專利名稱：旋轉(zhuǎn)密封件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)的密封件，特別是用于操縱熱、粘 性材料的機(jī)器的密封件。
背景技術(shù)：
迄今為止，用于處理粘性流體的機(jī)器(例如熔融聚合物攪拌機(jī))
在旋轉(zhuǎn)軸上使用具有繞回槽(wind back groove)的密封件(后面將詳 細(xì)介紹)，該旋轉(zhuǎn)軸承載在光滑、靜止的殼體內(nèi)部。這些推回槽在橫截 面中基本為直角(正方形或矩形)，并設(shè)計(jì)成將任意聚合物推回至混合 裝置中，該聚合物在密封件的處理端上壓入旋轉(zhuǎn)軸和靜止殼體之間的 間隙中，并從密封件的處理端(裝置內(nèi)部)朝著同一密封件的大氣端 (裝置外部)離開。有時(shí)，該散失聚合物可能克服繞回槽的推回作用， 運(yùn)行密封件的長(zhǎng)度，并以不可控制的方式逸出至裝置外部的周圍大氣 中。
這種現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)密封件沒有提供用于收集散失聚合物和以控 制方式將它們除去至周圍大氣的機(jī)構(gòu)。
這種現(xiàn)有技術(shù)的密封件還在該殼體的大氣端提供僅有限的非常局 部的流體冷卻，并沒有在殼體的其余部分(直到和包括該密封件的處 理端)上提供控制冷卻。例如，普通的現(xiàn)有技術(shù)密封件將在它的大氣 端承載有一對(duì)管，該對(duì)管內(nèi)部通向殼體，該管在一端流體連通，并在 它們的相對(duì)的大氣端開口，這樣，冷卻液體將從大氣引入一個(gè)該端部， 通過該對(duì)管和它們的連接端部，并通過另一個(gè)端部返回大氣。在現(xiàn)有 技術(shù)密封件的大氣端中的U形管冷卻結(jié)構(gòu)(如前所述)通常將冷卻7 英寸長(zhǎng)(大氣端至處理端)的密封件殼體的前面2英寸，因此使得殼 體的較大部分并不提供控制冷卻。因此，該現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)從處理端至 大氣端有陡峭和非均勻(不一致)的溫度梯度。
5因此，現(xiàn)有技術(shù)提供了只用于靜止殼體的控制冷卻，并只用于該 殼體的、最遠(yuǎn)離所述密封殼體的處理端的較小長(zhǎng)度。
該相同現(xiàn)有技術(shù)只使用基本直角橫截面推回槽，該推回槽將在它 的尖銳、直角拐角中獲取和保持散失聚合物，直到獲取的聚合物基本 烤成固體，這是因?yàn)樵跉んw長(zhǎng)度的較大部分上總體沒有控制冷卻能力， 特別是在殼體的、最靠近密封件熱處理端的長(zhǎng)度中。
最后，沒有被獲取和烤成固體的散失聚合物不會(huì)以控制和可環(huán)境 接受的方式被捕獲和除去至大氣中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的所有前述缺陷的改進(jìn)。 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種密封件殼體，它有具有相對(duì)端的本體， 該本體用于在本體的基本全部長(zhǎng)度上提供控制冷卻，它包括在一端處 的第一狹槽以及在另一端處隔開的第二和第三狹槽，該第一狹槽通過 多個(gè)隔開孔而與第二和第三狹槽流體連通，這樣，進(jìn)入第三狹槽中的 流體充裝該狹槽，然后通過特定孔而充裝第一狹槽(在通過其它特定 孔而到達(dá)用于離開殼體的第二狹槽之前)。
本體還承載有繞回槽，該繞回槽在它們的橫截面中基本為曲線形， 且該繞回槽被用于捕獲和除去散失材料的環(huán)形積累槽和泄漏口來中 斷。


圖l表示了在商用聚合物混合/擠出機(jī)中的輥的結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明可 以用于該機(jī)器中的位置。
圖2表示了本發(fā)明的密封件節(jié)段的外部平面圖。
圖3表示了圖1的節(jié)段的內(nèi)部平面圖。
圖4表示了圖1的節(jié)段的大氣端的端視圖。
圖5表示了穿過圖4的端視圖的一個(gè)位置的剖視圖6表示了穿過圖4的端視圖的不同位置的另一剖視圖7表示了圖1的節(jié)段的處理側(cè)的端視圖。
圖8表示了兩個(gè)圖1類型的節(jié)段當(dāng)匹配在一起以便形成最終密封件時(shí)。
圖9表示了圖8的最終密封件的垂直剖視圖。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明穿過圖1的節(jié)段的流體流的示意圖。
圖11是圖8的最終密封件當(dāng)安裝在圖1的機(jī)器中時(shí)的等距視圖。
具體實(shí)施例方式
為了筒明和清楚，本發(fā)明將通過用于混合和/或擠出熱、粘性聚合 物材料的裝置來介紹。不過，本發(fā)明并不局限于此，它可以用于需要 動(dòng)態(tài)密封熱、粘性材料的任何情況。
為了簡(jiǎn)明和清楚，本發(fā)明還將在利用冷卻劑流體冷卻殼體方面來 介紹，但是本發(fā)明并不局限于冷卻劑流體，也可以使用其它類型的流 體。
因此，本發(fā)明提供了一種密封件殼體，它有內(nèi)部的第一、第二和 第三橫向狹槽的結(jié)構(gòu)(組合)，并有相互連接的孔，這些孔例如將以這 樣控制的方式來冷卻殼體的基本整個(gè)長(zhǎng)度，使得在殼體的縱向長(zhǎng)度中 的溫度梯度從密封件的處理側(cè)(該側(cè)在裝置(機(jī)器)內(nèi)部)至周圍大 氣(空氣)側(cè)(該側(cè)在機(jī)器外部)基本均勻。通過使用本發(fā)明，與上 述現(xiàn)有技術(shù)相反，在工作過程中在殼體中的溫度梯度基本不會(huì)在沿該 殼體的縱向軸線的任意特定位置處環(huán)繞該殼體的橫向周邊變化。這導(dǎo) 致在密封件殼體的基本所有部分中都有基本均勻的熱流和排熱，并在 密封件的使用壽命過程中都一直保持該熱流和從密封件殼體的排熱。
圖l表示了普通用于商用聚合物混合/擠出機(jī)l內(nèi)部的一對(duì)相對(duì)輥 2和3。該圖表示了上部輥2有分別伸入密封件6和7中的轉(zhuǎn)子端部4 和5，如后面更詳細(xì)所示。類似地，底部輥3有伸入底部密封件10和 11中的轉(zhuǎn)子端部8和9。輥2和3由普通的軸承裝置12和13以旋轉(zhuǎn) 方式支承。板18和19表示機(jī)器1的外殼以及在它的處理側(cè)(內(nèi)側(cè)) 和大氣側(cè)(外側(cè))之間的分界線。密封件6、 7、 10和11的端部4、 5、 8和9分別稱為處理端，因?yàn)樗鼈兲幱诨蛑苯余徑鼨C(jī)器1的內(nèi)部，并 暴露于處于升高壓力下的未熔融聚合物粉末或熔融聚合物中，即進(jìn)行 熱、粘性聚合物材料的實(shí)際處理的位置。外端14、 15、 16和17稱為大氣端，因?yàn)樗鼈冊(cè)跈C(jī)器1外部的大氣中。
在工作時(shí)，由箭頭23、 24表示的聚合物粉末通向在輥2和3之間 的空間20(如這些箭頭所示)，用于以本領(lǐng)域公知的普通方式來熔融 這些粉末。上部輥2以逆時(shí)針方式旋轉(zhuǎn)(如箭頭21所示)，同時(shí)底部 輥3沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(如箭頭22所示)，聚合物將進(jìn)入空間20和離 開讀者。
密封件7和11為本領(lǐng)域已知的普通粉末密封件，因?yàn)樗鼈冊(cè)跈C(jī)器 中進(jìn)行聚合物處理時(shí)只遇到低溫(未熔融)、環(huán)境壓力(低壓)的聚合 物粉末23和24。粉末在機(jī)器的區(qū)域25中熔融。因此，在裝置l的工 作過程中，密封件IO和ll遇到在升高壓力下(例如40psig)的熔融 聚合物，且本發(fā)明涉及這些密封件。
密封件10和ll使用內(nèi)部螺旋槽，該內(nèi)部螺旋槽將在后面參考圖 3、 5、 6和9詳細(xì)介紹。不過，當(dāng)看圖1時(shí)，它將有助于知道根據(jù)本 發(fā)明的上部密封件ll將使用左手螺旋槽(螺紋)方向，而底部相對(duì)密 封件IO將使用右手槽(螺紋)方向。這樣，密封件10和ll相互配合， 以便推動(dòng)散失(fugitive)的熔融聚合物，這使它們離開板18和朝著 內(nèi)部20返回。
盡管本發(fā)明的密封件殼體將用作單件式(整體)、單塊殼體部件， 但是為了機(jī)械加工方便，更可能形成分段部件的形式，該分段部件連 接在一起以便形成最終的殼體。因此，本發(fā)明的最終密封件殼體可以 以整體或分段的形式使用。
當(dāng)多個(gè)(至少兩個(gè))節(jié)段裝配或以其它方式連接時(shí)，它們將形成 所需的最終殼體結(jié)構(gòu)，該最終殼體結(jié)構(gòu)將接收轉(zhuǎn)子端4、 5、 8或9(圖 8和9)。
當(dāng)為整體殼體時(shí)， 一組第一、第二和第三橫向定向狹槽與連通孔 一起用于殼體中。也可選擇，可以使用多組這樣的狹槽和連通孔。
當(dāng)密封件殼體分段時(shí)(圖2-7)，殼體的各節(jié)段將包含第一、第 二和笫三橫向狹槽以及連通孔，它們構(gòu)成本發(fā)明。這樣，至少兩個(gè)這 樣的節(jié)段連接在一起，以便形成最終的密封件殼體，該最終殼體將包
8含多組(至少兩組)第一、第二和第三橫向狹槽以及相應(yīng)孔。
因此，為了簡(jiǎn)明和清楚，本發(fā)明將根據(jù)各密封件節(jié)段(圖2-7) 以及使兩個(gè)這樣的節(jié)段連接以便形成本發(fā)明的最終密封件殼體組件 (圖8、 9和11)來介紹，盡管本發(fā)明并不局限于此。
圖2表示了本發(fā)明的半球形密封件節(jié)段的外表面29,該表面表示 構(gòu)成所需密封件殼體的第一節(jié)段(半)的本體30。本體30有軸線 40，該軸線40稱為殼體的縱向(長(zhǎng))軸線；以及互補(bǔ)的橫向軸線50， 該橫向軸線50可以在沿軸線40的任意位置處確定橫向軸向平面。軸 線40稱為縱向軸線只是為了方便，因?yàn)樵诒景l(fā)明中，根據(jù)本發(fā)明的特 殊用途，軸線40可以比橫向軸線50更長(zhǎng)或更短。
本體30有整個(gè)(完全)環(huán)繞它的外周的凸緣31。凸緣31有銑出 的開口 32和33以及螺栓孔34和35，以便接收標(biāo)準(zhǔn)螺栓和支架(圖 11),用于使本體30與類似的節(jié)段連接(圖8)，以便產(chǎn)生本發(fā)明所需 的最終密封件殼體。凸緣31有口36,該口 36穿過凸緣和本體30延 伸至本體30的內(nèi)表面48 (圖3),以便提供從本體內(nèi)部通過本體和凸 緣至本體外部的流體連通。本體30還有口 37和38，該口 37和37象 口 36—樣從它的外表面29延伸穿過至它的內(nèi)表面45(圖3)，以便提 供通過本體30的流體連通。口 37和38位于本體3的一端的隔開位置 處。凹入部41和42環(huán)繞本體3的整個(gè)周邊布置在本體30的相對(duì)端 43和44上，這樣，本體30的內(nèi)表面45 (圖3)比本體30的外表面 29更長(zhǎng)。
圖3表示了圖2的節(jié)段的內(nèi)側(cè)45。在該實(shí)施例中，本體30的內(nèi) 表面45承載有密封部件，該密封部件由一系列(多個(gè))螺旋(盤旋) 槽46組成，該螺旋槽環(huán)繞本體30的整個(gè)內(nèi)周邊延伸。
盡管本發(fā)明對(duì)于承載在本體30內(nèi)部的密封部件進(jìn)行了詳細(xì)介紹， 但是根據(jù)本發(fā)明的特定用途的機(jī)械情況，在本發(fā)明中可以使密封部件 承載在本體30的外部，或者在內(nèi)部和外部。而且，盡管本發(fā)明詳細(xì)介 紹了利用靜止密封部件殼體，但是它也可以用于旋轉(zhuǎn)密封部件殼體。 由轉(zhuǎn)子端部4、 5、 8或9承載的旋轉(zhuǎn)襯套(圖1 )裝配在本體30的內(nèi)組成的螺旋密封部件的相對(duì)密封表面。 當(dāng)密封部件由螺旋槽46組成時(shí)，這些槽螺旋環(huán)繞長(zhǎng)軸40和沿長(zhǎng) 軸延伸，同時(shí)從端部43上的第一點(diǎn)(開始點(diǎn))連續(xù)伸出至相對(duì)端44 上的第二點(diǎn)。這樣，螺旋的長(zhǎng)軸基本平行于長(zhǎng)軸40。槽46的橫截面 形狀為弓形，通常圓形，且由豎直的曲線肋49來確定，該肋的頂部為 基本扁平的槽脊51 (圖5)。肋49的弓形截面消除了現(xiàn)有技術(shù)的直角 截面，而沒有消減它的功能，且它進(jìn)一步消除了尖銳角形拐角，該尖 銳角形拐角將捕獲和保持散失的聚合物，直到它烤成固體。槽46還可 以是正方形、梯形等截面。當(dāng)用于熔融聚合物時(shí)，希望槽46的表面面 積最小，以便使摩擦最小、聚合物粘接和填塞最小以及容易機(jī)械加工。 不管什么用途，還都希望使得所有肋的槽脊51的總面積最小，以便減 小摩擦和泵背壓，并產(chǎn)生高效泵送操作。
槽46的節(jié)距是轉(zhuǎn)子套筒(圖11)旋轉(zhuǎn)一圈而相對(duì)于靜止槽46沿 軸向方向(軸線40)行進(jìn)的距離。"節(jié)距"由密封孔的直徑、弓形截 面的半徑、開始點(diǎn)的數(shù)目(例如IO)和扁平槽脊的總表面面積來確定。 合適的節(jié)距例如為5.9英寸。節(jié)距可以為任意非零值，直到2(pi)(D)， 其中，D是密封件的直徑。增加節(jié)距將增加沿軸向方向的剪切速率， 只要組合剪切速率不超過粘性液體的熔融物斷裂限制就可以接受。
增加扁平槽脊的面積以及減小在槽脊和襯套表面之間的徑向間隙
都將提高密封件的密封情況，但是因此增加剪切速率和在密封件中耗 散的功率。減小槽脊面積將導(dǎo)致更薄的肋，并最終受到用于制造密封 部件的材料強(qiáng)度的限制。還有必須由肋抵抗的軸向力， 一旦肋變得太 薄，該力可能使得肋屈服，并改變截面的幾何形狀。
在設(shè)置了用于直徑、轉(zhuǎn)速和開始點(diǎn)數(shù)目的特殊組合的節(jié)距限制和
最大槽脊面積之后，將確定弓形截面的半徑。弧的e角不能大于pi 弧度，因?yàn)楦蟮闹祵a(chǎn)生'c，形，這將促使粘性流體例如聚合物保 持在槽中，同時(shí)增加槽脊寬度。
因此，槽46的數(shù)目和幾何形狀根據(jù)在機(jī)器l中處理的材料的特征、 使用的處理壓力、機(jī)器1的工作速度和其它考慮因素(例如由于現(xiàn)有
10機(jī)器設(shè)計(jì)產(chǎn)生的幾何形狀限制)而變化。因此，在內(nèi)表面45上盤繞的 槽46的數(shù)目可以有很大變化，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮到前述說明可 以4艮容易地確定。
槽46可以涂覆有摩擦改變物質(zhì)，例如由General Magnaplate公 司制造的Nedox SF-2，它使得在機(jī)器1中處理的材料能夠沿該槽滑動(dòng)， 從而提高泵送效果和密封作用的效率，同時(shí)保持所需特征，例如用于 除去熱的導(dǎo)熱性。
內(nèi)部表面45承載有環(huán)繞它的整個(gè)圓周的積累槽47，該積累槽47 與口36相交。積累槽47在端部43和44的中間，并橫向于長(zhǎng)軸40， 且截?cái)嗖?6,以便捕獲從處理端44向大氣端43行進(jìn)的散失聚合物。 口 36與槽47的內(nèi)部以及殼體本體30外部的周圍大氣流體連通，以便 提供用于以環(huán)境可接受的方式控制地從本體30內(nèi)除去散失聚合物的 裝置。根據(jù)特殊用途，積累槽47可以布置在端部43和44中間的任意 位置。
工作時(shí)，根據(jù)聚合物混合物的組分，被處理的聚合物混合物例如 處于從大約350至大約600華氏度(F)的升高溫度以及從大約5至 大約60psig的機(jī)器1內(nèi)部的壓力。由于這樣的工作狀態(tài)，聚合物將漏 入在內(nèi)表面45和它的相對(duì)轉(zhuǎn)子套筒(圖11 )之間的槽46中。槽46 的槽脊51是靜止本體30最接近它的相對(duì)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子套筒(圖11)的部 分，且在該區(qū)域中，在聚合物中的剪切力最高，因此在密封件殼體中 在該區(qū)域內(nèi)的熱量最高。泄漏至由槽46和槽脊49形成的密封部件和 相對(duì)轉(zhuǎn)子套筒之間的間隙中的槽內(nèi)的聚合物朝著機(jī)器1的內(nèi)部(輥2 和3位于該機(jī)器內(nèi)部)推回。泄漏的聚合物方向反向且朝著機(jī)器1的 內(nèi)部推回的位置稱為"推回邊界"(邊界)。該邊界通常在本體30的處 理端44和積累槽47之間的某點(diǎn)處。通過正常磨損和由于擴(kuò)展使用而 引起的撕開，該邊界可能越來越靠近積累槽47，并最終到達(dá)該槽。在 這種情況下，聚合物進(jìn)入槽47中并通過泄漏口 36而出來至本體30 的外部，這時(shí)它將引起機(jī)器1的操作人員的注意。因此，在正常工作 時(shí)，在槽47或口 36中沒有聚合物。積累槽47可以在本體30的縱向端43和44中間的任何位置中斷 槽46，但是可以位于更靠近大氣端43 (與離處理端44的距離相比)， 以便在處理端和泄漏口 36之間提供更多密封表面，盡管本發(fā)明并不需 要如此。為了容易說明，在本說明書中，凸緣31和槽47位于更靠近 大氣端43之處。槽47的寬度可以為本體30沿軸線40的長(zhǎng)度的10% 或更小，通常寬度為從大約0.25至大約2英寸。需要時(shí)可以使用一個(gè) 以上的泄漏口，但是太多這樣的口可能會(huì)犧牲所需的流體輸送孔63 和64 (圖4和7 )。
圖4表示了圖2和3的本體30的大氣端43，還表示了本體30有 在軸線50的橫截面(橫截面50)中的半球形(半圓形)總體輪廓。 圖4還表示了本體30包含兩個(gè)狹槽60和61，這兩個(gè)狹槽60和61沿 著端部43的基本圓形橫截面輪廓。狹槽60和61在本體30中例如通 過橫向分隔腹板62而相互物理分離，這樣，狹槽60和61并不在本體 30內(nèi)部以橫向方式相互流體連通。各狹槽60和61分別開口至多組孔 63和64。盡管這些孔表示為直徑小于狹槽的高度，但這只是為了清楚， 優(yōu)選是該孔的內(nèi)徑接近(當(dāng)不等于時(shí))狹槽的高度，如圖6中所示。 該尺寸考慮是為了優(yōu)化流體通過孔63和64而流入和流出該狹槽。橫 向槽60和61縱向伸入本體30 (圖5)中，并沿本體的;f黃向沿端部43 的橫向半圓形輪廓延伸。狹槽60在端部43的橫向輪廓長(zhǎng)度的很小部 分(小于一半)延伸。狹槽61在側(cè)部43的輪廓長(zhǎng)度的、沒有被狹槽 60覆蓋的其余部分的較大部分上延伸。在圖4中，狹槽60和61表示 為基本覆蓋側(cè)部43整個(gè)橫向輪廓長(zhǎng)度。
圖5表示了穿過本體30的剖面A-A，還表示了狹槽61沿軸線 40縱向伸入本體30內(nèi)有限距離，并最終表示狹槽61終止于它的內(nèi)側(cè) 端70。圖5還表示了有在本體30的處理端44中的相對(duì)狹槽71,該狹 槽71也縱向伸入本體30中，并終止于內(nèi)側(cè)端72。因此，可以看見， 相對(duì)狹槽61和71有相對(duì)的內(nèi)側(cè)端70和72，該內(nèi)側(cè)端有在它們之間 的本體30的部分73。
圖6表示了在與圖5不同的位置穿過本體30的剖面B-B，并表示孔64的直徑基本與狹槽61和71的高度相同。該圖還表示了孔64 在狹槽的內(nèi)側(cè)端之間延伸，從而提供了在該狹槽之間通過該孔的流體 連通。
圖7表示了圖2和3的本體30的處理端44，還表示了在橫向面 50中用于端部44的相應(yīng)半球形輪廓。圖7表示了在本體30中的單個(gè) 狹槽71,該狹槽71在橫向面50中延伸成跟隨端部44的基本圓形橫 向輪廓。與具有隔開狹槽60和61的端部43相反，狹槽71并不分開， 并延伸與組合狹槽60和61加腹板62基本相同和橫向輪廓長(zhǎng)度。因此， 整體狹槽71基本在橫向面中與狹槽60和61共同延伸。因此，狹槽 71與兩組孔63和64流體連通，且從狹槽61通過孔組64進(jìn)入狹槽71 內(nèi)部的流體(圖10)將充裝狹槽71，直到它到達(dá)一個(gè)或多個(gè)孔63， 從而使流體開始通過孔組63行進(jìn)返回狹槽60。這樣，流體例如冷卻 劑可以通過孔38引入本體30的內(nèi)部，并充裝狹槽61和充裝狹槽71 至相應(yīng)水平。通過引入附加冷卻劑，狹槽71的、與狹槽60相對(duì)應(yīng)的 其余部分將充滿冷卻劑，且將通過孔組63來充裝狹槽60。然后冷卻 劑通過口 37離開本體30內(nèi)部。
口 37和38能夠根據(jù)需要沿它們的相應(yīng)狹槽60和61的長(zhǎng)度定位， 一種合適的組合如圖4和7中所示。在這些附圖中，在圓周方向，口 37基本位于離狹槽61的最遠(yuǎn)橫向點(diǎn)，而口 38基本位于離口 37最遠(yuǎn) 的橫向點(diǎn)。這使得流體均勻流過整個(gè)本體30的內(nèi)部，而不會(huì)不合適地 削弱殼體結(jié)構(gòu)。在流體是冷卻劑的情況下，相互連接的狹槽和孔組的 這種結(jié)構(gòu)提供了密封件殼體的縱向溫度梯度，該溫度梯度從本體30 的處理端至大氣端基本均勻。而且，溫度梯度在沿軸線40的任意給定 位置沿本體30的橫向面50基本無變化。
圖8表示了兩個(gè)節(jié)段，這兩個(gè)節(jié)段形成為類似于圖2-7中所示的 節(jié)段，并連接在一起以便形成單個(gè)最終密封件殼體80，該密封件殼體 80有用于接收轉(zhuǎn)子端部(圖1的任意端部4、 5、 8或9)的內(nèi)部容積 81。在該圖中，圖2-7的節(jié)段表示為是上部節(jié)段，而相應(yīng)和類似結(jié)構(gòu) 的節(jié)段表示為匹配的底部節(jié)段83。該底部節(jié)段有本體卯和凸緣91，該凸緣91與凸緣31匹配。本體90載有螺栓孔94，該螺栓孔94與上 部節(jié)段的螺栓孔34匹配，這樣，兩個(gè)節(jié)段可以螺栓連接在一起，以便 形成最終的密封件殼體(圖11 )。節(jié)段83有分開(分離)的狹槽95 和96，它們象狹槽60和61 —樣由于分隔腹板97而并不在本體卯內(nèi) 橫向流體連通。節(jié)段83載有口 (未示出)與圖4的口 37和38類似， 用于從狹槽的內(nèi)部進(jìn)入至外表面98。節(jié)段83在它的內(nèi)表面100上承 載有螺旋密封部件99,與密封部件46類似，并有孔組123和124，該 孔組123和124的配置與上部節(jié)段的孔組63和64類似。
圖8表示了怎樣使根據(jù)本發(fā)明由兩個(gè)節(jié)段組成的分開密封件殼體 具有在各節(jié)段中的第一、第二和第三狹槽配置，如圖4-7中詳細(xì)所述， 對(duì)于一個(gè)這樣的節(jié)段，加上各節(jié)段中的連通孔組，這樣，組合節(jié)段形 成最終密封件殼體，該密封件殼體具有流過構(gòu)成該殼體的全部節(jié)段中 的均勻流體流。
該均勻流體流在圖8中表示，其中，箭頭IIO表示流體通過口 38 (未示出)流入狹槽61中，并在上部節(jié)段中的全部狹槽和孔都充滿該 流體后通過口 37(未示出)而除去該流體，如箭頭111所示。類似地， 進(jìn)入狹槽100中的口 (未示出)由箭頭112表示，且當(dāng)流體流入狹槽 100中時(shí)，該流體從狹槽114中的口 (未示出)移除，如箭頭113所 示。因此，可以看見，在圖8的整個(gè)殼體的上半球和下半球中的流體 流都均勻。
當(dāng)圖8的殼體由整體單件殼體組成時(shí)(而不是如圖8中所示由多 個(gè)節(jié)段組成)，有一組相對(duì)槽和相應(yīng)連接孔，而不是用于圖8中的成對(duì) 節(jié)段的成對(duì)相對(duì)槽和相應(yīng)連接孔。
圖9表示了通過圖8的殼體的截面C-C，還表示了底部節(jié)段有 積累槽115，該積累槽115與槽47相對(duì)應(yīng)和匹配；以及本體90的外 表面98。它還表示了底部節(jié)段有在它的端部相對(duì)狹槽IOO處的縱向延 伸狹槽118，該縱向延伸狹槽118與狹槽71的延伸范圍和輪廓類似。 狹槽100和114 (圖8)象狹槽61和71 —樣有在本體90中的內(nèi)側(cè)端。 狹槽110和118的內(nèi)側(cè)端120和122分別在圖9中表示。狹槽100和
14114以及狹槽118的內(nèi)側(cè)端通過本體117的部分122分開。該部分122 載有孔組123和124，該孔組123和124形成在狹槽100和114以及 狹槽118之間的流體連通。
圖9表示了使用環(huán)形環(huán)130來密封連接節(jié)段的狹槽的一種方法， 該環(huán)形環(huán)130裝配在上部節(jié)段的凹入部41 (圖3)中和底部節(jié)段的相 應(yīng)凹入部131中。環(huán)130可以焊接或以其它方式安裝在殼體上，以便 形成用于最終殼體的大氣端上的所有狹槽(60、 61、 100和114)的流 體密封蓋。類似地，環(huán)形環(huán)132以流體密封方式關(guān)閉和密封在殼體相 對(duì)端上的暴露狹槽71和118。環(huán)形環(huán)并不是密封這些狹槽的僅有方式。 例如，在不使狹槽充裝焊接材料的情況下仔細(xì)布置焊縫可以用于獲得 相同結(jié)果。
圖10不規(guī)則地利用梯狀物表示了對(duì)于圖9的殼體的各節(jié)段的上述 流體流。在該圖中，流體流表示為垂直梯狀物135，其中，流體在梯 狀物的垂直腿部136和137和水平4黃檔組138和139的內(nèi)部流動(dòng)。佳_ 梯狀物135與圖4和7中所示的垂直節(jié)段相比，梯狀物腿部137對(duì)應(yīng) 于圖4的狹槽60和61，而梯狀物腿部136對(duì)應(yīng)于圖7的狹槽71。腿 部137有在它內(nèi)部的阻塞件140,該阻塞件140對(duì)應(yīng)于圖4中的分隔 腹板62,這樣，引入腿部137的底部中(通過圖4的口 38)的流體通 入腿部137的內(nèi)部(對(duì)應(yīng)于狹槽61)中，如箭頭141所示。當(dāng)流體到 達(dá)橫檔138的最低處(對(duì)應(yīng)于最低的孔64)時(shí)，它通過該孔，如箭頭 142所示，并開始充裝腿部136 (對(duì)應(yīng)于狹槽71 )。在腿部137充裝至 分隔件140時(shí)，流體的附加引入使得流體流入腿部136中，直到腿部 136充裝至橫檔139的最低處(對(duì)應(yīng)于孔63的最低處)，這時(shí)，流體 開始流回至分隔件140上面的腿部137，如箭頭143所示。腿部136 的充裝繼續(xù)至隨后更高的橫檔139，直到阻塞件140上面的腿部136 和腿部137 (對(duì)應(yīng)于狹槽60)充滿，然后，流體離開梯狀物(對(duì)應(yīng)于 口 37),如箭頭144所示。因此，流體均勻分配在整個(gè)梯狀物(密封 件殼體)上，用于最佳流體流和均勻排熱(當(dāng)流體為冷卻劑時(shí))。如上 所示，冷卻本發(fā)明的密封件殼體可以通過只在它的大氣側(cè)進(jìn)入該殼體
15(口37和38)而獲得，并具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
由圖IO可知，冷卻流體在梯狀物135中運(yùn)行的距離基本相同，而 不管采取的通路如何。這產(chǎn)生了特別均勻的從最終殼體的排熱和環(huán)繞 最終殼體的均勻熱分布，這又導(dǎo)致從最終殼體的較熱處理端至較冷大 氣端的特別平滑的溫度梯度。
圖ll表示了圖8和9的組件的等距視圖，特別表示了從動(dòng)轉(zhuǎn)子套 筒160 (如前所述)與圖8的最終殼體的內(nèi)部80之間的關(guān)系。更具體 地說，圖11表示了當(dāng)?shù)撞棵芊饧?0裝配在轉(zhuǎn)子端部8的端部凸起150 上時(shí)該底部密封件10的分解等距視圖。凸起150承載細(xì)長(zhǎng)鍵151，該 細(xì)長(zhǎng)鍵151與在環(huán)形分開套筒153、凸緣154的內(nèi)表面上的鍵槽152 匹配，凸緣154抵靠轉(zhuǎn)子端部8的外端155。因此，套筒153固定在 旋轉(zhuǎn)端部8上，且它在本體30內(nèi)鄰近槽47的內(nèi)部槽脊51處(圖5 和6)旋轉(zhuǎn)。環(huán)形環(huán)132封閉狹槽71，同時(shí)環(huán)形環(huán)130關(guān)閉狹槽61(未 示出)，它們都以流體密封方式?？?56是熱電偶口?？?57是起升螺 檢孔，用于當(dāng)從機(jī)器1上拆卸密封件10時(shí)將凸緣31從板18抬起。更 大直徑孔158是用于將密封件10固定至板18上的螺栓孔，這樣，當(dāng) 轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封件10可以在機(jī)器1的工作過程中提供它的密封功 能。
螺栓160是夾持裝置，用于將兩半匹配密封件(節(jié)段)連接在一 起以便形成環(huán)繞旋轉(zhuǎn)套筒153的最終密封件10殼體。螺栓161是夾緊 螺釘，用于以密封方式使分開套筒153的相對(duì)端162和163固定成相 互抵靠，以便形成環(huán)繞凸起150的整個(gè)周邊延伸的單件環(huán)形套筒部件。 管配件165用于與狹槽60和61 (圖8)流體連通，用于使冷卻流體以 圖10所示的方式通過密封件10循環(huán)。
權(quán)利要求
1. 一種密封件殼體，其包括本體(30)，該本體有縱向軸線和橫向軸線，所述本體有沿所述縱向軸線穿過的孔，從而確定了所述殼體的縱向延伸內(nèi)表面和外表面，所述本體以及所述內(nèi)表面和外表面終止于第一和第二相對(duì)的橫向成形端部(43、44)，所述本體的所述第一端(44)有第一橫向狹槽(71)，所述本體的所述第二端(43)有隔開的第二和第三橫向狹槽(60、61)，所述第二和第三狹槽在所述本體中物理分離，所述第一狹槽以及所述第二和第三狹槽在所述本體中終止于相對(duì)的內(nèi)側(cè)端(70、72)，從而留下了在所述第一狹槽的所述內(nèi)側(cè)端以及所述第二和第三狹槽的所述相對(duì)內(nèi)側(cè)端之間的本體部分(73)，所述本體部分承載有多個(gè)間隔的孔(64)，這些間隔的孔在所述第一狹槽以及所述第二和第三狹槽之間延伸，且所述本體在它的外表面和所述第二狹槽(60)之間有至少一個(gè)口(37)以及在它的外表面和所述第三狹槽(61)之間有至少一個(gè)口(38)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述內(nèi)表面和外表面中的 至少一個(gè)承載有至少一個(gè)密封部件(46)，所述第一橫向狹槽縱向伸入 所述本體中，并沿所述第 一端的所述橫向輪廓橫向于所述本體延伸， 所述第二和第三橫向狹槽縱向伸入所述本體中，并沿所述第二端的所述橫向輪廓橫向于所述本體延伸，所述第二和第三狹槽并不以橫向方 式相互流體連通，第一組的多個(gè)所述孔(63)在所述第一狹槽和所述 第二狹槽之間形成第一流體連通，第二組的多個(gè)不同孔(64)在所述 第一狹槽和所述第三狹槽之間形成第二流體連通，其中，第二流體連 通獨(dú)立于所述第一流體連通，因此，通過所述第一和第二口中的一個(gè) 而進(jìn)入所述本體的流體通過一組所述孔進(jìn)入所述第 一槽中，并從所述 笫一槽通過另 一組所述孔而返回達(dá)到出口孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述第一橫向狹槽在所述 第一橫向成形端的較大部分上延伸，所述第二橫向狹槽在所述第二橫 向成形端的一端的較小部分上延伸，所述第三橫向狹槽在所述第二橫向成形端的、并不由所述第二橫向狹槽覆蓋的其余部分的較大部分上 延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述第一橫向狹槽在所述 第一端的基本全部所述輪廓上延伸，所述第三橫向狹槽在所述第二橫 向成形端的、并不由所述第二狹槽覆蓋的基本全部所述其余輪廓上延 伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述間隔的孔布置成第一 和第二組，各組包含多個(gè)所述孔，所述第一組孔只在所述第二橫向狹 槽和所述第一橫向狹槽的相對(duì)部分之間延伸，所述第二組孔只在所述 第三橫向狹槽和所述第一狹槽的相對(duì)部分之間延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼體，其中所述孔基本沿所述縱向軸 線延伸，并基本相互平行，所述第二組孔包括在所述第一和第二組孔 中的全部孔的大部分，因此，通過在所述第三橫向狹槽中的所述口引 入所述殼體內(nèi)的流體充裝所述第三橫向狹槽，當(dāng)所述流體到達(dá)與所述 笫三橫向狹槽連通的孔時(shí)，它從所述狹槽通過所述孔進(jìn)入所述第一橫 向狹槽，直到所述流體充滿該第一橫向狹槽，當(dāng)所述流體到達(dá)與所述 第二橫向狹槽連通的孔時(shí)，它通過所述孔進(jìn)入所述笫二橫向狹槽，在充裝所述第二橫向狹槽之后，所述流體通過在所述第二橫向狹槽中的 所述口從所述殼體中出來。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的殼體，其中在所述笫三橫向狹槽中的 所述口位于所述第三橫向狹槽的、最遠(yuǎn)離所述第二橫向狹槽的端部附 近，在所述第二橫向狹槽中的所述口位于所述第二橫向狹槽的、最遠(yuǎn) 離所述第三橫向狹槽中的所述口的端部附近。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述本體的所述內(nèi)表面環(huán) 繞它的周邊承載有橫向延伸槽(47)，所述槽布置在所述第一和第二相 對(duì)^t向成形端部的中間，且所述本體承載有在所述本體的所述外部和 所述槽之間的至少一個(gè)口 (36)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述密封件殼體被分段， 所述殼體的各所述節(jié)段包括所述第一、第二和第三橫向狹槽以及連通孔，這樣，當(dāng)所述節(jié)段連接在一起時(shí)，它們形成最終密封件殼體，該 最終密封件殼體有多組具有伴隨孔的第一、第二和第三橫向狹槽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述第一和第二相對(duì)橫 向成形端的輪廓為弓形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的殼體，其中所述輪廓基本為圓形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中所述殼體用于熔融聚合 物混合器/擠出機(jī)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的殼體，其中所述密封部件由多個(gè)螺 旋槽(46)組成，各槽的橫截面為弓形。
14. 一種密封件殼體節(jié)段，其包括本體，該本體有縱向軸線和橫 向軸線，所述本體有沿所述縱向軸線穿過的孔，從而確定了所述節(jié)段 的縱向延伸內(nèi)表面和外表面，所述本體以及所述內(nèi)表面和外表面終止 于第一和第二相對(duì)橫向成形端部，所述本體的所述第一端有第一橫向 狹槽，所述本體的所述第二端有第二和第三間隔的橫向狹槽，所述第 二和第三狹槽在所述本體中相互物理分離，所述第一狹槽以及所述第 二和第三狹槽在所述本體中終止于相對(duì)的內(nèi)側(cè)端，從而在所述第一狹 槽的所述內(nèi)側(cè)端以及所述第二和第三狹槽的所述相對(duì)內(nèi)側(cè)端之間留下 了本體部分，所述本體部分承載有多個(gè)間隔的孔，這些間隔的孔在所 述第一狹槽以及所述第二和第三狹槽之間延伸，所述本體在它的外表 面和所述第二狹槽之間有至少一個(gè)口 ，在它的外表面和所述第三狹槽 之間有至少一個(gè)口 。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)密封件殼體有相對(duì)端(43、44)、在一個(gè)相對(duì)端處的第一流體引導(dǎo)狹槽(71)、在另一相對(duì)端處的一對(duì)隔開的流體引導(dǎo)狹槽(60、61)、以及多組孔(64)，這些孔(64)使第一流體引導(dǎo)狹槽(71)與該對(duì)流體引導(dǎo)狹槽(60、61)連接，殼體有螺旋推回槽，該槽為弓形截面。
文檔編號(hào)F16J15/40GK101479510SQ200780024627
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者D·T·莫爾德特, J·E·泰勒, S·塞拉尼 申請(qǐng)人:伊奎斯塔化學(xué)有限公司;得安德化學(xué)技術(shù)有限公司