用于粘性介质的齿轮泵制造技术

本发明专利技术涉及用于粘性介质的齿轮泵。一种用于移动弹性材料的齿轮泵，包括：壳体、第一斜齿轮、第二斜齿轮和驱动机构。壳体具有第一和第二侧板、内齿轮腔、与腔连通的材料入口和与腔连通的材料出口。第一斜齿轮设置在腔内。第一斜齿轮围绕第一旋转轴线可旋转地安装到壳体。第二斜齿轮设置在腔内，第二斜齿轮围绕第二旋转轴线可旋转地安装到壳体。第二斜齿轮接合第一斜齿轮而使得第一斜齿轮沿第一方向的旋转影响第二斜齿轮沿相反的第二方向的旋转。第一旋转轴线平行于第二旋转轴线。驱动机构直接驱动第一斜齿轮旋转并同时间接驱动第二斜齿轮旋转。第一和第二斜齿轮的旋转将弹性材料从材料入口传输到材料出口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮计量泵，特别是涉及一种用于将预定量的复合弹性材料从挤出器的出口移动到成形模中的齿轮计量泵。
技术介绍
齿轮泵在塑料和纤维产业中是公知的并广泛应用。齿轮泵通常通过在具有输入进料口和输出排料口的紧合壳体内封装一组两个啮合齿轮而制成。输入流体材料填充齿轮齿间的空间，当齿轮转动时，由于壳体与齿轮齿之间的紧公差，流体材料的体积元(volume element)滞留在相邻齿轮齿的侧面之间。该体积元通过相对齿的啮合被正向传输到壳体的排料口。这样，传统的齿轮泵被认为是正排量装置。传统的齿轮泵通常通过所提供服务而分类，例如计量、增压、流量输送，等等，也可通过所处理材料而分类，例如聚合物、低粘度液体、非粘滞性液体，等等。计量泵和压力泵是具有极小的内间隙的精密机器。聚合物计量泵主要被设计用于合成纤维挤出。输送泵常具有较大的间隙以实现高RPM时的低摩擦，并允许流体在出口端口被堵塞时滑回或渗回到进料口。这些传统的齿轮泵可包括循环安全阀，以防止压力过度累积。大多数传统的齿轮泵通过被泵送或被输送通过其中的流体进行润滑。正向压迫聚合物流体通过轴承的需要已通过目前在齿轮计量泵产业中存在的多种不同设计得以实现。一些这种传统的计量泵所具有的齿轮直径是轴直径的两倍或更大，使得通过齿轮端面对壳体侧壁的扭曲作用而形成泵送作用，从而提供在聚合物产业中被称为“领带”效应的效应。润滑物流动更多地依赖于间隙、泵速度和聚合物流变学，而不是依赖于压力，因而是自稳定的。传统的泵常常在组装后具有稍稍不足的间隙，因而初始侧壁的磨损是快速。不过，在齿轮面处的间隙增大使得泵送更多润滑剂，因而磨损速率减小。即使如此，传统的计量泵常常每隔几周就被拆卸进行清洁和维护。大多数传统的输送泵更多地依赖于内部压力将润滑聚合物压入轴承中。早期的齿轮泵允许小的润滑剂流通过轴承并漏到泵外。这不仅是不希望的，而且，随着在干燥或凝结时能轧住泵轴的危险的纤维纺纱溶剂和流体的出现而变得不可接受。于是，开发出完全的轴密封，并且泵在内部开有端口以使轴承润滑剂返回到进给流中。被设计用于聚合物的传统的齿轮泵，特别是齿轮计量泵，难以拆卸以进行清洁和维护，这是因为各部件必须被设计用于高强度以及极紧密配合且常常通过由其输送的稠厚的聚合物保持在一起。对这些传统聚合物齿轮计量泵的维护常常需要各种扳手、槌棒、撬棒、齿轮拆卸器和手扳压机。很常见的是，单独的或备用泵需要进行维护以恢复生产，而同时另一齿轮泵从生产线上被取下进行维护。在挤出将在此后被组装到轮胎中的构形时所遇到的特有问题是，必须使用多种不同的弹性复合物。为了避免一种复合物与另一种复合物之间的污染，挤出管线可能每天被清洁二十次或更多次。一个传统的泵包括很粘且略具弹性的高分子量弹性聚合物复合物，-->由此形成极大的挤出压力和应力。这样的复合物将包含固体增强颗粒，例如碳和/或二氧化硅，这使其具有摩擦性并增大其粘度。所述复合物也可包含固化剂，其使得所述复合物热固(硬化)并焦化敏感。在剪切停止时，所述复合物可进一步呈现出固体的性能。这些性能使这样的复合物难以用于齿轮计量泵。作为润滑剂穿过齿轮计量泵的这种复合弹性材料的循环不令人满意，这是由于前述的性能所致，特别是由于存在所述复合物硬化并阻塞用于使润滑剂流传输返回主进给流通过的通道和端口的风险所致。同样，在开始时润滑是不确定的，特别是当挤出头是空的或初始润滑剂的量不足以正常润滑轴承时。齿轮计量泵、特别是用于计量复合弹性材料的齿轮计量泵中的另一问题在于，对于啮合齿轮的动力驱动轴使用刚性密封，当复合弹性材料从齿轮泵壳体引出时，产生相当严重的热量问题。产生的这种热量在挤出大多数纤维和膜时不成问题，不过在所述材料是这种复合弹性材料时是严重的问题。控制复合物的温度至关重要，从而确保其处于足够高的温度下以挤出通过相邻模具，而又不会温度过高而导致局部硬化。已发现，轴密封可提供差不多50％的热量，这些热量被加到由泵的啮合齿轮计量的复合物中，因而加剧了热量控制问题。此外，转子可被水冷以实现更好的复合物温度控制。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于移动弹性材料的齿轮泵，其包括：壳体、第一斜齿轮、第二斜齿轮和驱动机构。壳体具有第一和第二侧板、内齿轮腔、与所述腔连通的材料入口和与所述腔连通的材料出口。第一斜齿轮设置在所述腔内。所述第一斜齿轮围绕第一旋转轴线可旋转地安装到所述壳体。第二斜齿轮设置在所述腔内，所述第二斜齿轮围绕第二旋转轴线可旋转地安装到所述壳体。所述第二斜齿轮接合所述第一斜齿轮而使得所述第一斜齿轮沿第一方向的旋转影响所述第二斜齿轮沿相反的第二方向的旋转。所述第一旋转轴线平行于所述第二旋转轴线。驱动机构直接驱动所述第一斜齿轮旋转并同时间接驱动所述第二斜齿轮旋转。所述第一和第二斜齿轮的旋转将所述弹性材料从所述材料入口传输到所述材料出口。根据本专利技术的另一方案，第一和第二轴承组件紧固到所述壳体的第一和第二侧板，用于将所述第一和第二斜齿轮可旋转地安装到所述腔内。根据本专利技术的又一方案，流体压力缸安装到所述壳体，用于允许从外部通入所述腔。根据本专利技术的再一方案，所述第一斜齿轮围绕第一轴旋转，所述第二斜齿轮围绕第二轴旋转，所述第一轴被可旋转地安装到所述壳体的第一侧板，所述第二轴被可旋转地安装到所述壳体的第二侧板，并且所述第一侧板设置在所述壳体的相对侧上而离开所述第二侧板。根据本专利技术的再一方案，所述第一轴是驱动轴，其可操作地连接到所述用于正向旋转所述第一轴的机构；所述第二轴是惰轮轴，其通过所述第一和第二斜齿轮的啮合而由所述第一轴驱动。附图说明例示出申请人已想到的采用本专利技术原理实现的最佳模式的本专利技术的优选实施例-->在以下描述中阐释并在附图中显示，且在所附权利要求书中特别地和明确地提出和阐明。图1是传统的包含齿轮泵的粘性介质挤出系统的示意图；图2是根据本专利技术的用于诸如图1所示系统的系统中的齿轮泵的示意性立体图；图3是粘性介质流动通过图2所示泵的齿轮的示意图；图4是图2所示泵的截面图；和图5是类似于图4的截面图，其中所示泵处于开启位置。具体实施方式根据本专利技术的齿轮泵使用两个转子用于聚合物传输。这两个转子分别具有从齿轮泵相对侧延伸的轴。每个转子具有与另一斜齿轮啮合的斜齿轮。仅有一个转子被驱动，以将聚合物(例如橡胶、塑料)从入口传输到出口侧。相互啮合的各斜齿轮的轴线相互平行，使得两个斜齿轮的齿并行。仅有其中一个斜齿轮被主动驱动。传统的具有转子的齿轮轴受限于可能的扭矩传递量。轴直径是齿轮面上的齿腔的根部。轴直径增大不会使转子的强度增大。进一步地，传统的齿轮泵受限于齿轮上的弯曲力、压力等，而齿轮上的弯曲力、压力限制用于更新的、更具韧性的和更硬的复合物的泵的通过量。斜齿轮的轴直径比传统轴的直径大得多。因此，斜齿轮可传递更高的扭矩负载。高粘性介质的使用越来越多，由此将传统的两转子齿轮泵推向其极限甚至超出极限。这样，根据本专利技术的齿轮泵斜齿轮可允许处理高粘性介质，而不会超出最大扭矩极限。图1例示出示例性挤出系统10，用于生产挤出的弹性复合物的精确构形条2，精确构形条2在离开挤出模具3之后通过动力驱动传送器4运送以进行冷却，并转移到储存器或工作站。根据本专利技术的齿轮泵1可安装在挤出头5的入口与喂料挤出机6的出口之间。喂料挤出机6可具有各种设计和构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于移动弹性材料的齿轮泵，其特征在于：壳体，其具有第一和第二侧板、内齿轮腔、与所述腔连通的材料入口和与所述腔连通的材料出口；第一斜齿轮，其设置在所述腔内，所述第一斜齿轮围绕第一旋转轴线可旋转地安装到所述壳体；第二斜齿轮，其设置在所述腔内，所述第二斜齿轮围绕第二旋转轴线可旋转地安装到所述壳体，所述第二斜齿轮接合所述第一斜齿轮而使得所述第一斜齿轮沿第一方向的旋转影响所述第二斜齿轮沿相反的第二方向的旋转，所述第一旋转轴线平行于所述第二旋转轴线；用于直接驱动所述第一斜齿轮旋转并同时间接驱动所述第二斜齿轮旋转的机构；所述第一和第二斜齿轮的旋转将所述弹性材料从所述材料入口传输到所述材料出口。

【技术特征摘要】
US 2009-8-10 12/5381901.一种用于移动弹性材料的齿轮泵，其特征在于：壳体，其具有第一和第二侧板、内齿轮腔、与所述腔连通的材料入口和与所述腔连通的材料出口；第一斜齿轮，其设置在所述腔内，所述第一斜齿轮围绕第一旋转轴线可旋转地安装到所述壳体；第二斜齿轮，其设置在所述腔内，所述第二斜齿轮围绕第二旋转轴线可旋转地安装到所述壳体，所述第二斜齿轮接合所述第一斜齿轮而使得所述第一斜齿轮沿第一方向的旋转影响所述第二斜齿轮沿相反的第二方向的旋转，所述第一旋转轴线平行于所述第二旋转轴线；用于直接驱动所述第一斜齿轮旋转并同时间接驱动所述第二斜齿轮旋转的机构；所述第一和第二斜齿轮的旋转将所述弹性材料从所述材料入口传输到所述材料出口。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：C恩德勒斯，GR伯格，
申请(专利权)人：固特异轮胎和橡胶公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]