JP3155367B2 - Kneading machine rotor shaft sealing device - Google Patents
Kneading machine rotor shaft sealing deviceInfo
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、混練機のロータ軸封装
置に係り、プラスチック、ゴム、食品等の混練乃至押出
に利用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for sealing a rotor shaft of a kneader, and is used for kneading or extruding plastics, rubber, foods and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラスチック、ゴム等の混練機における
ロータにおいては、その排出端に溶融した混練材料の圧
力がかかるため、その混練材料が軸方向に洩れないよう
軸封が必要である。このため、ロータ軸の排出側端に、
外周に排出方向と逆方向に捩じれたスクリュフライトを
有するビスコシールを形成し、このビスコシールをチャ
ンバの排出側に設けたアウトサイドスリーブに回転自在
に挿通することにより、そのアウトサイドスリーブとの
間でスクリュー溝を形成し、このスクリュー溝のポンピ
ング作用で混練材料を押し返すようにした技術が提案さ
れている (実開昭57−184363号、実開昭58−58146 号、
実開昭58−63462 号等参照) 。2. Description of the Related Art In a rotor of a kneading machine made of plastic, rubber, or the like, a pressure of a molten kneading material is applied to a discharge end of the rotor. Therefore, it is necessary to seal the shaft so that the kneading material does not leak in an axial direction. For this reason, at the discharge side end of the rotor shaft,
A visco-seal having a screw flight twisted in the opposite direction to the discharge direction is formed on the outer periphery, and this visco-seal is rotatably inserted into an outside sleeve provided on the discharge side of the chamber, so as to be in contact with the outside sleeve. A technique has been proposed in which a screw groove is formed in such a way that the kneading material is pushed back by the pumping action of the screw groove (Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-184363, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-58146,
See Japanese Utility Model Application Laid-open No. 58-63462).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図３および図４を参照
して上記従来の技術の課題を説明する。すなわち、1 は
アウトサイドスリーブ、2 はフライトチップ2Aを有する
ビスコシールであり、長期間運転するとフライトチップ
2Aが摩耗してクリアランスδが大きくなり、該クリアラ
ンスδでの圧力流により混練材料が洩れやすくなる。Problems to be solved by the prior art will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. That is, 1 is an outside sleeve, 2 is a visco seal having a flight tip 2A,
2A wears and the clearance δ increases, and the kneaded material tends to leak due to the pressure flow at the clearance δ.
【０００４】一方、当該ビスコシール2 が混練材料を押
し返す流量Ｑは、次の数１によって算出することができ
る。On the other hand, the flow rate Q at which the visco seal 2 pushes back the kneading material can be calculated by the following equation (1).
【０００５】[0005]
【数１】 (Equation 1)
【０００６】上式において、推進流項αは数２の通りで
ある。[0006] In the above equation, the propulsion flow term α is as shown in Equation 2.
【０００７】[0007]
【数２】 (Equation 2)
【０００８】スクリュー溝内の圧力流項βは数３の通り
である。The pressure flow term β in the screw groove is as shown in Equation 3.
【０００９】[0009]
【数３】 (Equation 3)
【００１０】フライトクリアランスの圧力流項γは数４
の通りである。[0010] The pressure flow term γ of the flight clearance is
It is as follows.
【００１１】[0011]
【数４】 (Equation 4)
【００１２】 但し、 μ ： 粘度 ΔＰ／Ｌ： 圧力勾配 ｈ ： 溝深さ ｗ ： 溝幅 ｅ ： フライト幅 δ ： フライトクリアランス Ｄ ： スクリュー外径 Ｎ ： 回転数 φ ： ねじれ角Where, μ: viscosity ΔP / L: pressure gradient h: groove depth w: groove width e: flight width δ: flight clearance D: screw outer diameter N: rotation number φ: twist angle
【００１３】ところで、この種の溶融樹脂を混練するた
めの混練機において、高混練性を得る運転の場合（すな
わち、混練室内の圧力を通常よりも高めて強く混練する
場合）には、ΔＰを大きくする必要があり、また、シー
ル性を高めるためには、早く圧力を低下させるためにＬ
を短くする必要がある。そうすると、強練り時における
ビスコシール2 の圧力勾配ΔP/Ｌは、実際には図３の実
線ｂのようになるのに、従来では、ビスコシール2 の軸
方向における圧力勾配ΔP/Ｌを図３の仮想線ａのように
なると考えて、αＮ−β・ΔＰ／μＬを最大にするよう
な一定の溝深さｈを採用していた。By the way, in a kneader for kneading this kind of molten resin, in the case of an operation for obtaining high kneading properties (that is, in the case where the pressure in the kneading chamber is higher than usual and the kneading is performed strongly), ΔP is set to ΔP. It is necessary to increase the pressure, and in order to enhance the sealing performance, L
Need to be shorter. Then, the pressure gradient ΔP / L of the Visco seal 2 at the time of stiffening is actually as shown by the solid line b in FIG. 3, but conventionally, the pressure gradient ΔP / L in the axial direction of the Visco seal 2 is shown in FIG. Therefore, a constant groove depth h which maximizes αN−β · ΔP / μL was adopted.
【００１４】このため、従来では、高混練性を得る運転
を行った場合に、前記押し返し流量Ｑの算出式のうち、
背圧流βの項が大きくなって当該流量Ｑが減少し、ビス
コシール2 による混練材料の押し返し流量Ｑをさほど大
きくとることができず。当該ビスコシール2 による適切
な軸封作用を確保できないことがあった。そこで、本発
明は、高混練性を得る運転を行う場合でもビスコシール
による混練材料の押し返し流量を低減させないようにし
て、ビスコシールによる軸封をより確実にすることを目
的とするものである。For this reason, conventionally, when an operation for obtaining high kneading properties is performed, the following formula is used for calculating the reciprocating flow rate Q.
The term of the back pressure flow β is increased and the flow rate Q is reduced, and the flow rate Q of pushing back the kneaded material by the visco seal 2 cannot be made so large. In some cases, a proper shaft sealing action by the Visco Seal 2 cannot be secured. In view of the above, an object of the present invention is to make sure that the shaft sealing by the visco-seal is performed more reliably so as not to reduce the flow rate of the kneaded material that is pushed back by the visco-seal even when the operation for obtaining high kneading properties is performed.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融した混練
材料を排出側に送るロータ軸10の排出側端に、アウトサ
イドスリーブ12内に回転自在に挿通されたビスコシール
11が設けられ、このビスコシール11の外周面に、前記溶
融した混練材料を軸封すべく前記アウトサイドスリーブ
12に対するフライトクリアランスが一定でかつ排出方向
と逆方向に捩じれたスクリュフライト11B が形成されて
いる混練機のロータ軸封装置において、前述の目的を達
成するために、次の技術的手段を講じている。According to the present invention, there is provided a viscous seal rotatably inserted into an outside sleeve 12 at the discharge end of a rotor shaft 10 for feeding a molten kneaded material to a discharge side.
The outside sleeve is provided on an outer peripheral surface of the visco-seal 11 so as to axially seal the molten kneaded material.
In the rotor shaft sealing device of the kneading machine in which the screw flight 11B in which the flight clearance with respect to 12 is constant and twisted in the direction opposite to the discharge direction is formed, the following technical measures are taken in order to achieve the above-mentioned object. I have.
【００１６】すなわち、請求項１に係る本発明は、前記
ビスコシール11は、前記スクリュフライト11B の前記ア
ウトサイドスリーブ12に対するフライトクリアランスを
一定に保ったまま、そのスクリュフライト11B 間で構成
されるネジ溝11A の溝深さｈが圧力側14から大気側15に
向って大きくなるように形成されていることを特徴とす
るものである。That is, in the present invention according to claim 1, the screw formed between the screw flights 11B while the flight clearance of the screw flights 11B with respect to the outside sleeve 12 is kept constant. The groove 11A is characterized in that the groove depth h is formed so as to increase from the pressure side 14 to the atmosphere side 15.
【００１７】また、請求項２に係る本発明は、前述の請
求項１において、前記ビスコシール11は、そのスクリュ
フライト11B 間で構成されるネジ溝11A の溝幅W が圧力
側14から大気側15に向って大きくなるように形成されて
いることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the visco-seal 11 is such that the width W of the thread groove 11A formed between the screw flights 11B is changed from the pressure side 14 to the atmosphere side. It is characterized in that it is formed so as to increase toward 15.
【００１８】[0018]
【作用】高混練性を得る運転を行った場合には、圧力勾
配ΔP/Ｌが大きくなり、前記押し返し流量Ｑの算出式に
おいてα項に比べてβ項の影響が大きくなる。この点、
本発明では、ネジ溝11A の溝深さｈが圧力側14から大気
側15に向って大きくなっていて、圧力側14では溝深さｈ
が比較的小さくなっているので、β項はｈ3 で効くため
ｈを小さくすることでβ項を小さくなり、その結果、押
し返し流量Ｑの低減が抑えられる。When the operation for obtaining the high kneading property is performed, the pressure gradient ΔP / L becomes large, and the influence of the β term becomes larger than the α term in the formula for calculating the pushing-back flow rate Q. In this regard,
In the present invention, the groove depth h of the thread groove 11A increases from the pressure side 14 toward the atmosphere side 15, and the groove depth h on the pressure side 14 is increased.
Is relatively small, the β term is effective at h 3 , and therefore the β term is reduced by reducing h, and as a result, the reduction of the reciprocating flow rate Q is suppressed.
【００１９】一方、大気側15では圧力勾配ΔP/Ｌが小さ
いので、前記押し返し流量Ｑの算出式においてβ項に比
べてα項の影響が大きくなる（すなわち、大気側15では
背圧の影響よりも推進流の影響の方が支配的であ
る。）。この点、本発明では、ネジ溝11A の溝深さｈが
圧力側14から大気側15に向って大きくなっていて、大気
側15では溝深さｈが比較的大きくなっているので、大き
な推進流を得られるようにα項を大きくとることがで
き、その結果、押し返し流量Ｑが大きくなって混練材料
の洩れが抑えられる。On the other hand, since the pressure gradient ΔP / L is small on the atmosphere side 15, the influence of the α term is larger than the β term in the above formula for calculating the reciprocating flow rate Q (that is, the influence of the back pressure on the atmosphere side 15 is smaller than that of the back pressure). Is also more dominated by the effects of propulsion.) In this regard, in the present invention, the groove depth h of the thread groove 11A increases from the pressure side 14 to the atmosphere side 15, and the groove depth h is relatively large on the atmosphere side 15, so The α term can be made large so that a flow can be obtained. As a result, the pushback flow rate Q becomes large and the leakage of the kneaded material is suppressed.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を示し、
図１はその第１実施例を示しており、混練翼10A を具備
したロータ軸10の排出側端10B に、アウトサイドスリー
ブ12内に回転自在に挿通されたビスコシール11が設けら
れている。このビスコシール11の外周面には、溶融した
混練材料を軸封すべくアウトサイドスリーブ12に対する
フライトクリアランスが一定でかつ排出方向と逆方向に
捩じれたスクリュフライト11B が形成されており、この
スクリュフライト11B 間で形成されるネジ溝11A によ
り、当該ビスコシール11の外周の略全域に渡るスクリュ
ー溝13が形成されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which a viscco seal 11 rotatably inserted into an outside sleeve 12 is provided at a discharge end 10B of a rotor shaft 10 having a kneading blade 10A. A screw flight 11B having a constant flight clearance with respect to the outside sleeve 12 and twisted in the direction opposite to the discharge direction is formed on the outer peripheral surface of the visco seal 11 to seal the molten kneaded material. The screw groove 11A formed between the 11B forms a screw groove 13 over substantially the entire outer periphery of the visco seal 11.
【００２１】なお、スリーブ12には冷熱媒のジャケット
12A が形成されている。前記ビスコシール11のネジ溝11
A における溝深さｈは圧力側14から大気側15に向って大
きく形成されている。すなわち、既述したＱの式におい
て、ΔP/Ｌが大きいほどα項に比べてβ項の影響が大き
い。The sleeve 12 has a jacket of a cooling medium.
12A is formed. Screw groove 11 of the Visco seal 11
The groove depth h at A is larger from the pressure side 14 to the atmosphere side 15. That is, in the above-described equation of Q, the greater the ΔP / L, the greater the effect of the β term compared to the α term.
【００２２】β項は溝深さｈのｈ3 で効くため、ｈを小
さくすることはβ項を小さくするので結果的にＱが大き
くなる。一方、大気側はΔP/Ｌが小さいのでβ項に比べ
てα項の影響が大きい。つまり、ｈが大きいほどＱは大
きくなるのである。図２は本発明の第２実施例を示して
おり、圧力側より大気側の溝深さｈを大きくするととも
に、圧力側の溝幅ｗを小さくして大気側のｗを大きくし
たもので、より一層の軸封効果を図っている。Since the β term is effective at h 3 of the groove depth h, reducing h decreases the β term, so that Q increases. On the other hand, since ΔP / L is small on the atmosphere side, the influence of the α term is greater than that of the β term. That is, Q increases as h increases. FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which the groove depth h on the atmosphere side is increased from the pressure side, and the groove width w on the pressure side is reduced to increase w on the atmosphere side. The shaft sealing effect is further improved.
【００２３】なお、第１・２実施例において、ビスコシ
ールの後に、補助手段としてグランドパッキン等を取付
けて軸封をさらに強固なものとしてもよい。In the first and second embodiments, a gland packing or the like may be attached as an auxiliary means after the visco seal to further strengthen the shaft seal.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、スクリュフライト11B
間で構成されるネジ溝11A の溝深さｈが圧力側14から大
気側15に向って大きくなるように形成されているので、
高混練性を得る運転を行った場合に圧力勾配ΔP/Ｌが大
きくなる圧力側14においては溝深さｈが比較的小さくな
り、背圧流項βが大きくなることに伴う押し返し流量Ｑ
の低減が抑えられ、しかも、高混練性を得る運転を行っ
た場合に圧力勾配ΔP/Ｌが小さくなる大気側においては
溝深さｈが比較的大きくなり、推進流項αを大きくする
ことができて押し返し流量Ｑを増大させることができ、
これらの相乗効果によって、高混練性を確保しつつ混練
材料の洩れを抑えることができる。According to the present invention, the screw flight 11B is provided.
Since the groove depth h of the thread groove 11A formed between them is formed so as to increase from the pressure side 14 to the atmosphere side 15,
On the pressure side 14 where the pressure gradient ΔP / L increases when the operation for obtaining high kneading properties is performed, the groove depth h is relatively small, and the backflow rate Q associated with the increase in the back pressure flow term β is increased.
The groove depth h is relatively large on the atmosphere side where the pressure gradient ΔP / L is small when the operation for obtaining high kneading properties is performed, and the propulsion flow term α can be increased. And the return flow Q can be increased,
By these synergistic effects, leakage of the kneading material can be suppressed while ensuring high kneading properties.
【図１】第１実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment.
【図２】第２実施例の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment.
【図３】軸方向の圧力勾配を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a pressure gradient in an axial direction.
【図４】ビスコシールとアウトサイドスリーブの関係図
である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a visco seal and an outside sleeve.
10 ロータ軸 11 ビスコシール 11A ネジ溝 12 アウトサイドスリーブ ｈ ネジ溝深さ 10 Rotor shaft 11 Visco seal 11A Screw groove 12 Outside sleeve h Screw groove depth
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−5438（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−184363（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−123755（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29B 7/00 - 7/94 F16J 15/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (56) References JP-A-51-5438 (JP, A) JP-A 57-184363 (JP, U) JP-A 50-123755 (JP, U) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) B29B 7 /00-7/94 F16J 15/44
Claims (2)
軸(10)の排出側端に、アウトサイドスリーブ(12)内に回
転自在に挿通されたビスコシール(11)が設けられ、この
ビスコシール(11)の外周面に、前記溶融した混練材料を
軸封すべく前記アウトサイドスリーブ(12)に対するフラ
イトクリアランスが一定でかつ排出方向と逆方向に捩じ
れたスクリュフライト(11B) が形成されている混練機の
ロータ軸封装置において、前記ビスコシール(11)は、前記スクリュフライト(11B)
の前記アウトサイドスリーブ(12)に対するフライトクリ
アランスを一定に保ったまま、そのスクリュフライト(1
1B) 間で構成される ネジ溝(11A) の溝深さ (ｈ) が圧力
側(14)から大気側(15)に向って大きくなるように形成さ
れていることを特徴とする混練機のロータ軸封装置。1. A rotating shaft (10) for feeding the melted kneaded material to a discharge side is wound inside an outside sleeve (12).
A rotatable visco-seal (11) is provided.
On the outer peripheral surface of the visco seal (11), the molten kneaded material is
Flange the outside sleeve (12) to seal the shaft.
Screw clearance is constant and opposite to the discharge direction
In the rotor shaft sealing device of the kneader in which the formed screw flight (11B) is formed , the visco seal (11) is connected to the screw flight (11B).
Flight clearance against the outside sleeve (12)
While maintaining Alance, the screw flight (1
Groove depth 1B) comprised between the thread groove (11A) (h) is kneader, characterized in that it is formed from a pressure side (14) so as to increase toward the atmosphere side (15) Rotor shaft sealing device.
フライト(11B) 間で構成されるネジ溝(11A) の溝幅(W)
が圧力側(14)から大気側(15)に向って大きくなるように
形成されていることを特徴とする請求項１記載の混練機
のロータ軸封装置。2. The screw according to claim 1, wherein said screw is a screw.
Width (W) of thread groove (11A) formed between flights (11B )
There pressure side (14) kneader rotor shaft sealing apparatus according to claim 1, characterized in that it is <br/> formed to be larger toward the atmosphere side (15) from.
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- 1992-09-04 JP JP23735492A patent/JP3155367B2/en not_active Expired - Fee Related
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