotere schaal en toont een andere uitvoering van de uitvinding. 20 Fig. 14 en 14a komen overeen met fig. 3 en 4 en tonen een andere uitvoering van de uitvinding.Fig. 13 is an enlarged partial sectional view showing another embodiment of the invention. FIG. 14 and 14a correspond to Figures 3 and 4 and show another embodiment of the invention.

Fig. 15 en 15a komen overeen met fig. 3 en 4 en tonen een andere uitvoering van de uitvinding.Fig. 15 and 15a correspond to Figures 3 and 4 and show another embodiment of the invention.

Fig. 16 en 17 zijn gedeeltelijke doorsneden 25 op grotere schaal en tonen elk een andere uitvoering van de uitvinding.Fig. 16 and 17 are partial sectional views on an enlarged scale, each showing a different embodiment of the invention.

Fig. 18, 19 en 20 zijn grafische voorstellingen van de doordringingslengte van vloeistof in een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen onder invloed van ver-30 schillende omstandigheden zoals het aantal en de hoek van de schroeflijnvormige afdichtingskanalen en de rotatiesnelheid van het oppervlak, dat de afdichtingskanalen draagt.Fig. 18, 19 and 20 are graphs of the permeation length of liquid in a number of helical sealing channels under the influence of various conditions such as the number and angle of the helical sealing channels and the rotational speed of the surface carrying the sealing channels.

De uitvinding zal worden beschreven in verband met zijn toepassing in een roterende verwerkingsmachine met 35 meerdere kanalen. Opgemerkt wordt, dat de beschreven dynamische afdichtingen nuttig zijn in andere toepassingen, waar een afdichting nodig is tussen oppervlakken, die ten opzichte van elkaar roteren.The invention will be described in connection with its application in a multi-channel rotary processing machine. It should be noted that the described dynamic seals are useful in other applications where sealing is required between surfaces rotating relative to each other.

De roterende verwerkingsmachine (zie fig. 1) 40 omvat een roteerbaar element met een rotor 10, die roteerbaar 79 £3.5 4 2 -7- is gemonteerd in een huis 12 met een cylindrisch binnenvlak 14, waarbij, de rotor is ondersteund op een aandrijfas 16, die is gelegerd in eindwanden 18 van het huis 12. De rotor 10 heeft een aantal kanalen 20, die elk zijn voorzien van tegen-5 overliggende zijwanden 24, die vast ten opzichte van elkaar zijn, en bovenoppervlakdelen 26, die coaxiaal zijn met en dichtbij maar op een afstand van het stilstaande binnenvlak 14 van het huis 12 aan elke zijde van het kanaal 20 liggen. Het roteerbare kanaal 20 en het stilstaande binnenvlak 14 10 van het huis 12 vormen een basisverwerkingskanaal waaraan materiaal wordt toegevoerd voor verwerking door een inlaat-opening 28. De beweging van het kanaal sleept het materiaal in contact met de kanaalwanden 24 mee naar een onderdeel, dat een materiaalverzameleindwandoppervlak (niet afgebeeld) 15 vormt. Het verzamelde verwerkte materiaal wordt afgevoerd door een uitlaatopening 29. in het huis 12. Een druk wordt opgewekt door het meeslepen van het kanaal op de kanaalwanden 24 naar het materiaalverzameleindwandoppervlak zodat het kanaal een zone van in de rotatie-richting toenemende 20 hoge druk wordt.The rotary processing machine (see fig. 1) 40 comprises a rotatable element with a rotor 10, which is rotatably mounted in a housing 12 with a cylindrical inner surface 14, the rotor being supported on a drive shaft 16, which is mounted in end walls 18 of the housing 12. The rotor 10 has a plurality of channels 20, each of which has opposed side walls 24, which are fixed relative to each other, and top surface portions 26, which are coaxial with and close but at a distance from the stationary inner surface 14 of the housing 12 on either side of the channel 20. The rotatable channel 20 and the stationary inner surface 14 10 of the housing 12 form a basic processing channel to which material is fed for processing through an inlet opening 28. The movement of the channel drags the material in contact with the channel walls 24 to a part, which forms a material collection end wall surface (not shown). The collected processed material is discharged through an outlet opening 29. in the housing 12. A pressure is generated by dragging the channel on the channel walls 24 into the material collection end wall surface so that the channel becomes a zone of increasing pressure in the direction of rotation.

Zoals in fig. 1 is' afgebeeld, is er een nauwe speling 50 tussen het bovenvlak 26 en het stilstaande binnenvlak 14 van het huis 12. Op ideale wijze zou de speling 50 ongeveer 10 mils (2,5 mm) of kleiner moeten zijn en 25 bij voorkeur moeten liggen tussen ongeveer 3-5 mils (0,75- 1,5 mm). In het algemeen moet de speling 50 althans nagenoeg constant zijn om de omtrek van het kanaal. Het handhaven van een dergelijk kleine,constante speling kan echter worden bemoeilijkt door de verschillende radiale drukken, die worden 30 opgewekt langs de omtrek van het kanaal. Deze onbalans van radiale druk kan voldoende zijn om de as of rotor te doen uitbuigen vanuit een hoge-drukzone naar een lage-drukzone.As shown in Fig. 1, there is a narrow clearance 50 between the top surface 26 and the stationary inner surface 14 of the housing 12. Ideally, the clearance 50 should be about 10 mils (2.5 mm) or less, and 25 should preferably be between about 3-5 mils (0.75-1.5 mm). Generally, the clearance 50 should be substantially constant about the circumference of the channel. However, maintaining such a small, constant clearance can be complicated by the different radial pressures generated along the circumference of the channel. This radial pressure imbalance may be sufficient to cause the shaft or rotor to deflect from a high pressure zone to a low pressure zone.

Elke uitbuiging kan natuurlijk het handhaven van de gewenste nauwe constante speling beïnvloeden omdat een aanvullende spe-35 ling moet worden verschaft als compensatie voor de uitbuiging. Stromingsrichteenheden kunnen zijn aangebracht in radiale tegenovergestelde ligging, zodat de radiale drukken, die in éën deel van een verwerkingskanaal of groep van verwerkingskanalen worden opgewekt, worden gebalanceerd door radiale drukken, 40 die in een ander deel worden opgewekt. Hoewel de regeling van 7908842 4 * -8- de asuitbuiging lekkage kan verminderen is het soms gewenst een hulpafdichting of aanvullende afdichting te verschaffen om de lekkage zoveel mogelijk te verminderen. De uitvinding verschaft een nieuw afdichtingsmiddel voor het regelen van 5 lekkage tussen oppervlakken, die ten opzichte van elkaar bewegen bij of aan de speling 50.Any deflection can, of course, affect the maintenance of the desired narrow constant clearance because an additional clearance must be provided to compensate for the deflection. Flow direction units may be arranged in radial opposite position so that the radial pressures generated in one part of a processing channel or group of processing channels are balanced by radial pressures generated in another part. While controlling 7908842 4 * -8- shaft deflection can reduce leakage, it is sometimes desirable to provide an auxiliary seal or additional seal to reduce leakage as much as possible. The invention provides a new sealant for controlling leakage between surfaces moving relative to or at the clearance 50.

Een uitvoeringsvorm van de dynamische afdichting van de uitvinding is afgebeeld in fig. 2, 3 en 4, waar een aantal schuine, bij voorkeur evenwijdige, nauwe, afdich-10 tingskanalen 27 zijn gevormd in en/of worden gedragen door het oppervlak 26 tussen de kanaalzijwanden 24 voor het verschaffen van een dynamische afdichting tussen het oppervlak 26 en het stilstaande coaxiale oppervlak 14 van het huis 12. Zoals is afgebeeld zijn de schuine afdichtingskanalen 27 15 bij voorkeur gesneden in het oppervlak 26 en bewegen ze ten opzichte van het gladde oppervlak 14 van het huis 12. De belangrijkste verbanden tussen de verschillende ontwerp-parameters van de dynamische afdichting van de uitvinding zijn gegeven in fig. 3 en 4 en naar deze figuren wordt ver-20 wezen in verband met de volgende beschrijving en verklaring van de dynamische afdichtingen van de uitvinding.An embodiment of the dynamic seal of the invention is shown in Figures 2, 3 and 4, where a plurality of oblique, preferably parallel, narrow, sealing channels 27 are formed in and / or supported by the surface 26 between the channel sidewalls 24 for providing a dynamic seal between the surface 26 and the stationary coaxial surface 14 of the housing 12. As shown, the oblique sealing channels 27 15 are preferably cut into the surface 26 and move relative to the smooth surface 14 of the housing 12. The main relationships between the different design parameters of the dynamic seal of the invention are given in Figures 3 and 4 and these figures are referred to in connection with the following description and explanation of the dynamic seals of the invention.

Zoals is vermeld is essentieel dat de bovenbeschreven dynamische afdichting wordt verkregen, doordat ëën of twee relatief bewegende oppervlakken bij of aan de spe-25 ling 50 zijn voorzien van een aantal schuine, bij voorkeur evenwijdige afdichtingskanalen. In feite fungeert elk schuin afdichtingskanaal als een segment van een extrusieschroefgang waarbij het stilstaande coaxiale oppervlak 14 werkt als een cylinder voor het aantal afdichtingskanalen (of aantal extru-30 sieschroefgangsegmenten). De netto stroming g van vloeistof over de breedte (/>) van oppervlak 26 kan dus worden bepaald met gebruikmaking van dezelfde analyse die van toepassing is op een extrusleschroef. De netto stroming is dus het verschil tassSnde meesleepstroming in ëën richting en de drukstroming 35 in de tegenovergestelde richting of q = - qp (vergelijking A) waarin qQ = de theoretische meesleepstroming, qp = de theoretische drukstroming. Voor illustratiedoeleinden is de dynamische afdichting van fig. 2-4 grafisch afgebeeld in fig. 4 werkend tegen een constante druk en de totale netto stroming 40 q = 0 onder evenwichtsomstandigheden of qn= qp. De meesleep- 7908642 -9- ' ' stroming qD is alleen een functie van de afdichtingskanaalgeo-metrie en de werksnelheid. Echter is de drukstroming qp voor een gegeven druk omgekeerd evenredig met de lengte van doordringing van vloeistof in het kanaal, dus met de lengte van 5 het kanaal, die is gevuld met vloeistof. Onder omstandigheden, zoals in fig. 3 en 4 is afgeheeld, zal daarom evenwicht worden bereikt, zodra als de vloeistof is doorgedrongen in de afdich-tingskanalen tot een lengte, die de drukstroming (die tracht de vloeistof in het kanaal te bewegen) vermindert tot een waar-10 de, die gelijk is aan de meesleepstroming. Als deze doordrin-gingslengte gemeten in de axiale richting kleiner is dan de lengte van het afdichtingskanaal 27, zal geen vloeistof lekken over de breedte ('*]/) van het oppervlak 26, dat het schroeflijnvormige afdichtingskanaal draagt.As mentioned, it is essential that the above-described dynamic seal is obtained in that one or two relatively moving surfaces at or on the clearance 50 are provided with a number of oblique, preferably parallel sealing channels. In fact, each oblique sealing channel acts as a segment of an extrusion screw, with the stationary coaxial surface 14 acting as a cylinder for the number of sealing channels (or number of extrusion screw segments). Thus, the net flow g of liquid across the width (>) of surface 26 can be determined using the same analysis applicable to an extrusion screw. The net flow is thus the difference between the rushed flow in one direction and the pressure flow 35 in the opposite direction or q = - qp (equation A) where qQ = the theoretical drag flow, qp = the theoretical pressure flow. For illustrative purposes, the dynamic seal of Figures 2-4 is graphically depicted in Figure 4 operating at constant pressure and the total net flow 40 q = 0 under equilibrium conditions or qn = qp. The drag 7908642 -9- '' flow qD is only a function of the seal channel geometry and the operating speed. However, the pressure flow qp for a given pressure is inversely proportional to the length of liquid penetration into the channel, i.e. the length of the channel, which is filled with liquid. Under conditions such as shown in Figures 3 and 4, equilibrium will therefore be reached as soon as the liquid has penetrated into the sealing channels to a length that reduces the pressure flow (which attempts to move the liquid into the channel) to a value equal to the rush current. If this penetration length measured in the axial direction is less than the length of the sealing channel 27, no liquid will leak across the width (* * / /) of the surface 26 carrying the helical sealing channel.

15 De dynamische afdichting van de uitvinding werkt echter niet onder omstandigheden van constante druk, zoals is besproken in verband met fig. 4. In plaats daarvan toont fig. 5 een typisch drukprofiel, dat zich ontwikkelt langs de omtrek van een kanaal van een roterende verwerkingsmachine. Na 20 een periode van betrekkelijk lage druk stijgt de druk in het kanaal geleidelijk, bereikt een maximumwaarde aan het eind van het kanaal en daalt dan plotseling voorbij een hindernis zoals een kanaalblokkering terug naar het oorspronkelijke lage niveau. De dynamische afdichting van de uitvinding werkt daarom 25 gewoonlijk tegen variabele druk, die zich periodiek herhaalt tijdens elke omwenteling van de kanaalwanden 24. De lengte van doordringing van vloeistof in de schroeflijnvormige afdich-tingskanalen 27 voor het in fig. 5 afgeheelde drukprofiel is berekend met een geschikt dynamisch model en is afgebeeld in 30 fig. 6 tegenover het drukprofiel. Men kan zien, dat zodra de druk plotseling daalt, de lengte van doordringing van vloeistof in een afdichtingskanaal geleidelijk wordt verminderd tot een punt ruwweg tegenover het-begin van de drukstij- ging. Vandaar af aan neemt de lengte van doordringing -van de _ _ 35 vloeistof in een afdichtingskanaal weer toe. In het algemeen kan worden gezegd, dat de netto stroming q (vergelijking A) nooit evenwicht bereikt tijdens een omwenteling. Tengevolge van de tijd, die nodig is om de vloeistof af te voeren uit een dichtingskanaal wanneer de druk het laagst is of om dit 40 weer te vullen met de vloeistof wanneer de druk het grootst is, 7803642 -10- loopt de lengte van doordringing van vloeistof in een af-dichtingskanaal achter of voor op het drukprofiel. Bij voorbeeld, na de plotselinge drukdaling, die is aangegeven in fig. 5, is er slechts een geleidelijke vermindering in de 5 lengte van de doordringing van de vloeistof in een afdich-tingskanaal. Door echter de lengte van elk afdichtingskanaal lang genoeg te maken, zodat de lengte van doordringing van vloeistof nooit de lengte van het schroeflijnvormige afdichtingskanaal overschrijdt, kan geen ongewenste lekkage optre-10 den over de breedte .('[,· ) van een oppervlak, dat een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt.However, the dynamic seal of the invention does not operate under constant pressure conditions, as discussed in connection with Fig. 4. Instead, Fig. 5 shows a typical pressure profile developing along the circumference of a channel of a rotary processing machine . After a period of relatively low pressure, the pressure in the channel gradually increases, reaches a maximum value at the end of the channel, and then suddenly drops back past an obstacle such as a channel lock to the original low level. The dynamic seal of the invention therefore usually operates against variable pressure, which repeats periodically during each revolution of the channel walls 24. The length of penetration of liquid into the helical sealing channels 27 for the pressure profile enclosed in Figure 5 is calculated with a suitable dynamic model and is shown in fig. 6 opposite the pressure profile. It can be seen that as soon as the pressure drops suddenly, the length of liquid penetration into a sealing channel is gradually reduced to a point roughly opposite the onset of the pressure rise. Hence, the length of penetration of the liquid into a sealing channel increases again. In general, it can be said that the net flow q (equation A) never reaches equilibrium during one revolution. Due to the time it takes to drain the liquid from a sealing channel when the pressure is lowest or to refill it with the liquid when the pressure is greatest, 7803642 -10- the length of penetration of liquid in a sealing channel behind or on the front of the pressure profile. For example, after the sudden drop in pressure indicated in Figure 5, there is only a gradual decrease in the length of the penetration of the liquid into a sealing channel. However, by making the length of each sealing channel long enough so that the length of liquid penetration never exceeds the length of the helical sealing channel, no unwanted leakage can occur across the width ("[, ·]) of a surface, which carries a number of helical sealing channels.

De bij voorkeur toegepaste dynamische afdich- . tingen van de uitvinding zijn.,die, welke meergangig zijn en vele, bij voorkeur evenwijdige, schroeflijnvormige afdich-15 tingskanalen hebben met een betrekkelijk kleine schroeflijnhoek Q . De kleine schroeflijnhoek <9 is gewenst om afdich-tingskanalen te verkrijgen met minimale doordringingslengte voor een afdichtingskanaaldfagend oppervlak met een betrekkelijk nauwe breedte (^,). Schroeflijnhoeken © onder ongeveer 20 20° zijn speciaal geschikt voor de dynamische afdichtingen van de uitvinding.The preferred dynamic sealing. The inventions are those which are multilayered and have many, preferably parallel, helical sealing channels with a relatively small helical angle Q. The small helix angle <9 is desirable to obtain sealing channels with minimum penetration length for a sealing channel defining surface of a relatively narrow width (^). Helix angles © at approximately 20 ° are especially suitable for the dynamic seals of the invention.

Het aantal afdichtingskanalen,dat wordt toegepast om de dynamische afdichtingsorganen volgens de uitvinding te verkrijgen is belangrijk. Omdat de kanaalwand 24 25 een betrekkelijk grote buitendiameter OD heeft, is een meergangig afdichtingskanaaldragend oppervlak 26 bijzonder wenselijk, omdat de spoed L van het schroeflijnvormige afdichtingskanaal 27 groter is dan de breedte (van het af-dichtingsoppervlak (26). Een aantal bij voorkeur evenwijdige 30 schroeflijnvormige afdichtingskanalen wordt dus gevormd om een effectieve dynamische afdichting te verkrijgen. Er is ook een andere réden om een aantal schroeflijnvormige af- . dichtingskanalen te gebruiken. Voor een netto stroming (q= 0) moeten de drukstroming en de meesleepstroming gelijk zijn.The number of sealing channels used to obtain the dynamic sealing members of the invention is important. Since the channel wall 24 has a relatively large outer diameter OD, a multi-channel sealing channel bearing surface 26 is particularly desirable because the pitch L of the helical sealing channel 27 is greater than the width (of the sealing surface (26). A number of preferably parallel Thus, helical sealing channels are formed to obtain an effective dynamic sealing There is also another reason to use a number of helical sealing channels For a net flow (q = 0), the pressure flow and the entrainment flow must be equal.

35 Echter, als de verhouding van de afdichtingskanaaldiepte H (fig. 3) tot de afdichtingskanaalbreedte.W (fig. 4) toeneemt dus bij afnemende kanaalbreedte W neemt de drukstromings-waarde in vergelijking A sneller af dan de meesleepstromings-waarde. Verwijzend naar vergelijking A hierboven is het dui-40 delijk, dat onder deze omstandigheden, namelijk voor afnemen- ‘ 7908642 -11- de kanaalbreedte W de afdichting meer doelmatig wordt, hetgeen betekent, dat een netto stroming 0 kan worden verkregen bij kleinere doordringingslengten van vloeistof in het af-dichtingskanaal. Ook is duidelijk uit de vergelijking voor de 5 kanaalbreedte W (fig. 4) dat een toenemend aantal kanalen leidt tot een vermindering van de kanaalbreedte. Nauwe afdich-tingskanaalbreedten W zijn bijzonder wenselijk bij de toepassing van de uitvinding tengevolge van de radiale drukverschillen, die optreden om de omtrek van het kanaal. Door toepassing 10 van een aantal evenwijdige schroeflijnvormige afdichtingskana-len met nauwe breedte W worden de drukvariaties, die op elk afzonderlijk afdichtingskanaal op elk tijdstip werken, beperkt tot een kleine waarde en werkt elk kanaal onafhankelijk.However, as the ratio of the sealing channel depth H (FIG. 3) to the sealing channel width.W (FIG. 4) increases with decreasing channel width W, the pressure flow rate in comparison A decreases faster than the entrainment flow rate. Referring to Equation A above, it is evident that under these conditions, namely for channel width W, the sealing width W becomes more effective, which means that a net flow of 0 can be obtained at smaller permeation lengths of liquid in the sealing channel. It is also clear from the equation for the 5 channel width W (Fig. 4) that an increasing number of channels leads to a decrease in the channel width. Narrow sealing channel widths W are particularly desirable in the practice of the invention due to the radial pressure differences that occur around the circumference of the channel. By using a plurality of parallel narrow width helical sealing channels W, the pressure variations acting on each individual sealing channel at any time are limited to a small value and each channel operates independently.

Weer verwijzend naar fig. 6 geeft de afge-15 beelde grens van de doordringing van de vloeistof de zone aan, waarover de afdichtingskanalen 27 worden gevuld tijdens een volledige omwenteling van het oppervlak 26, dat de schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt. Deze zone komt ook overeen met de zone van het stilstaande coaxiale inwendige ringvormige 20 oppervlak 14, dat in aanraking komt met vloeistof. Dit contact van vloeistof met het oppervlak 26 , dat de schroef lijnvormige afdichtingskanalen draagt en met het coaxiale inwendige ringvormige oppervlak 14 veroorzaakt een afschuif werking, die de . wenselijke meesleepstroming verschaft, die de afstand van 25 doordringing van vloeistof in de afdichtingskanalen beperkt. Deze afschuif werking verschaft echter ook een onwenselijk vermogens ver lies aan de afdichting tengevolge van dissipatie van energie in warmte. Volgens een met bijzondere voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding kan het vermogens-30 verlies aan de nieuwe dynamische afdichting aanzienlijk worden verminderd door het vloeistofcontact tussen de oppervlakken, die de dynamische afdichting vormen te verbreken tijdens een déél van elke omwenteling van ëën van de oppervlakken, die de dynamische afdichting vormen. Deze uitvoering is afge-35 beeld in fig. 7, 7a, 7b, in fig. 8, 8a, 8b en in fig. 9 en 10.Referring again to FIG. 6, the depicted liquid permeation limit indicates the zone over which the sealing channels 27 are filled during a full revolution of the surface 26 carrying the helical sealing channels. This zone also corresponds to the zone of the stationary coaxial internal annular surface 14 that comes into contact with liquid. This contact of liquid with the surface 26, which carries the screw linear sealing channels and with the coaxial internal annular surface 14, causes a shearing action. provides desirable entrainment flow that limits the distance of liquid permeation into the sealing channels. However, this shearing action also provides an undesirable power loss to the seal due to dissipation of energy in heat. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the power loss to the new dynamic seal can be significantly reduced by breaking the fluid contact between the surfaces, which form the dynamic seal, during one part of one revolution of the surfaces, that form the dynamic seal. This embodiment is shown in Figures 7, 7a, 7b, in Figures 8, 8a, 8b, and in Figures 9 and 10.

Zoals in fig. 7, 7a en 7b is afgebeeld, is een schraper 30 geplaatst aan de inlaatzijde van een kanaal-blokkering 19 (fig. 7a) om vloeistof te schrapen van het schroeflijnvormige afdichtingskanaaldraagoppervlak 26, dat 40 een dynamische afdichting vormt teneinde ongewenste uitwendige 7808342 -12- lekkage uit het eindkanaal van een roterende verwerkingsmachi-ne te verhinderen. De schraapspeling tussen de schraper 30 en omtreksdelen 26 van de schroeflijnvormige afdichtingskanalen 27 moet nauw zijn. Bij voorkeur moet de schraapspeling nauw 5 genoeg zijn voor het afschrapen van de meeste vloeistof, die in aanraking komt met het schroeflijnvormige afdichtingskanaal-oppervlak 26 en het stilstaande inwendige coaxiale ringvormige oppervlak 14. Na het schrapen wordt dus het vloeistofcontact tussen het oppervlak 26 dat de schroeflijnvormige afdichtings-10 kanalen 27 draagt en het oppervlak 14 verbroken en blijven de afdichtingskanalen 27 gevuld met vloeistof in dezelfde mate als waartoe ze waren gevuld voor het schrapen. Het vermogens-verlies door dissipatie van energie aan de dynamische afdichting is daardoor verminderd na het schrapen en stijgt niet 15 weer totdat voldoende vloeistof is gepompt in het schroeflijnvormige afdichtingskanaal om weer een vloeistofcontact te bewerkstelligen tussen de coaxiale ringvormige oppervlakken van de dynamische afdichting.As shown in Figs. 7, 7a and 7b, a scraper 30 is placed on the inlet side of a channel blocking 19 (Fig. 7a) to scrape liquid from the helical sealing channel bearing surface 26, which forms a dynamic seal to prevent unwanted exterior 7808342 -12- prevent leakage from the end channel of a rotary processing machine. The scraping clearance between the scraper 30 and peripheral parts 26 of the helical sealing channels 27 must be tight. Preferably, the scraping clearance should be tight enough to scrape most of the liquid that contacts the helical sealing channel surface 26 and the stationary internal coaxial annular surface 14. Thus, after the scraping, the liquid contact between the surface 26 becomes helical sealing channels 27 and the surface 14 is broken and the sealing channels 27 remain filled with liquid to the same extent as they were filled before scraping. The power loss by dissipation of energy to the dynamic seal is thereby reduced after scraping and does not rise again until sufficient liquid has been pumped into the helical seal channel to again establish liquid contact between the coaxial annular surfaces of the dynamic seal.

De vloeistof, die wordt afgeschraapt van 20 het oppervlak, dat het schroeflijnvormige afdichtingskanaal draagt, wordt afgevoerd aan de inlaat bij lage drukken.The liquid, which is scraped from the surface carrying the helical sealing channel, is discharged at the inlet at low pressures.

Fig. 8, 8a en 8b tonen een schraper 31, die samenwerkt 'met een .andere uitvoering van de dynamische afdichting van de uitvinding tussen de oppervlakken, die de speling 25 50 vormen. Zoals is afgebeeld, zijn twee stellen elkaar snijdende schroeflijnvormige afdichtingskanalen 27 en 27b aangebracht op het omtreksvlak 26 tussen de kanaalwanden 24 van aangrenzende verwerkingskanalen, waarbij de schroeflijnen van de afdichtingskanalen van elk stel tegengesteld aan elkaar 30 zijn. De schraper 31 is geplaatst aan de inlaatzijde van de kanaalblokkeringen 19 (fig.8a) en wordt in nauwschrapend verband gehouden met het oppervlak 26, dat de schroeflijnvormige afdichtingskanalen draagt om· het vloeistofcontact tussen -__ de oppervlakken, die de dynamische afdichting vormen te ver- 35 breken en om het afgeschraapte materiaal af te leveren aan de inlaat. ·Fig. 8, 8a and 8b show a scraper 31 which cooperates with another embodiment of the dynamic seal of the invention between the surfaces forming the clearance 50. As shown, two sets of intersecting helical sealing channels 27 and 27b are provided on the peripheral surface 26 between the channel walls 24 of adjacent processing channels, the helices of the sealing channels of each set being opposite to each other. The scraper 31 is positioned on the inlet side of the channel blocks 19 (Fig. 8a) and is closely related to the surface 26, which carries the helical sealing channels to prevent fluid contact between the surfaces forming the dynamic seal. - 35 and to deliver the scraped material to the inlet. ·

De voordelen van het verbreken van vloeistofcontact tussen oppervlakken van dynamische afdichtingen volgens de uitvinding worden verder geïllustreerd in de fig.The advantages of breaking fluid contact between surfaces of dynamic seals according to the invention are further illustrated in FIG.

40 9 en 10. Fig. 9 (zoals fig. 5) illustreert een typisch druk- 7908642 -13- prof iel, dat zich ontwikkelt langs de omtrek van een kanaal van een roterende verwerkingsmachine. De berekende lengte van doordringing van vloeistof in de schroeflij'nvormige afdich-tingskanalen voor het drukprofiel van fig. 9 maar met een 5 schraper, die samenwerkt met het oppervlak/ dat het schroeflij nvormige afdichtingskanaal draagt zoals hiervoor is geïllustreerd en beschreven, is afgeheeld in fig. 10. Zoals daar is afgeheeld, wordt het schrapen gedaan aan de inlaat of aan of bij de lagedrukzone van het kanaal. Het schrapen verbreekt 10 het vloeistofcontact tussen de oppervlakken van de dynamische afdichting/ maar laat de schroeflijnvormige afdichtingskana-len tot enig niveau gevuld met vloeistof. Omdat de laag, die vloeistofcontact verschaft tussen de oppervlakken van een dynamische afdichting is verwijderd/ is het vermogensverlies ver-15 minderd en treedt zeer geringe doordringing van vloeistof op in de zone, die zich uitstrekt vanaf de achterzijde van de schraper 30 of 31 tot ongeveer 13 op de schaal van fig. 10. Zodra echter de druk begint toe te nemen, volgt de lengte van de vloeistofdoordringing onmiddellijk en zeer dicht het druk-20 profiel, waarbij de maximumdoordringing ook tamelijk dicht bij de maximumdruk optreedt. Een vergelijking van fig. 10 met fig.40 9 and 10. FIG. 9 (as FIG. 5) illustrates a typical pressure profile, which develops along the circumference of a channel of a rotary processing machine. The calculated length of liquid penetration into the helical sealing channels for the pressure profile of Fig. 9 but with a scraper cooperating with the surface / carrying the helical sealing channel as illustrated and described above is offset in Fig. 10. As is resolved there, the scraping is done at the inlet or at or near the low pressure zone of the channel. The scraping breaks the fluid contact between the surfaces of the dynamic seal, but leaves the helical sealing channels filled to some level with fluid. Since the layer providing fluid contact between the surfaces of a dynamic seal has been removed, power loss has been reduced and very little fluid penetration occurs in the zone extending from the rear of the scraper 30 or 31 to approximately 13 on the scale of FIG. 10. However, as soon as the pressure begins to increase, the length of the liquid penetration immediately and very closely follows the pressure profile, with the maximum penetration also occurring fairly close to the maximum pressure. A comparison of fig. 10 with fig.

5 toont, dat de zone van maximum vloeistofdoordringing van fig. 10 aanzienlijk kleiner is dan de maximum vloeistofdoor-dringingszone van fig. 5. Een schraper zorgt dus voor minder 25 vermogensverlies zonder de doelmatigheid van de dynamische afdichting te beïnvloeden.5 shows that the maximum liquid penetration zone of FIG. 10 is considerably smaller than the maximum liquid penetration zone of FIG. 5. Thus, a scraper provides less power loss without affecting the efficiency of the dynamic seal.

In de tot dusver beschreven uitvoeringen van de uitvinding werden de dynamische afdichtingen verkregen tussen de oppervlakken, die de speling 50 bepalen (fig. 2 en 30 31. Dynamische afdichtingen binnen het kader van dè uitvinding kunnen echter worden verkregen tussen andere oppervlakken, die bij inplaats van aan de speling 50 liggen. Fig. 11, 11a, 11b, 12, 12a en 12b illustreren deze andere uitvoeringsvormen van de uitvinding.In the embodiments of the invention described so far, the dynamic seals were obtained between the surfaces determining the clearance 50 (FIGS. 2 and 31). However, dynamic seals within the scope of the invention can be obtained between other surfaces, which instead from the clearance 50. Figures 11, 11a, 11b, 12, 12a and 12b illustrate these other embodiments of the invention.

35 Fig. 11 illustreert een dynamische afdichting, waarin een deel van het uitwendige oppervlak 32 van de rotor IQ is voorzien van een aantal schuine afdichtingskanalen 35, die zich uitstrekken langs het uitwendige oppervlak 32'. Het deel van het uitwendig oppervlak, dat het aantal afdichtings-40 kanalen 35 draagt, is afgebeeld als de breedte (^,) (fig. 11 7908642 14 en 11a). Het oppervlak 32, dat de afdichtingskanalen draagt beweegt in rotatie ten opzichte van het stilstaande oppervlak 33, dat op een afstand ligt van het afdichtingskanaal-dragende oppervlak met een vaste nauwe speling 51, die gelijk 5 kan zijn aan of groter of kleiner dan de speling 50, maar gewoonlijk ongeveer 10 mils (2,5 mm) is of minder. Het stilstaande oppervlak 33 is voorzien van een stilstaand ringvormig element 34, dat stevig is bevestigd aan het stilstaande inwendige oppervlak 14 van het huis 12. Fig. 11a is een aan-10 zicht van het uitwendige oppervlakvan de rotor 10 en toont een aantal spiraalvormige afdichtingskanalen 35 in de breedte (^)., die zich. uitstrekt om de buitenste omtrekszone van het uitwendige oppervlak 32. Hoewel de groeven zijn afgebeeld in fig. 1.1a in gebogen spiraalvorm, kunnen de groeven ook 15 recht zijn en schuin zijn aangebracht binnen het kader van de uitvinding. Fig. 11b is een bovenaanzicht en toont het verband tussen de oppervlakken 32 en 33, die de dynamische 'afdichting van fig, 11 vormen en een schraper 36. Zoals is afgebeeld is de schraper 36 bevestigd in een stilstaand ring-20 vormig onderdeel 34 en strekt zich buitenwaarts uit vanaf het oppervlak 33 om het vloeistofcontact tussen het oppervlak 33 en het oppervlak 32 te verbreken. De schraper 36 strekt zich ten minste over de breedte (\) uit en is geplaatst aan of bij de inlaat (niet afgebeeld) van het kanaal. Fig. 12,. 12a en 25 12b tonen een andere uitvoeringsvorm van de dynamische af dichting, die is verkregen tussen oppervlakken bij inplaats yan aan de speling 50.. In de af geheelde uitvoeringsvorm is een aantal schroeflijnvormige of schuine afdichtingskanalen 37 verschaft op een stilstaand oppervlak 38 van een ringvor-3a mig element 39, dat is bevestigd op het stilstaande inwendige oppervlak. 14 van het huis 12. De breedte (^) van het oppervlak. 38, dat de stilstaande kanalen draagt, ligt op een afstand van een deel van ^ejn uitwendig oppervlak 40 van de rotor 19 met een speling 51. Fig. 12a is een schematisch 35 zijaanzicht yan^etringvormige element 39 en toont het a,a,nt^^^tisï^ahtingffkanalen 37, dat is aangebracht in de breed-Jté (*μ van het oppervlak 38. Fig. 12b is een bovenaanzicht en toont het verband tussen oppervlakken, die de dynamische afdichting van fig. 12 vormen en een schraper 41. De schra-4Q per 41 is vast geplaatst in en wordt stevig vastgehouden door - 7908642 -15- het stilstaande ringvormige onderdeel 39 en strekt zich buitenwaarts uit van het oppervlak 38 om het vloeistofcontact tussen de oppervlakken 38 en 40 te verbreken. Zoals in fig.FIG. 11 illustrates a dynamic seal in which part of the outer surface 32 of the rotor IQ includes a plurality of oblique sealing channels 35 extending along the outer surface 32 '. The portion of the external surface carrying the number of sealing 40 channels 35 is shown as the width (,) (Fig. 11 7908642 14 and 11a). The surface 32, which carries the sealing channels, moves in rotation relative to the stationary surface 33, which is spaced from the sealing channel-bearing surface by a fixed narrow clearance 51, which may be equal to or greater or less than the clearance 50, but usually is about 10 mils (2.5 mm) or less. The stationary surface 33 includes a stationary annular element 34, which is firmly attached to the stationary interior surface 14 of the housing 12. FIG. 11a is a view of the outer surface of the rotor 10 and shows a number of spiral sealing channels 35 in width (1). extends around the outer peripheral zone of the outer surface 32. Although the grooves are shown in bent spiral form in Fig. 1.1a, the grooves may also be straight and slanted within the scope of the invention. Fig. 11b is a top view showing the relationship between the surfaces 32 and 33 which form the dynamic seal of FIG. 11 and a scraper 36. As shown, the scraper 36 is mounted in a stationary ring-20 shaped member 34 and extends outwardly from the surface 33 to break the fluid contact between the surface 33 and the surface 32. The scraper 36 extends at least across the width (\ ') and is placed at or near the inlet (not shown) of the channel. Fig. 12 ,. 12a and 12b show another embodiment of the dynamic seal obtained between surfaces when in place at the clearance 50 .. In the healed embodiment, a plurality of helical or oblique sealing channels 37 are provided on a stationary surface 38 of an annulus -3a mig element 39, which is mounted on the stationary internal surface. 14 of the housing 12. The width (^) of the surface. 38, which carries the stationary channels, is spaced from a portion of an outer surface 40 of the rotor 19 by a clearance 51. FIG. 12a is a schematic side view of the annular element 39 and shows the α, α, ^,, ^isis tisis ah kanffting 37 37 37 37 channels 37, which are arranged in the wide-angle (t μ of the surface 38). Fig. 12b is a top view and shows the relationship between surfaces forming the dynamic seal of Fig. 12 and a scraper 41. The scra-4Q per 41 is fixed in and held tightly by - 7908642-15- the stationary annular member 39 and extends outwardly of the surface 38 to break the fluid contact between the surfaces 38 and 40. As shown in FIG.

12a is afgebeeld, strekt de schraper 41 zich ten minste over 5 de breedte (^) uit en zoals in het geval van alle hiervoor beschreven schrapers is deze geplaatst aan of bij de inlaat (niet afgebeeld) of in een lagedrukzone van het kanaal.12a, the scraper 41 extends at least across the width (^) and as in the case of all the scrapers described above, it is placed at or near the inlet (not shown) or in a low pressure zone of the channel.

De in fig. 12/ 12a en 12b geïllustreerde dynamische afdichting verschilt iets van de hiervoor beschre-10 ven dynamische afdichtingen doordat het aantal afdichtings-kanalen werd gedragen door een roterend oppervlak. In de dynamische afdichting van fig. 12/ 12a, 12b wordt het aantal afdichtingskanalen gevormd in een stilstaand oppervlak. Zoals reeds is besproken zal de lengte van doordringing van vloei-15 stof in elk afdichtingskanaal, dat wordt gedragen door een cylindrisch roterend oppervlak geleidelijk variëren tijdens elke omwenteling tengevolge van de drukverschillen, die optreden langs de omtrek van het kanaal, zoals grafisch is geïllustreerd in fig. 5, 6, 9, 10. Deze variatie in lengte van 20 doordringing van de vloeistof in elke schroeflijnvormige afdichtingskamer treedt niet op tijdens elke omwenteling bij dynamische afdichting met een stilstaand oppervlak, dat het schroeflijnvormige afdichtingskanaal draagt. Omdat elk afdichtingskanaal steeds in een vaste stand om de omtrek van het 25 kanaal ligt, ziet elk schroeflijnvormige afdichtingskanaal steeds dezelfde druk tijdens elke omwenteling van de kanaal-wanden 24 van de rotor 10. De lengte van doordringing van vloeistof in elk stilstaand afdichtingskanaal zal verschillen, maar de maximum lengte van doordringing in elk gegeven 30 kanaal zal altijd, althans nagenoeg constant^ zijn zolang als een constante druk wordt uitgeoefend op dat afdichtingskanaal tijdens elke omwenteling van de rotor. Zolang als de lengte van doordringing van vloeistof in elk van de afdichtingskanalen op het stilstaande -Qopervlak weer m^et^jle'-d^ncp*————_ 35 te van het afdichtingskanaal overschrijdt^ zal-'echter geen ongewenste lekkage tussen de oppervlakken optreden.The dynamic seal illustrated in Figures 12 / 12a and 12b differs slightly from the above described dynamic seals in that the number of sealing channels was carried by a rotating surface. In the dynamic seal of Figs. 12 / 12a, 12b, the number of sealing channels is formed in a stationary surface. As already discussed, the length of liquid penetration into each sealing channel carried by a cylindrical rotating surface will vary gradually during each revolution due to the pressure differences occurring along the circumference of the channel, as illustrated graphically in 5, 6, 9, 10. This variation in length of penetration of the liquid in each helical seal chamber does not occur during each revolution of dynamic sealing with a stationary surface bearing the helical seal channel. Since each sealing channel is always in a fixed position about the circumference of the channel, each helical sealing channel always sees the same pressure during each revolution of the channel walls 24 of the rotor 10. The length of penetration of liquid in each stationary sealing channel will differ but the maximum penetration length in any given channel will always be, at least substantially constant, as long as a constant pressure is applied to that sealing channel during each revolution of the rotor. As long as the length of liquid penetration into each of the sealing channels on the stationary surface again exceeds 35 of the sealing channel, there will be no undesired leakage between the surfaces occur.

Fig. 13 illustreert een andere dynamisqhe---- afdichting volgens de uitvinding, die ook is gevormd tussen de cylindrische oppervlakken, die de spleet 50 vormen maar 40 die werkt op dezelfde manier als beschreven is voor de dyna- 7903642 -16- mi sche afdichting van fig. 12, 12a en 12b. Zoals in fig. 13 is afgebeeld, worden de schroeflijnvormige afdichtingskanalen 42 gevormd in het stilstaande inwendige oppervlak 14 van het huis 12, dat coaxiaal is met en op een afstand ligt van de topopper-Svlakdelen 26 van de rotor 10 met een speling 50. De lengte van doordringirig van vloeistof in elk schroeflijnvormig afdichtings-kanaal 42, dat wordt gedragen door het stilstaande binnenvlak 14 zal dus variëren. Maar zoals in de dynamische afdichting van fig. 12, 12a, 12b zal de maximumlengte van doordringing lOvan vloeistof in elk gegeven schroeflijnvormig kanaal 42 bij een vast drukpunt langs de roterende kanaalwand altijd althans nagenoeg constant zijn zolang als een constante druk wordt uitgeoefend in dat vaste punt. Zolang als de lengte van doordringing van vloeistof in een stilstaand schroeflijnvormig 15afdichtingskanaal 42 niet de lengte van het kanaal overschrijdt zal dus geen lekkage van vloeistof over de dynamische afdichting tussen de oppervlakken aan de speling 50 optreden.Fig. 13 illustrates another dynamic seal according to the invention, which is also formed between the cylindrical surfaces, which form the gap 50 but 40 which functions in the same manner as described for the dynamic seal of 7903642 -16- 12, 12a and 12b. As shown in Fig. 13, the helical sealing channels 42 are formed in the stationary inner surface 14 of the housing 12, which is coaxial with and spaced from the top surface portions 26 of the rotor 10 by a clearance 50. The Thus, the length of liquid penetration into each helical sealing channel 42 carried by the stationary inner surface 14 will vary. However, as in the dynamic seal of Figs. 12, 12a, 12b, the maximum length of liquid penetration 10 in any given helical channel 42 at a fixed pressure point along the rotating channel wall will always be at least substantially constant as long as a constant pressure is applied in that solid point. Thus, as long as the length of liquid penetration into a stationary helical sealing channel 42 does not exceed the length of the channel, no leakage of liquid across the dynamic seal between the surfaces at the clearance 50 will occur.

In de tot dusver gegeven beschrijving van de uitvinding wordt lekkage van vloeistof aan de speling die is 20gevormd door de twee coaxiale oppervlakken geregeld door een aantal schroeflijnvormige of schuine afdichtingskanalen, die worden gedragen door één van de oppervlakken. Bijzonderheden van de afdichtingskanalen, zoals het aantal, de geometrie, de afmetingen en de hoek worden zo gekozen, dat de lengte van 25de vloeistofdoordringing in elk afdichtingskanaal de lengte van dit afdichtingskanaal niet overschrijdt. Opgemerkt wordt echter, dat de belangrijkste functie van de dynamische afdichtingen van de uitvinding is weerstand te bieden tegen de mate van doordringing van vloeistof in het kanaal om daardoor 30de hoeveelheid vloeistoflekkage aan de speling te regelen.In the description of the invention heretofore, leakage of fluid to the clearance formed by the two coaxial surfaces is controlled by a number of helical or oblique sealing channels carried by one of the surfaces. Details of the sealing channels, such as the number, geometry, dimensions and angle, are chosen so that the length of the liquid penetration in each sealing channel does not exceed the length of this sealing channel. It should be noted, however, that the primary function of the dynamic seals of the invention is to resist the amount of fluid penetration into the channel thereby controlling the amount of fluid leakage at the backlash.

Een mate van deze regeling kan nog steeds worden bereikt, zelfs als de lengte van doordringing van vloeistoflekkage in het kanaal de lengte van het kanaal overschrijdt. Onder deze omstandigheden zal enige lekkage van de vloeistof aan de spe-35ling optreden, maar de schroeflijnvormige afdichtingskanalen zullen een regeling verschaffen over de hoeveelheid lekkage en de hoeveelheid zal kleiner zijn· dan het geval zou zijn zonder de afdichtingskanalen.A measure of this control can still be achieved even if the length of liquid leakage penetration into the channel exceeds the length of the channel. Under these conditions, some leakage of the liquid to the spout will occur, but the helical sealing channels will provide control over the amount of leakage and the amount will be less than would be the case without the sealing channels.

Fig. 14 14a, 15 en 15a illustreren uitvoeringen 40.van de uitvinding,, waarbij een doelmatige regeling van de vloei- 7908642 -17- stoflekkage aan de speling kan worden bereikt, zelfs al overschrijdt de doordringing van de vloeistoflekkage de lengte van het afdichtingskanaal. De in fig. 14 en 14a afgebeelde uitvoering omvat een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen 5 27, die worden gedragen op het omtreksoppervlak 26 van de kanaalwand 24. Zoals daar is afgebeeld, strekt de breedte (£,·) van het oppervlak, dat het afdichtingskanaal draagt, zich niet uit over de totale breedte van het oppervlak 26 en kan de doordringing van vloeistof in de kanalen 27 de lengte van de 10 kanalen 27 overschrijden. Echter is een vloeistofverzamelka-naal 57 verschaft voor het verzamelen van de door de kanalen 27 heendringende vloeistof en voor het vasthouden van de verzamelde vloeistof tot deze kan worden afgevoerd door kanalen 27 aan de lagedrukzones van het kanaal.Het vloeistof-15 verzamelkanaal 57 heeft bij voorkeur dezelfde diepte H (fig.Fig. 14a, 15 and 15a illustrate embodiments 40 of the invention, wherein effective control of the fluid leakage at the clearance can be achieved even if the permeation of the fluid leakage exceeds the length of the sealing channel. The embodiment shown in Figs. 14 and 14a includes a plurality of helical sealing channels 27 supported on the peripheral surface 26 of the channel wall 24. As shown there, the width (½) of the surface carrying the sealing channel extends. , does not extend over the total width of the surface 26 and the permeation of liquid in the channels 27 may exceed the length of the 10 channels 27. However, a liquid collection channel 57 is provided for collecting the liquid penetrating through the channels 27 and for retaining the collected liquid until it can be discharged through channels 27 at the low pressure zones of the channel. The liquid collection channel 57 has preferably the same depth H (fig.

4) als de kanalen 27.4) as the channels 27.

Fig. 15 en 15a illustreren een wijziging van de uitvoering, die in fig. 14 en 14a is afgebeeld. De breedte (|.) van het oppervlak, dat het afdichtingskanaal 20 draagt, beslaat slechts een deel van de totale breedte van het oppervlak 26. Een uitgespaard deel 59, de breedte van het oppervlak, dat de afdichtingskanalen draagt en het kanaal 57, dat de doorgedrongen vloeistof opvangt, zijn aangebracht over de totale breedte van het oppervlak 26 van 25 de kanaalwand 24. De diepte van het kanaal,dat de doorgedrongen vloeistof opvangt, moet bij voorkeur gelijk zijn aan de diepte H (fig. 4) van het kanaal 27. De diepte van het uitgespaarde deel 59 kan gelijk zijn of verschillen van de diepte van het kanaal 27 of het uitgespaarde deel 59 kan 30 taps omlaag lopen (niet afgebeeld).. vanaf het oppervlak 26.Fig. 15 and 15a illustrate a modification of the embodiment shown in Figures 14 and 14a. The width (|.) Of the surface, which carries the sealing channel 20, only covers part of the total width of the surface 26. A recessed part 59, the width of the surface, which carries the sealing channels and the channel 57, which the penetrated liquid are arranged over the total width of the surface 26 of the channel wall 24. The depth of the channel receiving the penetrated liquid should preferably be equal to the depth H (fig. 4) of the channel 27. The depth of the recessed part 59 may be the same or different from the depth of the channel 27 or the recessed part 59 may be tapered 30 (not shown) .. from the surface 26.

De verschillende uitvoeringsvormen van dynamische afdichtingen zijn beschreven met verwijzing naar meer-kanalige roterende verwerkingsmachines, die ten minste ëën maar bij voorkeur een aantal dynamische afdichtingen vol-35 gens de uitvinding omvatten om ongewenste uitwendige lekkage van vloeistof uit ëën of meer eindeenheden van de verwerkings-machine te verhinderen of om ongewenste inwendige lekkage van vloeistof van ëën of meer kanalen naar elkaar te verhinderen. Dynamische afdichtingen van de uitvinding worden dus 40 bij voorkeur opgenomen in meerkanalige roterende verwerkings- 7903642 -18- machines. Essentieel is, dat uit meerdere eenheden bestaande verwerkingsmachines die zij.n, waarin de rotor die de verwer-kingskanalen draagt, cylindrische delen tussen de verwerkings-kanalen heeft, die dicht bij het huis van de rotor liggen.The various embodiments of dynamic seals have been described with reference to multi-channel rotary processing machines, which comprise at least one but preferably a number of dynamic seals according to the invention to prevent undesired external leakage of liquid from one or more processing unit end units. machine or to prevent unwanted internal fluid leakage from one or more channels to each other. Thus, dynamic seals of the invention are preferably incorporated into multichannel rotary processing machines. It is essential that multi-unit processing machines are those in which the rotor carrying the processing channels has cylindrical parts between the processing channels that are close to the housing of the rotor.

5 In een bij voorkeur toegepaste uitvoerings vorm van deze verwerkingsmachines zijn overgangskanalen tussen de kanalen gevormd door wegneembare stromingsrichteenheden, die worden vastgehouden door het verwerkingsmachinehuis en oppervlaktedelen bezitten, die een deel vormen van het opper-10 vlak van het ringvormige huis, waarbij de overgangskanalen zijn gevormd in deze oppervlakdelen van de stromingsrichteenheden. De stromingsrichteenheden kunnen ook de kanaaleind-blokkeringen dragen, die zich uitstrekken in de verwerkings-kanalen van de rotor. In een verdere uitvoeringsvorm zijn de 15 overgangskanalen en eindblokkeringen in de omtreksrichting en/of axiaal aangebracht om de draagbelasting te verminderen ten einde tegengestelde radiale krachten in de verwerkings-kanalen te ontwikkelen. De ringvormige kanalen, de blokkeer-organen en de overgangskanalen kunnen bij voorbeeld zijn 20 aangebracht om radiale krachten te ontwikkelen in ten minste één van de ringvormige kanalen, welke krachten tegengesteld werken aan radiale krachten, die worden ontwikkeld in ten minste één ander ringvormig kanaal ten einde althans nagenoeg een axiale uitbalancering van radiale krachten te ver-25 schaffen. Een axiale uitbalancering van radiale krachten is wenselijk omdat de as- of rotoruitbuiging wordt verminderd, waardoor een nauwere en betere controle wordt verkregen over spelingen tussen de oppervlakken, die de dynamische afdichting van de uitvinding vormen.In a preferred embodiment of these processing machines, transition channels between the channels are formed by removable flow straightening units held by the processing machine housing and having surface parts forming part of the surface of the annular housing, the transition channels being formed in these surface parts of the flow straightening units. The flow direction units may also carry the channel end blocks that extend into the processing channels of the rotor. In a further embodiment, the transition channels and end blocks are arranged circumferentially and / or axially to reduce the load bearing in order to generate opposite radial forces in the processing channels. The annular channels, the blocking members and the transition channels may, for example, be arranged to generate radial forces in at least one of the annular channels, which forces act opposite to radial forces developed in at least one other annular channel. in order to provide at least substantially axial balancing of radial forces. Axial balancing of radial forces is desirable because the shaft or rotor deflection is reduced, thereby providing a closer and better control of clearances between the surfaces that form the dynamic seal of the invention.

30 De dynamische afdichtingen van de uitvin ding zijn in het algemeen geschikt voor het vormen van een afdichting tussen oppervlakken, die op een afstand van elkaar liggen net spelingen tot aan ongeveer 10 mild (2^5 mm).The dynamic seals of the invention are generally suitable for forming a seal between surfaces spaced apart with gaps of up to about 10 mild (2.5 mm).

De dynamische afdichtingen van de uitvinding zijn bijzonder 35 effectief als de oppervlakken, die de afdichtingen vormen op een afstand van elkaar liggen met spelingen van ongeveer 5 mils (1,2 mm) of minder. De mate van as- of rotoruitbuiging is dus een factor, die moet worden beschouwd bij het kiezen van de bijzonder dynamische afdichting van de uitvin-40 ding voor toepassing in een roterende Verwerkingsmachine.The dynamic seals of the invention are particularly effective when the surfaces forming the seals are spaced apart with gaps of about 5 mils (1.2 mm) or less. Thus, the degree of shaft or rotor deflection is a factor to be considered when choosing the particularly dynamic seal of the invention for use in a rotary processing machine.

7908642 -19-7908642 -19-

Nog andere voordelen kunnen worden verkregen door het verschaffen van een afdichting, die is voorzien van in elkaar geneste afgeknot kegelvormige delen van stijfverend materiaal, die zijn geplaatst tussen relatief roteerbare co-5 axiale oppervlakken, waarbij de binnenranden van de delen een oppervlak vormen, dat in de nabijheid ligt van een coaxiaal oppervlak en in verband daarmee weerstand bieden tegen de stroming, en waarvan de buitenranden een oppervlak vormen, dat in de nabijheid ligt van het andere coaxiale oppervlak en 10 in verband daarmede weerstand biedt tegen de stroming. De randen aan de binnenste of buitenste delen van deze onderdelen worden vastgehouden, zodat de druk tegen de onderdelen de buitenranden resp. binnenranden in beter afdichtingsverband ten opzichte van hun aangrenzende oppervlakken kan drukken.Still other advantages can be obtained by providing a seal, which includes nested cone-shaped parts of stiff resilient material interposed between relatively rotatable co-axial surfaces, the inner edges of the parts forming a surface which is in the vicinity of a coaxial surface and, in connection therewith, resist the flow, and the outer edges of which form a surface which is in the vicinity of the other coaxial surface and in that respect resists the flow. The edges on the inner or outer parts of these parts are retained, so that the pressure against the parts the outer edges resp. inner edges can better seal against their adjacent surfaces.

15 Fig. 16 en 17 tonen deze uitvoeringsvorm van de dynamische afdichting van de uitvinding. Zoals in fig. 16 en 17 is afgebeeld, worden afgeknot kegelvormige onderdelen 44 gedragen door een rotor 10 in een zodanige oriëntatie, dat de oppervlakken 43 van het onderdeel 44 hellen naar het ka-20 naai 20, dus de hogedrukzone. De binnenranden 45 van het onderdeel 44, die het verst van het kanaal 20 liggen, worden vastgehouden tegen axiale beweging en in afdichtend verband ten opzichte van de rotor door de schouder 46 en een vast-houdonderdeel zoals een ring 47. Het vasthoudonderdeel 47 25 werkt op het onderdeel 44 het verst van het kanaa?m het onderdeel 44 in elkaar genest tegen de schouder 46 te houden. De vrije buitenranden 48 van de onderdelen het dichtst bij het kanaal 20 vormen een oppervlak 49 dat in afdichtend verband ligt ten opzichte van het cylindrische binnenvlak 14, zodat 30 de onderdelen 44 de ruimte tussen het oppervlak 49 en het binnenvlak 14 van het huis 12 afdichten. Volgens de in fig.FIG. 16 and 17 show this embodiment of the dynamic seal of the invention. As shown in Figs. 16 and 17, frusto-conical parts 44 are carried by a rotor 10 in such an orientation that the surfaces 43 of the part 44 slope towards the cap 20, i.e. the high pressure zone. The inner edges 45 of the part 44 furthest from the channel 20 are held against axial movement and in sealing relationship to the rotor by the shoulder 46 and a holding part such as a ring 47. The holding part 47 acts on the member 44 farthest from the channel to hold the member 44 nested together against the shoulder 46. The free outer edges 48 of the parts closest to the channel 20 form a surface 49 in sealing relationship with the cylindrical inner surface 14, so that the parts 44 seal the space between the surface 49 and the inner surface 14 of the housing 12 . According to the in fig.

16 afgebeelde uitvoeringsvorm van de uitvinding kan het oppervlak 49 worden voorzien van een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen 52 om de afdichting tussen het oppervlak 35 49 en het oppervlak 14 te verbeteren. De in fig. 16 afgebeelde uitvoeringsvorm van de uitvinding verdient in het bijzonder de voorkeur, als de uitbuigingen van de as vereisen, dat toleranties groter dan ongeveer 0,127 mm worden gehandhaafd tussen het oppervlak 49 en het oppervlak 14. Fig. 17 40 toont een andere uitvoeringsvorm van de elementen van de 7903642 -20- dynamische afdichting van fig. i.6. Zoals in fig. 17 is af geheeld, zijn een aantal schroeflijnvormige afdichtingskanalen aangebracht op het binnenvlak 14 om een dynamische afdichting te vormen tussen het oppervlak 14, dat het schroeflijnvormige 5 afdichtingskanaal draagt en het oppervlak 49.16 illustrated embodiment of the invention, the surface 49 may be provided with a number of helical sealing channels 52 to improve sealing between the surface 35 and the surface 14. The embodiment of the invention depicted in FIG. 16 is particularly preferred if the deflections of the shaft require that tolerances greater than about 0.127 mm be maintained between the surface 49 and the surface 14. FIG. 1740 shows another embodiment of the elements of the 7903642-20 dynamic seal of FIG. I.6. As healed in Fig. 17, a plurality of helical sealing channels are provided on the inner surface 14 to form a dynamic seal between the surface 14, which carries the helical sealing channel and the surface 49.

Aanvullende details met betrekking tot de uitvinding kunnen worden afgeleid uit de fig. 18, 19 en 20.Additional details regarding the invention can be seen from Figures 18, 19 and 20.

Deze figuren tonen het resultaat van een berekening van de maximumvloeistofdoordringingslengte in elk afdichtingskanaal 10 als functie van het toerental voor verschillende waarden van (|). De breedte (|.) van het oppervlak, dat het afdichtingskanaal draagt en het aantal en de geometrie van de afdichtingskanalen en andere werkomstandigheden zijn in elke figuur aangegeven. Deze figuren tonen dat ongeveer 10 of meer kanalen 15 van de aangegeven geometrie en met een axiale lengte van on- η geveer 12,5 mmm de lekkage van vloeistof over de breedte ((,) kunnen beheersen, in het bijzonder als de waarde van klein is, bijvoorbeeld beneden 15°. Opgemerkt wordt, dat de maximumdruk van 6895 kPa wel boven die ligt, welke normaal 20 kan worden verwacht in een kanaal van een roterende verwer-kingsmachine. De maximumdruk was echter gekozen om de maximale axiale doordringingslengte van vloeistof in de afdichtingskanalen van de aangegeven geometrie en afmetingen onder extreme werkomstandigheden te bepalen.These figures show the result of a calculation of the maximum liquid permeation length in each sealing channel 10 as a function of the speed for different values of (|). The width (|.) Of the surface carrying the sealing channel and the number and geometry of the sealing channels and other operating conditions are shown in each figure. These figures show that about 10 or more channels 15 of the indicated geometry and with an axial length of about 12.5 mmm can control the leakage of fluid across the width ((,), especially as the value of small is, for example, below 15 ° It is noted that the maximum pressure of 6895 kPa is well above that normally expected in a duct of a rotary processing machine, however, the maximum pressure was chosen to be the maximum axial permeation length of liquid in determine the sealing channels of the indicated geometry and dimensions under extreme working conditions.

25 Uit de bovenstaande beschrijving zal het duidelijk zijn, dat de onderhavige uitvinding een nieuw af-dichtingsmiddel verschaft voor het beheersen van vloeistof-lekkage tussen twee relatief roteerbare, coaxiaal op nauwe afstand van elkaar geplaatste oppervlakken. De afdichting 30 van de uitvinding is bijzonder geschikt voor toepassing op roterende verwerkingsmachines voor het verwerken van vloeibare en/of vaste polymere materialen op een meer doelmatige wijze met een positieve afdichting met lage wrijving voor het beheersen van uitwendige of inwendige lekkage van 35 vloeistof met minimaal vermogensverlies aan de afdichting.From the above description, it will be understood that the present invention provides a novel sealant for controlling fluid leakage between two relatively rotatable, coaxially spaced surfaces. The seal 30 of the invention is particularly suitable for use on rotary processing machines for processing liquid and / or solid polymer materials more efficiently with a low friction positive seal for controlling external or internal leakage of liquid with minimal power loss to the seal.

De uitvinding verschaft dus een nieuwe en nuttige inrichting die bijzonder wenselijke en onverwacht betere totale presta-tie-eigenschappen heeft over inrichtingen, die op dit gebied bekend waren op het tijdstip, dat de uitvinding werd gedaan.Thus, the invention provides a new and useful device that has particularly desirable and unexpectedly better overall performance properties over devices known in the art at the time of the invention.

78086427808642

Claims

1. Machine for processing materials, comprising a rotatable element having a surface bearing at least one processing channel, a stationary element having a surface complementary to and spaced from the surface of the rotatable element with a narrow clearance and cooperating with the processing channel to form a closed annular processing passage with the processing channel, the stationary element having an inlet for supplying material to the passage, an outlet, which is a circumferential distance around the passage of the inlet for discharging material from the passage, the channel having a part having a surface to stop the movement of the main mass of material in the passage 15 means for rotating the rotatable element in a direction from the inlet to the material retaining surface so that the rotatable element nt and the retaining surface cooperate and a pressure builds up along the length of the movement from the channel to the retaining surface, characterized by a dynamic seal (27, 27a; 35, 37a; 42; 52), which prevents the pressurized material from leaking along the clearance (50; 51) and which is provided with a number of sealing channels carried by one of the surfaces (14; 26) and arranged so that the liquid material can penetrate into this channel, the width of the one surface (14, 26), the number, angle and geometry of the channels being chosen so that it is outwardly in the clearance (50; 51) and the channels penetrating the pressurized fluid is counteracted by the inward force exerted on the fluid in the sealing channels (27, 27a; 35, 37; 42; 52) upon relative rotation of the surfaces (14; 26) to counteract the degree of outward penetration of the pressurized liquid into the sealing channels.

Machine according to claim 1, characterized in that the part of the rotor (.10) containing liquid has a zone of minimum pressure, the machine being provided with scraping means (30; 31; 36), which are in 7908642 -22- protrude the clearance (50? 51) to scrape sufficient penetrating fluid from one of the surface parts (14; 26) into this zone, so that the fluid contact during at least part of the revolution of the rotor (10) 5 is broken.

Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the part of the rotor containing liquid has a zone in which a pressure prevails, as well as a zone in the circumferential distance from it, in which a larger area pressure prevails.

Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that during the operation of the machine the distance of penetration of the liquid does not exceed the length of one sealing channel (27, 27a; 35; 37; 42 - 15 52).

Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the sealing channels are helical.

6. Machine according to claim 5, characterized in that the helix angle of each sealing channel is 20 ° or less.

7. Machine according to claim 6, characterized in that the helix angle of each sealing channel is 15 ° or less.

Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface part (14, 26) carrying the sealing channels is stationary.

Machine according to any one of claims 1-7, characterized in that the surface part (14; 26) 3Q carrying the sealing channels is rotatable.

Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the clearance (50; 51) between the surface parts (14-26) is 2.5 mm or less.

11. Machine according to claim 10, characterized in that the clearance (50; 51) between the surface parts (14; 26) is 1.25 mm or less.

Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the sealing channels (27, 27a - 35; 37; 42 - 52) are at least substantially parallel to each other. 7908642 -23-

Machine according to claim 1, characterized in that the seal is provided with a frusto-conical part (44) of stiff resilient material, which part (44) at the outer edges (48) closest to the processing unit (20). ) thereof has a surface (43) so that it is displaceable by pressure, means (46, 47) being provided to retain the inner edges (45) of the part (44) against displacement by pressure so that the outer edges (48 ) sealing with the surface portion (14) of the housing (12), the sealing channels (52) being formed in the surface portion (14) or the outer edges (48).

Machine according to claim 1, characterized in that the cylindrical surface (26) of the rotor (10) forms the peripheral surface part, while the surface part (14) of the housing (12) is formed by a part of the cylindrical inner surface (14) from the house (12).

Machine according to claim 1, characterized in that the peripheral surface part of the seal consists of an annular surface part (32) of the rotor (10) inward of the cylindrical surface (26) and on the opposite side of the surface (24 ) of the processing channel (20), the stationary surface portion of the housing (12) consisting of a corresponding annular surface portion (34) extending inwardly from the cylindrical inner surface (14) of the housing (12).

Machine according to any one of claims 1, 14, 3q and 15, characterized in that the sealing member is provided with surface parts with sealing channels lying on either side of the processing channel (20).

Machine according to any one of claims 1,14, 15 and 16, characterized in that the rotor (10) is provided with a number of processing channels (20), each of which is provided with an associated seal, which consists of an annular circumferential surface portion (26; 40; 32) of the rotor (10) and an adjacent stationary surface portion 4Q (14; 33; 38) of the housing (12). 7908642 -24-

Machine as claimed in claim 2 or 3, characterized in that the scraping means (30; 31; 36) have an upstream surface which extends transversely to the surface part (14; 26) and is inclined in the direction of the movement of the surface part (14; 26) relative to the scraping means (30; 31; 36) so that the liquid scraped from the surface part (14; 26) is directed to the zone.

Machine according to any one of claims 1, 14, 15 and 10 16, characterized in that the outlet of one processing channel (20) is connected to the inlet of the other processing channel (20). t 7908642